《Intensive Care Medicine》：Effects of a clinical metagenomics intervention on clinical outcomes, healthcare costs, and health-related quality of life in patients with sepsis or septic shock: results of the randomized-controlled DigiSep trial
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目的：脓毒症（sepsis）中早期病原体检测至关重要。研究人员假设，通过宏基因组二代测序（mNGS）检测微生物循环游离脱氧核糖核酸（DNA，deoxyribonucleic acid）可改善临床结局和健康相关生活质量（HRQoL，health-related
目的：脓毒症（sepsis）中早期病原体检测至关重要。研究人员假设，通过宏基因组二代测序（mNGS）检测微生物循环游离脱氧核糖核酸（DNA，deoxyribonucleic acid）可改善临床结局和健康相关生活质量（HRQoL，health-related quality of life），且不增加医疗费用。方法：本项随机、对照、干预性、开放标签、多中心试验在德国24个重症监护病房（ICU，intensive care unit）开展。干预组（n=200）在标准微生物学检测（standard-of-care microbiology）基础上加用mNGS诊断，对照组（n=189）仅接受标准微生物学检测。主要终点为基于抗生素风险持续时间调整的结局排序/反应期望评分（DOOR/RADAR，Desirability of Outcome Ranking/Response Adjusted for Duration of Antibiotic Risk）。结果：脓毒症发病28天后，DOOR/RADAR评分无显著改善（干预组：3.21±1.54；对照组：3.49±1.51；95%置信区间（CI，confidence interval）为-0.58至0.03）。然而，其他次要终点指标有所改善，包括机械通气时间缩短（干预组：6.6±9.4天；对照组：9.3±10.6天；95%CI为-5.03至-0.34）和休克消退更快（干预组：6.9±7.4天；对照组：8.8±8.5天；95%CI为-3.75至-0.04）。干预组90天时的健康相关生活质量（EQ-5D-5L量表）较对照组改善（0.312±0.386 vs. 0.208±0.373；p=0.047）。在有可用索赔数据的亚组（占参与患者的33.2%）中，180天内医疗费用无差异。结论：mNGS未显著改善作为主要终点的DOOR/RADAR评分。探索性次要分析提示次要终点指标有所改善。（资助：德国创新基金；临床试验注册号NCT04571801，注册日期：2020年8月25日）。
论文解读：基于DigiSep随机对照试验的脓毒症临床宏基因组学干预效果评估
**研究背景与现存问题**
脓毒症被定义为由宿主对感染的失调反应引起的危及生命的器官功能障碍，全球每年约有5000万病例，导致约1100万人死亡，占全球死亡总数的近20%。早期启动恰当的抗感染治疗与改善结局密切相关，现行指南建议对疑似脓毒性休克或高可能性脓毒症的成人患者在1小时内给予抗感染药物。尤其对于重症脓毒症患者，若接受不充分的经验性抗感染治疗，其不良结局风险显著升高。因此，早期识别致病病原体至关重要。传统上，基于培养的技术被视为诊断金标准，但存在显著缺陷，例如灵敏度与特异度较低。通过宏基因组二代测序（mNGS）检测循环游离DNA（cfDNA）已被证实是一种有前景的替代方案。尽管先前的研究已表明mNGS能用于识别脓毒症患者的致病病原体，但仍缺乏在前瞻性多中心大队列中对基于mNGS的检测方法进行评估。为此，研究人员开展了多中心非干预性Next GeneSiS试验，评估mNGS方法的性能特征及其对脓毒症患者抗感染治疗方案的潜在影响。其结果显示，在脓毒症发病后前3天内，mNGS诊断的阳性率达70.5%，而血培养（BC，blood culture）仅为19.4%；基于专家建议，额外的mNGS结果信息可使32.6%的病例调整抗感染治疗。值得注意的是，这些潜在治疗不充分的患者结局显著差于接受恰当治疗的患者。然而，由于非干预性设计的局限，Next GeneSiS试验及其他若干临床研究均无法就mNGS诊断对脓毒症患者的可能获益得出确定性结论。因此，研究人员开展了这项随机、对照、干预性DigiSep试验，旨在真实世界场景下评估基于mNGS的病原体鉴定方法对脓毒症或脓毒性休克患者的临床结局、健康相关生活质量（HRQoL）和医疗费用的影响。该论文发表于《Intensive Care Medicine》。
**主要技术方法概述**
DigiSep试验为一项随机、对照、干预性、开放标签、多中心研究，在德国麻醉学与重症监护学会（GSAIC）试验网络下的24家医院ICU内纳入发病后24小时内诊断为脓毒症或脓毒性休克的成年（≥18岁）患者。患者按1:1随机分配至对照组（CG，仅接受标准微生物学检测，并可选传染病咨询）或干预组（IG，在标准微生物学检测基础上加用mNGS诊断，并可选传染病咨询）。mNGS检测使用具有CE-IVD标志的DISQVER
?试剂盒（Noscendo公司），样本通过物流整合商连夜转运至外部实验室进行分析。主要终点为脓毒症发病后28天的DOOR/RADAR评分，其中DOOR部分反映总体临床结局，包括ICU/中级监护病房（IMC）住院时间、28天死亡率及需肾脏替代治疗的急性肾损伤，RADAR部分反映抗感染治疗时长。HRQoL使用EQ-5D-5L问卷在基线、第90天及第180天评估。医疗费用数据来自参与试验的法定医疗保险公司（BARMER、AOK莱茵兰/汉堡和Techniker Krankenkasse汉堡）提供的索赔数据，覆盖患者个体化180天观察期内不同医疗服务领域的费用。此外，由三位感染病学或重症医学独立专家组成的回顾性专家小组，对mNGS与血培养结果的治疗相关性及可信度进行探索性评估。
**研究结果**
*入组情况、受试者流程与患者特征*
2022年3月16日至2023年8月8日间共招募409例患者，经二次排除20例后，389例（CG：189例，IG：200例）纳入最终意向性治疗分析。两组基线特征具有可比性。
*主要与次要结局*
作为主要终点的DOOR/RADAR评分在两组间无显著差异（IG：3.21±1.54；CG：3.49±1.51；95%CI -0.58至0.03）。28天生存率（CG：26.1%；IG：25.3%）和180天生存率（CG：40.2%；IG：32.5%；p=0.174）亦相当。然而，干预组在多项次要终点指标上表现更优，包括机械通气绝对和相对持续时间的缩短（IG：6.6±9.4天；CG：9.3±10.6天；95%CI -5.03至-0.34），以及休克消退时间的缩短（IG：6.9±7.4天；CG：8.8±8.5天；95%CI -3.75至-0.04）。无不良事件报告。
*健康相关生活质量*
EQ-5D-5L指数显示，干预组在第90天的HRQoL有短期改善（IG：0.312±0.386；CG：0.208±0.373；p=0.047），但在第180天无差异（IG：0.220±0.370；CG：0.236±0.386；p=0.926）。
*医疗费用*
在具有费用数据代表性亚组（占33.2%）中，患者个体化180天内平均医疗费用在两组间相当（IG：96,719.22±104,559.40欧元；CG：99,196.95±111,391.80欧元；p=0.883）。
*基于测序的性能特征与回顾性专家小组评估结果*
在基线时，mNGS诊断阳性率比血培养高4倍以上；至第3天，mNGS阳性率（45.9%）几乎仍是血培养（4.7%）的10倍。总结所有时间点，mNGS总体阳性率约是血培养的6倍。经回顾性专家小组评估，所有时间点阳性mNGS结果的可信度为84.5%；而阴性mNGS结果在基线时的可信度为41.8%，至第3天升至92.6%。
*阳性与阴性结果的治疗相关性*
在阳性且可信的mNGS结果中，95.9%被专家小组判定为具有治疗相关性，而阳性血培养结果的治疗相关性为83.8%。具有治疗相关性且可信的mNGS阳性发现（n=351）频次几乎是具有治疗相关性阳性血培养发现（n=62）的5倍。可信的阴性mNGS结果（n=199）与阴性血培养结果（n=617）均很少被判定为有治疗相关性，但mNGS的治疗相关性比例仍是血培养的6倍（25.6% vs. 4.1%）。综合考虑阳性与阴性结果，mNGS的治疗相关性（78.4%）是血培养（12.6%）的6倍，且在绝对值上，mNGS的治疗相关发现频次是血培养的4倍。
*mNGS诊断的治疗后果*
在实际临床中，干预组仅14.3%的患者基于mNGS联合血培养结果发生了治疗变更，其中最常见的为升级治疗（55%），其次为降级治疗（30%）及两者兼备（15%）。然而，回顾性专家评估提示，对照组中32.3%的患者本应修改抗感染治疗，且模式截然相反（降级治疗：62.3%；升级治疗：21.3%；未达成多数意见：16.4%）。为评估mNGS的最大潜在获益，研究人员根据专家小组建议对对照组进行重分析，结果显示，若按mNGS指导调整治疗，DOOR/RADAR评分及生存率均可获得显著改善。其中，被建议升级治疗的对照组患者生存率最差。
**讨论与结论总结**
DigiSep试验是首个探究mNGS病原体检测对ICU脓毒症患者潜在益处的随机对照试验。尽管主要终点指标未显示改善，但研究证实了mNGS具有更高的微生物检出率，且多项次要结局的探索性分析产生了需进一步验证的假设。由于主要终点为中性，且未对次要结局进行多重性校正，所有次要发现均应视为探索性结果。mNGS作为一种有前景的快速病原体检测工具，其阳性结果具有高可信度（约85%）及高治疗相关性（超过90%）。研究中mNGS诊断性能指标优于血培养，但mNGS结果指导下的抗感染方案实际变更率（14.3%）远低于基于前期研究的预期（通常为30%–50%）及专家小组建议的变更率（32.4%），这一知行差距可能源于临床医师对整合mNGS新诊断结果的信心不足与经验有限，以及结果未能有效传递至床旁。尽管实际变更率低，干预组仍在机械通气时间、休克消退速度等次要临床终点及第90天HRQoL方面显示出改善，同时医疗费用未增加，提示临床改善并未转化为额外成本。然而，第90天观察到的HRQoL改善在第180天无持续性差异，具体原因尚不明确。研究的局限性包括开放标签设计可能引入的偏倚、mNGS因物流因素导致结果回报延迟、未能系统比较mNGS与血培养的报告时间、血培养结果可信度未系统评估、专家评估存在主观性、成本分析仅限于特定保险公司的部分患者（33.2%）以及未能强制实施mNGS结果引导的治疗方案。总之，在脓毒症或脓毒性休克患者中，于常规微生物诊段基础上加用mNGS检测循环微生物游离DNA，未能改善作为主要终点的DOOR/RADAR评分。但若干次要终点结果倾向于干预组获益，因此未来需要进一步研究，确保对mNGS发现的充分采纳及其结果在抗感染治疗规划中的持续整合，以验证这些探索性及假设生成性发现。
