《Frontiers in Cellular and Infection Microbiology》：Metagenomic next-generation sequencing of matched donor–recipient pairs reveals pathogen transmission dynamics and informs antimicrobial therapy in liver transplantation: a retrospective cohort study
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背景： 移植后感染仍然是肝移植（LT）术后发病率和死亡率的主要原因。传统的微生物培养在灵敏度和病原体谱覆盖范围方面存在公认的局限性。宏基因组二代测序（mNGS）已成为一种有前景的诊断平台。然而，其在匹配的供受者配对中的系统性评估，包括对可能的供者向受者病原体传
背景： 移植后感染仍然是肝移植（LT）术后发病率和死亡率的主要原因。传统的微生物培养在灵敏度和病原体谱覆盖范围方面存在公认的局限性。宏基因组二代测序（mNGS）已成为一种有前景的诊断平台。然而，其在匹配的供受者配对中的系统性评估，包括对可能的供者向受者病原体传播的特征描述及其对抗菌药物管理的影响，仍然有限。
方法： 研究人员回顾性纳入了45例连续的肝移植供受者配对。从供者（n = 124）和受者（n = 97）中收集了多种类型的样本，并同时进行了mNGS和传统培养检测。受者被分为感染组（n = 29）和非感染组（n = 16）。系统分析了病原体检出率、诊断效能指标、供者向受者的传播事件以及mNGS指导下的抗微生物药物调整情况。
结果： 64.4%的受者发生移植后感染，主要累及肺部（89.7%）。在供者（95.6% vs. 80.0%）和受者（64.4% vs. 22.2%）中，mNGS的整体阳性率均显著高于传统培养，并且在真菌检测方面优势明显，病毒病原体则完全由mNGS独家检出。两种方法在病原体水平的一致性主要为部分一致（75%–78%）。在患者层面，mNGS的灵敏度为69.0%，而培养仅为31.0%；但培养的特异性更高（93.8% vs. 43.8%）。研究鉴定出了多样的病原体谱，包括耶氏肺孢子菌、罕见霉菌、巨细胞病毒（CMV）和EB病毒（EBV）——这些均由mNGS独家检出。在11对供受者配对中，共识别出11起涉及6种病原体的可能供者向受者传播事件，其中54.5%的受影响受者出现了临床感染，肺炎克雷伯菌占传播事件的多数。mNGS结果为69.0%的感染受者提供了抗微生物药物治疗调整的依据。单变量分析显示，肝癌与较低的移植后感染风险存在探索性关联（OR = 0.10, 95%CI = 0.02–0.46, p = 0.003）。
结论： 这项回顾性配对研究表明，mNGS显著扩展了超越传统培养的病原体检测范围，能够识别临床相关的可能供者来源的病原体传播，并为大多数感染受者的抗微生物药物治疗调整提供依据。这些发现支持将mNGS作为围移植期辅助诊断工具，但仍需前瞻性多中心验证。
一、研究背景
肝移植（LT）是终末期肝病和早期肝细胞癌的根治性治疗方法，全球每年实施超过30,000例。尽管外科技术、免疫抑制管理和术后护理取得了进步，但感染并发症仍是导致移植后早期发病和死亡的主要原因。流行病学数据显示，超过60%-80%的实体器官移植（SOT）受者在移植后第一年内会发生至少一次临床显著的感染。在肝移植受者中，早期术后感染率为44%-71%，以肺部、腹腔和血流感染最为常见。及时的病原体鉴定是有效管理感染的关键，但传统微生物培养存在周转时间长、对苛养菌或低丰度病原体灵敏度差、无法检测病毒以及易受既往抗生素暴露影响等局限。宏基因组二代测序（mNGS）作为一种不依赖培养的诊断平台，可直接从临床标本中同时检测细菌、真菌、病毒和寄生虫。然而，现有研究主要集中在受者个体或单一标本类型，缺乏对匹配的供受者配对进行多部位比较的系统性分析，尤其对供者来源病原体传播的真实谱系及其对临床决策的影响尚未充分阐明。
二、研究目的
本研究旨在通过对45对匹配的肝移植供受者配对进行回顾性队列分析，系统比较mNGS与传统培养在不同标本类型中的病原体检出谱，量化可能的供者向受者病原体传播事件，评估两种方法对移植后感染的诊断效能，并考察mNGS结果对抗微生物治疗方案调整的实际影响，从而为mNGS整合到围移植期微生物监测和抗菌药物管理中提供初步证据。
三、关键技术方法
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研究设计与人群：在青岛大学附属医院肝移植科开展回顾性队列研究，纳入2024年5月至2025年1月期间的肝移植供者和对应受者，最终形成45对具有完整配对临床和微生物数据的供受者配对。
- 2.
样本采集：供者于器官获取前24小时内采集痰液/气管吸取物、EDTA抗凝外周血和器官保存液（OPS）；受者于术后24小时内采集痰液/支气管肺泡灌洗液（BALF）、EDTA外周血、腹水及OPS。
- 3.
mNGS检测与分析：所有标本送北京微未来科技有限公司进行mNGS分析，采用MGISEQ-200平台测序，去除人源序列后与综合微生物参考数据库比对。病原体阳性阈值设定为：病毒RPTM≥3，细菌和真菌RPTM≥20，隐球菌和结核分枝杆菌RPTM≥1。由两名经验丰富的临床专家结合临床表现综合判读结果。
- 4.
传统微生物检测：对所有标本同步进行常规培养，采用基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（MALDI-TOF MS）鉴定菌种，并按CLSI指南进行药敏试验。
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统计分析：分类变量采用卡方检验或Fisher精确检验；连续变量采用Mann-Whitney U检验；配对数据采用McNemar检验；考虑个体内相关性的敏感性分析采用广义估计方程（GEE）；一致性评估采用Cohen's kappa系数和Jaccard相似指数；危险因素分析采用单变量逻辑回归。
四、研究结果
1. 肝移植受者的临床特征与感染概况
在45名受者中，29人（64.4%）发生移植后感染，16人（35.6%）未感染。两组基线人口学特征可比。值得注意的是，肝癌在感染组的比例显著低于非感染组（31.0% vs. 81.2%，p = 0.002）。感染受者的ICU停留时间、总住院时间和术后住院时间均显著延长。肺部感染是最常见的感染部位（89.7%），其次为腹腔（24.1%）和血流（17.2%）感染。
2. mNGS与培养的病原体检出率及一致性
在患者层面，mNGS在供者（95.6% vs. 80.0%，p = 0.016）和受者（64.4% vs. 22.2%，p < 0.001）中的总体阳性率均显著高于传统培养。这一优势在真菌和病毒检测中尤为突出，病毒病原体完全由mNGS独家检出。在标本层面，除受者腹水外，mNGS在所有标本类型中的检出率均优于培养。标本水平的一致性分析显示，双阳性和mNGS单独阳性占比较高，而培养单独阳性率很低。在双阳性标本中，病原体水平的一致性以部分一致为主（供者75.6%，受者77.8%），完全一致率分别为17.8%和22.2%。以临床判定诊断为金标准，mNGS的患者水平灵敏度为69.0%，特异性为43.8%；传统培养的灵敏度为31.0%，特异性为93.8%。
3. mNGS鉴定的病原体谱
供者中最常见的革兰阳性菌为纹带棒状杆菌和金黄色葡萄球菌；革兰阴性菌以肺炎克雷伯菌、鲍曼不动杆菌、铜绿假单胞菌和嗜麦芽窄食单胞菌为主。念珠菌属是真菌的主要代表，而罕见霉菌如微小根毛霉、伞状 Lichtheimia 和龟头 Cunninghamella 均由mNGS独家检出。病毒如细小病毒B19、CMV、人类α疱疹病毒1型和乙肝病毒（HBV）仅由mNGS检出。在受者中，金黄色葡萄球菌和肺炎克雷伯菌分别是主要的革兰阳性和阴性病原体。白色念珠菌、热带念珠菌和曲霉属为主要真菌。耶氏肺孢子菌——一种重要的机会性病原体——完全由mNGS独家检出。病毒检出包括CMV、EBV、细小病毒B19和HBV，同样均为mNGS独家检出。
4. 可能的供者向受者病原体传播
在11对供受者配对中发现了11起可能的供者来源传播事件，涉及6种病原体。其中6名受者（54.5%）发展为临床感染。肺炎克雷伯菌是最常传播的病原体（5起事件），其中3名受者出现多部位临床感染。金黄色葡萄球菌传播未引起感染。细小病毒B19传播2起，1名受者发生肺部感染。HBV传播事件中受者出现肺部感染，但HBV并非典型呼吸道病原体，故描述为可能的病毒检测事件而非致病原因。真菌传播事件涉及近平滑念珠菌（引起肺部和腹腔感染）和光滑念珠菌（未引起显性感染）。
5. 对抗微生物治疗决策的影响
mNGS结果促使53.3%（24/45）的受者调整了抗微生物治疗方案，其中包括69.0%（20/29）的感染受者和25.0%（4/16）的非感染受者。相比之下，培养结果本身未能在mNGS阳性之外提供额外的治疗调整信息。在mNGS指导的感染受者调整中，升级治疗（40%）、增加抗革兰阳性菌药物（35%）、联合治疗（35%）和调整抗真菌药物（25%）是最常见的干预类别。增加抗病毒药物（10%）和降级治疗（5%）完全由mNGS驱动。接受mNGS指导治疗的受者感染率显著更高（83.3% vs. 42.9%，p = 0.006），表明mNGS指导的调整集中于最高风险亚组。
6. 移植后感染的危险因素
单变量逻辑回归分析显示，肝癌与较低的移植后感染风险存在探索性关联（OR = 0.10, 95%CI = 0.02–0.46, p = 0.003）。ICU持续时间每增加10小时显示出临界关联（OR = 1.11, 95%CI = 0.99–1.24, p = 0.088）。其他临床、围手术期或供者来源的微生物变量均未达到统计学显著性，尽管供者mNGS真菌检出（OR = 2.80, p = 0.134）和7天内输血（OR = 3.15, p = 0.180）显示出趋势。
五、讨论总结与结论翻译
讨论总结： 本研究发现mNGS在供受者多部位标本中的病原体检出率显著优于传统培养，尤其在真菌和病毒检测方面具有绝对优势。mNGS与培养表现为互补而非可互换的诊断模式，两者共同使用可检测更多病原体。研究首次系统揭示了可能的供者向受者传播事件，其中肺炎克雷伯菌是最常见的传播病原体，且多数受者发展为临床感染，凸显了供者筛查的重要性。mNGS的灵敏度高但特异性较低，可能与检出定植菌或环境污染物有关，因此需结合临床综合判断。痰液是阳性率最高的标本类型。mNGS指导了大多数感染受者的治疗调整，尤其是在抗病毒和降级治疗方面，这是传统培养无法实现的。肝癌与低感染风险的关联可能是混杂因素所致，需谨慎解读。研究存在样本量小、缺乏全基因组测序确认传播、诊断标准可能存在偏倚等局限性。
研究结论翻译： 这项回顾性配对研究表明，mNGS显著扩展了超越传统培养的病原体检测范围，能够系统识别临床相关的可能供者来源的病原体传播——尤其是肺炎克雷伯菌和机会性病毒。此外，在大多数感染受者中，治疗调整与mNGS结果存在时间上的关联。mNGS和培养的互补性能特征支持整合的双方法诊断策略。这些发现提示mNGS可作为围移植期微生物监测和抗菌决策的辅助工具。然而，在推荐将其常规整合到临床方案之前，需要开展具有标准化解读框架和分子确认的前瞻性多中心研究。
