纤维支气管镜用于儿童肺部感染性疾病诊治进展

王丽君 徐姗姗 李华君 林 芊 鲍一笑 综述 黄丽素 审校

1.上海交通大学医学院附属新华医院小儿感染科（上海 200092）；2.上海交通大学医学院附属新华医院小儿呼吸科（上海 200092）；3.国家儿童医学中心 上海交通大学医学院附属上海儿童医学中心儿科（上海 200127）

纤维支气管镜（fiberoptic bronchoscopy，FOB）是用于呼吸系统疾病临床诊断和治疗的一项技术。近年来，随着临床应用以及技术和设备的发展，FOB 诊断和治疗的适应证不断扩大。本文着重讨论FOB在儿童肺部感染性疾病诊断和治疗中的应用价值及进展。

1 肺部感染性疾病的传统病原学诊断方法及纤维支气管镜的优势

1.1 肺部感染性疾病的传统病原学诊断方法

肺部感染性疾病的诊断，难点一是与非感染性疾病相鉴别，二是明确经验性治疗失败患儿的病原学诊断。病原学检测的主要困难在于获取可靠的样本。目前常见的检测方法包括：①涂片，常见的是痰革兰染色涂片。痰液是下呼吸道最容易获得的非无菌样品，痰涂片要求痰液质量合格，即每个低倍视野中鳞状上皮细胞＜10个，中性粒细胞＞25个[1]。通过痰革兰染色涂片可在显微镜下观察到优势菌的形态，初步辨识病原菌种类，但仍需行痰培养及鉴定进一步明确病原菌[2]。②培养，包括痰液或者外周血液培养。尽管痰标本对细菌检测很有价值，但很难获得高质量的脓性痰，尤其是儿童，即使通过高渗盐水雾化诱导采集痰标本，合格率仅53.3%～69.1%[3-4]。血液培养有高度特异性，但仅适合存在菌血症的细菌性肺部感染[5-6]。儿童社区获得性肺炎（community-acquired pneumonia，CAP）以病毒感染居多[7]，故血培养敏感性较低（4%～18%）[8]。③分子检测，包括外周血或痰液的聚合酶链式反应（polymerase chain reaction，PCR）、免疫法和血清抗体检测。直接免疫荧光显微镜和细胞培养中分离病毒是检测呼吸道标本病毒的标准诊断方法，但逐渐被更加敏感快速的PCR所取代[5]。PCR检测灵敏度高，但由于检测下限低，特异性较差，存在假阳性问题。血清学测试因为需要恢复期的样品进行比较，在急性期用途有限。④病理，由肺穿刺直接获得肺组织进行病理检测，或者培养受感染的肺组织，包括培养和分子生化方法，在炎症性肿块例如曲霉球等检查中经常作为金标准[9]。但肺穿刺需要侵入性操作，临床应用有限。

1.2 纤维支气管镜的病原学诊断方法与优势

近年来，FOB 凭借其能直观检查支气管病变、深部采样和活检等特点，在临床得到广泛应用。FOB 从下呼吸道获取标本的方法包括经支气管针吸活检、支气管肺泡灌洗（bronchoalveolar lavage，BAL）和经支气管活检。经支气管针吸活检用于淋巴结及肺门取样，在肺部感染性疾病中常用于淋巴结肿大患儿疑似结核的确诊。BAL 和经支气管活检在获得样本后可用于肺部感染的诊断，两者诊断率相似[10]。临床上通过BAL 获得支气管肺泡灌洗液（bronchoalveolar lavage fluid，BALF）后，可进行涂片、PCR、培养、一代测序和二代测序（next generation sequencing，NGS）等明确病原。对于肺部病毒的检测，BALF 样本进行PCR 检测相比其用于病毒培养、快速抗原检测，诊断率提高4 倍，并且可使34%的患儿避免不必要的抗生素治疗[11]。近年来，NGS 因其通量高、速度快等特点，在早期诊断肺部疑难感染病例中逐渐得到应用[12]。对于同一BALF样本，与培养方法相比，NGS 诊断灵敏度为88.9%，特异度为74.1%，两种方法的一致率为77.8%。与涂片法和PCR 相比，NGS 的诊断灵敏度为77.8%，特异度为70.0%[13]。由于NGS 可获得样本的所有核酸序列，理论上能无偏倚地检测出所有潜在病原体，但假阳性是非常严重的问题，往往需要一代测序验证，且与临床匹配。基于以上原因，通过FOB 和BAL 获取BALF 样本并进一步检测是明确病原体的重要方法。

2 纤维支气管镜在儿童肺部感染性疾病诊断中的应用

2.1 重症或经验性治疗失败的社区获得性肺炎

儿童CAP以经验性治疗为主，在评估经济卫生学和有创操作的前提下，初始治疗有效或者病原明确的CAP 没有必要行FOB[14-15]。在重症CAP 患儿尤其是在对于抗生素治疗无反应的CAP患儿（即抗生素治疗48小时后临床症状仍进展、持续发热、外周血炎症指标持续升高、胸片显示病变进展）、需要鉴别细菌的种类、明确是否合并病毒或者其他病原感染等情况下，病原学诊断尤为重要。就细菌性感染而言，对于抗生素治疗无反应的CAP 患儿，BALF 细菌培养阳性率为52%，可指导55%需氧菌培养阳性CAP患儿使用抗生素达到有效治疗[8]。BALF 进行NGS 检测病原菌的阳性率比传统检测方法高23%，尤其是肺炎链球菌和流感嗜血杆菌的检测（16%、0%）。并且NGS速度快，最多48小时（平均24小时）可生成序列数据，短于常规方法（平均3～5天）。而对于重症肺炎，早期有针对性的抗感染治疗非常重要，因此重症肺炎患儿行NGS检测相比常规方法检测的患儿，28 天病死率以及90 天病死率显著降低[16]。在重症肺炎患儿中可使用PCR方法检测BALF 中的病毒，其中鼻病毒最常见，其次是副流感病毒、呼吸道合胞病毒、流感病毒、人冠状病毒、人偏肺病毒和腺病毒[17]。

2.2 特殊免疫状态患儿的肺部感染

患儿的免疫状态对于感染性肺炎是否需要运用各种技术进行积极准确的病原学诊断非常重要。免疫正常的CAP患者，一般无需进行特殊病原学检测即可开始治疗，除非治疗失败。而对于免疫功能低下（如接受免疫抑制剂）、原发或者继发免疫缺陷（如艾滋病、中性粒细胞减少）、肿瘤、干细胞移植或者器官移植术后等患儿，极易感染特殊病原。由于肺炎的潜在病因存在地区疾病流行差异，因此病原学对于选择救治尤为重要。在结核病高发的非洲，在与人类免疫缺陷病毒相关的免疫抑制患儿中引起肺炎的最常见微生物是结核分枝杆菌[18]；而在西方国家常见的病原微生物是烟曲霉、金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌[19]。在免疫抑制的癌症和原发性免疫缺陷的患儿中，通过FOB，大多（74.0%）可发现感染性病因，并且改变38.7%患儿的感染治疗方案[20]。已有研究提出，免疫抑制患者应在入院后24 小时内进行FOB 和BAL，如果在BAL之前就进行了抗生素和抗真菌治疗，FOB和BAL 的诊断率会降低。因此多项研究提出，这类患儿在发热伴有肺部疾患时，不用初始治疗就应该行FOB和BAL。除了能够明确感染的病原以外，FOB 和BAL可以鉴别感染与非感染性疾病，即在发热且肺部有阴影的患者中，检测病原学阴性以排除感染。

2.3 特殊病原的肺部感染

对于肺部特殊病原的感染，诊断阳性率因样本种类、检测方法不同而有所差异。以真菌感染为例，有研究发现，BALF检测曲霉菌，半乳甘露聚糖试验灵敏度最高（87%），PCR次之（61%～74%），培养灵敏度最低（47%）[21]。BALF进行半乳甘露聚糖试验和PCR检测的阳性率高于血清，两种样本结合可获得较高的灵敏度[22-23]。相比BALF 微生物的常规检测，NGS 在免疫抑制患儿中检测机会性病原体（如耶氏肺孢子虫）和混合感染方面有显著优势。在一项研究中，NGS在15%患者中可发现混合感染，而常规检测未能发现[24]。

2.4 复发或持续性肺炎

持续性肺炎是指在适当的治疗措施后，患儿的症状和影像学异常仍持续1个月以上。复发性肺炎是指一年内发生2次肺炎，或在任何特定时间范围内发生3次[25]。对于这两类肺炎，往往存在基础疾病，如呼吸系统解剖异常、先天性心脏病、免疫缺陷病和原发性纤毛不动综合征，此外还可能存在异物吸入、支气管结核、黏液堵塞、含铁血黄素沉着症和中叶综合征等原因，因此是行FOB检查的指征之一。一项研究发现，33%的复发或持续性肺炎患儿可借助FOB明确诊断，因此当无创检查不能明确诊断或治疗效果不佳时，可选择FOB[25-26]。

2.5 呼吸机相关性肺炎

在机械通气患儿中，3%～10%患有呼吸机相关性肺炎（ventilator-associated pneumonia，VAP）[27]。由于细菌培养较慢，目前注重利用BALF 细胞学特征诊断VAP，包括炎症细胞数量和革兰染色，从而为可疑VAP 患儿制定初步治疗方案。对于院内感染菌群，目前BALF 检出率虽然高，但可能存在假阳性，需结合其他检测技术和临床症状以区分定植和感染。有研究者认为，VAP 的诊断较困难，通过BAL 定量培养诊断VAP的灵敏度仅为22%～50%，特异度为45%～100%[28]。因此BAL 最大作用在于当不需要经验性抗生素治疗时可允许其停止，患儿临床可受益，抗生素药物成本也下降[29]。一项荟萃分析结果显示，侵入性FOB没有改变病死率，但可影响抗生素的选择和使用[30]。

3 纤维支气管镜在儿童肺部感染性疾病治疗中的应用

美国胸科学会提出FOB的治疗性适应症包含持续性肺不张、控制出血、支气管插管和扩张狭窄气道[31]。FOB的先进技术例如支气管镜激光技术，在儿童腔内气道肿瘤的治疗应用较少。对于异物引起的持续性肺炎，FOB可起到积极的治疗作用，但对于坏死性肺炎、儿童感染相关的息肉、肺不张，目前指南没有明确的治疗指征，仍需进一步研究。

3.1 异物继发的持续性肺炎

对于持续性肺炎患儿，支气管镜下有7.0%～9.6%可观察到异物，除去异物后，这些患儿均完全好转[25]。因此对于持续性肺炎患儿，FOB 具有诊断和治疗的作用。

3.2 感染相关的炎性息肉

支气管内息肉是一种很少见的病变。在有长期呼吸道感染史的成人患儿中，支气管黏膜的慢性炎症可导致炎性息肉。该病变需要病理明确诊断，临床医师在支气管镜下切除息肉后还应对患者进行随访[32]。对于儿童感染相关炎性息肉的随访观察以及是否需要行FOB切除，目前未见相关报道。

3.3 坏死性肺炎

坏死性肺炎的诊断一般需根据胸片或肺部增强CT，其中增强CT 是诊断坏死性肺炎的重要手段[33]。一项小样本的研究发现，坏死性肺炎患儿的BALF 呈米汤样改变，静置后有分层、沉淀，沉淀物为坏死物质，该表现对诊断坏死性肺炎的灵敏度达100%。镜下71.8%患儿有痰栓，应用活检钳清除痰栓后可充分灌洗，以解除呼吸道梗阻，促进肺复张。BAL 还可有效排除炎症介质、坏死组织、病原微生物及其毒素，因此FOB对儿童坏死性肺炎有一定的诊断和治疗意义[34]，但其具体价值仍需要更大样本的研究验证。

3.4 肺不张

欧洲呼吸学会指南明确提出，持久性和复发性肺不张需要进行诊断和治疗[26,31]。对于持久性肺不张（病程＞3周）和复发性肺不张[35]，不排除有异物、肿瘤等继发感染的可能，因此需要根据内窥镜检查结果确诊排除感染的合并因素，并采取其他针对性措施，例如抽吸、异物提取等治疗性操作。对于多种疾病引起的肺不张，包括透明膜疾病、囊性纤维化和可塑性支气管炎，可以通过FOB反复盐水灌洗使不张的肺实质重新膨胀[31]。

感染引致肺不张在儿童时期比较常见。由于感染相关的肺不张绝大多数都可以自行恢复[36]，不存在指南中的难治性与复发性肺不张，故这类患儿是否需BAL 治疗以及何时应行BAL 治疗仍存在争议。目前国外没有使用FOB 治疗CAP 的研究，仅在一项对VAP患者的回顾性研究中发现，行诊断性FOB检查的患者住院时间较短，抗生素使用时间也较短，但是通过分析发现，这种关联可能与快速病原学诊断有关，而与操作本身无关，并且FOB检查本身也未能降低病死率[37]。因此对于诊断明确的CAP患儿，并没有明确的指征行FOB。虽然国内有较多CAP 研究使用FOB，例如支原体肺炎，镜下可见黏膜粗糙、肿胀，血管走行粗重，纵行皱褶，管腔开口炎性狭窄甚至闭塞，管腔分泌物呈半透明或灰白黏稠状，部分形成黏液栓阻塞细支气管[38]，BAL 有利于患儿临床症状和影像学的恢复[39-40]。但是这些单中心的临床研究在人群选择、样本量计算、疗效评估的定义与时间截点、偏倚控制等方面有较大不足[38,41]，因此并未得到国际认可。更重要的是，未行支气管镜的患者预后并不差，肺不张也似乎均能恢复，提示了侵入性操作的不必要性。

综上，目前在儿童肺部感染性疾病的诊断和治疗中，FOB 发挥着重要的作用，其诊断价值更大于治疗价值。通过BAL获得的生物标本，可利用各种检测技术进一步明确病原微生物。BAL对肺部感染性疾病的治疗效果因患者、疾病种类而有所不同，这一领域仍需要进行前瞻性队列研究或随机对照试验的研究。