mNGS在肺部感染病原學中的診斷價值及應用分析

王英盼，厲銀平

［1.錦州醫科大學孝感市中心醫院研究生培養基地，湖北 孝感 432000；2.孝感市中心醫院，呼吸與危重癥醫學科，湖北 孝感 432000］

肺部感染性疾病是呼吸系統最常見的疾病之一，發病率和死亡率較高。有研究顯示，肺部感染在感染性疾病中的發病率排首位，致死率排第4位［1］。針對目前臨床現狀來說，診斷仍然有很多的局限性，缺乏對病原微生物快速、高效的檢測手段及方法。同時，常規的病原微生物培養的陽性率較低，且培養周期長，保存環境極易受外部的影響，這就導致了住院周期的延長及抗生素的濫用，影響患者的身心健康［2］。在臨床工作中，革蘭陰性菌（Gram-negative bacterium）作為院內常見復雜耐藥菌備受關注［3］，如肺炎克雷伯菌、鮑曼不動桿菌、銅綠假單胞菌耐藥現象尤為嚴重，已出現對所有抗菌藥物耐藥的超級菌種。所以，短效且準確地找到致病菌是肺部感染的重中之重。宏基因組新一代測序（metagenomics nextgeneration sequencing，mNGS）通過對臨床樣本的DNA或RNA進行鳥槍（shotgun）法測序，可以無偏移地檢測出多種病原菌，且操作流程不斷簡單化，成本也相對大大降低。相對于傳統的病原檢測具有一定的優勢，在肺部感染中應用越來越廣泛。本文通過分析mNGS與常規痰培養在肺部感染病原學中的診斷價值與應用分析進行進一步的探討。

1 資料與方法

1.1 一般資料

研究選取孝感市中心醫院呼吸與危重癥醫學科2022年1月至2022年12月期間確診為肺部感染患者的臨床資料，以臨床診斷或胸部CT為診斷金標準；其中經痰培養確診患者58例，mNGS檢測確診的患者200例。所有患者入院后均給予經驗性的抗生素治療，必要時予以通氣治療。納入研究的258例患者中，其中男179例、女79例；年齡19～83歲，平均（51.5±16.0）歲。

納入標準：①年齡大于18歲；②確診為常見的院內肺炎（如銅綠假胞單菌性肺炎、金黃色葡萄球菌性肺炎、肺炎克雷伯菌桿菌性肺炎、鮑曼不動桿菌性肺炎、大腸埃希菌性肺炎等）；常見的病毒（如單純皰疹病毒、人類皰疹病毒7型等），真菌（如白色念珠菌、曲霉菌等）；③患者或家屬簽署知情同意書；④依從性較好。排除標準：①合并有精神疾患的患者；②依從性較差。

1.2 儀器與方法

1.2.1 mNGS檢測 采用全自動通量基因測序儀（DNBSEQ-G99），病原微生物配套試劑盒。收集方法，首先選擇病側段，然后在肺段注入2%利多卡因2 mL左右，其次分別注入生理鹽水，總量約為60～120 mL。注入生理鹽水后，立即用合適的負壓吸引獲取肺泡灌洗液，最后標本的搜集要擯棄前段可能多余的部分，用專門的凍存管收集5 mL以上即可送檢。短期的標本采集后可放于-20度的冰箱保存。長期的標本可放于-80度的冰箱保存即可。

1.2.2 痰培養 采用專用痰培養試劑盒（珠海貝索生物技術有限公司）；收集方法留痰之前漱口2～3次。深呼吸2～3次，用力咳出氣管內的第1口痰液。打開痰標本后將痰液留入，并蓋緊蓋口，切記不要口腔內的唾液。最后置于痰標本的標本收集處，等待送檢。

1.3 統計學方法

采用SPSS 27.0統計學軟件分析數據，計數資料以百分率（%）表示，兩組間數據比較采用χ2檢驗。P<0.05為差異有統計學意義。

2 肺部感染中不同檢測方法的檢出結果

2.1 病原體檢出情況

共納入研究的258例患者中，經mNGS組確診感染的患者有200例，其中細菌有107例，病毒42例，真菌51例。經痰培養組確診感染的患者有58例，其中細菌有55例，病毒0例，真菌3例。見表1。

表1 兩種檢測方法的病原微生物檢測結果 （例）

2.2 兩組檢測方法病原微生物檢出率比較

258例患者中，200例患者進行mNGS檢測，檢出率為77.52%；58例患者進行常規培養檢測，檢出率為22.48%。進行mNGS檢測的病原微生物總檢出率高于進行常規痰培養檢測，差異有統計學意義（P<0.05）。見表2。

表2 兩種檢測方法不同病原微生物檢出率比較 ［n=258, n(%)］

3 討論

mNGS是最近新興的檢測技術，關于它的第1例報道是在2014年的英國國際雜志上［4］，1名患有嚴重的免疫缺陷疾患兒，伴有頭部感染的癥狀，長時間治療效果欠佳。最后選用mNGS在腦脊液中檢測出鉤狀螺旋體狀病毒，最后使患兒的病情得以控制。我國最先原始的報道是在2015年。ZINTER及LANGELIER團隊的研究表明，mNGS不僅能夠及時準確地檢測出病原體，相對于傳統檢測技術來說，更能檢測出多種病原體的存在，對患者病情治療及以后更加有效。

mNGS是基于宏觀基因技術對基因組進行測序的技術，相對于傳統技術，它具有無法比擬的優勢，主要表現在：①對病毒能夠進行快速鑒定；②敏感性高，信息量大；③序列深入分析，能覆蓋到基因組的其他區域，也可以防止靶標區引起的假陰性，信息基礎量多，可進化預測病原體的傳播方式及突變位點；④無需培養，直接進行基因測序。該檢測方法使用一種特殊的核苷酸，此核苷酸可中斷DNA合成反應，在4個DNA合成反應中分別加入一定比例的帶有放射性同位素的標記脫氧核糖核苷三磷酸（dNTP），通過凝膠電泳和放射自顯彰后可根據電泳帶的位置確定待測分子的DNA序列，在診斷病原學方面，陽性率較高。靈敏度是聚合酶鏈反應（PCR）的100倍。本研究結果顯示，常規涂片+培養檢測對細菌、病毒、真菌的檢出率均低于mNGS。謝栓栓等［5］的研究表明，相對于傳統檢測技術而言，mNGS的敏感度為67.53%，傳統培養法敏感度（27.23%），mNGS高于傳統培養技術，尤其在檢測肺炎克雷伯桿菌、銅綠假單胞菌、曲霉菌更有明確的優勢，縮短了患者的住院周期。2023年中華醫學會呼吸病學分會在關于mNGS的專家共識中指出［6］，mNGS技術理論上能非假設性、一次性的檢測未知的病原體，檢測的范圍更廣。楊玉榮等［7］研究了1例mNGS對新冠病毒的檢測，認為mNGS可通過分析新型冠狀病毒的核酸序列將病毒的基因組進化關系與流行病學傳播途徑相結合，從而證明了新冠病毒傳播途徑的不確定性，為新冠病毒的傳播路徑提供了新的想法和思路。也為當地其他傳染病的預防及應用提供了有益的幫助。

眾所周知，感染性疾病在全世界造成的死亡率占有重要地位，其中不乏一些低等國家，將近50%的病死率因感染性疾病所導致，其中，呼吸系統引起的感染排在前位。我國的人口基數大，感染會相應導致原發疾病的加重以致后續無法控制，由于許多藥物具有局限性，這就導致了我國已然成為抗生素的濫用大國，同時已成為全球公共安全的威脅之一［8］。有研究表明［9］，由病毒和細菌引起的呼吸道感染未得到有效控制及重視，主要是因為目前的檢測手段缺乏，技術落后。與此同時，抗生素的大量濫用也會導致出現耐藥性，隨著病情的發展及抗生素的多重作用，病毒及細菌對抗生素所產生的耐受及抵抗能力已經從最初的單一性逐步演變為多重性，增加治療的難度，對患者的生存及預后造成了嚴重的影響［10-11］。種種研究及客觀事實證明了如果單靠常規檢測方法是無法應對當前醫療處境的，而mNGS技術不僅有效地提高了病原體的檢出率，也彌補了常規檢測方法的不足。

在全球蔓延的新型冠狀病毒已經給了我們一個重要的警示，即病毒基因核酸檢測的重要性，這在國家衛生健康委員會發布的診療方案診斷標準中再次得到了體現［12-13］。但是，mNGS的費用雖然較以前相比下降了許多，但仍高于傳統檢測方法的費用，對于一些地區醫院來說，具有挑戰性。因此作為一種常規的普遍的檢測手段發展來看，仍具有困難性。相信隨著檢測技術的不斷成熟及進步，mNGS技術會在未來的領域內大放異彩，更好地為患者提供服務。