《Frontiers in Cellular and Infection Microbiology》：Effect of BALF-based mNGS on clinical outcomes of immunocompromised subjects with opportunistic pulmonary infections: a multicenter propensity score-matched study
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本研究通过多中心倾向评分匹配分析，首次证实支气管肺泡灌洗液宏基因组下一代测序（mNGS）可显著改善免疫缺陷宿主机会性肺部感染的早期临床结局。结果显示，mNGS组在入院第7天氧合指数（OI）改善>30%、第14天临床改善率及21天生存率均显著优于常规微生物检测（CMT）组，其优势源于mNGS更高的病原体检出率（97.6% vs. 22.0%）及其对抗生素治疗的精准指导作用（80.9%患者据此调整方案），为免疫抑制人群肺部感染的精准诊疗提供了高级别循证依据。
背景
免疫缺陷患者数量的显著增加主要归因于自身免疫性疾病免疫抑制治疗的进展、实体器官移植和血液系统恶性肿瘤的增加。与免疫正常个体相比，免疫缺陷患者更容易发生严重肺部感染，具有急性呼吸衰竭的高风险并导致更高的死亡率。对于这一脆弱人群，准确的病原体识别对于有效的抗菌药物管理至关重要。常规微生物检测（CMT）包括微生物培养、分子检测和抗原抗体检测。常规培养方法敏感性有限，特别是对于苛养病原体，常常阻碍临床实践中的准确微生物学诊断。尽管聚合酶链式反应（PCR）具有高灵敏度和特异性，但需要根据预测的病原体设计引物。因此，需要一种比CMT更快、更敏感的病原体检测方法。
宏基因组下一代测序（mNGS）是一种先进的微生物检测技术，它使用NGS方法检测样本中的核酸，能够全面识别细菌、病毒、真菌和寄生虫。由于与CMT相比具有更高的病原体检测灵敏度，并且受先前抗生素暴露的干扰较小，mNgs已成为下呼吸道感染（LRTIs）的重要诊断工具。虽然既往研究已证明mNGS对免疫缺陷患者肺部感染的病原体具有优异的诊断性能，但关于mNGS与该人群预后关联的报告仍然有限。此外，由于mNGS非歧视性地检测所有微生物核酸，它也可能识别呼吸道定植菌或环境污染物，可能导致假阳性结果，这使得BALF mNGS的临床应用存在争议。
方法
这项多中心回顾性研究在2022年1月至2024年12月期间于四个呼吸中心进行，共纳入162名患有机会性肺部感染的免疫缺陷患者。根据入院后是否进行BALF mNGS检测，将入组患者分为CMT组和mNGS组。采用倾向评分匹配（PSM）来最小化选择偏倚，并进行敏感性分析以确认稳健性。主要结局是入院后第7天氧合指数（OI）改善>30%，以及第14天时根据WHO 7分类顺序量表评估的临床改善。次要结局包括21天死亡率、住院期间脓毒性休克的发生率和病原体检出率。
CMT组患者仅接受CMT检查，而mNGS组患者同时接受CMT和mNGS检测。CMT检测板片包括直接涂片镜检、细菌和真菌培养、隐球菌抗原检测，以及对流感A/B、SARS-CoV-2、呼吸道合胞病毒（RSV）和巨细胞病毒（CMV）的靶向PCR。BALF mNGS检测流程包括样本处理、核酸提取、文库制备、测序（在DIFSEQ-200平台上进行）和生物信息学分析。对mNGS结果的初步解释和致病病原体诊断均依据既定标准由经验丰富的临床医生判定。
结果
在110名接受mNGS检测的患者中，结果促使89名患者（80.9%）调整了抗生素治疗方案，包括升级和降级治疗。其余52名患者仅接受CMT。经过PSM后，进一步分析了41对匹配患者。
与CMT组相比，mNGS组在第7天OI改善>30%的比例更高（41.5% vs. 9.8%, P = 0.001）。mNGS组在第14天的临床改善率也高于CMT组（36.6% vs. 9.8%, P = 0.004）。此外，在机会性肺部感染患者中，BALF mNGS与降低的21天死亡率相关（7.3% vs. 34.1%; P = 0.003），但与住院期间脓毒性休克发生率的降低无显著关联。更重要的是，mNGS组的致病病原体检出率显著高于CMT组（97.6% vs. 22.0%, P<0.001），证明了mNGS卓越的诊断效能。
敏感性分析通过改变卡钳宽度（0.04和0.03）验证了主要PSM的稳健性，并且经过Bonferroni校正（α=0.0125）后，主要结局的组间差异仍然具有统计学意义。
mNGS显示出比CMT更高的诊断率。在110名同时接受两种检测的患者中，mNGS检测出致病病原体的比例为96.4%（106/110），显著高于CMT的阳性率（31.8%, 35/110）。mNGS的诊断优势尤其体现在检测CMT无法检出的挑战性呼吸道病原体，如诺卡菌（2.7% vs. 0.0%）、非结核分枝杆菌（NTM, 3.6% vs. 0.0%）、军团菌（1.8% vs. 0.0%）、耶氏肺孢子菌（PJ, 35.5% vs. 0.0%）、巨细胞病毒（CMV, 28.2% vs. 6.4%）和隐球菌（2.7% vs. 0.0%）。此外，mNGS检测到的混合感染率也显著高于CMT（58.2% vs. 8.2%; P<0.001），其中细菌和CMV混合感染是最常见的组合（16.4%）。
讨论
这项真实世界研究表明，对于患有机会性肺部感染的免疫缺陷患者，应用BALF mNGS与改善第7天OI、增强第14天临床改善以及降低21天死亡率相关。这些益处很可能得益于mNGS更高的诊断效能及其对指导靶向抗生素治疗的直接影响。
mNGS在免疫缺陷患者肺部感染中表现出优于CMT的诊断性能，特别是在检测耶氏肺孢子菌（PJP）等机会性病原体方面。本研究揭示的高混合感染率，尤其是细菌与CMV的共感染，凸显了mNGS同时检测多种病原体的关键价值，为同时启动或扩大抗菌覆盖以及针对性抗病毒治疗提供了依据。mNGS还能及时检测诺卡菌、军团菌、NTM和隐球菌等需要完全不同抗菌方案的病原体，促使临床医生更早开始靶向治疗，这可能促进了观察到的氧合和生存改善。
mNGS组早期氧合改善具有重要的临床意义，未能实现早期OI改善已被验证为急性呼吸窘迫综合征治疗失败的预测因子，本研究结果提示应用BALF mNGS可能改变严重呼吸道感染的疾病进程。mNGS提供快速准确的病原学诊断，有助于更早地从经验性治疗转向靶向治疗，从而提高抗生素治疗调整率，减少不必要的抗生素使用，这对临床决策至关重要。对于更易发生混合感染的免疫缺陷宿主，CMT常无法检出所有致病病原体，导致高假阴性率，因此mNGS在该人群中的价值更为突出。
本研究首次显示mNGS与免疫缺陷患者机会性肺部感染的21天死亡率显著相关。与传统培养相比，mNGS显著缩短了诊断时间，且受先前抗生素暴露的影响较小。对于免疫缺陷患者，经验性抗生素治疗常在病原体识别前开始，mNGS的检测能够快速精确地识别病原微生物，从而促进及时的临床诊断和抗生素调整，这种病原体靶向治疗可能显著改善该脆弱人群的临床管理和预后。
局限性包括CMT组未普遍开展耶氏肺孢子菌靶向PCR可能带来偏倚；缺乏免疫正常对照组；mNGS方案仅靶向DNA，未覆盖RNA病毒；样本量相对较小且非盲法设计可能限制统计效能和普适性；PSM后仍可能存在未测量变量的未观察混杂因素；mNGS在免疫缺陷患者中的长期疗效有待未来研究。
结论
早期BALF mNGS检测与改善的临床结局相关，包括第7天OI改善、临床状态恢复和降低的21天死亡率，这很可能得益于其更高的诊断效能和更早进行靶向治疗的潜力。需要进一步的大样本前瞻性研究来更好地了解mNGS在该人群中的预后价值。
