《Diagnostic Microbiology and Infectious Disease》：Clinical Metagenomics for Pathogen Detection in Lower Respiratory Infections: A Diagnostic Study
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mNGS在呼吸道感染诊断中显著优于传统培养法及常规检测组合，尤其对混合感染检测率更高，但对特异性较低。
周洁婷|于飞|王文娟|张丹|谢梦晓|袁凌军|郑洁媛|王静超|李斌晓|娄斌|韩东升
浙江大学医学院附属第一医院实验室医学系，中国杭州市清春路79号，310003
摘要
背景
宏基因组下一代测序（mNGS）能够全面检测样本中的所有潜在病原体。然而，其在各种临床环境中的诊断性能需要通过实际数据进一步验证。
方法
这项回顾性研究包括了来自浙江大学医学院附属第一医院的186名患者，他们对呼吸道样本进行了mNGS检测。我们将mNGS与传统的培养方法进行了比较，并评估了mNGS与相同患者的常规微生物检测组合（CMTs）的性能。此外，我们还分析了mNGS在不同疾病状态（免疫抑制状态和机械通气）下的诊断性能。
结果
mNGS的阳性率为81.2%（151/186）。在 lower respiratory tract infections (LRTIs) 中，mNGS成功检测出了84.6%（137/162）的细菌、89.0%（65/73）的真菌、100.0%（72/72）的病毒、88.9%（16/18）的结核分枝杆菌以及100.0%（9/9）的非结核分枝杆菌。混合感染是本研究中最常见的感染类型（69/145，47.6%）。mNGS检测出混合感染的比率显著高于CMTs（91.3% vs 43.5%，P<0.01）。根据综合LRTI诊断标准进行比较时，mNGS的敏感性显著高于配对培养（89.0% vs 32.4%，P<0.01）和CMTs（89.0% vs 57.2%，P<0.01），但特异性较低（46.3% vs 87.8% 和 46.3% vs 82.9%，P<0.01）。在未接受机械通气的患者中，mNGS保持了高敏感性（87.0% vs 96.7%，P=0.19），而培养和CMTs的敏感性显著下降（P<0.01）。
结论
mNGS在LRTIs的诊断性能上优于CMTs。
引言
下呼吸道感染（LRTIs）涉及气管、支气管和肺实质，是全球疾病负担的第四大原因，导致3.8个伤残调整生命年（DALYs）[1]。近年来，癌症治疗和移植免疫学的进步，以及自身免疫疾病患者中广泛使用皮质类固醇和新型免疫抑制剂，显著增加了严重免疫缺陷人群的数量[2]。这也增加了导致LRTIs的病原体的复杂性和多样性，给这些感染的微生物诊断带来了更大的挑战。快速准确的病原体鉴定不仅有助于指导针对性抗生素治疗，还有助于减少广谱抗生素的过度使用[3]。
传统上，呼吸道样本的微生物培养后通过基质辅助激光解吸/电离飞行时间（MALDI-TOF）质谱法进行物种鉴定被认为是LRTIs病原体鉴定的金标准[4]。然而，传统培养方法的敏感性变化很大且耗时较长，这主要是由于先前使用广谱抗生素、某些病原体的严格生长条件以及呼吸道定植菌的竞争性生长[5]。此外，传统培养方法无法检测病毒或非典型病原体，如Mycoplasma pneumoniae和Chlamydia psittaci。尽管聚合酶链反应（PCR）和基于抗原和/或抗体的免疫学方法可以检测这些病原体，但这些方法只能识别预定义的一组微生物，无法识别未知病原体[6,7]。Leven等人在11个国家进行的一项前瞻性研究发现，即使采用微生物培养、PCR和血清学方法，病原体检测率也只有59%，仍有40%的LRTIs病因不明[8]。在缺乏明确的微生物证据的情况下，临床医生可能会将呼吸道症状误认为是非感染性炎症性疾病，从而导致不当治疗并可能加重感染[9]。
宏基因组下一代测序（mNGS）是一种不依赖培养、无偏见的病原体检测技术，不需要预定义的目标[10]。它能够同时提取和测序样本中宿主和微生物的所有核酸，理论上可以检测几乎所有潜在的病原体[11,12]。近年来，mNGS在LRTIs的病原体检测中得到了越来越多的应用，特别是在识别新出现和罕见病原体方面显示出显著优势[13,14]。然而，正常呼吸道微生物群的存在、口腔菌群的污染以及高宿主DNA含量使得呼吸道样本中的病原体检测更具挑战性[15]。本研究旨在比较mNGS、mNGS样本的微生物培养（配对培养）和常规微生物检测组合（CMTs）在LRTIs患者中的临床诊断性能。
研究人群
研究人群
我们回顾性地纳入了2022年7月至2022年12月期间在浙江大学医学院附属第一医院接受呼吸道样本mNGS检测的194名门诊或住院患者中的186名（图1）。有8例患者因临床数据不完整、mNGS结果无法追踪或缺失配对培养结果而被排除。临床信息包括年龄、性别、免疫状态、既往抗生素使用情况、机械通气情况以及基础疾病情况，
患者特征
本研究共纳入186名患者（表1）。患者的中位年龄为59.5岁，其中61名为女性（32.8%）。大多数用于mNGS检测的呼吸道样本是支气管肺泡灌洗液（BALF，89.2%，166例），其余为痰液。共有147名（79.0%）患者有基础疾病，其中最常见的为实体器官移植（22.6%，42例），其次是血液系统疾病（11.7%，22例）。在实体器官移植受者中，大多数
讨论
mNGS检测的发展和应用显著解决了CMTs的局限性[19]，为临床实践中LRTIs的病因诊断提供了更优的解决方案。我们的数据显示，mNGS检测呼吸道样本的敏感性为89.0%，显著优于CMTs——这与Qinghua Gao等人的研究结果（82.9%）[20]和Dandan Zhang等人的研究结果（80.0%）[21]一致。然而，其特异性仅为46.3%，尽管与
作者贡献
研究设计：D. H.、B. L. 和 F. Y.；样本检测：J. Z.、M. X.、L. Y.、J. Z.、J. W. 和 B. L.；数据收集：J. Z. 和 M. X.；数据分析：J. Z.、W. W. 和 D. Z.；手稿撰写：J. Z. 和 D. H.；手稿修订：D. H.、B. L. 和 W. W. 所有作者均已阅读并批准了最终版本的手稿。
CRediT作者贡献声明
周洁婷：撰写——初稿、可视化、软件、方法学、数据管理。于飞：概念构思。王文娟：撰写——审阅与编辑、方法学。张丹：软件、资源、方法学。谢梦晓：方法学、调查、数据管理。袁凌军：方法学。郑洁媛：方法学。王静超：方法学。李斌晓：方法学。娄斌：撰写——审阅与编辑、资金获取、概念构思。韩东升：撰写——审阅与
