血液mNGS技术：一种用于诊断肺孢子菌肺炎的有效无创检测方法

《BMC Microbiology》：Blood mNGS: an effective non-invasive diagnostic tool for Pneumocystis jirovecii pneumonia

　　

摘要

背景

肺孢子菌肺炎（PJP）是一种危及生命的机会性感染。该菌的定植较为常见，但传统方法无法将其与活动性感染准确区分开来。宏基因组下一代测序（mNGS）是一种具有潜力的诊断工具，不过其在PJP的诊断、微生物群落比较以及与预后相关性的研究中的应用价值仍不明确。

方法

我们对73名疑似PJP患者进行了支气管肺泡灌洗液与血液的mNGS检测分析。根据严格的诊断标准，这些患者被分为PJP组（n?=?50）和肺孢子菌定植组（PJC，n?=?23）。通过生物信息学分析比较了不同样本中的微生物群落差异，同时评估了支气管肺泡灌洗液与血液检测结果的一致性，以及肺孢子菌载量与患者预后的关联关系。

结果

支气管肺泡灌洗液的α多样性高于血液（Shannon指数和Simpson指数均显示差异显著，P?<?0.001），而β多样性则没有明显的差异。支气管肺泡灌洗液中检测到216种微生物，血液中仅43种；不过两者中排名前10的微生物种类一致性较高（一致性为90%）。血液mNGS在区分PJP与PJC方面的AUC值为0.80（在RPM?>?4.8时，特异性为95.7%，灵敏度为62.0%），其性能优于支气管肺泡灌洗液mNGS（AUC 0.76）、血液PCR（AUC 0.64）和支气管肺泡灌洗液PCR（AUC 0.73）。血液中的微生物以革兰氏阴性菌为主（占比达前20种微生物的75%），而支气管肺泡灌洗液中还有包括烟曲霉在内的其他真菌种类。LEfSe分析发现了特定样本中的独特微生物种类：即PJC组患者样本中的口腔常驻菌。血液中的肺孢子菌载量与LDH（r?=?0.34，P?=?0.0035）、CRP（r?=?0.34，P?=?0.0031）和BDG（r?=?0.26，P?=?0.025）水平呈正相关，且非存活患者的该菌载量更高（P?<?0.05）。

结论

血液mNGS可作为一种无创且高度特异的辅助工具，用于PJP的诊断以及更广泛的微生物学检测分析。

背景

肺孢子菌肺炎（PJP）是一种危及生命的 opportunistic infection。该菌的定植较为常见，但传统方法无法将其与活动性感染准确区分开来。宏基因组下一代测序（mNGS）是一种具有潜力的诊断工具，不过其在PJP的诊断、微生物群落比较以及与预后相关性的研究中的应用价值仍不明确。

方法

我们对73名疑似PJP患者进行了支气管肺泡灌洗液与血液的mNGS检测分析。根据严格的诊断标准，这些患者被分为PJP组（n?=?50）和肺孢子菌定植组（PJC，n?=?23）。通过生物信息学分析比较了不同样本中的微生物群落差异，同时评估了支气管肺泡灌洗液与血液检测结果的一致性，以及肺孢子菌载量与患者预后的关联关系。

结果

支气管肺泡灌洗液的α多样性高于血液（Shannon指数和Simpson指数均显示差异显著，P?<?0.001），而β多样性则没有明显的差异。支气管肺泡灌洗液中检测到216种微生物，血液中仅43种；不过两者中排名前10的微生物种类一致性较高（一致性为90%）。血液mNGS在区分PJP与PJC方面的AUC值为0.80（在RPM?>?4.8时，特异性为95.7%，灵敏度为62.0%），其性能优于支气管肺泡灌洗液mNGS（AUC 0.76）、血液PCR（AUC 0.64）和支气管肺泡灌洗液PCR（AUC 0.73）。血液中的微生物以革兰氏阴性菌为主（占比达前20种微生物的75%），而支气管肺泡灌洗液中还有包括烟曲霉在内的其他真菌种类。LEfSe分析发现了特定样本中的独特微生物种类：即PJC组患者样本中的口腔常驻菌。血液中的肺孢子菌载量与LDH（r?=?0.34，P?=?0.0035）、CRP（r?=?0.34，P?=?0.0031）和BDG（r?=?0.26，P?=?0.025）水平呈正相关，且非存活患者的该菌载量更高（P?<?0.05）。

结论

血液mNGS可作为一种无创且高度特异的辅助工具，用于PJP的诊断以及更广泛的微生物学检测分析。