mNGS在肺部感染病原学中的诊断价值及应用分析

王英盼，厉银平

［1.锦州医科大学孝感市中心医院研究生培养基地，湖北 孝感 432000；2.孝感市中心医院，呼吸与危重症医学科，湖北 孝感 432000］

肺部感染性疾病是呼吸系统最常见的疾病之一，发病率和死亡率较高。有研究显示，肺部感染在感染性疾病中的发病率排首位，致死率排第4位［1］。针对目前临床现状来说，诊断仍然有很多的局限性，缺乏对病原微生物快速、高效的检测手段及方法。同时，常规的病原微生物培养的阳性率较低，且培养周期长，保存环境极易受外部的影响，这就导致了住院周期的延长及抗生素的滥用，影响患者的身心健康［2］。在临床工作中，革兰阴性菌（Gram-negative bacterium）作为院内常见复杂耐药菌备受关注［3］，如肺炎克雷伯菌、鲍曼不动杆菌、铜绿假单胞菌耐药现象尤为严重，已出现对所有抗菌药物耐药的超级菌种。所以，短效且准确地找到致病菌是肺部感染的重中之重。宏基因组新一代测序（metagenomics nextgeneration sequencing，mNGS）通过对临床样本的DNA或RNA进行鸟枪（shotgun）法测序，可以无偏移地检测出多种病原菌，且操作流程不断简单化，成本也相对大大降低。相对于传统的病原检测具有一定的优势，在肺部感染中应用越来越广泛。本文通过分析mNGS与常规痰培养在肺部感染病原学中的诊断价值与应用分析进行进一步的探讨。

1 资料与方法

1.1 一般资料

研究选取孝感市中心医院呼吸与危重症医学科2022年1月至2022年12月期间确诊为肺部感染患者的临床资料，以临床诊断或胸部CT为诊断金标准；其中经痰培养确诊患者58例，mNGS检测确诊的患者200例。所有患者入院后均给予经验性的抗生素治疗，必要时予以通气治疗。纳入研究的258例患者中，其中男179例、女79例；年龄19～83岁，平均（51.5±16.0）岁。

纳入标准：①年龄大于18岁；②确诊为常见的院内肺炎（如铜绿假胞单菌性肺炎、金黄色葡萄球菌性肺炎、肺炎克雷伯菌杆菌性肺炎、鲍曼不动杆菌性肺炎、大肠埃希菌性肺炎等）；常见的病毒（如单纯疱疹病毒、人类疱疹病毒7型等），真菌（如白色念珠菌、曲霉菌等）；③患者或家属签署知情同意书；④依从性较好。排除标准：①合并有精神疾患的患者；②依从性较差。

1.2 仪器与方法

1.2.1 mNGS检测 采用全自动通量基因测序仪（DNBSEQ-G99），病原微生物配套试剂盒。收集方法，首先选择病侧段，然后在肺段注入2%利多卡因2 mL左右，其次分别注入生理盐水，总量约为60～120 mL。注入生理盐水后，立即用合适的负压吸引获取肺泡灌洗液，最后标本的搜集要摈弃前段可能多余的部分，用专门的冻存管收集5 mL以上即可送检。短期的标本采集后可放于-20度的冰箱保存。长期的标本可放于-80度的冰箱保存即可。

1.2.2 痰培养 采用专用痰培养试剂盒（珠海贝索生物技术有限公司）；收集方法留痰之前漱口2～3次。深呼吸2～3次，用力咳出气管内的第1口痰液。打开痰标本后将痰液留入，并盖紧盖口，切记不要口腔内的唾液。最后置于痰标本的标本收集处，等待送检。

1.3 统计学方法

采用SPSS 27.0统计学软件分析数据，计数资料以百分率（%）表示，两组间数据比较采用χ2检验。P<0.05为差异有统计学意义。

2 肺部感染中不同检测方法的检出结果

2.1 病原体检出情况

共纳入研究的258例患者中，经mNGS组确诊感染的患者有200例，其中细菌有107例，病毒42例，真菌51例。经痰培养组确诊感染的患者有58例，其中细菌有55例，病毒0例，真菌3例。见表1。

表1 两种检测方法的病原微生物检测结果 （例）

2.2 两组检测方法病原微生物检出率比较

258例患者中，200例患者进行mNGS检测，检出率为77.52%；58例患者进行常规培养检测，检出率为22.48%。进行mNGS检测的病原微生物总检出率高于进行常规痰培养检测，差异有统计学意义（P<0.05）。见表2。

表2 两种检测方法不同病原微生物检出率比较 ［n=258, n(%)］

3 讨论

mNGS是最近新兴的检测技术，关于它的第1例报道是在2014年的英国国际杂志上［4］，1名患有严重的免疫缺陷疾患儿，伴有头部感染的症状，长时间治疗效果欠佳。最后选用mNGS在脑脊液中检测出钩状螺旋体状病毒，最后使患儿的病情得以控制。我国最先原始的报道是在2015年。ZINTER及LANGELIER团队的研究表明，mNGS不仅能够及时准确地检测出病原体，相对于传统检测技术来说，更能检测出多种病原体的存在，对患者病情治疗及以后更加有效。

mNGS是基于宏观基因技术对基因组进行测序的技术，相对于传统技术，它具有无法比拟的优势，主要表现在：①对病毒能够进行快速鉴定；②敏感性高，信息量大；③序列深入分析，能覆盖到基因组的其他区域，也可以防止靶标区引起的假阴性，信息基础量多，可进化预测病原体的传播方式及突变位点；④无需培养，直接进行基因测序。该检测方法使用一种特殊的核苷酸，此核苷酸可中断DNA合成反应，在4个DNA合成反应中分别加入一定比例的带有放射性同位素的标记脱氧核糖核苷三磷酸（dNTP），通过凝胶电泳和放射自显彰后可根据电泳带的位置确定待测分子的DNA序列，在诊断病原学方面，阳性率较高。灵敏度是聚合酶链反应（PCR）的100倍。本研究结果显示，常规涂片+培养检测对细菌、病毒、真菌的检出率均低于mNGS。谢栓栓等［5］的研究表明，相对于传统检测技术而言，mNGS的敏感度为67.53%，传统培养法敏感度（27.23%），mNGS高于传统培养技术，尤其在检测肺炎克雷伯杆菌、铜绿假单胞菌、曲霉菌更有明确的优势，缩短了患者的住院周期。2023年中华医学会呼吸病学分会在关于mNGS的专家共识中指出［6］，mNGS技术理论上能非假设性、一次性的检测未知的病原体，检测的范围更广。杨玉荣等［7］研究了1例mNGS对新冠病毒的检测，认为mNGS可通过分析新型冠状病毒的核酸序列将病毒的基因组进化关系与流行病学传播途径相结合，从而证明了新冠病毒传播途径的不确定性，为新冠病毒的传播路径提供了新的想法和思路。也为当地其他传染病的预防及应用提供了有益的帮助。

众所周知，感染性疾病在全世界造成的死亡率占有重要地位，其中不乏一些低等国家，将近50%的病死率因感染性疾病所导致，其中，呼吸系统引起的感染排在前位。我国的人口基数大，感染会相应导致原发疾病的加重以致后续无法控制，由于许多药物具有局限性，这就导致了我国已然成为抗生素的滥用大国，同时已成为全球公共安全的威胁之一［8］。有研究表明［9］，由病毒和细菌引起的呼吸道感染未得到有效控制及重视，主要是因为目前的检测手段缺乏，技术落后。与此同时，抗生素的大量滥用也会导致出现耐药性，随着病情的发展及抗生素的多重作用，病毒及细菌对抗生素所产生的耐受及抵抗能力已经从最初的单一性逐步演变为多重性，增加治疗的难度，对患者的生存及预后造成了严重的影响［10-11］。种种研究及客观事实证明了如果单靠常规检测方法是无法应对当前医疗处境的，而mNGS技术不仅有效地提高了病原体的检出率，也弥补了常规检测方法的不足。

在全球蔓延的新型冠状病毒已经给了我们一个重要的警示，即病毒基因核酸检测的重要性，这在国家卫生健康委员会发布的诊疗方案诊断标准中再次得到了体现［12-13］。但是，mNGS的费用虽然较以前相比下降了许多，但仍高于传统检测方法的费用，对于一些地区医院来说，具有挑战性。因此作为一种常规的普遍的检测手段发展来看，仍具有困难性。相信随着检测技术的不断成熟及进步，mNGS技术会在未来的领域内大放异彩，更好地为患者提供服务。