靶向测序技术在肺部感染病原学诊断中的应用价值：基于多样本类型的诊断效能评估

《Frontiers in Cellular and Infection Microbiology》：Utilization of targeted sequencing for etiological diagnosis of pulmonary infections in different samples

本文系统评估了靶向下一代测序（tNGS）技术在肺部感染病原学诊断中的价值。研究通过对比tNGS与传统病原体检测方法（TPDs）在166例患者不同样本（支气管灌洗液、新鲜组织、胸水、痰液）中的表现，证实tNGS具有显著更高的阳性检出率（81.33% vs. 32.53%）、更广的病原谱覆盖能力（可检测细菌、真菌、病毒、肺炎支原体等）以及优异的混合感染识别效能，并能同步检测抗生素耐药基因（ARGs），为临床精准抗感染治疗提供了重要技术支撑。

　　

引言

肺部感染是由细菌、真菌和病毒等病原体侵袭肺实质或间质引起的炎症性疾病，其发病率高，是全球临床死亡的主要原因之一。研究表明，近半数肺部感染患者无法明确致病病原体，这凸显了开发灵敏、快速、高特异性检测方法的紧迫性。传统病原体检测方法（TPDs）存在检测周期长、阳性率低的固有局限性，常导致临床实践中不得不采用经验性抗生素治疗，这不仅增加了耐药菌出现的风险，还可能对患者预后产生不利影响。靶向下一代测序（tNGS）作为一种创新的高通量测序技术，能够同时进行病原体鉴定和抗生素耐药基因（ARGs）表征，在呼吸道感染的病原学诊断中扮演着关键角色。

材料与方法

本研究为一项前瞻性研究，于2024年3月至2025年4月期间招募了166例疑似肺部感染患者。由主治医师根据患者临床情况采集支气管灌洗液（BALF）、新鲜组织、胸水和痰液样本。每份样本均同时进行tNGS和TPDs检测以进行平行比较。tNGS检测采用可检测386种病原体和93种ARGs的检测panel，文库构建使用300+病原靶向基因检测试剂盒，并在Illumina MiniSeq平台上进行测序。生物信息学分析经过严格的质量控制，并使用Kraken2等进行病原鉴定和ResFinder进行ARGs分析。TPDs包括涂片镜检、培养技术和免疫学测定等方法。

结果

患者特征与病原体检出情况

本研究共纳入166例患者。tNGS在135例样本中检出病原体，总阳性率为81.33%，显著高于TPDs的32.53%。tNGS共鉴定出65种病原体，包括35种细菌（53.85%）、10种真菌（15.38%）、18种病毒（27.69%），以及肺炎支原体和肺炎衣原体各1例。其中，结核分枝杆菌复合群（27.71%）、流感嗜血杆菌（9.04%）和金黄色葡萄球菌（7.23%）是检出率最高的细菌；白色念珠菌（5.42%）和烟曲霉（4.82%）是真菌中的主要病原体；病毒则以EB病毒（11.45%）、人疱疹病毒5型（10.24%）和Merkel细胞多瘤病毒（4.82%）为主。相比之下，TPDs仅检出14种病原体，主要为细菌（80.0%），无法检测病毒。

检测效能与混合感染分析

tNGS对非病毒病原体的检出率（78.92%）也显著高于TPDs。在166例样本中，87例仅tNGS阳性，48例两者均阳性，25例两者均阴性，6例仅TPDs阳性。在两者均阳性的48例中，病原体鉴定结果完全一致、部分一致和完全不一致的分别有15例、16例和17例。在仅tNGS阳性的病例中，混合感染占比达55.17%，其中最常见的是细菌-病毒混合感染（31.25%）。

抗生素耐药基因检测

tNGS还成功检测到16种ARGs。其中，10例携带介导大环内酯类、林可酰胺类和链阳菌素类（MLS_B抗生素）耐药的ermB基因；8例携带介导青霉素类和头孢菌素类耐药的TEM基因；7例携带介导四环素耐药的tetQ基因。

讨论

本研究结果表明，tNGS在肺部感染病原学诊断中展现出显著优势。其高灵敏度、广谱病原体覆盖能力以及混合感染识别效能，使其成为TPDs的重要补充甚至替代方案。尤其值得注意的是，tNGS能够检测出TPDs难以发现的病毒病原体以及混合感染模式，这对于理解疾病机制和指导精准治疗具有重要意义。本研究还揭示了本地区肺部感染的病原谱特征，细菌仍是主要病原体，但病毒参与混合感染的情况不容忽视。

然而，对tNGS检测到的ARGs结果需谨慎解读，其存在不一定代表表型耐药，需结合药敏试验等结果进行综合判断。本研究也存在一些局限性，如单中心设计、样本来源较窄、未与qPCR进行对比、部分患者采样前已使用抗生素可能影响TPDs结果等。

结论

综上所述，tNGS作为一种新兴诊断技术，在肺部感染病原学诊断中表现出高灵敏度、广谱检测能力和出色的混合感染识别效能，并能提供ARGs信息，为临床精准诊断和抗感染治疗提供了强有力的工具，有望改善患者预后。未来需要更大规模、多中心的研究进一步验证其临床应用价值。