徐金富教授:mNGS技术应用于感染性疾病病原检测中国专家共识——临床适应症
来源: 呼吸界 2021-04-29

我曾参加《mNGS技术应用于感染性疾病病原检测中国专家共识》(下文简称为《mNGS共识》)制定过程中内容的审核和讨论,内容很有实用价值。一般的共识大多数是大篇幅的内容,但是《mNGS共识》,提炼出推荐意见呈现给读者,这是非常好的一种方式。在知识信息爆炸的时代,大家能够真正花很多时间去通读一篇文献的几率是困难的。所以更多的是希望能够提供一个非常简便而且高效的方式,让大家能够快速获取所需要的知识,这是一种方法,也是一种能力。今天给大家介绍《mNGS共识》中的部分内容——临床适应证。


mNGS经历快速发展的五年,被引入多部共识/指南



总体而言,近两年mNGS的发展迅速。mNGS到现在已经发展了快10年的时间,但是真正应用可能就在这五六年。我记得2016年参与撰写中华医学会呼吸病学分会《CAP指南》的时候,大家对mNGS在呼吸道感染当中的地位有不同的建议,争论比较多。从那时到现在几年的发展,大家在制定共识的同时,也是自己学习和进步的过程。


今天给大家讲解的《mNGS共识》,文章发表在《中华检验医学杂志》上,此共识对规范性应用mNGS用于临床起到非常重要的作用。


三个学组联合组织撰写mNGS技术应用专家共识



《mNGS共识》综合了中华医学会检验医学分会临床微生物学组、中华医学会微生物学与免疫学分会临床微生物学组以及中国医疗保健国际交流促进会临床微生物与感染分会三个学组的联合撰写。为提高NGS技术应用于感染性疾病病原诊断的质量,有效实施质量管理。经过67位专家进行了2轮讨论,修改7稿,39条推荐意见。推荐级别:① 建议:90%以上一致同意;② 考虑:70%~90%同意;③ 70%以下则不纳入共识推荐。


临床篇 mNGS临床适应证


mNGS技术应用于感染性疾病的适应证


今天主要和大家讲解mNGS临床适应证的问题,这也是呼吸与危重症医学科医生最需要了解的一些内容,重点包括以下四方面。



第一,临床适应证。包括发热或发热症候群;危重症患者不除外感染;免疫受损患者疑似继发感染;疑似局部感染病原学不明,不及时处理则后果严重;高度疑似感染性疾病但病原学不明;慢性感染或慢性疾病不除外感染等,mNGS检测包括但不限于以上临床适应证。



第二,微生物学适应证。我们不是针对所有的病原学都去做mNGS检测,比如新发肺炎,如果是典型的大叶性肺炎患者,其实不需要微生物学证据,不必采用mNGS检测。但是对于新发病原体或者特殊病原体;临床怀疑感染,但是多种传统技术反复检测不能明确,临床上又不能缓解;传统病原学检测结果不能解释临床表现;常见病原体出现一些我们无法解释的毒力表型时,建议进行mNGS检测。



第三,耐药学适应证。耐药性是最近几年逐步发展起来的,什么情况下采用mNGS进行耐药性检测也需要规范化。现在大家不能只听取公司的建议,大多数公司会强调耐药性检测的重要性,但实际上很多情况下是不应该去做mNGS检测的。比如慢性气道疾病的患者,呼吸道本身就会有微生物定植的问题存在,这时检测到的微生物不一定是病原体,在这个前提下做耐药性检测的话,其实是不适宜的。因此,有微生物定植的部位不建议耐药性检测。如果是正常无微生物定植部位,考虑物种鉴定同时检测耐药基因,具有一定意义。特别是有菌种特异性的耐药基因,也可以采用mNGS进行耐药基因的检测。



第四,流行病学和感染控制学适应证。在某种疾病聚集性发病或暴发,怀疑微生物导致但病原不明,且常规快速检测无结果;感染性疾病患者有特殊区域旅居史,或特殊职业工作史,病原不明,建议mNGS检测。我曾经碰到好几例,到美国密西西比河旅游后回国就生病了,生病后反复检查,未能明确病原学,但是通过mNGS查出肺球孢子菌,诊断明确,可以对症治疗。


1 临床适应证


首先,我们来看看《mNGS共识》中九条有关临床适应证的推荐意见。


共识1


对常规微生物学检查容易明确病原体的感染,不建议进行mNGS检测。


共识2


患者表现为发热或发热症候群,病因未明确(符合不明原因发热定义),考虑感染或不除外感染,但规范性经验抗感染治疗无效,这时候应该考虑什么?一般情况下,发热症候群超过72小时甚至超过一周,可以考虑应用常规技术检测的同时,或在其基础上,开展mNGS。


共识3


各种原因导致患者急危重症表现,不除外感染所致,或考虑继发或并发危及生命的严重感染。这条共识重点强调急危重症的问题,建议常规检测的同时,或在常规检测基础上,开展mNGS。比如重要器官衰竭、多器官功能衰竭、脓毒症、血流感染、脑膜炎、重症肺炎、复杂性腹腔感染、骨髓炎、脓毒性关节炎、坏死性腹腔感染、皮肤软组织感染等,在上述情况下,当常规检测未能达到预期,要尽快考虑mNGS。


共识4



免疫受损患者疑似继发感染,常规病原学检查未能明确致病原或/和规范性经验抗感染治疗无效,建议进一步完善常规病原学检测的同时,或在其基础上,开展mNGS。其中包括DNA检测和RNA检测,特别强调RNA检测的问题,常规送检公司基本会采用DNA检测,如果同时要做RNA检测必须要和他们说清楚。



共识5


强调某些局部感染病原学诊断未明,局部一般不指皮肤,指重要的脏器,比如眼睛。在这种情况下,疑似局部感染,如果病原学诊断未明确、不及时处理则后果严重(危及生命或会导致局部功能不可逆性丧失)时,考虑常规检测的同时,或在其基础上,开展mNGS。


比如眼角膜感染,如果不及时处理,角膜可能坏死、溃疡,会导致失明。我们看到在眼科领域确实有很多报道,经过mNGS检测之后,发现有一些病原体是常规检查没有发现的。为什么眼部会出现这种情况?因为眼部是开放器官,而且本身角膜的血管比较少,所以抗感染能力较差,机体的免疫细胞和炎性细胞比较少,可能会造成一些特殊感染。


共识6



高度疑似感染性疾病,但病原学诊断未明确且常规抗感染治疗无效,建议进一步完善常规病原学检测、处理原发感染灶(如拔去导管、外科引流或拔去引流管、玻璃体切除)、调整经验抗微生物治疗方案的同时开展mNGS。比如肺炎临床诊断成立,但是经验性治疗无效仍考虑感染;发热患者经验抗微生物药物治疗72h仍发热;明确菌血症使用敏感药物治疗48h仍持续性菌血症。


我们可以发现这些共识中更多强调的是什么?不是说我们单纯地依赖mNGS,而是强调综合的手段。


共识7


强调慢性感染,或慢性疾病不除外感染,尤其是二者临床表现相似、难以鉴别时,病情严重或抗感染治疗疗效不佳需要明确病因,建议在完善常规检测、调整经验治疗的同时开展mNGS。


【共识2-7】强调了临床适应证的一些要求,达到这些标准,应该考虑常规检测的同时,或在其基础上,开展mNGS。这就是共识中特别强调的内容,我们不能专门依赖mNGS,要在常规工作的前提下进行mNGS。


共识8



不建议无条件普遍进行mNGS检测。强调,除以上【共识2-7】之外的患者人群,不建议无条件普遍进行mNGS检测;进行mNGS检测前请感染病学和/或临床微生物学专家会诊。


共识9



不建议应用mNGS技术评估抗感染治疗效果。这种情况一般不会发生,就是已经明确病原学,再采用mNGS去评估抗感染治疗效果。当然在特殊情况下也可能会用到,但通常不建议应用。


2 微生物学适应证



《mNGS共识》中推荐了四条微生物学适应证,非常经典。


共识10


针对微生物,考虑出现疑似新发病原体,或某特殊病原体,缺乏传统技术或传统技术手段不能确定种属时,建议在规检测的同时,或在其基础上,开展mNGS。



上图所示,这是2019年的一篇报道,是中国大陆第一例由串珠链球菌感染引起的RBF病例。患者入院时右肘、右手掌、头部、臀部皮肤表现RBF,暗紫色脓疱和点状病变清晰可见。经过血培养为阴性,之后mNGS检测到念珠状链杆菌,并经PCR检测证实。最后成功应用青霉素治疗,效果良好。如果没有mNGS,这种血培养基本上是没有结果的,所以mNGS起到非常重要的作用。



上图所示,这是国内同道报道的mNGS诊断一例无焦痂病变的恙虫病。患者是51岁女性,植物园工作人员,发热一周入院,有高热、肌肉酸痛、肝损伤和凝血系统功能障碍,应该是倾向感染性疾病的一些临床表现。CT示双肺有胸腔积液,十二指肠和结肠沟有少量液体渗出,被认为是感染。白细胞整体上比较正常,血小板下降。采血后同时进行血培养和mNGS,报道里没有提到血培养的结果,因病情进展很快转入ICU。经过48小时左右的时间,6月11日测序检测共鉴定出226条恙虫病立克次体序列,这样就能够目标治疗了,用二甲胺四环素治疗细菌感染。最终患者于6月21日出院。


从这个病例我们可以得知,mNGS可能是一种有用的诊断工具,以识别临床的病原体、发热,特别是具有非典型特征的病原体。


共识11


临床表现高度怀疑感染性疾病而多种传统技术反复检测不能明确致病微生物,但仍高度怀疑微生物所致,建议继续完善更多检测技术的同时或在其基础上,开展mNGS。



在血液细菌培养为阴性样本中,应用mNGS来鉴定猪链球菌


共识12



传统病原学检测的结果不能解释临床表现的全貌或/和抗感染治疗的反应,明显与临床不相符,怀疑同时存在其他病原感染时,建议进一步完善更多检测技术的同时或在其基础上,开展mNGS。



有时候临床已经检测到病原学结果,但实际上患者可能存在混合感染的问题,这时候可以采用mNGS去进一步确认。


共识13


感染性疾病的病原体已明确或高度怀疑某病原体,临床表现提示该病原体可能具有特殊的毒力表型,需要了解其毒力因子的相关信息时,可以考虑对感染相应临床标本进行mNGS物种鉴定的同时,采用mNGS检测毒力基因。



给大家讲解了临床适应证和微生物学适应证之后,我们来看一个病例。


一位77岁的女性,因「反复咳嗽伴发热1月余」入院。治疗前CT示两肺多发大片状影,还有其他形态表现。院外反复抗感染效果欠佳,入院时仍有高热体温39℃,精神萎,外周血白细胞异常增高(白细胞 39.47×109/L↑,中性细胞%87.5%↑)。



入院后,因为发热,首先把常规感染的检测送检后,同时 进行血mNGS检测,结果在48小时内回报为诺卡菌属 ,予调整抗感染方案为含复方新诺明的抗感染及积极对症支持治疗。 患者第二天、第三天开始体温逐渐恢复正常,咳喘症状及精神状态较前明显改善,第十天病灶吸收非常明显,出院随访。



因此,我们真正的目标治疗对患者来说十分可贵,在一个多月的经验性治疗里面,体温没有下降,但是在目标治疗的时候,两三天就能够改善患者的问题。


3 耐药学适应证


耐药性检测在什么情况下进行?作为临床医生来说,更多的是解决患者的问题,而不是去进行盲目的检测。


共识14


感染发生在正常有微生物定植的部位,或检测标本采集有污染时(如支气管肺泡灌洗液),不建议采用mNGS进行耐药性检测。除非有特殊情况,比如可能是特殊病原体,有特殊的耐药基因,这时候可以采用mNGS,但是不常规推荐对有微生物定植的部位进行mNGS耐药性检测。


共识15


感染发生在正常无微生物定植的部位且标本采集过程污染概率低时,可以考虑采用mNGS进行物种鉴定的同时检测耐药基因,并通过耐药表型试验对耐药基因进行验证。验证好之后,才可以推广到临床上进行使用。


其中强调对有菌种特异性的耐药性基因,在测序深度足够时,可以考虑应用mNGS检测获得性的耐药基因,预测耐药表型。这就给我们提出了非常明确的适应证指标。


4 流行病学和感染控制学适应证


共识16


出现某种疾病的聚集性发病或暴发,怀疑是微生物导致的感染性疾病但病原不明,且常规快速检测无结果时,建议完善常规检测的同时或在其基础上开展mNGS明确致病微生物。而且是不是具有流行病的可能性,这时候就要积极的进行检测。在COVID-19明确的过程中,mNGS起到很大的作用,不只是在武汉,不只是中国CDC,各个医院都通过mNGS检测到新冠病毒的存在。


共识17


感染性疾病患者有特殊区域(如北美地区有某些致病性真菌)旅居史,或有特殊职业工作史(如畜牧业、屠宰业、水产业等),感染病原未明,建议常规手段检测的同时开展mNGS。因为这种病原体不是常规的治病体,所以临床和检验都很难在正常情况下去推断或者是培养出这样的病原学,这时mNGS就可以发挥它非常重要的作用。


mNGS应用于感染性疾病的报告解读


共识18


不同病原微生物读长对结果判断的影响:同等条件下(相同微生物,相同标本),如某一微生物检出的读长数量多,为致病微生物的可能性大。


但是,不同病原微生物基因组大小不同(寄生虫>真菌>细菌>病毒),核酸提取效率存在差异 [难易程度:病毒<革兰阴性菌<革兰阳性菌(不包括分枝杆菌、需氧放线菌等)<真菌],致病力也相去甚远,因此不能仅仅依靠读长多少来判断是否感染,建议同时考虑病原微生物种类差异与致病特性。


共识19


mNGS病原微生物检测结果,建议由具有一定生物信息学知识,并从事临床感染或临床微生物等专业人员,结合患者临床背景、影像学资料、其他的实验室检查结果,综合判断。不加以正确解读与甄别,盲目依据mNGS报告开展治疗,必将导致抗微生物药物的滥用。


之前有一位病人,我们考虑COP,结果mNGS报告肺孢子菌。实际上病人不太可能出现肺孢子菌的临床特征和影像学表现,所以我们忽略了肺孢子菌的报告。这个病人就是非常明确的COP。因此,很难说mNGS到底有多少可供判断的程度,最终还是需要综合判断。


密切结合临床进行二代测序解读判读

阳性结果判读


  • 若二代测序结果符合患者的临床表现和其他实验室检查,推荐根据二代测序结果指导临床决策。
  • 若二代测序结果阳性且符合临床表现,但缺乏除二代测序结果外的其他实验室支持证据,应进行PCR验证(在具有合适引物的条件下),并建议临床进一步完善可获得的传统实验室检查加以验证。
  • 若二代测序结果阳性,但临床表现或实验室检查结果不支持该结果,则不能仅根据二代测序结果进行诊断,而应以传统实验室检查结果为首要临床参考依据。


阴性结果判读


对于二代测序结果阴性,但根据其他辅助检查结果(如培养结果)高度提示感染可能的尚不能排除感染的患者,建议必要时再次取样重复二代测序检测。


我们现在也碰到很多高度怀疑临床感染或者是特殊感染,去进行mNGS检测的时候,有可能是阴性结果。这时候进行重复采样,因为mNGS所检测出的报告依赖于样本优劣,样本的取样对于结果也是至关重要的。所以就这一点来讲,解读判断的时候要考虑这些问题。


专家介绍


徐金富


主任医师,教授,博导,同济大学附属上海市肺科医院党委副书记,呼吸与危重症医学科带头人,同济大学医学院呼吸病研究所所长,国家杰出青年基金获得者,教育部长江学者,上海市领军人才。中华医学会呼吸病学分会常务委员、感染学组副组长,中国医师协会呼吸医师分会青委副主委,上海市医学会呼吸病学分会副主委,上海市医学会慢病管理分会副主委,上海市医卫青年联合会副主席。


本文由《呼吸界》编辑 大奔 整理,感谢徐金富教授的审阅修改!


本文完

排版:Jerry

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