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呼吸机相关性肺炎（VAP）是全球范围内重症患者中最常见的一种院内感染。为了制定最佳的抗感染治疗方案，准确而快速地鉴定病原体是十分必要的。目前临床推荐优先使用广谱抗菌药物经验性治疗以避免延误治疗导致的不良预后。然而，广谱抗菌药物的过度应用往往与药物毒性引发的器官损伤、宿主菌群紊乱以及耐药菌株的生成息息相关。
目前一种相对可行的替代方案是检测患者或细菌代谢中分子表型变化。先前已经有部分研究者分析并研究了关于挥发性有机分子（VOC）在感染的早期诊断中的应用，包括相关基础设备、采样及分析技术以及适用的疾病。而部分研究也确实报道了对于感染患者呼出气体代谢组学的变化。
微生物挥发性有机分子（mVOC）是一类在微生物的生化过程中生成，反映细胞间信号以及细胞新陈代谢的物质。
在这项研究中，研究者对mVOC在诊断中的可能作用进行了测试。研究者首先将临床VAP常见病原菌进行培养——顶空实验以确定需要锁定的mVOC，然后将临床VAP患者的呼出气体中的化合物分别与培养阴性以及培养阳性组的化合物进行对比。实验中对照菌株设置为金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌、肺炎克雷伯菌以及大肠埃希菌，临床标本采集自2016至2018年4家医院的ICU患者共计89名。在临床考虑诊断为VAP的24小时内且在应用抗菌药物前获取患者的呼出气体以及肺泡灌洗液，肺泡灌洗液标本培养结果作为病原鉴定依据。培养顶空标本及患者呼气样本均由热脱附-气相色谱-质谱联用鉴定组成成分。
在数据结果中，肺泡灌洗液培养阳性组及肺泡灌洗液培养阴性组患者基础情况无明显差异，培养阳性组中分离菌株包括金黄色葡萄球菌（15株）、铜绿假单胞菌（8株）、大肠埃希菌（2株）、肺炎克雷伯菌（2株）以及其他病原菌（24株）。研究者总共分析了19种有机分子，其中丙酮和3-甲基丁醛水平在铜绿假单胞菌感染组与其余非铜绿假单胞菌感染组对比有明显的差异，而3-甲基丁醛和3-甲基丁酸水平在金黄色葡萄球菌感染组中明显高于非金黄色葡萄球菌感染组以及培养阴性组。另外，尽管在顶空对照组中没有证实，有9株能够代谢色氨酸的菌株（包括产酸克雷伯菌、流感嗜血杆菌以及大肠埃希菌）感染患者的呼出气体中有更丰富的吲哚。而克雷伯菌属感染组相较其余培养阳性或阴性组未见明显差异。研究者后续拟纳入更多已发现的mVOC对更多种类的病原进行检验。
研究中提及的对患者呼出气体中mVOC的检测，作为一种无创且相对快速的检查具有一定的临床意义，未来可能会作为一种临床筛检手段与常规病原学检测联合进行应用。
但mVOC的组成受环境影响较大，可变性较大，且部分mVOC为人体生理病理状态下的代谢产物，如文章中所涉及的丙酮等。因此对于检出后如何界定异常值范围需要进一步研究，同时由于该研究中顶空组采用了营养琼脂培养，可以考虑与采用血清培养基或与肺上皮细胞共培养这种相对接近体内环境的组进行对比评估。另外，该技术能否应用于对呼吸机自身的检测，从而争取将因呼吸机本身导致的院内感染防患于未然，这也可以作为一个研究的方向。
点评
VAP目前在临床发病率和致死率均很高，准确而快速地鉴定病原体是十分必要的。本文对患者呼出气体中mVOC的检测，并发现了某些化合物在特定细菌的阳性感染组和阴性组之间有差异，未来可能会作为一种临床筛检手段与常规病原学检测联合进行应用。但mVOC的组成受环境影响较大，可变性较大，需要更多科研人员进行深入研究，才有可能今后应用于临床检测。
摘译：高思焱
审校：赵旭
本文转发自华山抗生素所
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