文献解读mNGS用于诊断脐带血干细胞移植

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篇名：CaseReport:MetagenomicNext-GenerationSequencinginDiagnosisofLegionellapneumophilaPneumoniainaPatientAfterUmbilicalCordBloodStemCellTransplantation

发表期刊：FrontMed(Lausanne)

通讯作者：XiaolingMa

通讯作者单位：DepartmentofClinicalLaboratory,AffiliatedProvincialHospitalofAnhuiMedicalUniversity,Hefei,ChinaDepartmentofClinicalLaboratory,FirstAffiliatedHospitalofUniversityofScienceandTechnologyofChina,Hefei,China

摘要

7岁女孩因骨髓增生异常综合征进行脐带血干细胞移植(UCBT)后，通过血液宏基因组二代测序(mNGS)医院内获得性军团菌肺炎。UCBT会增加患者受感染的风险，尤其在术后3个月内。控制间质性肺炎和重症感染是降低被感染患者死亡率的关键。嗜肺军团菌感染可引发轻度咳嗽乃至迅速致命的肺炎。在mNGS确诊病原体为嗜肺军团菌后，用阿奇霉素、头孢哌酮舒巴坦、泊沙康唑进行治疗，患者体温下降并保持正常。这一案例说明及时使用mNGS对病原进行识别，能提高免疫功能低下患者的生存几率。

引言

军团菌属由58个种和3个亚种组成，广泛存在于水和土壤等自然环境中。超过90%的军团菌病是由嗜肺军团菌(L.pneumophila)引起的，其中最常见的菌株是Lp1。军团菌感染患者的死亡率受感染的严重程度、初始抗菌治疗的适用性、感染部位和宿主因素等多方面影响，免疫功能低下的患者最易感军团菌。军团医院内获得性肺炎，且临床上常被误诊，多项研究展示了对军团菌的漏检和治疗不当的现状。mNGS技术已被广泛应用于非靶向和广谱病原体筛选的研究，本文首次报告了在获得血培养结果之前通过mNGS诊断出脐带血干细胞移植术后患者感染嗜肺军团菌的病例。

案例描述

患者，女，7岁，患有骨髓增生异常综合征--难治性贫血伴原始细胞增多Ⅱ，于年3月收入血液科进行治疗，血液分析显示原始血细胞数量已达到19%。患者在心电监护下接受异基因脐血干细胞移植治疗，移植后15天，中性粒细胞超过0.5×/L，后转至普通病房进一步治疗。

移植后第39天，患者出现高烧，血中性粒细胞计数和炎症指标升高（图1）。因此，临床采用亚胺培南、西司他丁、阿米卡星、利奈唑胺、两性霉素B脂质体对患者进行治疗。一周后，患者体温仍未恢复正常，CT显示双肺炎，左肺上叶肺实变（图2A）。

取患者血液样本行mNGS检测，检出条嗜肺军团菌序列（图3A）。年5月10日，抗感染方案改为阿奇霉素联合头孢哌酮、舒巴坦、泊沙康唑。随后，取患者尿液进行军团菌抗原检测，并取支气管肺泡灌洗液进行革兰氏染色、mNGS检测和培养（军团菌MWY选择性培养基）。在显微镜下观察到肺泡灌洗液中白细胞对革兰氏阴性杆菌的吞噬作用（图4A,B）。通过mNGS在肺泡灌洗液中检出条嗜肺军团菌序列（图3B）。6天后，在MWY培养基上观察到几个灰白色菌落（图4C），染色后，显微镜下见大量革兰氏阴性杆菌（图4D），经飞行时间质谱鉴定为嗜肺军团菌。患者接受阿奇霉素治疗1天后体温恢复正常，并保持正常1周（图1）；阿奇霉素治疗10天后，CT扫描仍显示双肺有炎症（图2B）；18天后，CT扫描显示多处肺部病变被吸收（图2C）。在跟踪治疗后，患者的一般情况有所改善，于6月3日出院。

讨论

免疫功能低下的患者（包括器官移植受者和癌症患者，以及接受糖皮质激素治疗的患者）医院获得性军团菌肺炎，多项军团菌感染案例未得到充分的诊断和治疗。幸运的是，本病例报告中患者及时获得治疗，健康出院。

军团菌检测技术众多。免疫学方法受限于患者的免疫状态以及与其他病原体的交叉反应，只能检测嗜肺军团菌血清群1、3和6。在疾病发展过程中，尽早识别传染源对于免疫功能低下的患者至关重要，从呼吸道标本中培养军团菌是诊断军团菌肺炎的金标准，但军团菌的培养需要含有L-半胱氨酸的培养基，且培养时间要求3天以上，以培养方式确诊的军团菌病仅占5%。目前被广泛使用的飞行时间质谱检测方法也只能在通过培养获得菌落后才能用于细菌鉴定。因此，对于危重症患者来说，这些检测方法的周转时间过长。显然，本案例中培养结果也远远晚于mNGS出具的结果。检测军团菌核酸的其他技术包括PCR、等温扩增、探针杂交和二代测序。

本文是描述将mNGS用于检测医院内获得性军团菌肺炎的首例报告，NGS技术在检测难以培养的病原、尤其是在没有目标病原的情况下具有独特优势。此外，mNGS非常适合检测未知病原、罕见病原和种间传播病原。当然，mNGS也存在检测费用高、分析灵敏度低、实验室工作流程复杂以及易受污染等缺点。

本案例中，mNGS为选择传统诊断方法提供了方向，培养和免疫学分析结果与mNGS结果一致。尽管mNGS费用相对昂贵，但患者家属认为尽早确定病原体以减轻患者症状是值得的。相信随着中国测序成本的降低和医疗水平的不断提高，mNGS可以越来越多地被应用于病原诊断，大大提高临床病原治疗的针对性和及时性。

探因医学科技有限公司

GenoxorMedicalScienceTechnologyInc.

探因医学科技有限公司是专注于病原微生物临床分子诊断产品研发和mNGS临床测序服务的高科技企业，是国内最早一批进入病原体宏基因组二代测序临床应用赛道的企业。公司已在上海、广州等多地设立医学检验实验室，业务范围覆盖北京、上海、广东等多个区域，已与全国医院开展临床与科研合作，科研项目达百余项，团队已发表SCI高影响因子文章数篇。在国家临检中心组织的全国下呼吸道感染宏基因组测序室间质量评价中，探因医学斩获三项满分。作为国内病原微生物检测领域的先驱者，探因医学始终坚持“探渊寻隐，识原明因”的信念，与临床专家共同努力一道攻克病原体精准诊断的技术难点，用先进的医疗产品与服务为大众健康保驾护航。

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本文编辑：佚名
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