基于靶向二代测序技术剖析 2022 - 2023 年武汉儿童肺炎支原体肺炎:揭示流行病学特征、耐药性及诊疗新策略

【字体: 时间:2025年04月10日 来源:Microbiology Spectrum 3.7

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  本文通过对武汉儿童医院收治的肺炎患儿进行研究,运用靶向二代测序(tNGS)技术检测病原体。发现肺炎支原体(MP)感染情况、共感染特征、耐药率等,还分析了炎症指标和淋巴细胞亚群变化。为儿童 MP 肺炎诊疗和防控提供重要依据,助力临床决策与公共卫生政策制定。

  ### 研究背景
肺炎支原体(Mycoplasma pneumoniae,MP)是儿童社区获得性肺炎(Community - acquired pneumonia,CAP)的重要病原体,约占确诊病例的 30% - 40%。MP 感染呈全球性散发,每 3 - 7 年出现地区性流行,每次持续 1 - 2 年,但流行周期机制不明。MP 与其他呼吸道病原体共感染常见,其与疾病严重程度的关系及国内共感染地区趋势尚不清楚。中国缺乏系统监测,难以评估 MP 对公共卫生的实际影响。
靶向二代测序(targeted next - generation sequencing,tNGS)技术可快速准确检测病原体,克服传统诊断方法局限。大环内酯类药物是治疗 MP 感染的首选,但 MP 的 23S rRNA 基因 V 区基因突变会导致耐药。此外,MP 感染会引发机体免疫反应,T 细胞亚群变化与 MP 感染进展密切相关,检测儿童 MP 肺炎(Mycoplasma pneumoniae pneumonia,MPP)患者血清炎症标记物和淋巴细胞亚群对制定临床治疗策略至关重要,但目前针对儿童 MP 单一或共感染的炎症和免疫反应研究较少。本研究旨在填补这些空白,分析不同感染方式下相关炎症蛋白和免疫标记物的表达,提出 MPP 鉴别诊断新策略,同时利用 tNGS 确定 2022 年以来武汉儿童 CAP 中 MP 的流行情况。

材料与方法


  • 研究人群和数据收集:本研究为回顾性观察研究,纳入 2022 年 10 月至 2023 年 10 月在武汉儿童医院住院的肺炎患儿。纳入标准包括年龄小于 18 岁、住院、经影像学确诊肺炎且有相关症状、入院 48 小时内进行 tNGS 检测等。对照组为同期在医院进行常规体检的健康儿童。收集的数据包括人口统计学信息、呼吸道标本来源、病原体鉴定和实验室检测结果等,共感染定义为同一标本中检测到多种阳性病原体。
  • tNGS 呼吸道病原体 100 plus 检测:采集的咽拭子(TS)、痰液或支气管肺泡灌洗液(BALF)样本送至商业公司实验室进行 tNGS 分析,检测 153 种病原体及相关耐药基因。通过核酸提取、引物扩增等步骤进行文库制备和测序,计算病原体浓度时排除口腔正常菌群,同时将 Epstein - Barr 病毒(EBV)和白色念珠菌(Candida albicans)作为潜在病原体纳入分析。
  • 炎症蛋白和流式细胞术检测:使用 Siemens BN II 系统检测高敏 C 反应蛋白(high - sensitivity C - reactive protein,hsCRP),采用 AFS2000A 干荧光免疫分析仪检测血清淀粉样蛋白 A(serum amyloid A,SAA)浓度。运用流式细胞术检测淋巴细胞亚群(CD3+T、CD4+T、CD8+T、CD19+B 和 NK 细胞)的绝对计数和百分比,设定 hsCRP 正常范围为 0 - 3mg/L,SAA 正常范围为 0 - 10mg/L。
  • 统计分析:运用 SPSS 19 软件进行统计分析,正态分布数据以中位数和四分位数间距(IQR)表示,非正态数据采用 Mann - Whitney U 检验,分类变量用卡方检验或 Fisher 精确检验。构建多元回归模型分析住院时间和临床管理数据,校正 P 值控制错误发现率,P < 0.05 为有统计学意义。

研究结果


  • 儿童 MP 肺炎的流行情况:研究分析了 10223 例肺炎患儿的呼吸道样本,tNGS 检测阳性率为 98.4%,其中 4397 例(43.0%)感染 MP,包括 1515 例单一感染和 2882 例共感染,其余 5657 例感染非 MP 病原体。MP 感染阳性率在 2022 年 10 月至 2023 年 2 月呈下降趋势,2023 年 3 月后显著回升,10 月达到峰值 63.2%。在 MPP 病例中,34.5% 为单一感染,65.5% 为共感染,共感染病原体主要有流感嗜血杆菌(Haemophilus influenzae)、鼻病毒(Rhinovirus)等。非 MP 肺炎(non - Mycoplasma pneumoniae pneumonia,NMPP)患者中,细菌和病毒共感染最为常见,占 58.3%。
  • 症状、管理和影像学特征:MPP 患儿最常见症状为发热(86.4%)和咳嗽(79.3%),显著高于 NMPP 患儿。NMPP 患儿和 MP 共感染患儿喘息更常见。MPP 患儿入住 ICU、接受氧疗和机械通气支持的比例低于 NMPP 患儿,但使用糖皮质激素的比例更高(22.5%)。MPP 患儿影像学表现中肺实变(25.8%)、斑片状浸润、胸腔积液和肺不张的发生率高于 NMPP 患儿。
  • 年龄、性别分布和住院情况:MP 阳性患者中位年龄为 6.1 岁,高于 MP 未感染患者(2.5 岁);MP 单一感染患儿年龄大于共感染患儿。NMPP 组男性比例(58.0%)高于 MP 阳性组(54.3%),MP 阳性组中男性在共感染时比例更高。MPP 患儿中位住院时间为 6 天,长于 NMPP 患儿,但 MPP 单一感染和共感染患儿住院时间无显著差异。
  • 大环内酯类耐药 MP 的流行情况和特征:4397 例 MP 感染患儿中,大环内酯类耐药率为 78.8%,A2063G 突变占主导(78.4%),在单一 MPP 样本中更常见。不同年龄组耐药比例存在差异,大于 11 岁患儿耐药比例显著高于小于 1 岁和 6 - 11 岁患儿。耐药感染患儿住院时间更长,且 BALF 样本中耐药突变发生率低于痰液和咽拭子样本。
  • tNGS 揭示儿童呼吸道样本中 MP 的高流行率和微生物组多样性:tNGS 检测显示,BALF、咽拭子和痰液样本病原体阳性率分别为 98.4%、98.2% 和 99.0%。MP 在 BALF 样本中检出率最高,且 BALF 样本微生物组分析发现鼻病毒、EBV 等病原体阳性率较高;痰液和咽拭子样本中主要病原体为流感嗜血杆菌、鼻病毒和肺炎链球菌(Streptococcus pneumoniae)等。
  • 炎症标记物和淋巴细胞亚群:所有肺炎患者组 hsCRP 和 SAA 水平均高于正常范围,且 MPP 单一感染组 hsCRP 和 SAA 水平高于 NMPP 组。MP 感染患儿(单一和共感染)与健康对照组相比,淋巴细胞亚群百分比无显著差异,但绝对计数中 CD3+T、CD4+T、CD8+T、CD19+B 细胞和 NK 细胞显著减少,MPP 单一感染组 CD19+B 细胞百分比低于 NMPP 组和健康对照组。

讨论


tNGS 在武汉已成为检测呼吸道感染的有效工具,本研究样本量大且针对 MP 流行期间儿童,检测出呼吸道病原体高阳性率(98.4%),MP 阳性率在 2023 年 3 - 10 月显著上升,这可能与新冠疫情后的 “免疫缺口” 和 “免疫债务” 有关。MPP 主要症状为发热和咳嗽,影像学常出现肺实变等表现,22.5% 的 MPP 患者使用糖皮质激素,治疗应结合影像学结果。

MP 感染在我国有季节性和周期性,武汉符合我国南方感染规律。本研究中 MPP 以共感染为主(65.6%),共感染病原体与其他研究不同,可能因地区差异或检测方法不同。非 MP 肺炎以细菌和病毒共感染为主,部分病原体疫苗接种率低可能是其高检出的原因。

MPP 患者年龄和性别分布存在差异,但性别对临床结局影响较小,年龄与感染类型和免疫反应有关,MPP 患者住院时间为 6 天,增加了医疗系统负担。我国 MP 大环内酯类耐药率(78.8%)远高于美国、西班牙和丹麦等国,可能与大环内酯类药物过度使用有关,应合理使用抗生素,研究新疗法和替代药物。

BALF 样本 MP 检测率高且耐药突变率低,可能与样本来源和处理方式有关,但本研究未考虑患者详细治疗史,影响对耐药模式的分析。炎症标记物和淋巴细胞亚群可作为区分 MP 和非 MP 感染的预测工具,SAA 水平在 MPP 患儿中升高,可能与炎症和免疫调节有关,MP 感染影响淋巴细胞亚群,导致淋巴细胞减少,但这些指标在研究组间存在重叠,需结合其他参数提高诊断和预后价值。

本研究存在局限性,如未随访感染过程中生物标志物变化、健康对照组样本量小且分析受限、未收集局部治疗信息、无法区分病原体定植和共感染、单中心研究等。未来研究应纳入纵向样本、扩大对照组、开展多中心研究,全面分析生物标志物,以更好地了解 MP 感染,改善儿童肺炎临床结局。
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