感染性疾病起病急、进展快,早期精准识别和监测病原体耐药性对患者预后及遏制耐药至关重要
[1]
。在快速诊疗需求日益增多的情况下,快速检测技术逐渐成为检验和临床关注的焦点
[1]
。为深入了解当前病原微生物检测技术的应用现状,一项专项调研面向
检验科、血液科、呼吸科、感染科、重症监护室
等 5 大科室开展,通过多维度收集与分析最近一个月的实际应用情况,展示病原微生物检测免疫及分子技术应用中的差异和趋势,为病原菌检测的新技术应用提供参考。
自 2024 年 11 月 5 日起,截至 2024 年 11 月 25 日,共发放调研问卷总数 505 份,完成调研合格问卷达 458 份(91%),本次覆盖 24 个省份、119 座城市、213 家医院,并根据城市的级别分为核心城市、其它城市。本次调研要点梳理如下,供读者参考。
1、不同快速检测技术可及率有差异,各科室分子检测技术可及率普遍较高
整体方面看,核心城市与其它城市呈现类似的特点:快速分子检测可及率基本相似且普遍较高(图 1),具体到科室,也呈现相同的特点,特别是 tNGS、mNGS,可及率基本都排在前三位(图 2)。
图 1. 核心城市、其它城市病原微生物检测技术总体反馈的可及率
图 2. 核心城市、其它城市病原微生物检测技术检验科和临床科室反馈的可及率
2、除院内检验科开展的检测项目之外,临床科室可以送检更多的检测方法,其中,mNGS 技术送检率占比最高
在免疫及分子的检测中,检验科开展 GM/G 试验比例最高,达 14%,其次依次为 PCR 技术(占 8%)、胶体金 Carba-5(5%),tNGS 和 mNGS 占比最低,均为 3%(图 3)。临床科室分子检测送检率更高,其中,呼吸内科 tNGS 送检率最高,血液科、感染科及重症监护室均以 mNGS 送检率最高。
图 3. 最近一个月检验科不同检测技术开展率及临床科室不同检测技术送检率
值得一提的是,整体来看,病原菌采用分子检测的早期送检率达 16%(未除重),较估算的 2024 年初的 10% 有明显的增长趋势。
附:
核心城市和其他城市临床科室送检率与总体结果存在差异。核心城市总体上以 GM/G 试验(15%)和 PCR 技术(11%)为主;检验科与总体特征相似,而临床科室除 GM/G 试验(26%),则以 mNGS(18%)和 tNGS(13%)为主。且临床各科室间存在差异,血液科以 mNGS(32%)和 GM/G(29%)试验为主,呼吸内科以 GM/G 试验(29%)为主,感染科以 GM/G(22%)、mNGS(19%)、tNGS(15%)为主,重症监护室以 mNGS(27%)和 GM/G(32%)试验为主(图 4)。
图 4. 最近一个月核心城市检验科不同检测技术开展率及临床科室不同检测技术送检率
其他城市送检比例普遍较低,总体上以单一的 GM/G 试验(14%)为主;检验科也是以 GM/G 试验(14%)为主;同核心城市,临床科室除 GM/G 试验(20%),还以 tNGS(25%)和 mNGS(17%)为主。且临床各科室间同样存在差异,血液科以 mNGS(29%)和 GM/G(34%)试验为主,呼吸内科以 tNGS(32%)为主,感染科以 GM/G(30%)和 tNGS(23%)为主,重症监护室则以 GM/G(28%)试验、tNGS(20%)和 mNGS(19%)为主(图 5)。
图 5. 最近一个月其他城市检验科不同检测技术开展率及临床科室不同检测技术送检率
3、临床科室送检样本病原菌检出率均在 70% 以上,感染类型占比细菌 > 病毒 > 真菌
总体上,临床各科室送检样本病原菌检出率 ≥ 70%,其中重症监护室送检样本检出率最高,达 95%,其次依次为血液科(85%)、呼吸内科(73%),感染科(70%)。
临床科室感染类型中,细菌感染占比最高,达 37%。各科室间感染类型存在差异,血液科与呼吸科感染类型与总体特征保持一致,感染科细菌和病毒感染水平一致,真菌感染比例最低。重症监护室细菌感染占比最高(51%)(图 6)。
图 6. 最近一个月临床科室送检样本病原菌检出率及各科室感染类型占比
附:
核心城市和其他城市临床科室送检样本病原菌检出率与总体结果相似。其他城市临床科室总体送检病原菌检出率达 84%,高于核心城市 72%,但均以重症监护室送检样本感染率最高,高达 95%(图 7、图 8)。
图 7. 最近一个月核心城市临床科室送检样本病原菌检出率及各科室感染类型占比
图 8. 最近一个月其他城市临床科室送检样本病原菌检出率及各科室感染类型占比
核心城市和其他城市临床科室感染类型中,均以细菌感染占比最高,但其他城市(38%)略高于核心城市(37%)(图 7),从科室差异来看,其他城市血液科、呼吸科及重症监护室感染以细菌感染为主,而核心城市仅血液科与重症监护室以细菌感染为主。不过核心城市病毒感染(29%)远高于其他城市病毒感染病例(13%)。核心城市呼吸内科及感染科以细菌和病毒感染为主。而其他城市仅感染科以细菌(30%)和病毒(28%)感染为主(图 8)。
485 份问卷中,tNGS 检验问卷 184 份,mNGS 检验问卷 250 份,PCR 检验问卷 129 份,GM/G 检验问卷 260 份,tNGS 检验问卷 184 份,胶体金 Carba-5 检验问卷 64 份。最近一个月内:
4.1
分子检测技术(mNGS、tNGS、PCR)送检标本类型更多样,肺泡灌洗液 BALF、痰培养标本、血液、体液(如脑脊液,胸腔积液)送检率均在 30%以上,尤以肺泡灌洗液 BALF 占比最高,均在 80% 以上。PCR 检测技术应用中以荧光定量 PCR 为主(78%),其次为传统 PCR(21%)和数字 PCR(17%)。分子检测中,疾病类型以呼吸道感染和肺部感染为主;
4.2
GM/G 试验中送检标本以血液(92%)和肺泡灌洗液 BALF(60%)为主,疾病类型以呼吸道感染、肺部感染为主;
4.3
胶体金 Carba-5 送检标本以血液(61%)、痰培养标本(56%)、肺泡灌洗液 BALF(55%)为主,疾病类型以肺部感染为主。
附:
最近一个月内:
核心城市分子检测技术(mNGS、tNGS、PCR)送检标本构成和其他城市分子检测技术(mNGS、tNGS、PCR)送检标本构成均与总体结果相似,肺泡灌洗液 BALF、痰培养标本、血液送检率均在 30%以上,尤以肺泡灌洗液 BALF 占比最高,核心城市在 80% 以上, 其他城市在 90% 以上;tNGS 和 PCR 检测疾病感染类型以呼吸道感染为主,mNGS 疾病感染类型以肺部感染为主;
核心城市 GM/G 试验中送检标本以血液(93%)和肺泡灌洗液 BALF(59%)为主,和其他城市基本一致:GM/G 试验中送检标本以血液(92%)和肺泡灌洗液 BALF(62%)为主,疾病感染类型以肺部感染为主;
核心城市胶体金 Carba-5 送检标本以血液(60%)、痰培养标本(60%)、肺泡灌洗液 BALF(56%)为主,疾病类型均以肺部感染为主。其他城市略有不同:胶体金 Carba-5 送检标本以血液(63%)、肺泡灌洗液 BALF(50%)、痰培养标本(44%)为主,疾病类型均以细菌感染为主。
5、怀疑真菌感染时,医生认为应该选择 4~5 种检测手段联合检测
当怀疑真菌感染时,总体上医生认为应该选择4种(34%)或 5 种(28%)不同的方式联合检测,检验科与临床科室选择联合检测方法相似。不同科室同时选择的联合检测方式以 GM 试验(88%)、培养(86%)、G 试验(82%)、镜检(75%)、分子-PCR/NGS(50%)为主。
附:
核心城市和其他城市怀疑真菌感染时,同样医生认为应该选择 4~5 种检测手段联合检测。核心城市和其他城市检验科与临床科室选择联合检测特征均相似。核心城市:联合检测方式以 GM 试验(86%)、培养(86%)、G 试验(81%)、镜检(77%)、分子-PCR/NGS(52%)为主。其他城市:GM 试验(91%)、培养(84%)、G 试验(86%)、镜检(69%)、分子-PCR/NGS(46%)为主。
6、临床科室启动抗真菌诊断驱动治疗的时机和标准基本一致
临床科室启动抗真菌诊断驱动治疗的时机与标准基本一致,影像学特征性表现(91%)、病原学阳性(88%)、G/GM 试验阳性(82%)、临床症状(81%)是主要参考依据。存在 4 种情况启动抗真菌诊断驱动治疗占比最高,达 46%,其次为存在3种情况(21%)和存在 5 种情况(19%)。
附:
核心城市和其他城市临床科室启动抗真菌诊断驱动治疗的时机与标准基本一致。核心城市影像学特征性表现(90%)、病原学阳性(88%)、G/GM 试验阳性(81%)、临床症状(81%)是主要参考依据(图 9)。存在 4 种情况启动抗真菌诊断驱动治疗占比最高,达 46%,其次为存在 3 种情况(22%)和存在 5 种情况(17%)。
图 9. 核心城市临床各科室启动抗真菌诊断驱动治疗的标准
其他城市与核心城市特点基本一致:影像学特征性表现(91%)、病原学阳性(87%)、G/GM 试验阳性(84%)、临床症状(81%)是主要参考依据(图 10)。存在 4 种情况启动抗真菌诊断驱动治疗占比最高,达 45%,其次为存在 5 种情况(21%)和存在 3 种情况(19%)。
图 10. 其他城市临床各科室启动抗真菌诊断驱动治疗的标准
病原微生物检测在诊治感染性疾病中意义重大,越来越多的检测技术进入临床工作中,除了传统的呼吸道病原检测方法包括涂片染色镜检法、微生物培养法、免疫学方法等
[2]
,还有以分子生物学为核心的实验诊断技术包括 PCR 技术、基因测序技术外、温扩增技术及分子杂交技术等
[3]
。每种检测方法各具其优势和不足,临床医生应根据患者疾病病情、免疫状况及影像学表现,选择适当的检测方法,必要时联合多种检测手段进行相互验证,以便做出符合患者病情的正确诊断
[2]
。
本次调研中,5 大科室分子检测技术使用率均较高,已成为临床常用的联合检测方案之一。
PCR 技术:
1985 年建立的体外特异性扩增一段特定核酸序列的技术,是目前病原微生物分子生物学检测中应用最为广泛的技术。第一代普通 PCR 技术只能定性,不能准确定量。1996 年研究者们在常规 PCR 基础上建立了实时 PCR 技术或荧光定量技术,实现对 PCR 过程中产物量的实时监测,降低污染风险,实现准确定量。
数字 PCR 技术是基于传统 PCR 技术及实时定量 PCR 发展起来的第 3 代技术,有助于对起始样品进行绝对定量
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基因测序技术:
可用于全面鉴定各类病原微生物的种类以及具体分型、流行病学溯源方面,可助力临床快速诊断。
高通量测序技术为临床感染性疾病提供了高通量检测技术手段,主要包括 mNGS、tNGS 和全基因组测序
。tNGS 和 mNGS 通量高,可一次性检测百种以上病原,两者差异在于 mNGS 为鸟枪法测序,无需预设待检病原,但易受人源背景干扰。而 tNGS 通过特异性引物扩增或者杂交捕获的方式靶向富集目标病原体或基因,测序量仅为 mNGS 百分之一,成本低且同一流程可检测 DNA 和 RNA 病原
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。第 3 代测序技术以单分子、长读长为特点,无需扩增,可直接对样本的 DNA、RNA 进行测序不仅可用于微生物宏基因组测序,还可以直接测量全长 16 S rRNA,鉴定病原菌到物种水平,实现了测序领域的又一次变革
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