宏基因組學檢測對肺部感染性疾病的診斷價值

張婷，李穎芝，高偉通訊作者

（1.暨南大學第二臨床醫學院，廣東深圳 510630；2.深圳市人民醫院呼吸科，廣東深圳 518020）

宏基因組測序（metagenomic sequencing）是利用高通量測序技術以及生物信息分析技術對樣品全部病原體進行基因測序分析。他能夠高效、快速、準確的獲得樣本中的全部微生物信息。隨著技術的不斷進步，宏基因組測序越來越多的用于臨床感染性疾病診治、傳染病病原體檢測預防等方面[1-4]。本文對我科送檢了宏基因測序的12例患者的13例樣本結果及臨床資料進行總結，現分析如下。

1 資料與方法

收集我科13例送檢了深圳華大基因檢測公司進行宏基因測序的患者檢測結果，臨床資料，包括年齡、性別、基礎疾病以及根據結果進行方案調整后的臨床轉歸。深圳華大基因檢測公司所采取的測序方法是基于宏基因組學的二代測序技術，它能全面覆蓋包括細菌、真菌、病毒和寄生蟲等7,000多種病原微生物。

2 結果

2.1 一般資料 12例患者中，有9例男性，3例女性，年齡34歲-89歲，平均年齡56歲，8例患者有基礎疾?。ńY締組織病3例，腎移植術后1例，結構性肺病2例，心血管疾病1例，惡性腫瘤1例），3例無基礎疾病，1例患者有流行病學因素（古文物愛好者）。

2.2 12 例患者宏基因檢測結果及治療轉歸 12例患者中共有9例患者檢測結果與臨床相符，其中5例患者按檢測結果調整治療方案后患者好轉出院，有4例患者盡管已明確病原體，并且病原體考慮與臨床相符，但患者最終死亡，還有4例患者檢測結果與臨床不相符。具體檢測情況見表1。

3 討論

不同的細菌需要不同的生長條件，因此臨床微生物實驗室里必須具備一系列的不同標本的處理流程，因此也需要精湛的技術人員。肺部感染性疾病的病原體也愈來愈復雜，隨著抗生素的廣譜使用，甚至濫用，各種體液標本的陽性培養率也很低，因此不依賴于微生物培養的病原菌診斷技術應運而生[5,6]。

我科送檢的這13例樣本中，其中有8例有基礎病，為免疫力低下人群，這類人群在出現感染時，往往感染重，病原菌復雜，易合并特殊病原體感染，這就給臨床用藥帶來極大的挑戰。特殊病原體的微生物培養往往較困難。本文中有2例患者檢出放線菌，1例患者檢出奴卡氏菌，這兩種菌引起的肺部感染在臨床上早期診斷率低，易誤診、漏診，主要原因是疾病本身缺乏特異性臨床表現，普通的微生物培養方法難檢出病原菌，放線菌培養通常是厭氧或微需氧環境，而奴卡氏菌為專性需氧，弱酸染色陽性，兩種菌對微生物的標本接種時間要求嚴格，通常需要床邊接種，對微生物鏡檢和培養技術要求高，普通革蘭氏染色難發現。而宏基因測序方法不依賴于微生物培養，直接從體液標本中提取DNA，得出樣本中的生物信息，通過與生物信息數據庫進行比對，獲得病原菌信息，指導臨床治療。本文中的3例患者使用相應的治療后，臨床病情均明顯好轉。本文中有3例重癥肺炎患者送檢了宏基因測序，并且均獲得了病原菌結果，僅1例同步送檢微生物培養獲得陽性檢查結果，其中2例按基因測序檢查結果給予相應的抗生素治療，臨床均獲得了明顯好轉，1例患者最終因病情過重而死亡。重癥肺炎是RICU中常見感染患者之一，盡早、積極有效的抗生素治療至關重要。但隨著當今社會抗生素的廣泛使用以及濫用，許多患者入院前已使用抗生素，這導致入院后體液標本微生物檢出率明顯下降，臨床上往往難獲得準確的微生物資料。而不依賴于微生物培養的宏基因測序方法能顯著提高微生物檢出率，有研究結果顯示宏基因測序法的微生物檢出率是傳統微生物培養方法的2.4倍[7]。

表1 12例樣本宏基因組檢測結果及患者臨床轉歸

在檢測陽性的標本中，有3例檢出巨細胞病毒（CMV），均為有基礎病患者，此3例患者均同時給予抗病毒治療，臨床轉歸良好。宏基因測序方法可以同時對細菌和DNA病毒進行檢測，這也是傳統方法無法達到。宏基因組測序在病毒檢測中顯示的優勢目前也有很多文獻報道，但如果臨床懷疑RNA病毒感染則需要另送標本，檢測成本明顯升高[8-10]。盡管宏基因組方法顯現出了諸多檢測優勢，但對于肺部標本也存在其不足之處。首先，氣道為開放性通道，因此肺泡灌洗液標本非無菌體液標本，標本內往往存在許多定植菌，而很多時候，尤其是免疫力低下人群，定值菌可能成為致病菌，因此檢測中往往存在許多其他的背景菌，需要臨床醫生結合臨床進行綜合判斷；第二，對于真菌尤其是隱球菌，宏基因測序的陽性率較低，如我們送檢的1例患者隱球菌肺病患者血隱球菌抗原陽性，抗隱球菌治療有效，但NGS檢測結果陰性，考慮與隱球菌本身存在的肥厚莢膜有關，樣品分離時，如果破壁不充分，也會影響監測結果；其次，當前的宏基因測序方法雖能快速有效地檢測出病原菌，但無法提供病原菌的耐藥信息。