《Journal of Clinical Microbiology》：Sensitivity and specificity of a rapid, point-of-care assay distinguishing bacterial from viral infections in acute care settings
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在急诊科（ED）区分细菌感染与病毒感染对于指导合理的抗生素治疗至关重要。近期获批的检测方法，如美国食品药品监督管理局（FDA）批准的MeMed BV检测，可辅助进行这一区分。MeMed BV检测可测量血液样本中的三种宿主免疫蛋白——肿瘤坏死因子（TNF）相关凋
在急诊科（ED）区分细菌感染与病毒感染对于指导合理的抗生素治疗至关重要。近期获批的检测方法，如美国食品药品监督管理局（FDA）批准的MeMed BV检测，可辅助进行这一区分。MeMed BV检测可测量血液样本中的三种宿主免疫蛋白——肿瘤坏死因子（TNF）相关凋亡诱导配体、干扰素（IFN）-γ诱导蛋白10以及C反应蛋白。检测结果被整合为一个0至100的评分，评分越高提示细菌感染的可能性越大，而评分越低则提示病毒感染或其他非细菌性病因。本研究评估了利用MeMed BV检测生成的评分辅助临床医生在急诊科决定是否开具血培养的可行性，同时评估了MeMed BV检测在急诊科患者中区分细菌感染与病毒感染的准确性。该检测的性能还与用于预测细菌感染的标准生物标志物检测及白细胞（WBC）计数进行了比较。本研究共纳入203例疾病发作，其中108例与细菌感染相关（25例血培养阳性；107例非血液样本检出细菌病原体阳性），18例与病毒病原体相关。综合来看，MeMed BV检测的“高细菌可能性”和“中度细菌可能性”评分在正确识别任何细菌感染方面的灵敏度和特异度分别为87%和32%；在正确识别菌血症方面，评分的灵敏度和特异度分别为95%和25%。区分细菌感染与病毒感染的未来发展方向正转向整合诊断方法。为应对抗生素耐药性，未来的诊断技术将利用宿主免疫反应生物标志物、先进分子检测组合和机器学习技术，从而在即时检测场景中实现快速而准确的结果。
论文解读
一、研究背景与目的
在医疗环境中区分细菌感染与病毒感染具有重要临床意义，然而这一任务常因患者呈现相似症状和临床表现而面临挑战。病原体特异性检测（包括核酸扩增检测（NAAT）和培养）虽能提供有价值的治疗指导信息，但往往耗时且成本高昂。在急诊科（ED）等需要快速响应的场景中，这一区分尤为关键，直接影响抗生素的合理及时使用。目前急诊科常对疑似感染患者采集血培养，即便其临床表现与菌血症的相关性较低，这导致急诊科血培养污染率高于住院环境。假阳性血培养结果的管理可导致不必要的延长抗生素治疗，增加细菌耐药风险、提高药房和实验室成本、造成处理延误并延长住院时间。
近年来，多种基于算法的检测方法已被开发用于急诊科，以辅助临床医生合理开具抗生素。其中，MeMed BV检测（MeMed BV, DiaSorin，美国）是一种快速即时检测（point-of-care test），通过测量三种宿主免疫蛋白——肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体（TRAIL）、干扰素-γ诱导蛋白10（IP-10）和C反应蛋白（CRP）——并将结果整合为0至100的单一评分，划分为五个类别，从高细菌感染可能性到高病毒感染可能性。然而，尚无单一生物标志物能在区分细菌与病毒感染方面保持持续准确性，整合多种生物标志物的算法可能提升预测能力。
本研究在威斯康星州马什菲尔德（Marshfield）的急症医疗环境中开展，主要目标是评估利用MeMed BV检测生成的评分辅助临床医生在急症医疗环境中决定是否开具血培养的可行性，同时评估该检测在将患者归类为细菌或病毒感染方面的准确性，并将其与标准生物标志物检测和白细胞（WBC）计数的预测能力进行比较。
二、研究设计与关键方法
研究人员在马什菲尔德诊所健康系统（MCHS）开展研究，该系统服务于威斯康星州中部和北部及密歇根上半岛，拥有大型临床实验室系统。研究对象为2023年12月1日至2024年7月31日期间在该系统急诊科接受临床护理并采集了血培养的患者。血培养须通过规范记录的外周静脉穿刺获取，每次穿刺需两套血培养瓶（每套含一瓶需氧瓶和一瓶厌氧瓶，共四瓶），每瓶含8至10 mL血液。若同一患者在同一2周内有多项血培养医嘱，视为同一疾病发作，仅纳入首次血培养。部分患者还采集了呼吸道、粪便、尿液、伤口组织或拭子等额外标本类型用于感染病原体检测。
研究采用BACT/ALERT VIRTUO全自动血培养系统判断菌血症，使用BIOFIRE Blood Culture Identification 2（BCID2）检测组合快速鉴定阳性血培养中的43种靶标（包括革兰阳性/阴性菌、酵母菌和10种抗菌药物耐药基因），并使用VITEK MS确认BCID2的鉴定结果。当多瓶血培养检出相同病原体或单瓶检出临床显著病原体时，判定为真性菌血症；若仅单瓶检出正常皮肤菌群成员而另一瓶阴性，则判定为假阳性。非血液样本的细菌病原体通过传统需氧/厌氧/真菌培养结合VITEK MS鉴定或临床护理中开具的NAAT检测确定。病毒病原体通过PCR或其他NAAT检测确定，包括BIOFIRE Respiratory 2.1 Panel、Xpert Xpress CoV-2/Flu/RSV plus和Panther Fusion SARS-CoV-2/Flu A/B/RSV检测等。血清标本在临床检测后于?80°C冷冻不超过12周，随后解冻并使用DiaSorin XL-LIAISON仪器获取MeMed BV评分。评分分类为：高病毒感染可能性（HighVIR，0–10）、中度病毒感染可能性（ModVIR，11–34）、不确定（EQV，35–65）、中度细菌感染可能性（ModBACT，66–89）和高细菌感染可能性（HighBACT，90–100）。此外还从电子健康记录中收集了住院时长、胸部X光或CT检查、生命体征、降钙素原、CRP和WBC计数等临床数据以及人口学特征。
统计分析方面，主要分析将MeMed BV检测结果与真性细菌感染（定义为血液或非血液样本中检出细菌病原体）的金标准进行比较，计算灵敏度和特异度及Wald 95%置信区间，并绘制受试者工作特征（ROC）曲线和计算曲线下面积（AUC）。次要分析使用最大似然probit模型估计按年龄（20、40、60和80岁切点）和性别分层的AUC差异。此外，通过广义线性模型比较不同实验室指标对细菌感染与非细菌感染的预测能力，包括使用降钙素原、WBC和CRP的模型，使用MeMed连续评分的模型，以及使用MeMed分类结果的模型，通过赤池信息准则（AIC）和贝叶斯信息准则（BIC）进行比较。敏感性分析将金标准限定为仅血培养阳性个体。
三、研究结果
研究人群特征与感染分布
2023年12月1日至2024年7月31日期间，共有203例疾病发作符合研究纳入标准。研究参与者年龄中位数（四分位距）为69（57，78）岁，40%为女性，79%的体重指数（BMI）≥35。所有203例均评估了菌血症；另有131例检测了非血液样本中的细菌感染，36例检测了非血液样本中的病毒感染，2例检测了寄生虫感染。其中108例与真性细菌感染相关，18例与真性病毒感染相关，82例未检出致病性细菌或病毒感染。有5例为细菌-病毒混合感染，9例同时检出真菌病原体（均同时有细菌病原体）。108例细菌感染中有25例（23%）为菌血症。
MeMed BV评分分布与检测性能
MeMed BV检测将99例评为90–100分（高细菌感染可能性），其中61例确认为细菌感染，19例为菌血症（占全部细菌感染的56%和全部菌血症的76%）。检测将14例评为0–10分（高病毒感染可能性），其中10例为真性病毒感染（占全部病毒感染的56%）。36例（18%）被评为“不确定”评分。仅计算“高”细菌或病毒感染可能性结果时，MeMed BV检测识别真性细菌感染的灵敏度为94%（95% CI：85–98%），特异度为21%（95% CI：11–35%）。纳入“中度”细菌或病毒感染可能性结果后，灵敏度和特异度分别为87%（95% CI：78–93%）和32%（95% CI：21–43%）。当将细菌感染限定为菌血症并纳入“中度”可能性结果时，检测的灵敏度为95%（95% CI：77–100%），特异度为25%（95% CI：18–33%）。AUC计算显示，识别细菌感染的AUC为0.60，识别病毒感染的AUC为0.83。AUC值在较年轻人群和女性中更高，其中细菌结局的年龄差异和病毒结局的性别差异更为显著。
模型比较
广义线性模型估计细菌感染风险比的结果显示，使用降钙素原、WBC和CRP的模型（Model A）、使用MeMed连续评分的模型（Model B）和使用MeMed五级分类结果的模型（Model C）具有相似的预测能力。AIC和BIC指标显示MeMed模型略优于仅使用降钙素原、WBC和CRP的模型，但似然比检验表明，在Model A基础上加入MeMed检测结果并未带来显著额外获益（连续评分：χ2=0.72，P=0.40；五级分类结果：χ2=0.95，P=0.33）。
免疫抑制人群分析
对6例有免疫治疗史或器官/组织移植史的样本分析显示，1例培养无细菌生长，5例检出致病菌感染。在这些潜在免疫功能低下个体中，没有证据表明致病性疾病由典型的“共生”细菌引起。
四、讨论与结论
研究结果表明，MeMed BV检测在正确识别细菌病原体方面具有高灵敏度但低特异度，即该检测在识别真性病毒感染方面比识别真性细菌感染更准确。这一发现提示，MeMed BV检测在临床/急诊环境中可能具有排除细菌感染的实用价值，因为根据MeMed BV检测评为高病毒感染可能性的个体不太可能患有真性细菌感染。既往研究曾报道MeMed BV检测具有更高特异度，这可能是因为这些研究设计限定于下呼吸道感染，而本研究纳入了特定时间段内所有采集了血培养的个体，不论疾病类型或疑似病因。研究还发现MeMed BV评分在较年轻人群中识别真性细菌感染表现更好，年龄相关的免疫系统变化可能影响区分能力。与单独使用降钙素原、CRP和WBC相比，MeMed BV检测虽能准确生成区分细菌与病毒感染的评分，但未显示超出这些常规指标组合的额外统计学获益。
研究存在若干局限性。首先，研究对象为临床护理中已采集血液样本的患者，该群体可能具有较高的细菌感染预检概率；同时病毒性疾病检测渗透率低，限制了结果的外部推广性。其次，65岁以下成年人的代表性不足，年龄可能影响即时检测的预测能力。最后，研究以病原体特异性检测和血培养作为金标准，但区分致病菌与共生/定植菌有时存在困难，部分样本可能被错误分类，某些病原体也可能未被标准方法检出而代表假阴性结果。
研究结论指出，MeMed BV检测生成的评分在检测病毒感染方面比识别真性菌血症更为准确。然而，高病毒评分与阴性血培养之间的强相关性可帮助医生决定不开具血培养，从而减少急诊室血培养数量，进而减少抗生素使用。区分细菌感染与病毒感染的未来发展方向正转向整合诊断方法，为应对抗生素耐药性，未来的诊断技术将利用宿主免疫反应生物标志物、先进分子检测组合和机器学习，在即时检测场景中提供快速准确的结果。
