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一、进行病原微生物学检测的目的
临床病原微生物学的检测方法有：涂片镜检、培养、抗原/成分/代谢产物、抗体、核酸。
这么多的检测方法，我们该如何去选择？是根据实验室现有的检测能力去选择还是根据患者的经济条件？基于这个问题首先我们要回答一个问题，就是我们开具这样一个检查项目的目的是什么？对于临床病原微生物学检测大家可能很容易想到明确病原体、鉴别病因。有时一些非感染性疾病可能在临床表现和影像学表现都与感染性疾病难以鉴别。这时病原微生物学检测有助于鉴别。如果全部是阴性，诊断就可能会更加倾向于非感染性疾病。同时，它还可以指导抗感染药物的使用，改善患者的预后。
以上几方面是临床医生通常想达到的目的。但是我们应该仔细思考一个问题，这张报告单对临床医生的意义是什么？我们可以从三个方面来考量，第一是临床方面，它会不会改变治疗决策？会不会改变患者的预后？我想改变患者预后应该是更重要指标。第二，从政策层面来看，要去做一些成本-效益的分析，群体是不是因为该检查而有总体生存质量的改善、医疗支出的降低，它是不是值得推广？是否应该纳入保险支付项目。第三，从公共卫生层面来看，可以监测病原流行病学的情况，如流感等都会有相关的哨点监测，以监测作为目的来做病原微生物检测。所以在做病原微生物学的检测之前一定要评估选择该项目到底要达到什么样的目的。
二、以社区获得性肺炎为例谈病原学检测项目的选择
1、病情适合门诊诊治的患者
从进行病原微生物学检测的目的来看，并不是所有的社区获得性肺炎（CAP）患者都需要做病原微生物学的检测。比如一个门诊就诊的男性青少年患者，他没有基础疾病，有发烧、咳嗽、咳痰的症状，没有气促，也没有其他不适，影像学显示肺部有少许实变、斑片影符合肺炎表现。研究数据告诉我们，这样一位没有特殊病原体或耐药病原体感染危险因素、CURB-65评分为0分的患者，初始抗菌治疗按照指南推荐的方案覆盖下呼吸道核心病原体，也就是肺炎链球菌和/或肺炎支原体，有98%以上的患者都会得到非常好的预后。当然，在流感好发的季节需要根据病史和临床特点考虑是否选择流感相关的检测。
在这种情况下，如果给患者做痰培养，结果出来需要两到三天，而且很有可能是阴性的结果，同时患者此时极大可能已对初始抗菌治疗产生了应答，因此即便鉴定到了病原体从临床角度也无需更换治疗方案了，所以从时间点角度来说这张报告单并没有价值，对患者的预后也没有改变。可见，对这样一位患者，推荐不要进行痰培养。
对于其他病原学检测项目，也可以用同样的思路加以分析。这样，我们就能理解，为什么我国成人CAP诊治指南 主张病情适合门诊治疗的患者不必常规进行病原学检查，除非是群聚性发病或初始经验性治疗无效的患者。群聚性发病要去鉴别有传染性的病原体，如结核、支原体、部分呼吸道病毒等。如果是初始治疗没有效果的患者，则意味着患者有可能是特殊或耐药病原体的感染，要根据临床特征选择相关的检测。
2、病情需要住院诊治的患者（中、重度）
如果是中、重度感染的住院患者，通常要进行病原微生物学检测。要根据患者的情况加以选择，包括患者的年龄、基础疾病、免疫状态、临床特点、病情严重程度以及前期的抗感染治疗情况。
美国ATS-IDSA 2019版的CAP指南就病原学检测也给出了清晰的意见。同样地，对于门诊治疗的患者，痰革兰染色和培养、血培养都推荐不要常规做。相比之下，如果是重症肺炎的患者则推荐都要做（无论患者是否有发热），而且是在抗菌治疗开始前采集合格标本送检。如果是住院治疗的患者，但没有达到重症肺炎的标准，血培养建议不要常规做，这同样也是考虑到进行该项检查后对指导临床治疗及患者的预后没有太多价值。
需要做哪些检测要根据患者的临床特征，比如胸部影像学显示病灶有坏死，或伴有空洞，那么还要考虑到真菌、结核的检查，具体可以参考我国指南（下图）。
3、对于病情需要住院的免疫抑制患者（ICP）-CAP患者该做哪些病原学检测？
在CAP中有一种特殊的类型，就是免疫抑制患者的肺炎。如果没有特指，CAP不包括免疫抑制的肺炎。免疫抑制患者的肺炎与CAP最大的不同在于前者有免疫抑制基础。这些患者的病原体多种多样，临床表现不典型，混合感染比较多，对于这些患者要更加积极地来做一些病原微生物学的检测。
2020年发表了有关免疫抑制患者社区获得性肺炎的专家共识。这个专家共识是问答式的。其中一个问题就是对于住院的免疫抑制患者的肺炎应该做哪些病原学检测。其中提到了做检测的目的，建议以目标治疗和降阶梯治疗为目的，进行详尽、全面的病原学检查。这是因为免疫抑制的患者除了下呼吸道核心病原体感染外，机会性病原体感染的风险也同时升高；而且临床表现往往不典型，根据临床特征包括影像学表现很难排除某些感染。对于这些患者特别是重症者，初始治疗时病原体覆盖往往比较广，这时详尽的病原体检测有助于尽快地转换为目标治疗。
在选择病原体检测项目时应该考虑患者有没有特定的危险因素和可能的病原体。该共识以表格的形式，清晰地例出了不同类型免疫抑制的患者对应的易感病原体是什么，比如中性细胞缺少的患者，易感病原体包括铜绿假单胞菌、肠杆菌科的细菌，随着粒缺持续时间的延长，曲霉等病原体感染风险上升。每个检测项目都有其优势和缺陷，病原检测的个体化是根据患者的易感病原体，再结合临床特征来进行相关检测的选择，详见共识全文。
（来源：http://doi.org/10.1016/j.chest.2020.05.598）
4、住院ICP-CAP进行支气管镜检查BAL的时机是什么？
支气管镜BAL的时机也是个体化的，免疫抑制程度越重，做BAL的潜在价值就越大。如果具备相关技术条件，即便临床不稳定的患者做支气管镜BAL也是有益的。能做的患者应尽早做。
5、住院ICP-CAP的BAL应该做哪些病原学检查？
对于住院ICP-CAP的BAL应该做哪些病原微生物检测，应评估特定病原体的危险因素，具体可以参照共识原文。
三、HAP/VAP强调病原学检查
HAP/VAP与CAP不同，HAP/VAP本身属于医院感染，所有的医院感染都主张尽早的拿到病原微生物学的结果，一般在给患者使用抗生素之前或换抗生素方案之前要去采集标本做病原微生物学检测。如果是中、重度的感染要考虑到目标治疗、降阶梯策略，特别是对于疑似VAP的患者，如果采集BAL液进行了定量培养，结果是阴性的，那么这时患者新出现的肺部浸润、发热、痰量增多等表现，可能并不是感染所致的，而是要考虑是否由肺损伤、肺水肿、心功能不全、胸腔积液等原因导致，应进行相关的鉴别诊断。这样一份阴性的报告对后续诊治方案的指导价值就非常大。
四、AECOPD的病原学检测
对于慢阻肺病急性加重期门诊治疗的轻症患者，也不建议常规进行痰培养。但如果是反复的急性加重、抗菌治疗效果不佳、有脓痰的重度急性加重，或是有铜绿假单胞菌的危险因素，应该进行痰涂片或痰培养，并尽可能在抗菌治疗开始之前送检一个合格的标本。如果是在流感季节，还要做一些流感的相关检测，包括抗原的快筛以及核酸检测。
五、支扩症患者的病原微生物学检查
支扩症是现在大家越来越重视的疾病，它与CAP、HAP、慢阻肺病急性加重都不一样，它的病程中可能有慢性感染的因素存在。从这个角度来讲，我们有三个时间点需要进行病原微生物学检测：
（1）首次诊断支扩症时
采集下呼吸道标本进行病原微生物学检查，应包括NTM、曲霉等。目的是（1）病因学诊断，以及（2）明确下呼吸道微生物谱,以便指导急性加重期和慢性感染期抗菌药物的使用。
（2）支扩症稳定期
即便处于稳定期，也建议定期（如每3~6个月1次）进行痰培养。目的是早期发现铜绿假单胞菌的感染。因为一旦铜绿假单胞菌定植之后很难清除，所以发现新出现的铜绿假单胞菌菌株要进行清除治疗，所以要尽早发现。通过稳定期3~6个月一次的痰培养去实现。
（3）支扩症急性加重期
开始抗菌药物治疗前应送检痰培养加药敏试验。目的是指导抗菌药物使用。明确患者有没有铜绿假单胞菌或其他细菌导致了急性加重，这些都需要痰培养来帮助我们提供信息。
六、新兴检测技术的评价
现在有非常多的新诊断技术，包括一些快速诊断方式，如Gene-Xpert检测、去中心化POC分子生物学检测等。另外还有一些快速高通量基因检测手段，如多重PCR、mNGS等。那么如何去评价与选择这些检测技术？要解决这个问题还要回到我们的第一个问题：这个检测究竟能否帮助医生去改变与影响治疗方案，能否改变患者的预后？
以一步法的去中心化POC分子生物学方法检测流感病毒为例，这个临床研究比较两种方法，一种是便携式POC（point-of-care）PCR仪检测流感病毒，医生参考检测结果制定治疗方案。另外是一个安置在微生物实验室的中心化PCR，同时整合抗原快筛，即如果抗原检测为阳性则报给临床医生，然后医生参考结果制定方案；如果是阴性，再做一个中心实验室的PCR的检测，结果再报给临床医生参考。比较这两个方法得出的结论是POC的PCR流感检测，能够改善、提高临床医生抗病毒治疗的准确性。
（Benirschke RC, et al. 2019. J Clin Microbiol 57:e01281-18）
另外大家非常关注的一个问题是CAP中多重PCR究竟有没有非常好的临床价值。下面这个临床研究比较了多重PCR和基于培养的微生物实验室检测。在该研究中，多重PCR可以检测26种呼吸道的细菌和病毒。研究结果显示，在77%的患者中，用多重PCR的方法能够使临床医生进行降阶梯治疗。
（Gadsby NJ et al. Clin Infect Dis. 2016;62(7):817-23.）
这两个研究很好地诠释了只有高质量的临床证据才能告诉我们一项检测有没有用、有什么用。
七、PCR方法诊断感染的顾虑
PCR是呼吸道病毒感染诊断的金标准，但也会有一些顾虑。PCR用于检测呼吸道病毒如果是以做鼻、咽拭子的方式取上呼吸道标本，就会产生一个疑虑，即呼吸道病毒有存在于在上呼吸道、但不致病的情况，例如在20%-30%的健康成人中，鼻、咽拭子显示呼吸道病毒呈阳性。所以应用上呼吸道标本进行PCR检测可能为上呼吸道感染或既往感染的残留而非肺炎的致病原。此外，痰标本可能被唾液或口咽部细菌污染。
下面这个研究入组肺炎患者和无症状对照者，用实时RT-PCR检测13种病毒，并比较两组间各种病毒的检出率。如果这个病毒在无症状患者中也很多，那检出价值就不是很大。如果在无症状患者中基本上没有检出，而在肺炎患者中有检出，那它的临床价值就比较大。
（ Self WH, Williams DJ, Zhu Y, et al. Respiratory Viral Detection in Children and Adults: Comparing Asymptomatic Controls and Patients With Community-Acquired Pneumonia. J Infect Dis 2016; 213:584.）
研究结果显示，首先，肺炎患者和无症状对照检出病毒随年龄而不同。在无症状成人中很少检测出病毒(2.1%)，但在CAP中常检测到病毒(24.5%)。在无症状儿童(24.4%)和CAP儿童(68.8%)中更多地检测出病毒。其次，对于特定病毒，差异性不同。一个无症状的成人或儿童，很少能检测出流感病毒、RSV和hMPV，如果能够检测出来，它是致病原的可能性就会非常大。无症状性鼻病毒检出随着年龄增长而下降：鼻病毒与CAP之间的相关性在成人中较密切，在较大儿童中较轻微，而在较小儿童中没有相关性，也就是说如果是一个五、六岁的儿童检测出鼻病毒，有可能和CAP之间没有关系。鼻咽部标本检出腺病毒仅与2岁以下儿童的CAP相关，与较大儿童的CAP不相关。
八、临床医生期待的分子生物学诊断报告
使用PCR、多重PCR或高通量的方法检测到了病原体，但是究竟哪一个是责任病原体？比如患者有慢阻肺病的基础病，新发肺炎，检测出既有细菌又有病毒的多种病原体，这时就需要一个很好的解读。
如果能根据患者的免疫应答模式，去看这些病原体中究竟哪一个最有可能是责任病原体，并以免疫状况来评判患者的预后好坏，那么对临床将有很大帮助。如下图中报告单中最后有一句话指出这个患者不需要使用抗菌药物，也就是说如果没有细菌感染的免疫应答，而只是一个鼻病毒，就无需使用抗菌药物，同时分析出患者的预后较好，给予对症支持治疗就可以。这是临床医生比较期待的报告。
作为临床医生，期待未来的病原微生物学检测能够满足以下需求：
1、能够检出感染部位存在哪些病原体；
2、如果存在多种病原体，能够指出哪个是主要责任病原体；
3、需要用哪种药物（涉及耐药基因及表型基因的鉴定）；
4、快速–最好床旁就能出结果（POC）；
5、费用恰当，患者可负担；
6、检查结果容易解读。
九、什么情况下，mNGS的病原诊断价值较大？
mNGS是目前应用越来越广泛的病原微生物学诊断方法，它的病原学诊断价值主要体现在以下3种情况：疑难感染（一种是特殊「想不到」，另一种是新发「没料到」）、重症患者（特别是免疫抑制患者）、现有微生物实验室条件不能满足检测需求（例如PCR不可及）。此外，正常情况下无菌部位标本的检测价值更大。如果采集上呼吸道的标本进行mNGS检测，可能会检出出现各种口、咽部定植菌，给报告解读带来困难，甚至起到误导作用。
最后我想再强调一点，病原微生物学检测并不是做得越多越好，应根据患者的病情特点进行合理的选择，规范送检，同时加强与微生物实验室的日常沟通对于临床医生发挥好微生物检测的作用也是非常有帮助的。
专家介绍
张静
复旦大学附属中山医院呼吸与危重症医学科副主任、主任医师、博士生导师；中华医学会呼吸病学分会 青年学组副组长、慢阻肺学组组员；中国医师协会呼吸分会 感染项目工作组成员兼秘书；中国抗癌协会肿瘤呼吸病学专业委员会常务委员；上海市医学会呼吸分会委员兼秘书、慢阻肺学组副组长；上海市医学会感染与化疗分会委员。
本文由《呼吸界》编辑 孙煜然 整理自 CACP 2022，感谢张静教授的审阅修改！