mNGS在膿毒癥病原體檢測和抗生素治療中的應用

靜亮， 彭希， 張友平， 李大勇， 石迎花， 祝偉

(華中科技大學同濟醫學院附屬同濟醫院 1.急診-重癥醫學科，2.神經內科，湖北省武漢市 430000)

膿毒癥是病原體感染導致的全身炎癥反應綜合征，患者入院病情往往比較緊急，病程進展迅速且病死率高[1]，其臨床特征是原發感染部位與病原體類型多樣化，重癥患者更容易出現繼發感染、多器官功能障礙或者衰竭，多重耐藥菌感染風險大，臨床早期診治難度較大。

宏基因組學下一代測序(metagenomics next generation sequencing，mNGS)檢測病原體快速，敏感性高[2]，本研究就mNGS在膿毒癥患者病原體檢測和抗生素應用中的臨床經驗進行報道。

1 資料和方法

1.1 臨床資料

采用臨床前瞻性橫斷面觀察，選擇2020年7月—2021年9月本院光谷院區重癥監護室首次確診膿毒癥患者52例為研究對象，其中男32例，女20例，年齡35～78歲，平均(55.6±12.3)歲，入院急性生理與慢性健康評分13～33分，平均(20.3±6.4)分，序貫性器官功能衰竭評分2～5分，平均(2.9±0.5)分；原發感染灶位于肺部27例，胃腸道9例，泌尿系統10例，血液3例，其他3例。

納入標準：①年齡大于18歲；②符合膿毒癥第三次國際共識(Sepsis-3.0)診斷標準[3]。排除標準：①入院前已經接受抗生素治療；②合并惡性腫瘤、自身免疫性疾病、抗生素過敏；③采集標本不合格，影響檢測結果。本研究有醫學倫理編號和患者知情同意書。

1.2 傳統技術和mNGS檢測病原體

所有患者入院24 h內完成血液、尿液、痰液或者肺泡灌洗液等樣本收集，分別采用傳統技術(細菌培養和免疫學方法)和mNGS進行病原體檢測，根據檢測技術的要求對標本進行處理，mNGS由本院實驗室專業技術人員進行操作。mNGS主要流程包括樣本采集、樣本處理與文庫構建、基因測序、生信分析和報告解讀5個步驟，均按照操作規范進行[4]。根據病原體檢測結果結合臨床經驗綜合評估選擇恰當的抗生素治療，其中廣譜抗生素首選亞胺培南和利奈唑胺，治療3～7天效果不理想者應根據細菌培養實驗和藥敏結果選擇更高效的抗生素。針對性更強的高效抗生素首選Ⅲ代頭孢菌素、β內酰胺類和氨基糖苷類，根據病原菌種類和藥敏實驗進行選擇。

1.3 觀察指標

比較不同檢測方法診斷病原體的時間、識別率、準確率、病原體類型和抗生素選擇類型。以多次復檢細菌培養結果為診斷病原體的標準判斷傳統技術與mNGS病原體的識別率和準確率。

1.4 統計學方法

采用SPSS 20.0統計軟件處理數據，計量資料組間比較采用獨立樣本t檢驗，計數資料用χ2檢驗，P<0.05為差異有統計學意義。

2 結 果

2.1 診斷病原體時間的比較

mNGS法診斷病原體的時間為(50.5±5.6) h，傳統法診斷病原體的時間為(88.9±10.2) h，mNGS組比傳統組明顯縮短(P<0.05)。

2.2 病原體識別率和準確率的比較

病原體識別率和準確率mNGS法高于傳統法(P<0.05；表1)。

表1 兩種病原體檢測方法識別率和準確率的比較 單位：例(%)

2.3 病原體類型的比較

兩種方法檢測病原體類型差異無統計學意義(P>0.05；表2)。

2.4 抗生素應用的比較

根據傳統法建議首次采用廣譜抗生素，臨床應用以亞胺培南和利奈唑胺居多；而根據mNGS法則推薦使用針對性更強的高效抗生素，臨床應用以Ⅲ代頭孢菌素、β內酰胺類和氨基糖苷類居多。mNGS法與傳統法抗生素應用差異有顯著性(P<0.05；表3)。

表2 兩種方法檢測病原體類型的比較 單位：例(%)

表3 兩種檢測方法對抗生素應用的比較 單位：例(%)

3 討 論

膿毒癥早期快速、準確識別確定病原體類型，并選擇高效、針對性的抗生素進行治療是目前臨床面對的主要難題。針對膿毒癥患者，本研究比較了mNGS與傳統技術在病原體檢測和抗生素應用的區別，結果發現mNGS法診斷病原體的時間比傳統法明顯縮短，識別率提高，準確率提高。mNGS的優點是無需培養，無需預設，無偏好性，靶標范圍廣泛，直接提取臨床樣本中的DNA或者RNA進行高通量測序，經過專用病原數據庫比對與生信分析，一次性完成細菌、真菌、病毒和寄生蟲等病原體的檢測；陽性率高，受抗生素影響相對低，檢測周期適中(平均48 h)；可用于新發或罕見病原體檢測與藥物敏感性預測[5-7]。同樣也有一定不足，如需要專業人士參與；難辨別死菌與活菌，難區分定植與感染，報告解讀具有挑戰性[8-9]。因此，mNGS在臨床中普及還需要一定時間。

mNGS聯合傳統檢測能夠提高血流感染的病原體檢出率[10]。mNGS可提高細菌/真菌/病毒的整體陽性率，mNGS與血培養和其他方法聯合可以顯著提高病原體檢出率，超過85%在收樣第二天得到結果[11]。mNGS可輔助感染早期診斷，提高28天與90天的生存率[12]。目前，多部指南和共識均推薦，mNGS作為多系統感染、急危重癥、以及疑難病的病原學診斷優選方法[13-14]。主要適用范圍包括中樞神經系統感染、血液感染、局灶性感染和呼吸道感染。對細菌、真菌等不明病原體感染進行診斷時，mNGS可進行DNA二代測序和RNA檢測。

本研究mNGS對指導選擇更高效的抗生素，降低耐藥菌的產生具有重要意義。mNGS報告結果解讀原則[15]：剔除假陽性病原體信息，將樣本中含有病原體核酸信息真實呈現給臨床；報告病原體信息準確到種信息，同時應包含相應的屬信息；將高度致病可能性、呼吸道、皮膚、腸道等常見及低致病性病原體單獨呈現；對出現的所有病原體引用權威文獻注釋。

綜上所述，膿毒癥患者采用mNGS法能夠進一步縮短病原體檢測時間，提高病原體識別率和準確率，對選擇更恰當的抗生素治療具有十分重要的臨床意義。