基于BALF宏基因组测序技术探索结缔组织病合并肺部感染的病原学特征及诊断价值

【字体: 时间:2025年06月12日 来源:Scientific Reports 3.8

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  本研究针对结缔组织病(CTD)患者肺部感染病原体特征不明、诊断困难的问题,通过回顾性分析81例患者的支气管肺泡灌洗液(BALF)样本,比较宏基因组下一代测序(mNGS)与传统微生物检测(CMT)的效能。结果显示mNGS敏感性(80.6% vs 66.1%)显著优于CMT,尤其对耶氏肺孢子菌(Pneumocystis jirovecii)检测优势明显,同时揭示了以铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)为主的病原谱特征,为免疫抑制人群的精准抗感染治疗提供了新策略。

  

结缔组织病(CTD)患者因长期免疫抑制治疗,肺部感染已成为威胁生命的主要并发症。然而,这些特殊人群的病原谱特征长期笼罩在迷雾中——传统培养方法犹如"盲人摸象",不仅耗时长(3-7天),对耶氏肺孢子菌(Pneumocystis jirovecii)等难培养病原体的检出率更是不足30%。更棘手的是,CTD合并间质性肺病(ILD)时,肺部感染的影像学表现与疾病进展往往难以区分,但两者的治疗方向却南辕北辙:一边需要强化免疫抑制,另一边则需紧急抗感染。这种诊断困境直接导致临床决策如履薄冰,据文献报道误诊患者的死亡率可骤增3倍。

宁波大学第一附属医院风湿免疫科的Huyan Wang和Baojing Zhao团队在《Scientific Reports》发表的研究,犹如为这场诊断困局投下一束曙光。研究者创新性地采用支气管肺泡灌洗液(BALF)宏基因组下一代测序(mNGS)技术,对81例疑似肺部感染的CTD患者展开全景式病原体扫描。这项技术如同高精度"分子雷达",能在47小时内同步检测15,000多种病原体核酸序列,较传统方法显著提速67%。

研究采用的关键技术包括:1)BALF样本预处理与宿主DNA去除技术;2)MGISEQ-200平台双端测序;3)基于hg38人类基因组参考数据库的生物信息学过滤;4)迪安诊断病原微生物基因组数据库比对分析。样本队列来自2019-2023年住院患者,严格排除非CTD病例及非BALF样本。

临床特征分析
62例确诊感染患者中,特发性炎症性肌病(IIM)占比最高(37.1%),尤其是抗MDA5+
皮肌炎(9例)和抗合成酶综合征(10例)。值得注意的是,感染组患者既往接受免疫抑制剂治疗的比例显著高于非感染组(69.4% vs 31.6%, p=0.003),印证了免疫抑制与感染风险的剂量效应关系。

诊断效能比较
mNGS展现出令人振奋的检测优势:在62例感染患者中检出50例(80.6%),而传统方法仅检出41例(66.1%)。对于"隐形杀手"耶氏肺孢子菌,mNGS检出8例,CMT则全军覆没。在35例mNGS/CMT双阳性病例中,两者结果完全一致率达65.7%(23/35),部分一致病例多因mNGS检出CMT遗漏的混合病原体。

病原谱特征
研究首次绘制出CTD肺部感染的病原体"地图":

  • 细菌感染占44%(22/50),铜绿假单胞菌(7例)和肺炎克雷伯菌(5例)领衔
  • 真菌感染占28%(14/50),耶氏肺孢子菌(8例)独占鳌头
  • 混合感染占22%(11/50),包括4例细菌-细菌混合和4例细菌-真菌混合
  • 检出3例罕见病原体:嗜麦芽窄食单胞菌、伊丽莎白菌和脑膜脓毒性金黄杆菌,均伴快速进展性肺损伤

技术局限性讨论
研究者客观指出mNGS存在0.5%的假阳性风险,例如1例系统性血管炎患者虽检出EBV/CMV序列,但临床最终判定为定植。成本效益分析显示单次检测需3000元人民币,但相较于序贯开展多项传统检测,其综合成本反而降低42%。

这项研究为CTD肺部感染诊疗树立了新标杆:mNGS不仅能破解耶氏肺孢子菌的检测难题,更擅长捕捉混合感染信号。对于抗MDA5+
皮肌炎等高危患者,研究者强烈推荐将BALF-mNGS纳入常规检查。未来若结合RNA测序,有望进一步覆盖呼吸道合胞病毒等RNA病毒,构建更完整的病原体监测网络。该成果为免疫抑制患者的精准抗感染策略提供了分子导航,对降低CTD患者死亡率具有重要临床意义。

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