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重症社区获得性肺炎(SCAP)患者病死率为25%~50%,病原学诊断是治疗SCAP的基石,但仍有超过一半的患者无法通过常规检测得到病原学诊断。随着免疫抑制人群的增多及广谱抗感染药物的应用,各种非典型病原体感染及混合感染越来越多,对病原学检测提出了更高的要求。
宏基因组测序(mNGS)已逐渐成为最有应用前景的病原学分子诊断技术之一,被广泛应用。然而,mNGS结果如何判读这一问题日益突出。目前,mNGS的测序及生物信息分析技术并无统一标准,不同人群的背景微生物特征亦有显著差异,微生物自身特点也导致检出敏感度不同,因此,很难确定阳性或阴性的标准阈值。常用来辅助判读的指标包括序列数、相对丰度、覆盖度及测序深度等,其中序列数的表达算法又有不同,如严格比对序列数、标准化序列数、每百万序列数、每千万序列数等。此外,呼吸道微生物组成尤为复杂,不同呼吸道标本[咽拭子、痰、支气管肺泡灌洗液(BALF)、肺组织等]的微生物组特征本就存在差异,受人源序列的影响也不尽相同,其mNGS检测结果的价值和解读也会受到相应的影响。因此,不能用单一、绝对的标准来判断所有的mNGS结果,临床特征始终是核心要素,注重mNGS结果与临床特征相结合的解读模式是本文的核心观点。综上,本文不对mNGS的具体阈值进行定义,而强调遵循临床诊断思路,结合临床特征(包括影像学及实验室检查)、宿主因素、流行病学史及治疗经过,对mNGS结果进行临床判读,以确定所检出微生物是致病、定植或污染。参照文献资料及临床实践中微生物检出情况,表1列出了mNGS检测SCAP患者BALF标本中的常见下呼吸道微生物,以供参考。
参照文献资料及临床实践中微生物检出情况,以下分别列出mNGS检出结果中常见致病细菌、机会性致病细菌及定植细菌,并将mNGS检出敏感度较低,但可能有特殊临床意义的细菌单独阐述。
mNGS对SCAP常见致病细菌的检出敏感度较高(结核分枝杆菌除外),结果为阴性时,有较好的阴性预测价值(需注意除外标本质量不合格或采样前抗感染药物使用时间较长的情况)。包括:肺炎链球菌、金黄色葡萄球菌、肺炎克雷伯菌、铜绿假单胞菌、流感嗜血杆菌、大肠埃希菌、卡他莫拉菌等。mNGS检测阳性时,亦有定植或污染可能,尽量结合BALF的涂片检查进行综合判断。
此类细菌是下呼吸道正常微生态菌群,一般不导致感染,但存在经误吸引起肺脓肿的可能。当mNGS检出此类细菌的序列数较多、相对丰度较高时需谨慎判读。如存在误吸高危因素,临床表现符合肺脓肿,同时涂片染色证实标本合格亦发现此类细菌时,可考虑致病可能。包括:普雷沃菌属、弯曲菌属、韦荣球菌属、葡萄球菌属(表皮葡萄球菌、溶血葡萄球菌、黏质葡萄球菌)、奈瑟菌属、卟啉单胞菌属、梭杆菌属、普氏杆菌属、龋齿罗氏菌、痤疮丙酸杆菌、微小变形杆菌、产氧克雷伯菌、变种克雷伯菌、异栖克雷伯菌、微小微单胞菌、副乳杆菌、干酪乳杆菌、枯草芽孢杆菌、微嗜氧戴阿李斯特菌、副血链球菌、流行嗜血杆菌、草绿色链球菌、假白喉棒杆菌等。
由于部分细菌核酸提取困难,检出敏感度较低,如结核分枝杆菌、布鲁氏菌等。此类细菌即使mNGS检出序列数较低,也不能除外致病菌的可能,需结合临床谨慎判读。
诺卡菌是条件致病菌,可导致肺部感染,临床表现不典型,诊断以病原学结果结合宿主高危因素为主。细胞免疫严重受损患者、慢性肺病患者、糖尿病患者和长期酗酒者都是高危人群。其中,鼻疽诺卡菌致病力最强,盖尔森基兴诺卡菌、巴西诺卡菌也可导致肺部感染。既往常规病原学检测难以检出诺卡菌,其感染率及致病力可能被低估。相对常规检测方式,mNGS对诺卡菌的检出有一定的优势,但也存在环境污染可能,需结合临床谨慎诊断。
结核分枝杆菌 结核分枝杆菌在下呼吸道不存在定植可能,一旦检出,即需要考虑感染可能。可将mNGS视为结核分枝杆菌的分子生物学检查之一,参照我国肺结核诊断标准(WS 288-2017)进行诊断。如临床怀疑结核感染,即使mNGS结果阴性,也不能除外感染可能,需联合抗酸染色涂片、培养及GeneXpert等其他检查手段。
非结核分枝杆菌 非结核分枝杆菌大部分为寄生菌,仅少部分对人体致病,属条件致病菌。高龄、免疫抑制、长期服用抗菌药物、肺部基础疾病、环境暴露如热水器及与淋浴器气溶胶接触人群都是易感人群。其中鸟-胞内分枝杆菌复合群、脓肿分枝杆菌、龟分枝杆菌、戈登分枝杆菌可导致肺部感染。mNGS结果可视为非结核分枝杆菌的分子生物学检测之一,但也存在环境污染可能,需参照临床指南,如患者具有临床表现、影像学证据,排除其他肺部疾病,参照《非结核分枝杆菌病诊断与治疗指南(2020年版)》符合1次BALF培养和(或)分子生物学检测阳性可诊断为NTM肺病。
布鲁氏菌可导致人畜共患的自然疫源性传染病。人群对布鲁氏菌普遍易感,与家畜接触频繁的职业是感染的高危人群。布鲁氏菌可出现抗体阳性,而mNGS结果阴性可能,建议采用去宿主技术后,再进行测序。mNGS如检出布鲁氏菌,应充分重视,但也存在环境污染可能。如满足临床表现及流行病学史,可参照我国2012版《布鲁氏菌病诊疗指南(试行)》及2017版《布鲁菌病诊疗专家共识》,完善布鲁氏菌特异性血清凝集试验,作为临床确诊依据。如无临床表现,仅有流行病学史及阳性结果,可视为隐性感染。需注意,布鲁氏菌感染需按照国家法定传染病进行处置,并根据当地卫生行政部门制定的报告程序上报,同时做好相应的防范隔离措施。
鼠疫耶尔森菌毒力很强并有高度传染性,即使mNGS检出1个序列数也需高度重视,按照国家法定传染病管理办法进行相应处置,尽快复核并采用其他方法验证。
节选自《重症社区获得性肺炎患者支气管肺泡灌洗液的宏基因组测序结果临床判读指导原则》
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