宏基因组学检测对肺部感染性疾病的诊断价值

张婷，李颖芝，高伟通讯作者

（1.暨南大学第二临床医学院，广东深圳 510630；2.深圳市人民医院呼吸科，广东深圳 518020）

宏基因组测序（metagenomic sequencing）是利用高通量测序技术以及生物信息分析技术对样品全部病原体进行基因测序分析。他能够高效、快速、准确的获得样本中的全部微生物信息。随着技术的不断进步，宏基因组测序越来越多的用于临床感染性疾病诊治、传染病病原体检测预防等方面[1-4]。本文对我科送检了宏基因测序的12例患者的13例样本结果及临床资料进行总结，现分析如下。

1 资料与方法

收集我科13例送检了深圳华大基因检测公司进行宏基因测序的患者检测结果，临床资料，包括年龄、性别、基础疾病以及根据结果进行方案调整后的临床转归。深圳华大基因检测公司所采取的测序方法是基于宏基因组学的二代测序技术，它能全面覆盖包括细菌、真菌、病毒和寄生虫等7,000多种病原微生物。

2 结果

2.1 一般资料 12例患者中，有9例男性，3例女性，年龄34岁-89岁，平均年龄56岁，8例患者有基础疾病（结缔组织病3例，肾移植术后1例，结构性肺病2例，心血管疾病1例，恶性肿瘤1例），3例无基础疾病，1例患者有流行病学因素（古文物爱好者）。

2.2 12 例患者宏基因检测结果及治疗转归 12例患者中共有9例患者检测结果与临床相符，其中5例患者按检测结果调整治疗方案后患者好转出院，有4例患者尽管已明确病原体，并且病原体考虑与临床相符，但患者最终死亡，还有4例患者检测结果与临床不相符。具体检测情况见表1。

3 讨论

不同的细菌需要不同的生长条件，因此临床微生物实验室里必须具备一系列的不同标本的处理流程，因此也需要精湛的技术人员。肺部感染性疾病的病原体也愈来愈复杂，随着抗生素的广谱使用，甚至滥用，各种体液标本的阳性培养率也很低，因此不依赖于微生物培养的病原菌诊断技术应运而生[5,6]。

我科送检的这13例样本中，其中有8例有基础病，为免疫力低下人群，这类人群在出现感染时，往往感染重，病原菌复杂，易合并特殊病原体感染，这就给临床用药带来极大的挑战。特殊病原体的微生物培养往往较困难。本文中有2例患者检出放线菌，1例患者检出奴卡氏菌，这两种菌引起的肺部感染在临床上早期诊断率低，易误诊、漏诊，主要原因是疾病本身缺乏特异性临床表现，普通的微生物培养方法难检出病原菌，放线菌培养通常是厌氧或微需氧环境，而奴卡氏菌为专性需氧，弱酸染色阳性，两种菌对微生物的标本接种时间要求严格，通常需要床边接种，对微生物镜检和培养技术要求高，普通革兰氏染色难发现。而宏基因测序方法不依赖于微生物培养，直接从体液标本中提取DNA，得出样本中的生物信息，通过与生物信息数据库进行比对，获得病原菌信息，指导临床治疗。本文中的3例患者使用相应的治疗后，临床病情均明显好转。本文中有3例重症肺炎患者送检了宏基因测序，并且均获得了病原菌结果，仅1例同步送检微生物培养获得阳性检查结果，其中2例按基因测序检查结果给予相应的抗生素治疗，临床均获得了明显好转，1例患者最终因病情过重而死亡。重症肺炎是RICU中常见感染患者之一，尽早、积极有效的抗生素治疗至关重要。但随着当今社会抗生素的广泛使用以及滥用，许多患者入院前已使用抗生素，这导致入院后体液标本微生物检出率明显下降，临床上往往难获得准确的微生物资料。而不依赖于微生物培养的宏基因测序方法能显著提高微生物检出率，有研究结果显示宏基因测序法的微生物检出率是传统微生物培养方法的2.4倍[7]。

表1 12例样本宏基因组检测结果及患者临床转归

在检测阳性的标本中，有3例检出巨细胞病毒（CMV），均为有基础病患者，此3例患者均同时给予抗病毒治疗，临床转归良好。宏基因测序方法可以同时对细菌和DNA病毒进行检测，这也是传统方法无法达到。宏基因组测序在病毒检测中显示的优势目前也有很多文献报道，但如果临床怀疑RNA病毒感染则需要另送标本，检测成本明显升高[8-10]。尽管宏基因组方法显现出了诸多检测优势，但对于肺部标本也存在其不足之处。首先，气道为开放性通道，因此肺泡灌洗液标本非无菌体液标本，标本内往往存在许多定植菌，而很多时候，尤其是免疫力低下人群，定值菌可能成为致病菌，因此检测中往往存在许多其他的背景菌，需要临床医生结合临床进行综合判断；第二，对于真菌尤其是隐球菌，宏基因测序的阳性率较低，如我们送检的1例患者隐球菌肺病患者血隐球菌抗原阳性，抗隐球菌治疗有效，但NGS检测结果阴性，考虑与隐球菌本身存在的肥厚荚膜有关，样品分离时，如果破壁不充分，也会影响监测结果；其次，当前的宏基因测序方法虽能快速有效地检测出病原菌，但无法提供病原菌的耐药信息。