【感染科普笔记2023-1-16】缪青丨基于测序技术的呼吸道菌群特征
本帖最后由 wuxing718 于 2024-9-28 17:19 编辑缪青丨基于测序技术的呼吸道菌群特征https://mp.weixin.qq.com/s/Ka4bonHXreVk6-pRLxI_EA
讲者丨缪青
整理丨王盼/刘阳子（榆林市第一医院）审核丨 蓝雪0816来源丨2021年SIFIC全国感控与耐药感染大会
前言：呼吸系统感染较为复杂，除常见的病毒性、细菌性呼吸系统感染外，新发病原体以及非典型病原体也是造成呼吸系统感染的重要因素。然而，传统微生物检测技术存在短板，不足以及时提供精准的病原信息。mNGS技术诞生对呼吸系统感染性疾病诊断有开拓性的意义，同时也面临极大的挑战。第十七届上海国际医院感染控制论坛（SIFIC）暨第五届东方耐药与感染大会（OCAMRI）联合会议上，复旦大学附属中山医院感染病科缪青教授通过利用mNGS技术揭示呼吸道不同类型标本菌群特征，为mNGS技术诊断呼吸道感染提供本底资料。
近五年宏基因测序技术已在临床感染性疾病诊断中应用广泛，对普通细菌、真菌、病毒等感染来说，宏基因技术诊断具有明显的优势。随着该技术的广泛应用，在呼吸道感染中菌群准确诊断面临较大的挑战。
呼吸道是否为有菌环境？呼吸道定植菌复杂，正确解读定植菌对诊断十分重要，根据不同呼吸道标本类型病原菌亦有差异。因此，呼吸道标本菌群特征是诸多临床问题中的一个核心问题。关于呼吸道是否为有菌环境，已经历一个长期反复认识的过程，起初认为呼吸道是无菌环境，这基于传统的培养技术的限制，后来随着分子诊断技术的发展，实验证实呼吸道存在病原菌群。
关于菌群的来源，考虑与口咽部污染和操作污染有关，以此为理论基础，对呼吸道连续采样可能出现细菌数梯度稀释的情况，实际结果显示呼吸道菌群结构比较稳定，经口、经鼻气管镜采样，菌群无差异。研究共识，呼吸道为有菌群环境。那么值得关注的是正常人群及疾病人群的呼吸道菌群有无差异，正常人体呼吸道存在主要菌群分布，包括后壁菌门、拟杆菌门，具体菌属有葡式菌、链球菌、溶球菌、梭杆菌、奈瑟菌、假单胞菌等，各菌属的来源主要通过口咽部微量的吸入。当口咽部菌群进入呼吸道后，启动人体免疫系统，通过肺泡巨噬细胞、纤毛向外转运，将菌群向外排，长期免疫系统与菌群相互平衡，形成呼吸道菌群。此外，呼吸道自身产生微生物，融入菌群当中。
在呼吸道疾病中，如哮喘，分为TH2低型哮喘、嗜酸性粒细胞型哮喘，两种人群中呼吸道菌群不同，前者以莫拉菌属、奈瑟菌属、嗜血杆菌属为主，后者以链球菌、肠道菌为主。对肺纤维化、支气管扩张的患者来说，以铜绿假单胞菌为主，还存在金黄色葡萄球菌、伯克霍尔德、伪溶球菌、葡式菌、嗜血杆菌等菌群特征；呼吸道疾病患者与正常人呼吸道菌群存在差异，可能与宿主免疫、黏膜清除受损有关，口咽部、鼻咽部定植菌群亦不相同。
中山医院呼吸道MS检测数据报告为探索呼吸道菌群分布情况，通过收集呼吸道标本1013例（剔除不合格标本），根据呼吸道标本类型分为痰液、肺泡灌洗液、肺组织和胸水四种类型，标本主要来源于感染性疾病患者，少部分来源于非感染性疾病。
[*]本次研究目的包括：①比较四种类型标本的诊断效能有无差异；②揭示四种标本类型微生物组学分布特征；③探索宏基因技术的解读呼吸道菌群标准。
[*]研究结果显示：非感染性疾病患者中，四种标本阴性预测值一致；在感染性疾病患者中，胸水阳性预测值较低，其他三种阳性预测值无明显差异；因此，认为胸水在呼吸道菌群诊断过程中效能较低。对不同病原体，标本类型不同效能也不同，分枝杆菌效能较低，普通细菌效能相对较高；胸水效能最低，肺组织效能最高；本次研究结果显示分枝杆菌中，痰标本效能相对较高，有研究报道肺泡灌洗液的分枝杆菌检测效能比较高，这与本次研究结果相矛盾。检测结果与标本采样的质量息息相关，推测这与本次研究肺泡灌洗液质量不达标、灌洗量过于稀释等因素有关。
四种标本菌群组成和含量有差异，肺组织中菌群组成多样性较高，这可能与肺组织相对无菌及操作过程等因素影响菌群。图中紫色常规菌为定植菌，对于呼吸道标本来说，肺泡灌洗液、痰液均可检出定植菌，肺泡灌洗液检出量相对较低，菌群分布无差异，肺泡灌洗液中除了自身特征，还受皮肤、水和环境中菌群的影响。因此，肺泡灌洗液和痰液需分情况讨论。肺组织、胸水菌群相似。
按疾病分类，可分为非感染性疾病、分枝杆菌感染性疾病、普通细菌感染性疾病和病毒感染性疾病四种类型。对于普通细菌感染性疾病而言，菌群相对多样性，这可能与mNGS技术检出的普通细菌量大有关，分枝杆菌检测时菌量相对较少，非感染性疾病和分枝杆菌感染，较难提取、分离菌群，因此多样性较差，标本类型中痰液标本比肺泡灌洗液更敏感。在不同人群中，菌群无明显差异。在病毒组学中，对于病毒来说，在宏基因检测技术在各种标本类型中容易检出，常见病毒包括疱疹病毒1、2、3、4、5、6、7型，细小病毒、多留病毒等，然而临床诊断价值很难判断，很难判定疾病，很少诊断为病原体。因此，在感染中病毒检出并不多，但在风湿免疫患者中，病毒较易检出。
为统一标准，客观解读mNGS技术在诊断呼吸道菌群，通过纳入诊断明确患者，利用多参数、多维数据进行阈值分析、判定，结果显示阈值较差。标本的特异性较差，最低60%左右，针对此现象，以正常人、亚正常人作为过滤背景更有意义。
感悟缪青教授讲授基于测序技术的呼吸道菌群特征研究，从“呼吸道是否为有菌环境、菌群的形成及hNGS技术诊断不同呼吸道标本的菌群特征”等方面做了详细的阐述，为该技术在诊断呼吸道菌群提供科学依据。
图文：王小虾
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