通過宏基因組二代測序技術輔助診斷慢性腎功能不全相關耶氏肺孢子菌合并曲霉肺部感染1例

潘 雨 重慶市沙坪壩區中醫院放射科 400030

肺部感染包括社區獲得性肺炎(CAP)、醫院獲得性肺炎、支氣管炎、細支氣管炎和氣管炎,是第五大死亡原因[1]。肺部感染是由多種病原體引起的,如細菌、病毒、支原體和真菌,這些病原體的臨床表現難以區分,盡管進行了全面的診斷檢查,但高達62%的CAP病因仍未確診。曲霉菌和耶氏肺孢子菌是真菌病原體,均為機會性感染,常常發生在免疫功能低下的患者中,且病情發展迅速、病死率高,尤其是曲霉菌感染,已經成為免疫功能低下患者中與感染相關的主要死亡原因[1]。細菌培養作為微生物鑒定的金標準,具有耗時長、靈敏度低、需要對病原微生物類型的先驗知識或假設的缺點,尤其對少見的微生物。宏基因組二代測序(metagenomics next-generation sequencing,mNGS)也被稱為高通量或大規模并行測序,是一種可進行數千到數十億個DNA片段同時和獨立測序的技術類型[2],是一種用來檢測病原體的無偏倚方法。它可以廣泛識別已知和意外的病原體,可以同時識別樣本中的所有潛在感染因子,避免預先確定診斷目標,mNGS是一種檢測新型或稀有微生物的有用技術[3],也有效地提高了鑒定挑剔微生物和診斷肺部合并感染的分析靈敏度。本文探討1例慢性腎功能不全患者耶氏肺孢子菌合并曲霉肺部感染,患者病情重,發展快,病死率高,預后差,隨著宏基因二代測序技術的發展,對免疫缺陷伴重癥肺炎患者提供的新的診斷依據,大大提高了患者的存活率。

1 病例資料

1.1 入院情況 患者為老年男性,69歲,8d前無明顯誘因出現腹瀉,3～4次/d,清水樣便,輕微腹痛,無嘔吐、發熱、畏寒、暈厥等癥狀,自行口服“消炎藥及止瀉藥”效果不佳,于4d前開始出現發熱,最高體溫可達39.8℃,于2022年6月26日在重慶市江津某醫院感染科住院治療,其間完善大便常規檢查未見明顯異常,胸部CT提示肺部感染較重,給予亞胺培南抗感染治療。現患者仍有間斷發熱,需要無創呼吸機輔助通氣治療,2022年6月28日我院門診以“重癥肺炎”收入住院。患者既往有慢性腎功能不全病史1年,長期口服他克莫司膠囊、阿魏酸哌嗪片、腎炎康復片、醋酸潑尼松片維持治療。入院查體:體溫36.4℃,心率91次/min,呼吸37次/min,血壓113/76mmHg(1mmHg=0.133kPa),外周指氧飽和度90%。輪椅推入病房,神志清楚,口唇發紺,氣促明顯,雙肺呼吸音低,雙下肺可聞及濕啰音。

1.2 診療經過 入院完善相關檢查:2022年6月28日肝功:總蛋白41g/L、白蛋白23.7g/L、乳酸脫氫酶549U/L。血氣分析:二氧化碳分壓 26.00mmHg、氧分壓 119.0mmHg、實際碳酸氫鹽15.00mmol/L。血常規:白細胞數10.54×109/L、中性粒細胞數 10.35×109/L、淋巴細胞數 0.09×109/L、嗜酸性粒細胞數0.01×109/L ,C反應蛋白 123.07mg/L。胸部CT提示雙肺間質性改變、伴雙肺彌漫感染,見圖1,建議治療后復查。入院診斷:(1)重癥肺炎,(2)重度免疫缺陷,(3)呼吸衰竭,(4)冠狀動脈粥樣硬化性心臟病,(5)心功能Ⅱ～Ⅲ級,(6)慢性腎功能不全,(7)低蛋白血癥,(8)凝血功能異常。治療予以無創呼吸機輔助呼吸,予注射用美羅培南1g q12h聯合氟康唑0.2g qd解痙平喘,吸入用乙酰半胱氨酸溶液0.3g+吸入用沙丁胺醇5mg祛痰擴張支氣管,由于患者嚴重白蛋白降低,予人血清白蛋白20g靜脈輸注。2022年7月1日復查胸部CT顯示肺部感染較前新增加重,見圖2。2022年7月2日宏基因二代測序外檢結果:真菌類:耶氏肺孢子菌、煙曲霉感染,病毒類均陰性。結合肺部影像學表現考慮耶氏肺孢子菌及煙曲霉感染導致。根據藥敏結果停用美羅培南+氟康唑,調整抗感染方案為:替加環素+復方磺胺甲噁唑+伏立康唑+西多福韋。調整治療方案后2022年7月3日血常規:白細胞數6.42×109/L,中性粒細胞數5.73×109/L、淋巴細胞數 0.43×109/L、嗜酸性粒細胞數0.01×109/L ,C反應蛋白 24.49mg/L。患者感染癥狀較前減輕,喘累較前好轉。2022年7月6日復查胸部CT,對比2022年7月1日 CT雙肺散在感染,較前病灶大部分吸收,提示患者肺部情況較前明顯好轉,見圖3。繼續當前支持治療,患者精神較前明顯改善,無喘累不適,偶有咳嗽,患者于2022年7月17日病情好轉出院。

圖2 患者治療后7月1日復查胸部CT雙肺上葉病灶部分吸收,雙肺下葉病灶實變,新增雙側少量胸腔積液

圖3 患者宏基因DNA檢測調整用藥方案后復查胸部CT雙肺大部分病灶吸收,遺留雙肺部分間質性改變

2 討論

在沒有明確微生物學診斷的情況下,嚴重肺部感染患者通常在初始治療期間使用經驗性廣譜抗生素來緩解癥狀[4]。一旦發現病原體,臨床醫生應調整或停止經驗性治療。然而,如果患者反映良好或未檢測到致病病原體,則通常會繼續這種治療,這導致了廣譜抗生素的濫用。此外,在缺乏微生物病原學的情況下,臨床醫生可能會錯誤地將癥狀歸類為非傳染性炎癥狀態,并經驗性給予皮質類固醇進行治療,這可能導致再次感染。糖皮質激素及免疫抑制劑的廣泛使用,造成非HIV免疫功能低下患者日益增多,免疫功能低下患者伴發的感染常常具有病情重、病情反復、病原學不典型、混合感染等特點,給臨床的診斷與治療帶來極大困難[5]。免疫功能低下患者肺部感染中,耶氏肺孢子菌合并曲霉感染少見,近年來隨著診斷技術的改良發展,陸續有個案報道。快速和準確地識別病原體可以實現針對性的治療,減少廣譜抗生素的濫用,并促使患者最終康復。宏基因組下一代測序(mNGS)成為克服傳統診斷方法缺點的一種新工具。mNGS的主要優勢在于其無偏采樣,可以同時識別樣本中的所有潛在感染因子,避免預先確定診斷目標。因此,它在診斷不明原因和合并感染的肺部感染方面具有明顯的優勢。mNGS是一種檢測新型或稀有微生物的有用技術,也有效地提高了鑒定挑剔微生物和診斷肺部合并感染的分析靈敏度。與依賴培養的方法[6]相比,mNGS的結果不太可能受到先前抗生素暴露的影響。除了病原體鑒定外,mNGS還為氣道微生物組分析、人類宿主反應分析和耐藥性預測提供了額外的基因組信息,所有這些都有助于肺部感染患者的臨床管理[7]。mNGS作為一種不依賴培養、無偏倚和無假設的方法,近年來已成為呼吸道感染的診斷方法[8-9]。目前用于肺部感染診斷的分子檢測通常是病原體特異性的,臨床醫生根據患者的癥狀選擇相關檢測,當出現新的或意想不到的病原體時,造成臨床診斷的困難。相比之下,mNGS可以提供給定樣本中病原體的全面視圖,從而能夠在原因不明的肺炎診斷中檢測出新的和罕見的致病病原體。mNGS可以為識別罕見病原體和減少不明原因肺炎診斷的延遲提供線索。傳統的培養方法對難以培養或需要長時間培養的病原體檢出率較低。mNGS檢測范圍廣,且對疑似致病菌不需要假設,是診斷耶氏肺孢子菌、曲霉感染肺炎的有效工具。mNGS作為一種不依賴培養的檢測方法,有望在較短的反饋時間內檢測出這些挑剔的生物。mNGS的分析性能優于培養,特別是對挑剔的生物,如結核分枝桿菌、病毒、厭氧菌和真菌。據報道,與組織病理學方法[10-11]相比,mNGS在評估肺活檢組織中的真菌時達到100%的特異性。結核分枝桿菌(MTB)培養時間長,檢出率低。目前,大多數mNGS平臺從樣本接收到最終結果的平均典型周轉時間(tat)為48h[12-13]。目前,mNGS已越來越多地應用于臨床感染患者樣本的病原體無偏檢測。肺部感染是mNGS可以發揮作用的領域。隨著自動化技術的發展,包括復雜的人工操作、復雜的數據分析和高成本在內的障礙將被消除。mNGS將在未來十年成為傳染病診斷領域的重要工具。

綜上所述,對于免疫功能低下的患者來說,混合感染及機會性感染的可能性都大,并且此類患者往往病情發展迅速,進展快,病死率高,臨床診斷卻十分困難。對于此類患者臨床在考慮混合感染的同時,也要考慮到機會性感染的可能,對于微生物的鑒別應考慮得更廣泛,在應用mNGS 檢測的同時,也需要結合患者的宿主因素、臨床癥狀、實驗室檢查、影像學表現等綜合考慮。