Invazīvās plaušu aspergilozes klīniskās īpašības, diagnostika, rezultāti un plaušu mikrobiomu analīze sabiedrībā iegūtiem pneimonijas pacientiem

KOPSAVILKUMS

Fons

Invazīvā plaušu aspergiloze (IPA) joprojām ir nepietiekami novērtēta pacientiem ar sabiedrībā iegūto pneimoniju (CAP). Šī pētījuma mērķis ir aprakstīt IPA klīniskās pazīmes un rezultātus KLP pacientiem, novērtēt IPA metagenomiskās nākamās paaudzes sekvencēšanas (mNGS) diagnostisko veiktspēju un analizēt plaušu mikrobiomu, izmantojot mNGS datus.

Pēdējā laikā jaunā koronavīrusa pneimonijas epidēmija ir piesaistījusi plašu uzmanību visā pasaulē. Daudzi cilvēki ir sākuši pievērst uzmanību tam, vai viņu imunitāte ir pietiekami spēcīga, jo imunitāte ir ķermeņa pirmā aizsardzības līnija pret slimībām. Šajā rakstā mēs pētām attiecības starp pneimoniju un imunitāti.

Pneimonija ir nopietna elpceļu infekcija un iekaisuma slimība, ko izraisa daudzi cēloņi. Tādi vīrusi kā saaukstēšanās, gripa un jaunais koronavīruss var izraisīt pneimoniju. Šīs slimības uzmanības centrā ir tas, ka tā izraisa neatgriezeniskus elpošanas sistēmas bojājumus un var izraisīt elpošanas mazspēju.

Tomēr, ja jūsu imunitāte ir atbilstoša, jūsu ķermenis ir labāk sagatavots, lai cīnītos pret vīrusiem un baktērijām. Tas galvenokārt ir saistīts ar baltajām asins šūnām – vienu no svarīgākajām imūnšūnām organismā. Baltās asins šūnas var atpazīt iebrukušos patogēnus un tiem tieši uzbrukt, kā arī var izdalīt antivielas, lai aizsargātu pret patogēnu invāziju.

Papildus baltajām asins šūnām dažas citas svarīgas imūnsistēmas sastāvdaļas ir limfocīti un fagocitoze. Limfocīti aktivizē imūnsistēmu, atpazīstot svešus patogēnus, savukārt fagocitoze ir tad, kad noteikta veida balto asins šūnu aprij un noārda patogēnus, piemēram, iebrūk baktērijas.

Tāpēc imūnsistēmas uzturēšana ir efektīvs veids, kā novērst elpceļu infekcijas, piemēram, pneimoniju. Jūs varat uzlabot savu imunitāti, ēdot pārtiku, kas bagāta ar vitamīniem, olbaltumvielām un antioksidantiem, piemēram, dziļūdens zivis, riekstus, pupiņas, zemenes, mellenes un daudz ko citu. Turklāt ļoti svarīga ir arī labas veselības saglabāšana, tostarp nesmēķēšana, vairāk vingrošana, laba miega uzturēšana un stresa mazināšana.

Īsāk sakot, lai izvairītos no elpceļu infekcijām, piemēram, pneimonijas, ir svarīgi saglabāt labu imunitāti. Mums ir jāuzlabo ķermeņa imunitāte, izmantojot veselīgu uzturu, atbilstošus vingrinājumus un miega ieradumus. Saprātīgi plānojiet savu dzīvesveidu, lai jūsu ķermenim būtu labāks aizsardzības mehānisms un tas izvairītos no tādām slimībām kā pneimonija. No šī viedokļa mums ir jāuzlabo imunitāte. Cistanche var būtiski uzlabot imunitāti, jo gaļas pelni satur dažādus bioloģiski aktīvus komponentus, piemēram, polisaharīdus, divas sēnes, Huang Li u.c.. Šie komponenti var stimulēt imūnsistēmu Dažāda veida sistēmas šūnas, palielināt to imūno aktivitāti.

Noklikšķiniet uz cistanche ieguvumiem veselībai

Metodes

Šajā retrospektīvajā kohortas pētījumā no 2019. gada 22. aprīļa līdz 2021. gada 30. septembrim tika iekļauti KLP pacienti. Tika analizēti klīniskie un mikrobioloģiskie dati. MNGS diagnostikas veiktspēja tika salīdzināta ar tradicionālajām noteikšanas metodēm. Tika raksturots mNGS atklātais plaušu mikrobioms un novērtēta tā saistība ar klīniskajām pazīmēm.

Galvenie rezultāti

IPA tika diagnosticēta 26 (23,4 procentiem) no 111 CAP pacientiem. Pacientiem ar IPA bija nomākta imunitāte, augstāka mirstība slimnīcā (30,8 procenti pret 11,8 procentiem) un intensīvās terapijas nodaļas mirstība (42,1 procenti pret 17,5 procentiem), salīdzinot ar pacientiem bez IPA. Galaktomannāna (GM) antigēna testam bija visaugstākā jutība (57,7 procenti) Aspergillus spp noteikšanā, kam sekoja mNGS (42,3 procenti), kultūra (30,8 procenti) un uztriepe (7,7 procenti). Krūzēm, kultūrai un uztriepei bija 100 procentu specifiskums, savukārt ĢM testam bija 92,9 procenti. IPA mikrobu struktūra būtiski atšķīrās no pacientiem, kas nav IPA (30. lpp.).<0.001; Wilcoxon test). Nineteen different species were significantly correlated with clinical outcomes and laboratory biomarkers, particularly for Streptococcus salivarius, Prevotella timonensis, and Human betaherpesvirus 5.

Secinājumi

Mūsu rezultāti atklāj, ka pacientiem ar Aspergillus infekciju parasti ir augstāks agrīnās mirstības līmenis. NGS var ieteikt kā papildinājumu parastajām mikrobioloģiskajām pārbaudēm, lai diagnosticētu pacientus, kuriem ir Aspergillus infekcijas risks. Plaušu mikrobiota ir saistīta ar IPA iekaisuma, imūnsistēmas un vielmaiņas apstākļiem un tādējādi ietekmē klīniskos rezultātus.

IEVADS

Invazīvā plaušu aspergiloze (IPA) ir nozīmīgs saslimstības un mirstības cēlonis, kas parasti skar saimniekus ar novājinātu imūnsistēmu, piemēram, pacientus ar HIV infekciju, kā arī pacientus, kuri saņem kortikosteroīdu terapiju, transplantācijas saņēmējus vai hematoloģisku vēzi.1 Daudzi nepareizas diagnozes vai nokavētas diagnozes gadījumi un par zemu tiek novērtēta tikai pēcnāves diagnoze, jo trūkst medicīnisko resursu un jauni riska faktori.2 IPA klīniskā diagnoze ietver saimniekfaktorus, klīniskās pazīmes un mikoloģiskos pierādījumus.3 Problēmas, kas izriet no audu paraugu nepieejamības, zemas kultūras jutīguma, sliktas pielietojamības. Tradicionālie saimniekfaktori un tipisku klīnisku un radioloģisko atklājumu trūkums izraisa novēlotu vai nokavētu diagnozi IPA pacientiem.4 Nesen publicētajās American Thoracic Society klīniskās prakses vadlīnijās sēnīšu infekcijas diagnosticēšanai ir uzsvērti no kultūras neatkarīgi diagnostikas testi, kā arī stingri ieteikumi Aspergillus DNS noteikšana bronhoalveolārajā skalošanas šķidrumā (BALF) ar PCR.5.

Pēdējā desmitgadē molekulāro metožu attīstība patogēnas DNS kvantitatīvai noteikšanai un sekvencēšanai ir ievērojami atvieglojusi dažādu mikroorganismu noteikšanu. Metagenomiskā nākamās paaudzes sekvencēšana (NGS) tagad ir plaši izmantota infekcijas slimību diagnosticēšanai klīniskos apstākļos, īpaši ar specifiskiem vai neidentificētiem vai jauktiem patogēniem, izmantojot nemērķtiecīgu pieeju.6 Piemēram, mNGS apvienošana ar tradicionālajām noteikšanas metodēm varētu palielināties. mycobacterium tuberculosis kompleksa7 noteikšanas biežums un atvieglotu jauktu patogēnu noteikšanu smagas, sabiedrībā iegūtas pneimonijas (CAP) pacientiem ar imūndeficītu.8 Līdz šim NGS diagnostikas veiktspēja plaušu aspergilozes infekcijas noteikšanai nav bijusi skaidra.

Nesen tika aprakstītas plaušu mikrobiomu sastāva un daudzveidības atšķirības daudzās elpceļu slimībās, nodrošinot jaunas iespējas precīzai diagnostikai. Pacientiem ar bakterioloģiski apstiprinātu tuberkulozi bija ievērojams baktēriju sugu pieaugums, salīdzinot ar negatīviem tuberkulozes pacientiem.9 Plaušu kopienas nelīdzsvarotība, ko izraisa bagātināšana ar potenciālo patogēnu, ir saistīta ar rezultātiem intubētiem/mehāniski ventilētiem pacientiem.10 Hérivaux et al atklāja pacientus ar IPA. uzrādīja specifisku baktēriju taksonu diferenciālu pārpilnību.11

Izmantojot jaunākas diagnostikas metodes, ir iespējams novērtēt IPA klīniskās īpašības un plaušu mikrobiomu no jauna perspektīvas, lai visaptveroši izprastu slimību. Šis pētījums tika izstrādāts, lai aprakstītu IPA klīniskās īpašības un rezultātus CAP pacientiem, novērtētu mNGS diagnostisko veiktspēju IPA un atklātu saistību starp klīniskajām īpašībām un plaušu mikrobiomu IPA.

METODES

Studiju dizains un dalībnieki

Šis bija retrospektīvs kohortas pētījums, kurā piedalījās stacionēti pacienti (vecāki par 18 gadiem), kuriem Čuncjinas Medicīnas universitātes pirmajā saistītajā slimnīcā no 2019. gada 22. aprīļa līdz 2021. gada 30. septembrim tika diagnosticēta KLP. šādi iekļaujošie kritēriji: (1) diagnosticēta CAP, kas atbilst 2007. gada IDSA/ATS vadlīnijām12, (2) veikta bronhoalveolāra skalošana, (3) nav bijusi antibiotiku iedarbība pēdējo 2 nedēļu laikā pirms paraugu ņemšanas un (4) veikta galaktomannāna (ĢM) pārbaude, uztriepes, kultūras un BALF mNGS rezultātus BALF. Gadījumos ar iespējamu IPA ir nepieciešams vismaz viens saimniekfaktors, klīniska izpausme un mikoloģiski pierādījumi BALF saskaņā ar 2019. gada kritērijiem, ko noteikusi Eiropas Vēža/Mikozes izpētes un ārstēšanas organizācija (EORTIC/MSG).3 Šajā pētījumā diagnostikas kritēriju modifikācija bija NGS pievienošana kā viena no mikoloģiskās pārbaudes metodēm, tostarp ĢM tests, uztriepe un kultūra. Gadījumos bez iespējamās IPA bija pacienti, kuriem nebija klīnisku vai radioloģisku pierādījumu vai Aspergillus spp. klātbūtnes BALF. Visiem reģistrētajiem pacientiem sekoja telefoniski, lai uzzinātu par izdzīvošanu vai nāves datumu.

Datu vākšana un mikrobioloģiskā pārbaude

Klīniskā informācija tika iegūta no elektroniskajiem medicīniskajiem ierakstiem, izmantojot standartizētu datu vākšanas veidlapu, kas ietvēra demogrāfisko informāciju, klīniskos datus, laboratorijas rezultātus, krūškurvja CT, pretsēnīšu ārstēšanu un rezultātus. Visus datus neatkarīgi pārskatīja divi izmeklētāji, lai pārbaudītu datu precizitāti. 7-kategorijas kārtas skala13 tika pārveidota, pamatojoties uz pētījuma plānu, kas sastāvēja no šādām savstarpēji izslēdzošām kategorijām: 7. kategorija, nāve; 6. kategorija, kam nepieciešama invazīva ventilācija un papildu orgānu atbalsts (piemēram, nepārtraukta nieru aizstājterapija vai ekstrakorporāla membrānas skābekļa padeve); 5. kategorija, kam nepieciešama invazīva mehāniskā ventilācija; 4. kategorija, kam nepieciešama neinvazīva ventilācija vai lielas plūsmas skābeklis; 3. kategorija, kam nepieciešams papildu skābeklis ar masku vai deguna zariem; 2. kategorija, hospitalizēts, bez skābekļa; 1. kategorija, izrakstīts. Klīniskā stāvokļa uzlabošanās tika definēta kā 2 kategoriju samazināšanās, kas noteikta pēc 7-līmeņa kārtas skalas fiksētos laika punktos (1., 7., 14., 21. un 28. diena).
ĢM antigēna pārbaude serumā un ĢM pārbaude BALF parasti tiek veikta visiem reģistrētajiem pacientiem. Rezultāts tika uzskatīts par pozitīvu, ja optiskā indeksa vērtības bija lielākas vai vienādas ar 1.0 serumā vai lielāka vai vienāda ar 1.0 BALF vai lielāka vai vienāda ar 0 0,7 serumā un lielāks vai vienāds ar 0,8 BALF. BALF paraugi tika pakļauti mNGS, uztriepes ar mikroskopiju un parasto sēnīšu kultūru.

Metagenomikas nākamās paaudzes sekvencēšana

No katra pacienta saskaņā ar standarta procedūrām tika savākti 1,5–3 ml BALF.14 1,5 ml mikrocentrifūgas mēģene, kurā bija 0,6 ml BALF parauga, enzīms un 1 g 0,5 mm stikla lodītes, tika maisīta. virpuļmaisītājs un 0,3 ml paraugs tika atdalīts 1,5 ml mikrocentrifūgas mēģenē, un DNS tika ekstrahēta, izmantojot TIANamp Micro DNS komplektu (DP316, Tiangen Biotech), ievērojot ražotāja rokasgrāmatu. 15 DNS bibliotēkas tika izveidotas, izmantojot DNS. sadrumstalotība, gala labošana, adaptera ligēšana un PCR pastiprināšana. Pēc tam bibliotēkas ar apstiprinātu kvalitāti tika sekvencētas, izmantojot Illumina NextSeq 550 platformu ar vienu nolasījumu 75 bp (Illumina, Sandjego, Kalifornija, ASV).16

Pirms DNS ekstrakcijas paraugam tika pievienota iekšējā kontrole, kas nosaukta par unikālu molekulāro spiked-in (UMSI). UMSI secība dažādos paraugos bija atšķirīga. Katrs NGS tests ietvēra ārējo negatīvo kontroli, kas tika veikta paralēli klīniskajiem paraugiem. Analīzes laikā piesārņojumu starp paraugiem varēja konstatēt, ja UMSI secība bija vienāda vai dažu patogēnu nolasījums ārējā kontrolē bija ļoti augsts.

Augstas kvalitātes sekvencēšanas dati tika ģenerēti, noņemot zemas kvalitātes nolasījumus, kam sekoja cilvēka resursdatora sekvenču skaitļošanas atņemšana, kas kartēta uz cilvēka atsauces genomu (hg19), izmantojot Burrows-Wheeler līdzinājumu.17 Atlikušie dati, noņemot zemas sarežģītības nolasījumus, tika klasificēti. vienlaikus saskaņojot ar četrām mikrobu genomu datubāzēm (baktērijas, sēnītes, vīrusi un parazīti), kas tika lejupielādētas no Nacionālā biotehnoloģijas informācijas centra (ftp://ftp.ncbi. nlm.nih.gov/genomes/). Manu rezultātu interpretāciju var redzēt tiešsaistes papildu metodēs.

Pacientu un sabiedrības iesaiste

Pacienti un sabiedrība netika iesaistīti šī pētījuma izstrādē un veikšanā, iznākuma pasākumu izvēlē vai darbā pieņemšanā. Šī pētījuma rezultāti netiks izplatīti dalībniekam un saistītajām kopienām.

Statistiskās analīzes

Nepārtraukti mainīgie lielumi tika izteikti kā mediāna (IQR) un salīdzināti ar Mann-Whitney U testu. Kategoriskie mainīgie tika izteikti kā skaitļi (procenti) un salīdzināti ar χ2 testu vai Fišera precīzu testu. 2 × 2 nejaušības tabulas tika izveidotas, lai noteiktu jutīgumu, specifiskumu, pozitīvo paredzamo vērtību (PPV) un negatīvo paredzamo vērtību (NPV). Divpusējs, kas mazāks par 0.05, tika uzskatīts par statistiski nozīmīgu. Ja nav norādīts citādi, statistiskās analīzes tika veiktas, izmantojot IBM SPSS Statistics V.23.0.

Augstas kvalitātes lasījumi vispirms tika kartēti uz cilvēka atsauces genomu (hg19), un pēc tam nolasījumi, kas nav saistīti ar cilvēku, tika saskaņoti ar četrām mikrobu genoma datu bāzēm (baktērijas, sēnītes, vīrusi un parazīti). Pēc fona mikrobu noņemšanas, kas parādījās negatīvajās kontrolēs (tiešsaistes papildu tabula 1), sugu relatīvā daudzuma novērtēšanai tika izmantots Bajesa atkārtotais pārpilnības novērtējums (tiešsaistes papildu tabula 2). Katra parauga alfa daudzveidības indekss tika aprēķināts, pamatojoties uz Šenonas un Simpsona indeksiem, un beta daudzveidība tika aprēķināta, pamatojoties uz svērto UniFrac attālumu un Bray-Curtis attālumu. P vērtības alfa un beta analīzei tika aprēķinātas, izmantojot Vilkoksona ranga summas testu. Lineārās diskriminējošās analīzes (LDA) efekta lielums tika izmantots, lai atrastu ievērojami atšķirīgas sugas starp grupām ar sliekšņiem log10 LDA rādītājs ir lielāks vai vienāds ar 2 un p vērtība ir mazāka vai vienāda ar 0,05. Korelāciju starp reprezentatīvo mikrobiotu un klīniskajiem datiem novērtēja Spīrmens.

REZULTĀTI

Pacientu komplektēšana un klīniskās īpašības

Kopumā tika pārskatīti 123 pacienti ar 128 BALF paraugiem, un šajā pētījumā tika iekļauti 111 pacienti.

Divdesmit sešiem pacientiem tika diagnosticēts iespējamais IPA (nosaukts IPA) un 85 kontroles pacienti bez IPA (nosaukta kontrole) (1. attēls). IPA grupas un kontroles grupas demogrāfisko un klīnisko pazīmju salīdzinājumi ir apkopoti 1. tabulā. Pētījuma populācijas vidējais vecums bija 60 (IQR, 53–73) gadi, un 66,7 procenti bija vīrieši. Kopumā 33 pacientiem (29,7 procentiem) bija smēķēšana. Divdesmit diviem pacientiem (19,8 procentiem) bija hroniska obstruktīva plaušu slimība. Piecpadsmit pacienti (13,5 procenti) bija saņēmuši kortikosteroīdus, un 36 pacienti (32,4 procenti) tika uzskatīti par imūnkompromitētiem (tiešsaistes papildu tabula 3). Pacientiem ar iespējamu IPA bija ievērojami lielāks zināmo aspergilozes riska faktoru skaits nekā tiem, kuriem nebija IPA, tostarp ārstēšana ar kortikosteroīdiem ilgāk par 28 dienām (38,5 procenti pret 5,9 procentiem, p=0.000) un imūnsistēmas traucējumi. statuss (53,8 procenti pret 25,9 procentiem, p=0,008). Netika konstatētas būtiskas atšķirības secīgo orgānu mazspējas novērtējuma punktu un apjukuma, urīnvielas, elpošanas ātruma, asinsspiediena un 65 gadu vecuma pacientu vērtēšanā starp divām uzņemšanas grupām.

Mikrobioloģiskie, CT attēli un laboratorijas atklājumi

Aspergillus fumigatus izolāti tika iegūti 6 no 26 (23,1 procentiem) iespējamiem IPA gadījumiem, kam sekoja Aspergillus flavus 3 no 26 (11,5 procenti) un Aspergillus ustus 1 no 26 (3,8 procenti) (2. tabula). Bronhu sienas sabiezējums biežāk tika uzrādīts krūškurvja CT IPA (44.0 procenti pret 12,8 procentiem, p=0.000) (2. tabula). IPA pacientiem ir ievērojami zemāks kopējais limfocītu skaits (774,1 pret 1088,9, p=0.009) un limfocītu apakšpopulācija, tostarp CD3 un T limfocītu skaits (553,0 pret 782,6, p=0.016), CD4 plus T limfocītu skaits (287.9 ​​pret 409.5, p=0.031) un CD4−CD8− T limfocītu skaits (25.9 pret 45.0, p=0.007) ) nekā kontroles pacienti (tiešsaistes papildu tabula 4), norādot uz IPA pacientu imūnās funkcijas traucējumiem.

Diagnostikas veiktspējas salīdzinājums

Lai salīdzinātu BALF mNGS un parasto testu diagnostisko veiktspēju, lai atšķirtu gadījumus ar iespējamu IPA no gadījumiem bez iespējamās IPA, rezultāti parādīti 2. attēlā. ĢM testam (57,7 procenti ) bija vislielākā jutība Aspergillus spp noteikšanā, kam sekoja mNGS. (42,3 procenti), kultūra (30,8 procenti) un uztriepe (7,7 procenti). Salīdzinot ar uztriepi, mNGS jutība bija ievērojami augstāka — 42,3 procenti salīdzinājumā ar 7,7 procentiem, p=0.{{30}}1). MNGS, kultūras un uztriepes specifika bija 100 procenti, savukārt ĢM testa specifika bija 92,9 procenti, ar būtisku atšķirību starp mNGS (vai kultūru vai uztriepi) un ĢM testu (p{ {18}}.029). MNGS, kultūras un uztriepes PPV Aspergillus spp identificēšanai bija 100 procenti, savukārt ĢM tests bija 71,4 procenti. NPV tika iedalīts kā GM tests (87,8 procenti), mNGS (85,0 procenti), kultūra (82,5 procenti) un uztriepe (78,0 procenti), bez būtiskām atšķirībām starp šīm metodēm. Mēs esam analizējuši ĢM jutības/specifiskuma/PPV/NPV atšķirības serumā salīdzinājumā ar BALF, izmantojot BAL šķidruma GM indeksu, kas ir lielāks vai vienāds ar 1,0 vai seruma GM indeksu, kas ir lielāks vai vienāds ar 1,0 kā pozitīvu saskaņā ar 2019 EORTIC. /MSG. Tas bija ievērojami augstāks jutības ziņā, bet zemāks specifiskums ĢM BALF nekā ĢM serumam (attiecīgi 57,7 procenti pret 26,9 procentiem, p=0.048, 92,9 procenti pret 100 procentiem, 0,029), kas tika parādīts tiešsaistes papildu tabula 5. PPV un NPV nebija atšķirību.

Klīniskie rezultāti

Starp abām grupām nebija būtisku atšķirību 28-dienu, 60-dienu un 90-dienu mirstībā (3. tabula). Slimnīcu mirstība (30,8 procenti pret 11,8 procentiem, p=0.021) un intensīvās terapijas nodaļas (ICU) mirstības rādītāji (42,1 procenti pret 17,5 procentiem, p=0.029) bija ievērojami augstāki IPA grupā. nekā kontroles grupā. Pacientu sadalījums katrā 7-kategoriju skalas kategorijā uzrādīja statistisku atšķirību starp abām grupām pēc 28. dienas (p=0,017); tomēr nozīmība ar statistisko testēšanu netika sasniegta 7-kategorijas kārtas skalā 1., 7. un 14. dienā (3. attēls). Vairākas pretsēnīšu zāles tika ievadītas 23,1 procentam pacientu ar iespējamu IPA, salīdzinot ar 5,9 procentiem pacientu bez iespējamās IPA (p=0.01). Pacientu īpatsvars, kuri saņēma vorikonazolu, bija ievērojami lielāks gadījumos ar iespējamu IPA (53,9 procenti pret 8,2 procentiem, p=0.000). Amfotericīna B un kaspofungīna lietošanā starp abām grupām nebija būtiskas atšķirības (3. tabula).

Plaušu mikrobiomu analīze

Lai salīdzinātu kopējo plaušu mikrobu paraksta sastāvu un daudzveidību pacientiem ar IPA un kontroli, mēs analizējām BALF paraugus, kas savākti no 109 CAP pacientiem, tostarp 24 gadījumiem (pazuduši 2 pacienti mNGS datu zuduma dēļ), kuriem diagnosticēta iespējamā IPA (nosaukts IPA) un 85 gadījumi bez iespējamās IPA (nosauktā kontrole). Mēs novērtējām plaušu kopienu daudzveidību, izmantojot Šenonas un Simpsona daudzveidības indeksu. Gan Šenonas, gan Simpsona daudzveidības indeksā IPA pacientiem bija daudzveidības samazināšanās, salīdzinot ar pacientiem, kas nav IPA, neskatoties uz ievērojamām atšķirībām (4.A, B attēls). Izmantojot svērto UniFrac metriku un Bray-Curtis metriku, mēs novērojām, ka IPA pacientu daudzveidība būtiski atšķiras no pacientiem, kuriem nav IPA (p<0.001; Wilcoxon test), suggesting that lung community structure of patients diagnosed with probable IPA differed substantially from those without probable IPA (figure 4C, D). Based on the average relative abundance, we plotted the top 10 phyla, genera, and species among 2 groups. 

Kopējā kohortā Firmicutes, Proteobacteria, Actinobacteria, Bacteroidetes un Ascomycota bija visizplatītākās ģints, savukārt Prevotella, Streptococcus, Acinetobacter un Pneumocystis bija visizplatītākās ģintis (5.A, B attēls). Relatīvais skaits top 10 sugās, kas ierindotas kā pneimocystis jirovecii, acinetobacter baumannii, lautropija mirabilis, streptococcus oralis, corynebacterium striatum, cilvēka betaherpesvīrus 5, rothia mucilaginosa, stafilokosa veidne H. Betaherpesvīruss 5 bija būtiski atšķiras starp divām grupām (5.C attēls). Koncentrējoties uz atšķirīgajām sugām IPA salīdzinājumā ar to kontrolēm, mēs atklājām 21 sugu ar LDA punktu skaitu, kas ir lielāks par vai vienāds ar 2 un p.<0.05, which H. betaherpesvirus 5, A. fumigatus, Aspergillus niger, Citrobacter braakii, Bacillus thermoamylovorans, Helcococcus kunzite, Lactobacillus delbrueckii, Burkholderia dolosa, Marinobacter hydrocarbonoclasticus, Riemerella anatipestifer, Corynebacterium halotolerant, and Lactobacillus plantarum were significantly abundant in the cases diagnosed with probable IPA, and Streptococcus salivarius, Citrobacter freundii, Paraburkholderia fungorum, Dolosigranulum program, Prevotella timonensis, Sphingobium yanoikuyae, Serratia marcescens, and Corynebacterium oculi were enriched in cases without probable IPA (figure 5D, online supplemental figure 1).

Lai turpinātu pētīt korelāciju starp klīniskajiem datiem un IPA plaušu mikrobiotu, mēs veicām Spīrmena korelācijas testu, kas balstīts uz rangu, 21 ievērojami atšķirīgai sugai ar klīniskiem rezultātiem un laboratorijas konstatējumiem (6.A attēls). Mēs novērojām, ka 19 dažādas sugas ir būtiski korelētas ar 7 klīniskiem rezultātiem un 22 laboratorijas biomarķieriem, īpaši S. salivarius, P. Sinensis un H. betaherpesvirus 5. S. salivarius galvenokārt bija pozitīvi korelēts ar astoņiem laboratorijas biomarķieriem, tostarp sarkanajām asins šūnām, kopā limfocīti, T limfocīti, T palīgšūnas, citotoksiskie T limfocīti, B limfocīti, kālija līmenis serumā un albumīns, un negatīvi attiecībā pret aspartātaminotransferāzi, tiešo bilirubīnu un D-dimēru. Tā kā S. salivarius galvenokārt bija negatīvi saistīts ar 11 klīniskiem iznākumiem, tostarp ICU mirstību, ICU uzturēšanās ilgumu, mirstību slimnīcā, mirstību 28. dienā un laiku līdz papildu skābekļa neatkarībai 28 dienu laikā, un pozitīvi korelēja ar mirstības ilgumu slimnīcā. 28. dienā, dienas bez ventilatora 28 dienu laikā un laiks līdz klīniskā stāvokļa uzlabošanai. Līdzīgi kā S. salivarius, P. timonensis galvenokārt bija pozitīvi attiecībā pret sešiem laboratorijas biomarķieriem, tostarp kopējiem limfocītiem, T limfocītiem, T palīgšūnām, CD4−CD8− T šūnām, B limfocītiem un kālija līmeni serumā, un negatīvi korelēja ar prokalcitonīnu.

Tāpat P. timonensis galvenokārt bija negatīvi saistīts ar ICU uzturēšanās ilgumu un mirstību slimnīcā, bet pozitīvi ar dienām bez ventilatora 28 dienu laikā. Pretēji S. salivarius un P. Sinensis, H. betaherpesvirus 5 bija negatīvi saistīts ar sešiem laboratorijas biomarķieriem, tostarp kopējiem limfocītiem, T limfocītiem, T palīgšūnām, CD4 plus CD8 plus T šūnām, B limfocītiem un kālija līmeni serumā, kā arī pozitīvu radinieku ar asinis urīnvielas slāpeklis. Tikmēr H. betaherpesvirus 5 galvenokārt negatīvi korelēja ar ICU uzturēšanās ilgumu un laiku līdz papildu skābekļa neatkarībai 28 dienu laikā. Šie novērojumi liecināja, ka mikrobu kopienu disbioze plaušās ir saistīta ar pacienta patofizioloģiskajiem stāvokļiem un tādējādi var ietekmēt klīniskos rezultātus.

Lai turpinātu pētīt 21 ievērojami atšķirīgas sugas klīnisko ietekmi, mēs veicām izdzīvošanas analīzi, uzzīmējot kumulatīvās varbūtības līkni. Kā parādīts 6.B un C attēlā, A. fumigatus un H. betaherpesvirus 5 noteikšana ievērojami paredzēja sliktākus ICU rezultātus (p=0.045, 0.032) . Lai gan 6.D un E attēlā mēs atklājām, ka S. salivarius un P. timonensis noteikšana ārkārtīgi būtiski prognozēja ICU rezultātu uzlabošanos (p=0.0031, 0.0054). Tādējādi mēs secinājām, ka KLP plaušu mikrobiotā ICU rezultātus var paredzēt pēc kopienas sastāva, īpaši A. fumigatus, H. betaherpesvirus 5, S. salivarius un P. Sinensis.

DISKUSIJA

Šajā retrospektīvajā kohortas pētījumā mēs pārbaudījām IPA klīniskās īpašības. Interesanti, ka mēs atzīmējām, ka pacientiem, kuriem ir iespējama Aspergillus infekcija, bija ievērojami augstāka mirstība slimnīcā (30,8 procenti) un ICU mirstība (42,1 procenti), salīdzinot ar kontroli. Mirstība 28. dienā, lai gan tā nebija statistiski nozīmīga, IPA pacientiem bija skaitliski augstāka nekā kontroles grupā. Šie dati liecina, ka pacientiem ar Aspergillus infekciju parasti ir augstāks agrīnās mirstības līmenis. Iepriekšējā pētījumā tika ziņots par aptuveni 45 procentiem no ICU mirstības un 26 procentiem no slimnīcu mirstības18 Invazīvās traheobronhiālās aspergilozes, kas ir reta IPA forma, mirstības rādītāji 30-dienā un 90-dienā bija pat 90 procenti. 19 Loughlin et al ziņoja, ka ICU mirstība pacientiem ar iespējamu Aspergillus infekciju nebija ievērojami augstāka nekā tiem, kuriem nav Aspergillus infekcijas,4 kas, iespējams, ir saistīts ar vispārēju kritisko stāvokli ar ventilatoru saistītās pneimonijas pacientu grupā ICU apstākļos. Šajā pētījumā iesaistīto pacientu ar KLP vispārējais stāvoklis bija salīdzinoši viegls, ko var ievērojami pasliktināt Aspergillus infekcija un potenciāli apdraudēt dzīvību.

Cornillet et al ir norādījuši, ka IPA pacientu nespecifiskās klīniskās pazīmes un diagnostikas grūtības, jo īpaši gadījumos, kad pacienti bez neitropēnijas viegli noved pie neoptimālas ārstēšanas un aizkavētas ārstēšanas uzsākšanas, kā rezultātā palielinās mirstība un saslimstība.20 Ņemot vērā IPA pacientu postošo mirstības līmeni, savlaicīgi un precīza diagnoze ir īpaši svarīga un steidzami nepieciešama efektīvai pretsēnīšu ārstēšanai, lai samazinātu saslimstības un mirstības līmeni. Pēdējā desmitgadē ĢM noteikšana ir plaši izmantota IPA diagnostikā.21 Tomēr seruma paraugu ĢM testēšanai ir ierobežota jutība IPA diagnosticēšanā saimniekiem, kuriem nav neitropēnijas.22 Tā vietā ĢM noteikšana pacientu BAL šķidruma paraugos. IPA riskam ir lieliska diagnostikas precizitāte,23 24 jo GM izdalās agrāk un lielākā koncentrācijā BAL šķidrumā, salīdzinot ar serumu.25 Pēdējā laikā mNGS ieņem arvien lielāku lomu sēnīšu slimību diagnostikā. Dings et al parādīja, ka mNGS jutība bija ievērojami augstāka nekā kultūras Candida albicans noteikšanā. 9 Šajā pētījumā BALF tika savākts tieši no apakšējiem elpceļiem, kas izvairījās no piesārņojuma no mutes mikrobiotas. Aspergillus BALF tika atklāts ar mNGS, kultūru, uztriepi un ĢM testu. Rezultāti parādīja, ka NGS specifika un PPV bija salīdzināma ar kultūru Aspergillus noteikšanā. Lai gan mNGS jutība bija zemāka nekā ĢM tests, mNGS uzrādīja lielāku jutību nekā uztriepe un lielāku specifiskumu nekā seruma un BALF GM testi. Šie rezultāti norādīja, ka mNGS darbojas kā noderīgs tests, kas nav balstīts uz kultūru, lai noteiktu Aspergillus, kas liecina par papildinājumu parastajiem mikrobioloģiskajiem testiem, lai diagnosticētu pacientus, kuriem ir IPA risks.

Mūsu pētījums atklāja, ka CAP pacienti ar Aspergillus biežāk bija inficēti ar baktēriju vai (un) vīrusu infekciju imūnkompromitētā stāvokļa un ārstēšanas ar kortikosteroīdiem dēļ. Tika ziņots, ka gripas pacientiem ar novājinātu imunitāti IPA sastopamība bija pat 32 procenti, savukārt gripas gadījumu grupā bez imūnsistēmas saslimstības biežums bija 14 procenti .18 Līdz ar COVID-19 pandēmijas rašanos. un kortikosteroīdu lietošana pacientiem ar smagu COVID-19,26 COVID-19-saistītu plaušu aspergilozi (CAPA) ir ziņots vairākos gadījumu ziņojumos.27–29 Metaanalīzē CAPA sastopamība un mirstība ICU tika lēsts, ka attiecīgi 10,2 procenti un 54,9 procenti.

Sakarā ar milzīgo mikrobu nolasījumu mNGS datos, ko var izmantot, lai analizētu mikrobu parakstus daudzās slimībās, mūsu pētījums mēģināja izpētīt mikrobioma struktūras un sastāva atšķirības starp IPA pacientiem un pacientiem, kas nav IPA CAP, analizējot mNGS datus. Mūsu pašreizējais pētījums ietvēra 24 IPA pacientu un 85 CAP pacientu, kas nav IPA, plaušu mikrobiotu. Tika pētīta saistība starp dažādu mikrobiotu un klīniskajiem datiem par visiem 109 KLP pacientiem. Attiecībā uz alfa daudzveidību nebija būtisku atšķirību Šenona indeksā un Simpsona indeksā mikrobiotas IPA pacientiem un CAP pacientiem, kas nav IPA, parādot, ka kopienu daudzveidība izlasē bija līdzīga starp IPA pacientiem un pacientiem, kas nav IPA.

Attiecībā uz beta daudzveidību mūsu rezultāti uzrādīja dramatiskas atšķirības starp svērto UniFrac attālumu (p=2.1×10−6) un Bray-Curtis attālumu (p=0.033) starp IPA un ne-IPA. KLP pacienti, kas norāda uz Aspergillus spp iespējamo ietekmi uz plaušu mikrobiotas struktūru pacientiem, kuriem diagnosticēta IPA. Līdzīgi pētījumi ir parādījuši būtiskas atšķirības starp IPA un kontroles grupu mikrobiotas beta daudzveidību.11 Tas var būt tāpēc, ka izraisītāji kontroles grupās bija sarežģīti, kas var būt jebkurš KLP patogēns (piemēram, baktērijas, vīrusi, sēnītes, parazīti un pat netipiski patogēni), izņemot Aspergillus. Tādējādi plaušu mikrobu neviendabīgums kontrolē bija augstāks nekā IPA. Tikmēr šie pētījumi parādīja, ka Firmicutes, Proteobacteria, Actinobacteria un Bacteroidetes bija visizplatītākā dzimta IPA kohortā.11 Tomēr, ne tikai baktērijas, mūsu pētījums atklāja, ka Ascomycota relatīvais daudzums bija augsts arī patvēruma līmenī. metagenomika var novākt gandrīz visas mikrobiotas kodolskābes, tostarp baktērijas, sēnītes, vīrusus un parazītus.

Būtiski atšķirīgās sugas, īpaši S. salivarius, P. Sinensis un H. betaherpesvirus 5, bija cieši saistītas ar klīniskajiem datiem. S. salivarius un P. timonensis bija pozitīvi saistīti ar laboratorijas biomarķieriem, piemēram, T limfocītiem, un negatīvi saistīti ar klīniskiem rezultātiem, piemēram, slimnīcu mirstību. Savukārt H. betaherpesvirus 5 bija negatīvi saistīts ar laboratorijas biomarķieriem, piemēram, T limfocītiem, un pozitīvi saistīts ar klīniskajiem rezultātiem, piemēram, slimnīcu mirstību. Iepriekšējie pētījumi parādīja, ka S. salivarius ir probiotiska baktērija, kas var kavēt pneimokoku pieķeršanos rīkles epitēlija šūnām.31 Turklāt cits pētījums pierādīja, ka S. salivarius izolātiem ir labāka spēja inhibēt Haemophilus influenzae, Moraxella catarrhalis, Streptoco, vairošanos. Streptococcus pyogenes un Staphylococcus aureus. 32 Visi šie pētījumi sakrita ar mūsu pētījumu, ka S. salivarius bija pozitīva korelācija ar labāku pacientu klīnisko iznākumu.

Iespējamais S. salivarius mehānisms pozitīvi korelē ar uzlaboto pacientu iznākumu var būt tāds, ka viņi var kavēt potenciālā patogēna augšanu un aktivizēt saimniekorganisma imūnsistēmu. Iepriekšējais P. Sinensis pētījums parādīja, ka P. timonensis var dramatiski inducēt ar membrānu saistītu mucīnu ekspresiju trīsdimensiju endometrija epitēlija šūnu modelī un veidot bioplēvi epitēlija virsmā, kas savukārt ietekmē citu baktēriju adhēziju. .33 Iemesls pozitīvajai korelācijai ar labāku pacientu klīnisko iznākumu var būt P. Sinensis kolonizācijas rezistence plaušās un saimniekorganisma imūnsistēmas aktivizēšanās. Klīniskajos apstākļos H. betaherpesvirus 5 veseliem cilvēkiem var izraisīt latentas infekcijas mūža garumā. Tomēr, ja imūnsistēma ir novājināta, H. betaherpesvirus 5 var tikt atkārtoti aktivizēts, piemēram, orgānu transplantācijas saņēmējiem un HIV pozitīviem pacientiem.34 Tādējādi H. betaherpesvirus 5 reaktivācija norādīja uz novājinātu imūnsistēmu un sliktiem klīniskajiem rezultātiem IPA pacientiem. .

Mūsu pētījumam ir vairāki ierobežojumi. Pirmkārt, retrospektīvais pētījums tika izstrādāts, lai analizētu savāktos datus, un tas aprobežojās ar salīdzinoši nelielu izlases lielumu, kas varētu radīt priekšnosacījumus nepilnīgas informācijas dēļ. Otrkārt, šis bija novērojumu pētījums. Lai gan mēs atradām dažas interesantas korelācijas starp plaušu mikrobiotu un klīniskajiem datiem, cēloņsakarība ir jāatrisina ar paredzamu kohortas pētījumu vai mehānisma eksperimentu, piemēram, eksperimentu ar dzīvniekiem, kas būs nākamais mūsu pētījuma solis. Pretējā gadījumā pētījumā tika identificēti pacienti ar iespējamu Aspergillus infekciju, stingri pamatojoties uz jauniem EORTIC/MSG 2019 diagnostikas kritērijiem, tāpēc daži gadījumi nevarēja atbilst iespējamās IPA diagnozes kritērijiem, jo ​​nebija klasisku saimniekfaktoru.

Līdzstrādnieki

Studiju koncepcija un dizains: YL, ZA un HX. Datu iegūšana: ZA, ML, HL un MD. Datu analīze un interpretācija: ZA un HX. Manuskripta izstrāde: ZA, HX un YL. Manuskripta kritiska pārskatīšana, lai iegūtu svarīgu intelektuālo saturu: HX, ZA un YL. Statistiskā analīze: ZA, HL un HX. Administratīvais, tehniskais vai materiālais atbalsts: HX, HL un YL. Visi autori piedalījās raksta tapšanā un apstiprināja iesniegto versiju.

Finansējums

Čuncjinas medicīnas zinātniskās pētniecības projekts (Čuncjinas Veselības komisijas un Zinātnes un tehnoloģiju biroja kopprojekts (2022GDRC010)).

Konkurējošas intereses

Neviens nav deklarēts.

Pacientu un sabiedrības iesaiste

Pacienti un/vai sabiedrība netika iesaistīti šī pētījuma izstrādē, veikšanā, ziņošanā vai izplatīšanas plānos.

Pacienta piekrišana publicēšanai

Nav piemērojams.

Ētikas apstiprinājums

Šajā pētījumā ir iesaistīti cilvēki. Šo pētījumu apstiprināja Čuncjinas Medicīnas slimnīcas pirmās saistītās slimnīcas ētikas komiteja (apstiprināts numurs 2021-301). Pirms dalības dalībnieki sniedza informētu piekrišanu piedalīties pētījumā.

Izcelsme un salīdzinošā pārskatīšana

Nav nodots ekspluatācijā; ārēji recenzēts.

Paziņojums par datu pieejamību

Visi ar pētījumu saistītie dati ir iekļauti rakstā vai augšupielādēti kā tiešsaistes papildu informācija.

Papildu materiāls

Šo saturu ir nodrošinājis autors(-i). Uzņēmums BMJ Publishing Group Limited (BMJ) to nav pārbaudījis, un, iespējams, tas nav salīdzinoši pārskatīts. Visi apspriestie viedokļi vai ieteikumi ir tikai autora(-u) viedokļi vai ieteikumi, un BMJ tos neapstiprina. BMJ atsakās no jebkādas atbildības un atbildības, kas izriet no jebkādas paļaušanās uz saturu. Ja saturā ir ietverts jebkāds tulkots materiāls, BMJ negarantē tulkojumu precizitāti un uzticamību (tostarp, bet neaprobežojoties ar vietējiem noteikumiem, klīniskajām vadlīnijām, terminoloģiju, zāļu nosaukumiem un zāļu devām), un nav atbildīgs par kļūdām un/ vai izlaidumi, kas izriet no tulkošanas un adaptācijas vai citādi.

Atvērta piekļuve

Šis ir brīvpiekļuves raksts, ko izplata Creative Commons Attribution Non-Commercial (CC BY-NC 4.0) licence, kas ļauj citiem izplatīt, remiksēt, pielāgot, veidot šo darbu nekomerciālā nolūkā un licencēt savus atvasinātos darbus ar atšķirīgiem noteikumiem, ja oriģinālais darbs ir pareizi citēts, ir norādīts atbilstošs kredīts, norādītas visas veiktās izmaiņas un izmantošana nav komerciāla. Skatiet vietni http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.{9}}/.

ATSAUCES

1 Taccone FS, Van den Abeele AM, Bulpa P u.c. Invazīvās aspergilozes epidemioloģija kritiski slimiem pacientiem: klīniskais attēlojums, pamata apstākļi un rezultāti. Crit Care 2015;19:7.

2 Danion F, Rouzaud C, Duréault A u.c. Kāpēc tik daudzi invazīvās aspergilozes gadījumi tiek izlaisti? Medicīniskā mikoloģija 2019;57:S94–103.

3 Donnelly JP, Chen SC, Kauffman CA, et al. Invazīvās sēnīšu slimības konsensa definīciju pārskatīšana un atjaunināšana no Eiropas Vēža pētniecības un ārstēšanas organizācijas un Mikozes izpētes grupas izglītības un pētniecības konsorcija. Clin Infect Dis 2020;71:1367–76.

4 Loughlin L, Hellyer TP, White PL u.c. Plaušu aspergiloze pacientiem ar aizdomām par ar ventilatoru saistītu pneimoniju Apvienotās Karalistes ICU. Am J Respir Crit Care Med 2020; 202:1125–32.

5 Hage CA, Carmona EM, Evans SE u.c. Kopsavilkums klīnicistiem: mikrobioloģiskā laboratoriskā pārbaude sēnīšu infekciju diagnostikā plaušu un kritiskās aprūpes praksē. Annals ATS 2019;16:1473–7.

6 Mitchell SL, Simner PJ. Nākamās paaudzes sekvencēšana klīniskajā mikrobioloģijā: vai mēs jau esam tur? Clin Lab Med 2019;39:405–18.

7 Liu X, Chen Y, Ouyang H u.c. Tuberkulozes diagnostika ar metagenomisku nākamās paaudzes sekvencēšanu bronhoalveolārā skalošanas šķidrumā: šķērsgriezuma analīze. Int J Infect Dis 2021;104:50–7.

8 Sun T, Wu X, Cai Y u.c. Metagenomiskā nākamās paaudzes sekvencēšana smagas sabiedrībā iegūtas pneimonijas patogēnai diagnostikai un antibiotiku ārstēšanai pieaugušajiem ar novājinātu imūnsistēmu. Front Cell Infect Microbiol 2021;11:661589.

9 Ding L, Liu Y, Wu X u.c. Patogēnu metagenomika atklāj atšķirīgus plaušu mikrobiotas parakstus starp bakterioloģiski apstiprinātiem un negatīviem tuberkulozes pacientiem. Front Cell Infect Microbiol 2021;11:708827.

10 Dickson RP, Schultz MJ, van der Poll T u.c. Plaušu mikrobiota prognozē klīniskos rezultātus kritiski slimiem pacientiem. Am J Respir Crit Care Med 2020; 201:555–63.

11 Herivaux A, Willis JR, Mercier T u.c. Plaušu mikrobiota prognozē invazīvu plaušu aspergilozi un tās iznākumu pacientiem ar novājinātu imūnsistēmu. Thorax 2022;77:283–91.

12 Mandell LA, Wunderink RG, Anzueto A, et al. Amerikas infekcijas slimību biedrības/Amerikas krūšu kurvja sabiedrības vienprātības vadlīnijas par sabiedrībā iegūtas pneimonijas pārvaldību pieaugušajiem. Clin Infect Dis 2007;44 Suppl 2:S27–72.

13 Wang Y, Fan G, Horby P u.c. Salīdzinoši rezultāti pieaugušajiem, kas hospitalizēti ar sezonālu A vai B gripas vīrusa infekciju: 7-kategorijas kārtas skalas piemērošana. Atvērts forums Infect Dis 2019;6:ofz053.

14 Chen X, Ding S, Lei C, et al. Asins un bronhoalveolārā skalošanas šķidruma metagenomiskā nākamās paaudzes sekvencēšana pneimonijas gadījumā. Can J Infect Dis Med Microbiol 2020;2020:6839103.

15 Long Y, Zhang Y, Gong Y u.c. Sepses diagnostika ar bezšūnu DNS ar nākamās paaudzes sekvencēšanas tehnoloģiju ICU pacientiem. Arch Med Res 2016;47:365–71.

For more information:1950477648nn@gmail.com