二代測序技術(shù)聯(lián)合CT在惡性血液病肺部感染中的診斷價(jià)值

楊 瀟，郭桂英，孫建男

1.哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第六醫(yī)院影像中心，黑龍江 哈爾濱 150023；

2.哈爾濱市第一醫(yī)院血液腫瘤研究中心，黑龍江 哈爾濱 150000；

3.大慶油田總醫(yī)院CT室，黑龍江 大慶 163000

近年來，惡性血液?。╤ematologic malignancies，HM）的發(fā)病率逐年上升，致死率居高不下。隨著激素、廣譜抗菌藥、細(xì)胞毒性藥物等使用，造血干細(xì)胞移植患者的增多，HM患者化療后出現(xiàn)粒細(xì)胞缺乏及免疫功能紊亂，這些因素使感染發(fā)生率明顯上升［1］，能明確感染部位者約占50%，其中肺部最為常見［2］。

目前，臨床常用的病原菌檢驗(yàn)技術(shù)包括鏡檢、培養(yǎng)、血清學(xué)檢查等；在確認(rèn)病原菌方面有一定優(yōu)勢，但也存在漏診率高、假陰性率高、時(shí)效性差的局限性，明確診斷病原體難度大，使肺部感染的診治滯后甚至延誤，嚴(yán)重影響患者的治療和康復(fù)［3-4］。二代測序技術(shù)（next generation sequencing，NGS）越來越多地應(yīng)用于病原體的檢測中［5-6］，該技術(shù)可精準(zhǔn)獲取疑似致病微生物的屬種信息，對肺感染患者的病原陽性檢出率顯著優(yōu)于常規(guī)病原學(xué)方法［7］；同時(shí)，高分辨率計(jì)算機(jī)體層成像（high resolution computed tomography，HRCT）是肺部疾病診斷的主要檢查方式，尤其是肺部感染［8］，兩者聯(lián)合可能會(huì)提高HM患者肺部感染病變的早期診斷效能，進(jìn)而改善預(yù)后。

1 HM肺部感染的臨床認(rèn)識

血液系統(tǒng)腫瘤患者因其復(fù)雜的基礎(chǔ)性疾病，病原菌、感染灶與感染類型不易明確［2］，若能深刻認(rèn)識疾病，早期準(zhǔn)確診斷，合理對癥用藥治療，將獲益良多。

1.1 分類與疾病診斷

依據(jù)《血液病/惡性腫瘤患者侵襲性真菌病的診斷標(biāo)準(zhǔn)與治療原則》［9］，將HM肺部感染診斷體系參考分為確診、臨床診斷、擬診及未確定。在確診和臨床診斷后需評估患者狀況并根據(jù)臨床、影像學(xué)及實(shí)驗(yàn)室等檢查結(jié)果推測感染類型，及時(shí)治療，依據(jù)危險(xiǎn)分層、菌種及感染部位、耐藥因素、臟器功能等調(diào)整用藥，可改善療效，減少耐藥率，延長患者生存期。

1.2 表現(xiàn)與感染分析

HM肺感染常見的臨床表現(xiàn)包括發(fā)熱、咳嗽（痰）或咯血、胸痛、乏力及呼吸困難等。感染類型有細(xì)菌、真菌、病毒、結(jié)核桿菌、支原體及其他少見病原體。隨著診斷水平的提高和治療策略的改變，不同病原體感染率有所變化，中國疾控中心2009—2019年監(jiān)測數(shù)據(jù)表明混合感染不容忽視［10］。由于HM患者基礎(chǔ)疾病重、治療周期長、免疫力低，極易導(dǎo)致各種感染的發(fā)生。在HM患者隨機(jī)抽樣調(diào)查結(jié)果顯示，院內(nèi)感染發(fā)生率為51%，常見的感染部位包括呼吸道、泌尿道、胃腸道、口腔及肛周等。研究［11］顯示，支氣管與上呼吸道細(xì)菌群落構(gòu)成相似性較高，表明上呼吸道吸入可能是肺部微生物最主要的來源。HM患者感染指標(biāo)、臨床體征、病原體類型及感染部位不明確，有出現(xiàn)快、易反復(fù)、感染重的特點(diǎn)，因此常需在患者發(fā)熱癥狀初始根據(jù)病原微生物的種類適當(dāng)?shù)厥褂脧V譜抗生素予以治療；若臨床處理不及時(shí)，病情可能在短期內(nèi)迅速變化甚至致死。有研究［12］表明，出現(xiàn)耐藥菌感染且在72 h內(nèi)未得到合理抗菌藥物治療的HM患者死亡率高達(dá)66.7%，明顯高于在24 h內(nèi)接受適當(dāng)抗生素治療的29.1%（P＜0.001）。

2 HM肺部感染CT影像學(xué)認(rèn)識

有研究［13］表明，CT是評價(jià)肺部感染病變的重要手段，早期行CT檢查能為臨床提供及時(shí)、重要的診療證據(jù)，因此密切配合肺部CT檢查對診斷肺感染尤為重要。

2.1 CT的特點(diǎn)與作用

CT因其成像速度快、空間分辨率高，越來越多地應(yīng)用于臨床診療中［14］。黃飛飛等［15］選取200例疑似支原體肺炎患者，采用X線與CT聯(lián)合分析小兒支原體肺炎的影像學(xué)表現(xiàn)，兩者診斷小兒支原體肺炎的準(zhǔn)確度分別達(dá)97.5%和96.5%。同樣在HM患者病情復(fù)雜不易作出準(zhǔn)確診斷時(shí)，CT能快速、有效地指導(dǎo)臨床，為患者提供及時(shí)、合理的治療方案。

CT的空間分辨率及密度分辨率較高，是肺部疾病不可或缺的檢查方法之一，薄層圖像展示細(xì)節(jié)更佳。如亞段細(xì)支氣管炎癥、肺間（實(shí)）質(zhì)改變，可通過觀察病灶大小、形態(tài)、密度、分布、組織毗鄰關(guān)系及伴隨征象等分析其影像學(xué)特征，判斷病灶性質(zhì)、受累范圍及病變程度，為臨床診斷提供有力依據(jù)［15］。

CT具有早期診斷和監(jiān)測療效的價(jià)值。CT在診斷肺感染時(shí)能清晰地顯示肺內(nèi)病變的分布形式、范圍，為臨床盡早作出疾病類型判斷并及時(shí)對癥治療提供幫助［16］。丁晨宇等［17］在分析80例新型冠狀病毒肺炎（COVID-19）患者的肺部CT表現(xiàn)時(shí)，有3例CT表現(xiàn)異常但無任何臨床癥狀，推測臨床表現(xiàn)滯后于影像，通過篩查有助于COVID-19早期診斷與控制，HRCT對COVID-19肺炎的臨床分型、早期診斷、監(jiān)測病情變化及判斷預(yù)后有重要價(jià)值。在其他肺部感染診斷中隔期復(fù)查CT也能起到監(jiān)測病情變化的作用［18］。

2.2 診斷效能與鑒別診斷

肺感染疾病的影像學(xué)特征由于病原體不同，影像學(xué)表現(xiàn)差異明顯［19］。HM肺部感染常見的病原菌有細(xì)菌、真菌、病毒及支原體、結(jié)核桿菌等其他少見病原體，部分患者可有混合感染及其他部位伴隨感染的情況出現(xiàn)。由于HM肺部感染病原體復(fù)雜、不同時(shí)期影像學(xué)表現(xiàn)差異大、不同病原體的影像學(xué)表現(xiàn)有重疊、存在多種病原體復(fù)合感染等因素，CT對于部分肺部感染的早期診斷效能仍有待提高［20］。

Olson等［21］的一項(xiàng)國際多中心研究表明，肺炎克雷伯菌等革蘭氏陰性桿菌及肺炎鏈球菌是免疫功能低下患者中較常見的致病性病原體。細(xì)菌性肺炎多見于雙肺中下野，CT常表現(xiàn)為肺內(nèi)斑片或?qū)嵶冇俺嗜~段分布［22］，或出現(xiàn)空氣支氣管征及支氣管壁增厚，病灶多累及肺實(shí)質(zhì)。HM真菌性肺炎的CT征象包括浸潤性實(shí)變、結(jié)節(jié)、斑片、暈征、空洞、磨玻璃影及空氣支氣管征等，上述表現(xiàn)可能獨(dú)立或交互出現(xiàn)。念珠菌肺炎在真菌感染中很常見，早期有斑片狀、磨玻璃影及實(shí)變等；隨著病變進(jìn)展，可有血管束增粗及小葉間隔增厚等，也可伴有肝、脾感染。曲霉菌肺炎在HM中主要以侵襲性曲霉病為主，肺野外帶結(jié)節(jié)影伴“暈征”（日暈征）是該病早期典型的影像學(xué)征象［23-25］；恢復(fù)期可出現(xiàn)空洞及空氣新月征；隨體位改變可動(dòng)常提示曲菌球的存在。毛真菌肺部感染常見反暈征。隱球菌肺炎常出現(xiàn)肺外帶胸膜下的多發(fā)結(jié)節(jié)或腫塊影，出現(xiàn)融合/空洞或局限團(tuán)片浸潤及彌漫多發(fā)混合病變并存，影像學(xué)上無特異性表現(xiàn)。耶氏肺孢子菌肺炎典型CT改變?yōu)閮煞螌ΨQ磨玻璃影，由肺門向全肺蔓延分布，一般不累及肺尖和肺外帶；也可見彌漫氣腔實(shí)變。肺真菌感染中的非典型征象包括肺氣囊、肺大泡和氣胸等，縱隔窗常表現(xiàn)為縱隔、肺門淋巴結(jié)腫大，胸腔積液等，病變有時(shí)進(jìn)展較快。HM患者支原體感染肺部影像學(xué)表現(xiàn)明顯，CT可有樹芽征、磨玻璃影、支氣管壁增厚、小葉中心結(jié)節(jié)，進(jìn)展期可實(shí)變呈節(jié)段或彌漫分布［26］。HM病毒感染中以單純皰疹病毒、巨細(xì)胞病毒及EB病毒等活動(dòng)性感染多見，CT表現(xiàn)為雙肺野、多葉段分布的間質(zhì)性滲出，如磨玻璃及淡片等［22］，病灶邊緣模糊，可伴胸腔積液，與支原體肺炎難鑒別。HM合并活動(dòng)性結(jié)核病以白血病最為常見［27］，CT表現(xiàn)與普通肺結(jié)核患者類似，活動(dòng)性病變與陳舊性病變并存，既往肺結(jié)核病史者在HM治療中可復(fù)發(fā)。

HM患者肺部感染可與以下疾病鑒別，如以肺實(shí)質(zhì)病變?yōu)橹鞯姆尾磕[瘤性病變、機(jī)化性肺炎等；以肺間質(zhì)改變?yōu)橹鞯慕Y(jié)締組織病相關(guān)性肺間質(zhì)性肺炎、肺水腫等；以血管性病變?yōu)橹鞯难苎仔圆∽?、肺栓塞等；以肉芽腫性疾病為主的外源性過敏性肺泡炎、肺結(jié)節(jié)病等。細(xì)菌性肺炎須與白血病肺浸潤、肺內(nèi)淋巴轉(zhuǎn)移瘤相鑒別；肺真菌感染的空洞性病變須與肺癌空洞、結(jié)核空洞、肺膿腫空洞相鑒別，可表現(xiàn)為空氣新月征，應(yīng)注意是否有液平、內(nèi)壁是否光滑、空洞壁的薄厚及特點(diǎn)以及空洞周圍情況等；病毒性肺炎與支原體肺炎表現(xiàn)相似，多表現(xiàn)為磨玻璃影，鑒別診斷要結(jié)合實(shí)驗(yàn)室檢查及相關(guān)指標(biāo)；肺內(nèi)斑片影可與多種肺部感染、肺結(jié)核、炎性假瘤、韋格氏肉芽腫等相鑒別；耶氏肺孢子菌肺炎則要與間質(zhì)性、肺泡性炎癥相鑒別。

放射學(xué)診斷不是金標(biāo)準(zhǔn)，肺部感染的影像學(xué)表現(xiàn)復(fù)雜多樣，在不同時(shí)期和不同病種間交互性很強(qiáng)，可有同病異影及異病同影，往往給影像學(xué)診斷工作增加難度。胡鐵波等［28］分析了123例HM患者合并肺部感染，將真菌與其他肺部并發(fā)癥對照得出，實(shí)驗(yàn)組影像學(xué)表現(xiàn)有特征性意義，表明HM患者合并肺侵襲性真菌感染早期進(jìn)行CT檢查具有一定的特征性表現(xiàn)。密切結(jié)合臨床體征、實(shí)驗(yàn)室檢查及組織病理學(xué)等信息，有助于拓展和指導(dǎo)診斷思路以提高影像學(xué)對疾病的診斷準(zhǔn)確度。

3 HM肺部感染與宏基因組NGS（metagnomic NGS，mNGS）檢測

全球抗感染領(lǐng)域病因?qū)W檢測能力尚顯不足，新發(fā)或罕見傳染病屢見不鮮，耐藥微生物頻繁出現(xiàn)并不斷加重［29］。隨著基因組學(xué)及生物信息技術(shù)的快速進(jìn)展，mNGS快速鎖定病原體［30］，已成為新發(fā)、突發(fā)、罕見病，常規(guī)培養(yǎng)檢測陰性的疑難復(fù)雜感染疾病診斷不可或缺的重要手段。

3.1 mNGS介紹與檢測報(bào)告

mNGS是對取樣全部微生物的基因組測序分析，基于mNGS的高通量檢測已成為微生物檢測研究熱點(diǎn)［31］。該技術(shù)可采集如靜脈血、拭子、腦脊液、痰液、肺泡灌洗液等樣本，適用于不同的疑難危重感染、反復(fù)發(fā)熱、中樞神經(jīng)系統(tǒng)感染、血流感染，以及胸、腹腔感染等。血液系統(tǒng)腫瘤mNGS技術(shù)不同于傳統(tǒng)的聚合酶鏈反應(yīng)（polymerase chain reaction，PCR）技術(shù)，采集分析程序復(fù)雜，對樣本測序結(jié)果進(jìn)行生物信息分析，得到高通量報(bào)告。有研究［24］表明，聯(lián)合傳統(tǒng)病原學(xué)檢測可顯著提高HM的病原檢出率（總體可達(dá)77.45%，病毒檢出率可達(dá)72.55%，細(xì)菌檢出率可達(dá)26.47%，真菌檢出率提高到9.80%）。在幾年前突如其來的新冠疫情中，mNGS因其快速鎖定新冠病原體而備受關(guān)注，mNGS技術(shù)能為早期確定病原體種類提供有力依據(jù)并及時(shí)指導(dǎo)臨床診療工作。

3.2 mNGS特點(diǎn)與發(fā)展現(xiàn)狀

mNGS具有操作簡便、快速便捷的特點(diǎn)。一般情況下mNGS在2～3個(gè)工作日即可得到診斷報(bào)告。Wang等［30］對108例免疫功能紊亂患者的臨床標(biāo)本進(jìn)行mNGS檢測，研究結(jié)果得出使用mNGS指導(dǎo)抗生素方案治療的患者治療成功率遠(yuǎn)比經(jīng)驗(yàn)用藥組高（81.8%vs52.6%），體現(xiàn)了mNGS良好的診斷潛力。

mNGS具有檢測精準(zhǔn)、靈敏度高的特點(diǎn)。Long等［31］對78例重癥監(jiān)護(hù)室患者血液行NGS和血培養(yǎng)，NGS將陽性率從12.8%提高到30.7%。Liu等［32］取支氣管肺泡灌洗液對重癥患者行mNGS，對照培養(yǎng)法，診斷靈敏度和特異度分別達(dá)88.89%和74.07%。mNGS為重癥患者行全譜病原體診斷，具有快速、準(zhǔn)確、全面的特點(diǎn)，尤其為血液系統(tǒng)腫瘤及ICU等重癥患者爭取了治療時(shí)間。

mNGS具有全面智能、通量靈活的特點(diǎn)。mNGS可廣譜檢測多樣本，無偏倚地得到多種病原體結(jié)果，可識別罕見及新發(fā)病原體，為臨床提供全面的報(bào)告。Fang等［33］通過回顧并分析49例發(fā)熱性中性粒細(xì)胞減少癥血液病患兒的mNGS與傳統(tǒng)病原學(xué)檢測結(jié)果，對比提示早期mNGS能有效地提高病原菌檢測效果，總病原和混合病原檢出率高于傳統(tǒng)病原學(xué)檢測結(jié)果，證實(shí)了mNGS的高敏感性和檢測全面性。

現(xiàn)階段，微生物數(shù)據(jù)庫尚不完善，mNGS病原篩查成本較高；全國多中心檢測結(jié)果具有差異性，假陽性及假陰性問題突出；樣本取材（包括血液、腦脊液等無菌體液與痰液、肺泡灌洗液等非無菌標(biāo)本）、背景菌、定植菌及污染情況干擾不可避免，缺乏規(guī)范性檢測；RNA病毒檢出率較低。血液系統(tǒng)腫瘤mNGS應(yīng)用于臨床感染的診斷仍處于早期階段，大樣本多中心研究數(shù)據(jù)尚不充分，全面的專家共識意見及規(guī)范化結(jié)果判讀標(biāo)準(zhǔn)也處于初期［34］。隨著mNGS臨床推進(jìn)應(yīng)用，樣本量逐步增加，未來mNGS檢測將更加自動(dòng)化、流程將更加規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化，并逐步解決技術(shù)壁壘，提高準(zhǔn)確度和特異度，有望成為臨床感染病變病原學(xué)的常規(guī)檢測方法。

4 HM肺部感染mNGS與CT聯(lián)合

HM病情復(fù)雜多變，患者長期階段性治療需大量用藥，免疫力嚴(yán)重受損，機(jī)會(huì)性感染的風(fēng)險(xiǎn)很高，特別是肺部感染。CT是評估肺部感染情況最直接且有效的影像學(xué)檢查方法；目前mNGS技術(shù)在感染診斷方面的應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)大，作為常規(guī)實(shí)驗(yàn)室檢查的補(bǔ)充手段也具有其獨(dú)特優(yōu)勢。

現(xiàn)階段，國內(nèi)外將兩種檢查方式結(jié)合從而早期準(zhǔn)確判斷肺感染類型（尤其是HM）指導(dǎo)臨床的研究鮮有報(bào)道，且對于重癥肺炎的mNGS診斷相關(guān)專家共識與指導(dǎo)方案國內(nèi)處于發(fā)展的早期階段。因而，若將兩種檢查方法聯(lián)合，在排除外源性干擾因素的前提下取得合理化樣本，發(fā)揮兩種檢查方法的各自優(yōu)勢，對于HM患者肺部感染的早期臨床診斷、對癥治療及病情變化的監(jiān)測將收到實(shí)效。

5 結(jié)語與展望

HM患者機(jī)體免疫功能下降甚至失調(diào)，或中性粒細(xì)胞缺乏伴發(fā)熱，病情復(fù)雜進(jìn)展快，院內(nèi)感染風(fēng)險(xiǎn)大，增加了診斷難度。國內(nèi)學(xué)者［31］曾研究HM粒細(xì)胞缺乏患者伴血流感染在初期接受合適抗生素對患者7 d死亡率的影響，得出感染初期即接受合適抗生素治療的患者，死亡率僅有7.7%，比72 h內(nèi)未接受適當(dāng)抗生素治療患者的死亡率明顯降低（29.9%，P＜0.05），因而快速確定病原體及感染類型對臨床治療至關(guān)重要。

HRCT是肺部感染病變不可或缺的檢查手段，具有一定特征性的影像學(xué)表現(xiàn)，通過CT客觀、有效地評估病灶分布、范圍、形態(tài)、密度等主要征象及伴隨征象，從而幫助判斷疾病的發(fā)生、發(fā)展及轉(zhuǎn)歸［35］，因肺部感染存在同影異病的情況，放射科醫(yī)師要注意加以鑒別。

mNGS可快速鎖定病原體，聯(lián)合傳統(tǒng)病原學(xué)手段可顯著提高HM患者的早期病原體檢出率，相關(guān)國外研究［24］顯示總體檢出率可提高到77.45%。目前，mNGS作為病原學(xué)補(bǔ)充檢查手段可輔助醫(yī)師結(jié)合宿主免疫狀態(tài)行臨床綜合判斷，輔助臨床早診早治。通過分析HM患者的肺部HRCT擬診，結(jié)合mNGS與傳統(tǒng)病原學(xué)結(jié)果及臨床表現(xiàn)，幫助醫(yī)師對重癥高危的HM感染患者作出早期準(zhǔn)確診斷，提示用藥以減少患者花費(fèi)，減輕患者病痛，降低患者感染率、耐藥率和致死率，從而實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)診斷、精準(zhǔn)治療。