Bendruomenėje įgytų pneumonijos pacientų invazinės plaučių aspergiliozės klinikinės charakteristikos, diagnozė, rezultatai ir plaučių mikrobiomų analizė

SANTRAUKA

Fonas

Invazinė plaučių aspergiliozė (IPA) vis dar nepakankamai įvertinama pacientams, sergantiems bendruomenėje įgyta pneumonija (CAP). Šiuo tyrimu siekiama apibūdinti klinikinius IPA požymius ir rezultatus BŽŪP sergantiems pacientams, įvertinti IPA metagenominės naujos kartos sekos (mNGS) diagnostinį efektyvumą ir analizuoti plaučių mikrobiomą naudojant mNGS duomenis.

Pastaruoju metu naujoji koronaviruso pneumonijos epidemija sulaukė didelio dėmesio visame pasaulyje. Daugelis žmonių pradėjo domėtis, ar jų imunitetas pakankamai stiprus, nes imunitetas yra pirmoji organizmo apsaugos nuo ligų linija. Šiame straipsnyje nagrinėjame ryšį tarp pneumonijos ir imuniteto.

Pneumonija yra rimta kvėpavimo takų infekcija ir uždegiminė liga, kurią sukelia daugybė priežasčių. Virusai, tokie kaip peršalimas, gripas ir naujasis koronavirusas, gali sukelti pneumoniją. Šios ligos akcentas yra tai, kad ji sukelia negrįžtamus kvėpavimo sistemos pažeidimus ir gali sukelti kvėpavimo nepakankamumą.

Tačiau jei jūsų imunitetas yra pakankamas, jūsų kūnas yra geriau pasirengęs kovoti su virusais ir bakterijomis. Tai daugiausia lemia baltieji kraujo kūneliai – viena iš svarbiausių imuninių ląstelių organizme. Baltieji kraujo kūneliai gali atpažinti invazinius patogenus ir juos tiesiogiai pulti, taip pat gali išskirti antikūnus, kad apsisaugotų nuo patogenų invazijos.

Be baltųjų kraujo kūnelių, kai kurie kiti svarbūs imuninės sistemos komponentai yra limfocitai ir fagocitozė. Limfocitai aktyvina imuninę sistemą atpažindami svetimus patogenus, o fagocitozė yra tada, kai tam tikros baltųjų kraujo kūnelių rūšys pasiglemžia ir suardo patogenus, pavyzdžiui, įsiveržiančias bakterijas.

Taigi, išlaikyti sveiką imuninę sistemą yra veiksmingas būdas išvengti kvėpavimo takų infekcijų, tokių kaip pneumonija. Jūs galite pagerinti savo imunitetą valgydami maistą, kuriame gausu vitaminų, baltymų ir antioksidantų, pavyzdžiui, giliavandenių žuvų, riešutų, pupelių, braškių, mėlynių ir kt. Be to, labai svarbu išlaikyti gerą sveikatą, įskaitant nerūkymą, daugiau mankštą, gero miego palaikymą ir streso mažinimą.

Trumpai tariant, norint išvengti kvėpavimo takų infekcijų, tokių kaip plaučių uždegimas, būtina palaikyti gerą imunitetą. Turime pagerinti organizmo imunitetą sveika mityba, tinkama mankšta ir miego įpročiais. Protingai suplanuokite savo gyvenimo būdą, kad jūsų kūnas turėtų geresnį gynybos mechanizmą ir apsisaugotų nuo ligų, tokių kaip plaučių uždegimas. Šiuo požiūriu turime stiprinti savo imunitetą. Cistanche gali ženkliai pagerinti imunitetą, nes mėsos pelenuose yra įvairių biologiškai aktyvių komponentų, tokių kaip polisacharidai, du grybai, Huang Li ir kt. Šie komponentai gali stimuliuoti imuninę sistemą Įvairių tipų sistemos ląstelės, padidinti jų imuninį aktyvumą.

Spustelėkite cistanche naudą sveikatai

Metodai

Šiame retrospektyviniame kohortiniame tyrime dalyvavo BŽŪP pacientai nuo 2019 m. balandžio 22 d. iki 2021 m. rugsėjo 30 d. Buvo analizuojami klinikiniai ir mikrobiologiniai duomenys. MNGS diagnostikos efektyvumas buvo lyginamas su tradiciniais aptikimo metodais. Buvo apibūdintas mNGS aptiktas plaučių mikrobiomas ir įvertintas jo ryšys su klinikiniais požymiais.

Pagrindiniai rezultatai

IPA buvo diagnozuota 26 (23,4 proc.) iš 111 CAP pacientų. Pacientams, sergantiems IPA, buvo susilpnėjęs imunitetas, didesnis mirštamumas ligoninėje (30,8 proc., palyginti su 11,8 proc.) ir mirtingumas intensyviosios terapijos skyriuje (42,1 proc., palyginti su 17,5 proc.), palyginti su pacientais, kuriems nebuvo IPA. Galaktomanano (GM) antigeno testas buvo jautriausias (57,7 proc.) nustatant Aspergillus spp, po to sekė mNGS (42,3 proc.), kultūra (30,8 proc.) ir tepinėlis (7,7 proc.). Puodeliai, kultūra ir tepinėlis turėjo 100 procentų specifiškumą, o GM testas – 92,9 procento. IPA mikrobų struktūra reikšmingai skyrėsi nuo ne IPA pacientų (p<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.

Išvados

Mūsų rezultatai rodo, kad pacientų, sergančių Aspergillus infekcija, ankstyvas mirtingumas yra didesnis. NGS gali būti siūlomas kaip įprastinių mikrobiologinių tyrimų papildymas diagnozuojant pacientus, kuriems gresia Aspergillus infekcija. Plaučių mikrobiota yra susijusi su uždegiminėmis, imuninėmis ir metabolinėmis IPA sąlygomis, todėl turi įtakos klinikiniams rezultatams.

ĮVADAS

Invazinė plaučių aspergiliozė (IPA) yra svarbi sergamumo ir mirštamumo priežastis, dažniausiai paveikianti imunodeficito šeimininkus, tokius kaip pacientai, sergantys ŽIV infekcija, taip pat pacientai, kuriems taikomas gydymas kortikosteroidais, transplantacijos gavėjai ar hematologinis vėžys.1 Daugybė klaidingos diagnozės arba praleistų diagnozių atvejų ir tik diagnozuotas pomirtinis dėl medicininių išteklių trūkumo ir naujų rizikos veiksnių.2 Klinikinė IPA diagnozė apima šeimininko veiksnius, klinikinius požymius ir mikologinius įrodymus.3 Problemos, kylančios dėl audinių mėginių neprieinamumo, mažo kultūros jautrumo, prasto pritaikomumo. tradiciniai šeimininko veiksniai ir tipiškų klinikinių bei radiologinių radinių nebuvimas lemia pavėluotą arba praleistą diagnozę IPA sergantiems pacientams.4 Neseniai paskelbtose Amerikos krūtinės ląstos draugijos klinikinės praktikos gairėse, skirtose grybelinės infekcijos diagnostikai, pabrėžiami nuo kultūros nepriklausomi diagnostiniai testai ir pateikiamos griežtos rekomendacijos Aspergillus DNR aptikimas bronchoalveoliniame plovimo skystyje (BALF) PGR metodu.5.

Per pastarąjį dešimtmetį patogeninės DNR kiekybinio ir sekos nustatymo molekulinių metodų kūrimas labai palengvino įvairių mikroorganizmų aptikimą. Metagenominis naujos kartos sekvenavimas (NGS) dabar plačiai taikomas diagnozuojant infekcines ligas klinikinėse aplinkose, ypač kai yra specifinių ar nenustatytų arba mišrių patogenų, taikant netikslinį metodą.6 Pavyzdžiui, mNGS derinimas su įprastiniais aptikimo metodais gali padidėti. mycobacterium tuberculosis komplekso7 aptikimo dažnis ir palengvina mišrių patogenų aptikimą pacientams, kurių imuninė sistema susilpnėjusi sunkia bendruomenėje įgyta pneumonija (CAP).8 Iki šiol NGS diagnostikos efektyvumas nustatant plaučių aspergiliozės infekciją nebuvo aiškus.

Neseniai plaučių mikrobiomų sudėties ir įvairovės skirtumai buvo aprašyti daugelyje kvėpavimo takų ligų, todėl atsirado naujų tikslų tiksliai diagnozuoti. Bakteriologiškai patvirtinta tuberkulioze sergančių pacientų bakterijų rūšių skaičius gerokai padaugėjo, palyginti su neigiamais tuberkulioze sergančiais pacientais.9 Plaučių bendruomenės disbalansas, kurį sąlygojo praturtėjimas potencialiu patogenu, yra susijęs su intubuotų/mechaniškai ventiliuojamų pacientų rezultatais.10 Hérivaux ir kt. atrado pacientus, sergančius IPA. pasižymėjo skirtinga specifinių bakterijų taksonų gausa.11

Naudojant naujesnius diagnostikos metodus, galima įvertinti IPA klinikines charakteristikas ir plaučių mikrobiomą iš naujos perspektyvos, kad būtų galima visapusiškai suprasti ligą. Šis tyrimas buvo skirtas apibūdinti klinikines IPA charakteristikas ir rezultatus BŽŪP sergantiems pacientams, įvertinti mNGS diagnostinį efektyvumą IPA ir atskleisti ryšį tarp klinikinių charakteristikų ir plaučių mikrobiomo IPA.

METODAI

Studijų dizainas ir dalyviai

Tai buvo retrospektyvus kohortinis tyrimas, kuriame dalyvavo pacientai (vyresni arba lygūs 18 metų), kuriems diagnozuota BŽŪP Pirmojoje Čongčingo medicinos universiteto ligoninėje nuo 2019 m. balandžio 22 d. iki 2021 m. rugsėjo 30 d. Į šį tyrimą įtraukti pacientai turėtų atitikti šie kriterijai: 1) diagnozuota BŽŪP, atitinkanti 2007 m. IDSA/ATS gaires12, 2) atliktas bronchoalveolių plovimas, 3) antibiotikų poveikis per paskutines 2 savaites prieš mėginio paėmimą ir 4) atliktas galaktomanano (GM) tyrimas, tepinėlis, kultūra ir BALF mNGS BALF rezultatai. Remiantis 2019 m. Europos vėžio tyrimų ir mikozių tyrimo grupės (EORTIC/MSG) kriterijais, BALF turi būti bent vienas šeimininko faktorius, klinikinis pasireiškimas ir mikologiniai įrodymai. Šiame tyrime diagnostikos kriterijų pakeitimas buvo NGS pridėjimas kaip vienas iš mikologinio tyrimo metodų, įskaitant GM testą, tepinėlį ir kultūrą. Atvejai be tikėtino IPA buvo pacientai, kuriems nebuvo klinikinių ar radiologinių požymių arba Aspergillus spp. Visi įtraukti pacientai buvo stebimi telefonu, siekiant pasiteirauti apie išgyvenimą ar mirties datą.

Duomenų rinkimas ir mikrobiologinis tyrimas

Klinikinė informacija buvo išgauta iš elektroninių medicininių įrašų naudojant standartizuotą duomenų rinkimo formą, kuri apėmė demografinę informaciją, klinikinius duomenis, laboratorinius duomenis, krūtinės ląstos KT, priešgrybelinį gydymą ir rezultatus. Visus duomenis nepriklausomai peržiūrėjo du tyrėjai, kad patikrintų duomenų tikslumą. 7-kategorijos eilės skalė13 buvo pakeista remiantis tyrimo planu, kurį sudarė šios viena kitą nesuderinamos kategorijos: 7 kategorija, mirtis; 6 kategorija, reikalaujanti invazinės ventiliacijos ir papildomos organų paramos (pvz., nuolatinė pakaitinė inkstų terapija arba ekstrakorporinės membranos aprūpinimas deguonimi); 5 kategorija, reikalinga invazinė mechaninė ventiliacija; 4 kategorija, reikalaujanti neinvazinės ventiliacijos arba didelio deguonies srauto; 3 kategorija, reikalaujanti papildomo deguonies naudojant kaukę arba nosies dantukus; 2 kategorija, paguldytas į ligoninę, nėra deguonies; 1 kategorija, paleistas. Klinikinės būklės pagerėjimas buvo apibrėžtas kaip 2 kategorijų nuosmukis, įvertintas 7-lygio eilės skale nustatytais laiko momentais (1, 7, 14, 21 ir 28 dienomis).
GM antigeno serume ir GM BALF tyrimai paprastai atliekami visiems įtrauktiems pacientams. Rezultatas buvo laikomas teigiamu, kai optinio indekso reikšmės buvo didesnės arba lygios 1.0 serume arba didesnės arba lygios 1.0 BALF arba didesnės arba lygios 0 .7 serume ir didesnis arba lygus 0,8 BALF. BALF mėginiai buvo paveikti mNGS, tepinėli mikroskopu ir įprasta grybų kultūra.

Metagenomikos naujos kartos sekos sudarymas

Iš kiekvieno paciento pagal standartines procedūras buvo paimta po 1,5–3 ml BALF.14 Sumaišytas 1,5 ml mikrocentrifugos mėgintuvėlis, kuriame buvo 0,6 ml BALF mėginio, fermento ir 1 g 0,5 mm stiklo karoliukų sūkurinis maišytuvas ir 0,3 ml mėginys buvo atskirtas į 1,5 ml mikrocentrifugos mėgintuvėlį ir DNR ekstrahuota naudojant TIANamp Micro DNA Kit (DP316, Tiangen Biotech) pagal gamintojo vadovą. 15 DNR bibliotekos buvo sukurtos naudojant DNR suskaidymas, galo taisymas, adapterio ligavimas ir PGR amplifikacija. Tada patvirtintos kokybės bibliotekos buvo suskirstytos naudojant Illumina NextSeq 550 platformą su vienu 75 bp skaitymu (Illumina, San Diego, Kalifornija, JAV).16

Vidinė kontrolė, pavadinta unikalia molekuline spiked-in (UMSI), buvo pridėta prie mėginio prieš DNR ekstrakciją. UMSI seka skirtinguose pavyzdžiuose skyrėsi. Kiekviename NGS tyrimo etape buvo išorinė neigiama kontrolė, kuri buvo vykdoma lygiagrečiai su klinikiniais mėginiais. Analizės metu buvo galima nustatyti užterštumą tarp mėginių, jei UMSI seka buvo tokia pati arba kai kurių patogenų rodmenys išorinėje kontrolėje buvo labai dideli.

Aukštos kokybės sekos nustatymo duomenys buvo sukurti pašalinus prastos kokybės rodmenis, o po to skaičiuojant atimant žmogaus šeimininko sekas, susietas su žmogaus etaloniniu genomu (hg19), naudojant Burrows-Wheeler derinimą.17 Likę duomenys pašalinus mažo sudėtingumo rodmenis buvo klasifikuojami vienu metu derinant prie keturių mikrobų genomo duomenų bazių (bakterijų, grybų, virusų ir parazitų), kurios buvo atsisiųstos iš Nacionalinio biotechnologijų informacijos centro (ftp://ftp.ncbi. nlm.nih.gov/genomes/). Mano rezultatų interpretaciją galima pamatyti naudojant papildomus internetinius metodus.

Paciento ir visuomenės dalyvavimas

Pacientai ir visuomenė nedalyvavo rengiant ir atliekant šį tyrimą, pasirenkant rezultatų priemones ar įdarbinant. Šio tyrimo rezultatai nebus platinami dalyviui ir susijusioms bendruomenėms.

Statistinės analizės

Nuolatiniai kintamieji buvo išreikšti kaip mediana (IQR) ir lyginami su Mann-Whitney U testu. Kategoriniai kintamieji buvo išreikšti skaičiais (procentais) ir lyginami χ2 testu arba Fišerio tiksliu testu. 2 × 2 nenumatytų atvejų lentelės buvo sukurtos siekiant nustatyti jautrumą, specifiškumą, teigiamą nuspėjamąją vertę (PPV) ir neigiamą nuspėjamąją vertę (NPV). Dvipusis mažesnis nei 0.05 buvo laikomas statistiškai reikšmingu. Statistinė analizė buvo atlikta naudojant IBM SPSS Statistics V.23.0, jei nenurodyta kitaip.

Aukštos kokybės skaitymai pirmiausia buvo susieti su žmogaus etaloniniu genomu (hg19), o tada ne žmogaus skaitymai buvo suderinti su keturiomis mikrobų genomo duomenų bazėmis (bakterijų, grybų, virusų ir parazitų). Pašalinus foninį mikrobą, kuris atsirado neigiamose kontrolėse (1 papildoma internetinė lentelė), santykiniam rūšių gausumui įvertinti buvo naudojamas Bayeso pakartotinis gausos įvertinimas (2 papildoma internetinė lentelė). Kiekvieno mėginio alfa įvairovės indeksas buvo apskaičiuotas pagal Shannon ir Simpson indeksus, o beta įvairovė buvo apskaičiuota pagal svertinį UniFrac atstumą ir Bray-Curtis atstumą. P vertės alfa ir beta analizei buvo apskaičiuotos naudojant Wilcoxon rangų sumos testą. Linijinės diskriminacinės analizės (LDA) efekto dydis buvo naudojamas norint rasti labai skirtingas rūšis tarp grupių, kurių slenksčiai yra log10 LDA balas, didesnis arba lygus 2, o p reikšmė yra mažesnė arba lygi 0,05. Koreliaciją tarp reprezentatyvios mikrobiotos ir klinikinių duomenų įvertino Spearman.

REZULTATAI

Pacientų įdarbinimas ir klinikinės charakteristikos

Iš viso buvo peržiūrėti 123 pacientai su 128 BALF mėginiais ir 111 pacientų buvo įtraukti į šį tyrimą.

Dvidešimt šešiems pacientams buvo diagnozuotas tikėtinas IPA (vadinamas IPA), o 85 kontroliniams pacientams be IPA (vadinama kontrole) (1 pav.). IPA grupės ir kontrolinės grupės demografinių ir klinikinių charakteristikų palyginimai apibendrinti 1 lentelėje. Tyrimo populiacijos amžiaus mediana buvo 60 (IQR, 53–73) metų, o 66,7 proc. buvo vyrai. Iš viso 33 pacientai (29,7 proc.) buvo rūkalę. Dvidešimt du pacientai (19,8 proc.) sirgo lėtine obstrukcine plaučių liga. 15 pacientų (13,5 proc.) vartojo kortikosteroidus, o 36 pacientams (32,4 proc.) buvo nustatytas susilpnėjęs imunitetas (3 papildoma internetinė lentelė). Pacientams, kuriems buvo tikėtina IPA, buvo žymiai didesnis žinomų aspergiliozės rizikos veiksnių skaičius nei pacientams, kuriems nebuvo IPA, įskaitant gydymą kortikosteroidais ilgiau nei 28 dienas (38,5 proc. palyginti su 5,9 proc. būsena (53,8 proc., palyginti su 25,9 proc., p=0.008). Nebuvo nustatyta jokių reikšmingų skirtumų vertinant nuoseklų organų nepakankamumo įvertinimą ir sumišimą, karbamidą, kvėpavimo dažnį, kraujospūdį ir 65 metų amžiaus pacientų įvertinimą tarp dviejų pacientų grupių priėmimo metu.

Mikrobiologiniai, KT vaizdai ir laboratoriniai radiniai

Aspergillus fumigatus izoliatai buvo gauti 6 iš 26 (23,1 proc.) tikėtinų IPA atvejų, po to Aspergillus flavus - 3 iš 26 (11,5 proc.) ir Aspergillus ustus - 1 iš 26 (3,8 proc.) (2 lentelė). Bronchų sienelės sustorėjimas dažniau buvo nustatytas atliekant krūtinės ląstos KT IPA (44.0 proc. palyginti su 12,8 proc., p=0.000) (2 lentelė). IPA sergančių pacientų bendras limfocitų skaičius (774,1, palyginti su 1088,9, p=0.009) ir limfocitų subpopuliacija, įskaitant CD3 ir T limfocitų skaičių (553,0 ir 782,6, p=0.016), CD4 ir T limfocitų skaičius (287,9 prieš 409,5, p=0,031) ir CD4-CD8- T limfocitų skaičius (25,9 prieš 45,0, p=0.007) ).

Diagnostikos rezultatų palyginimas

Norint palyginti BALF mNGS diagnostikos efektyvumą ir įprastinius testus, skirtus atskirti atvejus su tikėtinu IPA nuo atvejų be tikėtinos IPA, rezultatai parodyti 2 paveiksle. GM testas (57,7 proc.) buvo jautriausias nustatant Aspergillus spp, po to mNGS. (42,3 proc.), pasėlis (30,8 proc.) ir tepinėlis (7,7 proc.). Palyginti su tepinėliu, mNGS jautrumas buvo žymiai didesnis – 42,3 proc., palyginti su 7,7 proc., p=0.{{30}}1). MNGS, kultūra ir tepinėlis turėjo 100 proc. specifiškumą, o GM testo specifiškumas buvo 92,9 proc., o mNGS (arba kultūros ar tepinėlis) ir GM testo (p{ {18}}.029). MNGS, kultūros ir tepinėlio PPV Aspergillus spp identifikavimui buvo 100 proc., o GM testas – 71,4 proc. NPV buvo įvertinta kaip GM testas (87,8 proc.), mNGS (85,0 proc.), kultūra (82,5 proc.) ir tepinėlis (78,0 proc.), be reikšmingo skirtumo tarp šių metodų. Išanalizavome GM jautrumo / specifiškumo / PPV / NPV skirtumus serume, palyginti su BALF, naudodami BAL skysčio GM indeksą, didesnį nei 1,0 arba serumo GM indeksą, didesnį arba lygų 1,0 kaip teigiamą, remiantis 2019 m. EORTIC. /MSG. GM BALF jautrumas buvo žymiai didesnis, bet specifiškumas mažesnis nei GM serumo (atitinkamai 57,7 proc., palyginti su 26,9 proc., p=0.048, 92,9 proc. prieš 100 proc., 0,029). internetinė papildoma lentelė 5. PPV ir NPV skirtumų nebuvo.

Klinikiniai rezultatai

Dviejų grupių mirtingumas 28-dieną, 60-dieną ir 90-dieną reikšmingų skirtumų nebuvo (3 lentelė). Ligoninių mirtingumas (30,8 proc., palyginti su 11,8 proc., p{8}},021) ir intensyviosios terapijos skyriaus (ICU) (42,1 proc. palyginti su 17,5 proc., p=0,029) buvo žymiai didesnis IPA grupėje. nei kontrolinėje grupėje. Pacientų, patenkančių į kiekvieną 7-kategorijų skalės kategoriją, pasiskirstymas parodė statistinį skirtumą tarp dviejų grupių 28 dieną (p=0,017); tačiau 1, 7 ir 14 dienų 7-kategorijos eilės skalėje reikšmingumas statistiniu testavimu nepasiektas (3 pav.). Keli priešgrybeliniai vaistai buvo skirti 23,1 proc. pacientų, kuriems tikėtina IPA, palyginti su 5,9 proc. pacientų, kuriems nebuvo tikėtina IPA (p=0,01). Pacientų, vartojusių vorikonazolą, dalis buvo žymiai didesnė tais atvejais, kai buvo tikėtina IPA (53,9 proc., palyginti su 8,2 proc., p=0.000). Vartojant amfotericiną B ir kaspofunginą tarp dviejų grupių reikšmingo skirtumo nebuvo (3 lentelė).

Plaučių mikrobiomų analizė

Norėdami palyginti bendrą plaučių mikrobų parašo sudėtį ir įvairovę pacientams, sergantiems IPA ir kontrole, išanalizavome BALF mėginius, paimtus iš 109 CAP pacientų, įskaitant 24 atvejus (2 pacientai dingo dėl mNGS duomenų praradimo), kuriems diagnozuota tikėtina IPA (pavadinta). IPA) ir 85 atvejai be galimo IPA (vadinama kontrole). Plaučių bendruomenių įvairovę įvertinome naudodami Shannon ir Simpson įvairovės indeksą. Nepaisant reikšmingų skirtumų, IPA pacientų Shannon ir Simpsono įvairovės indekso įvairovė sumažėjo, palyginti su pacientais, kuriems nebuvo IPA (4A, B pav.). Naudodami svertinę UniFrac ir Bray-Curtis metriką, pastebėjome, kad IPA pacientų įvairovė reikšmingai skyrėsi nuo ne IPA pacientų (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. 

Bendroje grupėje Firmicutes, Proteobacteria, Actinobacteria, Bacteroidetes ir Ascomycota buvo gausiausios gentys, o Prevotella, Streptococcus, Acinetobacter ir Pneumocystis buvo dažniausiai pasitaikančios gentys (5A, B pav.). The relative abundance of the top 10 in species ranked as Pneumocystis jirovecii, Acinetobacter baumannii, Lautropia mirabilis, Streptococcus oralis, Corynebacterium striatum, Human betaherpesvirus 5, Rothia mucilaginosa, Staphylococcus aureus, Prevotella melanogenic, Nocardia Farcinica, with only H. betaherpesvirus 5 was the labai skiriasi tarp dviejų grupių (5C pav.). Sutelkdami dėmesį į skirtingas IPA rūšis, palyginti su jų kontrolinėmis grupėmis, radome 21 rūšį, kurios LDA balas yra didesnis arba lygus 2 ir 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).

Norėdami toliau tirti koreliaciją tarp klinikinių duomenų ir IPA plaučių mikrobiotos, atlikome Spearman'o rangu pagrįstą koreliacijos testą su 21 labai skirtingomis rūšimis, kurių klinikiniai rezultatai ir laboratoriniai radiniai (6A pav.). Mes pastebėjome, kad 19 skirtingų rūšių reikšmingai koreliavo su 7 klinikiniais rezultatais ir 22 laboratoriniais biomarkeriais, ypač S. salivarius, P. Sinensis ir H. betaherpesvirus 5. S. salivarius pirmiausia buvo teigiamai koreliuojamas su aštuoniais laboratoriniais biomarkeriais, įskaitant raudonuosius kraujo kūnelius, iš viso. limfocitai, T limfocitai, T pagalbinės ląstelės, citotoksiniai T limfocitai, B limfocitai, kalio kiekis serume ir albuminas, o neigiamai susiję su aspartato aminotransferaze, tiesioginiu bilirubinu ir D-dimeru. Tuo tarpu S. salivarius daugiausia buvo neigiamai susijęs su 11 klinikinių baigčių, įskaitant mirtingumą ICU, buvimo ICU trukmę, mirtingumą ligoninėje, mirtingumą 28 dieną ir laiką iki papildomo deguonies nepriklausomybės per 28 dienas, ir teigiamai koreliavo su mirtingumo ligoninėje trukme 28 dieną, dienos be ventiliatoriaus per 28 dienas ir laikas iki klinikinės būklės pagerėjimo. Panašiai kaip S. salivarius, P. timonensis visų pirma buvo teigiamas, palyginti su šešiais laboratoriniais biomarkeriais, įskaitant bendrą limfocitus, T limfocitus, T pagalbines ląsteles, CD4−CD8− T ląsteles, B limfocitus ir kalio kiekį serume, ir neigiamai koreliavo su prokalcitoninu.

Lygiai taip pat P. timonensis buvo neigiamai susijęs su buvimo ICU trukme ir mirštamumu ligoninėje, tačiau teigiamai su dienomis be ventiliatoriaus per 28 dienas. Priešingai nei S. salivarius ir P. Sinensis, H. betaherpesvirus 5 buvo neigiamai susijęs su šešiais laboratoriniais biomarkeriais, įskaitant bendrus limfocitus, T limfocitus, T pagalbines ląsteles, CD4 plius CD8 plius T ląsteles, B limfocitus ir kalio kiekį serume bei teigiamą santykį su kraujo karbamido azotas. Tuo tarpu H. betaherpesvirus 5 daugiausia neigiamai koreliavo su buvimo intensyviosios terapijos skyriuje trukme ir laiku iki papildomo deguonies nepriklausomumo per 28 dienas. Šie stebėjimai rodo, kad mikrobų bendruomenių disbiozė plaučiuose yra susijusi su paciento patofiziologinėmis sąlygomis ir todėl gali turėti įtakos klinikiniams rezultatams.

Norėdami toliau tirti 21 reikšmingai skirtingos rūšies klinikinį poveikį, išgyvenimo analizę atlikome nubraižydami kumuliacinės tikimybės kreivę. Kaip parodyta 6B ir C paveiksluose, A. fumigatus ir H. betaherpesvirus 5 aptikimas reikšmingai nuspėjo blogesnius ICU rezultatus (p=0.045, 0.032) . 6D, E paveiksluose mes nustatėme, kad S. salivarius ir P. timonensis aptikimas labai reikšmingai nuspėjo geresnius ICU rezultatus (p=0.0031, 0.0054). Taigi padarėme išvadą, kad BŽŪP plaučių mikrobiotoje ICU rezultatus galima numatyti pagal bendruomenės sudėtį, ypač A. fumigatus, H. betaherpesvirus 5, S. salivarius ir P. Sinensis.

DISKUSIJA

Šiame retrospektyviniame kohortos tyrime ištyrėme klinikines IPA charakteristikas. Įdomu tai, kad pacientų, priskirtų galimai Aspergillus infekcijai, mirštamumas ligoninėje buvo žymiai didesnis (30,8 proc.) ir mirtingumas intensyviosios terapijos skyriuje (42,1 proc.), palyginti su kontroline grupe. Mirtingumas 28 dieną, nors ir nebuvo statistiškai reikšmingas, IPA sergančių pacientų skaičius buvo didesnis nei kontrolinės grupės. Šie duomenys rodo, kad pacientų, sergančių Aspergillus infekcija, ankstyvas mirtingumas yra didesnis. Ankstesniame tyrime buvo pranešta apie 45 proc. mirtingumo intensyviosios terapijos skyriuose ir 26 proc. ligoninių mirtingumo18 Tarp invazinės tracheobronchinės aspergiliozės, retos IPA, mirtingumas 30-dieną ir 90-dieną siekė net 90 proc. 19 Loughlin ir kt. pranešė, kad pacientų, sergančių galima Aspergillus infekcija, mirtingumas ICU nebuvo reikšmingai didesnis nei tų, kurie nebuvo užsikrėtę Aspergillus infekcija, o tai gali būti dėl bendros kritinės būklės su ventiliatoriumi susijusios pneumonijos pacientų grupėje ICU aplinkoje. Į šį tyrimą įtrauktų pacientų, sergančių BŽŪP, bendra būklė buvo gana lengva, o tai gali labai pablogėti dėl Aspergillus infekcijos ir gali būti pavojinga gyvybei.

Cornillet ir kt. teigė, kad dėl IPA sergančių pacientų nespecifinių klinikinių ypatybių ir diagnostinių sunkumų, ypač kai pacientai, kuriems nėra neutropenijos, lengvai pasiekiamas neoptimalus gydymas ir atidėtas gydymas, dėl kurio kyla didelis mirtingumas ir sergamumas20. Atsižvelgiant į niokojantį IPA sergančių pacientų mirtingumo lygį, ir tiksli diagnozė yra svarbi ir skubiai reikalinga veiksmingam priešgrybeliniam gydymui, siekiant sumažinti sergamumą ir mirtingumą. Per pastarąjį dešimtmetį GM aptikimas buvo plačiai naudojamas diagnozuojant IPA.21 Tačiau serumo mėginių GM tyrimas buvo ribotas diagnozuojant IPA neutropeniškiems šeimininkams22. Vietoj to, GM aptikimas pacientų BAL skysčių mėginiuose. IPA rizika pasižymi puikiu diagnostikos tikslumu,23 24 nes GM išsiskiria anksčiau ir didesnėmis koncentracijomis BAL skystyje, palyginti su serumu.25 Pastaruoju metu mNGS vaidina vis svarbesnį vaidmenį diagnozuojant grybelines ligas. Ding ir kt. parodė, kad mNGS jautrumas buvo žymiai didesnis nei kultūros, nustatant Candida albicans. 9 Šiame tyrime BALF buvo surinktas tiesiai iš apatinių kvėpavimo takų, todėl buvo išvengta užteršimo burnos mikrobiota. Aspergillus BALF buvo aptiktas mNGS, kultūra, tepinėliu ir GM testu. Rezultatai parodė, kad NGS specifiškumas ir PPV buvo panašaus į Aspergillus aptikimo kultūrą. Nors mNGS jautrumas buvo mažesnis nei GM testo, mNGS parodė didesnį jautrumą nei tepinėlis ir daugiau specifiškumo nei serumo ir BALF GM testai. Šie rezultatai parodė, kad mNGS veikia kaip naudingas nekultūrinis testas Aspergillus aptikimui, o tai rodo įprastų mikrobiologinių tyrimų papildymą diagnozuojant pacientus, kuriems gresia IPA.

Mūsų tyrimas parodė, kad BŽŪP pacientai, sergantys Aspergillus, dažniau buvo užsikrėtę bakterine ar (ir) virusine infekcija dėl susilpnėjusios imuninės sistemos ir gydymo kortikosteroidais. Pranešama, kad gripu sergančių pacientų, kurių imunitetas buvo susilpnėjęs, IPA dažnis siekia net 32 ​​proc. ir kortikosteroidų vartojimas pacientams, sergantiems sunkia COVID-19,26 COVID-19-susijusia plaučių aspergilioze (CAPA), buvo pranešta keliuose atvejų pranešimuose.27–29 Metaanalizės duomenimis, CAPA dažnis ir mirtingumas ICU buvo atitinkamai 10,2 proc. ir 54,9 proc.

Dėl daugybės mikrobų skaitymo mNGS duomenyse, kurie gali būti naudojami analizuojant daugelio ligų mikrobų parašus, mūsų tyrimas bandė ištirti mikrobiomo struktūros ir sudėties skirtumus tarp IPA pacientų ir ne IPA CAP pacientų, analizuodami mNGS duomenis. Mūsų dabartinis tyrimas apėmė 24 IPA pacientų ir 85 ne IPA CAP pacientų plaučių mikrobiotą. Ištirtas ryšys tarp skirtingų mikrobiotų ir klinikinių duomenų apie visus 109 BŽŪP sergančius pacientus. Kalbant apie alfa įvairovę, IPA pacientų ir ne IPA sergančių pacientų mikrobiotos Šenono indeksas ir Simpsono indeksas reikšmingai nesiskyrė, o tai rodo, kad bendruomenių įvairovė imtyje buvo panaši tarp IPA sergančių ir ne IPA sergančių pacientų.

Dėl beta versijos įvairovės mūsų rezultatai parodė dramatišką svertinio UniFrac atstumo (p=2.1×10−6) ir Bray-Curtis atstumo (p=0.033) skirtumą tarp IPA ir ne IPA. BŽŪP pacientai, rodantys galimą Aspergillus spp poveikį plaučių mikrobiotos struktūrai pacientams, kuriems diagnozuota IPA. Panašūs tyrimai parodė reikšmingus IPA ir kontrolinių grupių mikrobiotos beta įvairovės skirtumus.11 Taip gali būti todėl, kad sukėlėjai kontrolinėse grupėse buvo sudėtingi, o tai gali būti bet kokie BŽŪP patogenai (pvz., bakterijos, virusai, grybeliai, parazitai ir net netipiniai patogenai), išskyrus Aspergillus. Taigi plaučių mikrobų heterogeniškumas kontrolinėje grupėje buvo didesnis nei IPA. Tuo tarpu šie tyrimai parodė, kad Firmicutes, Proteobacteria, Actinobacteria ir Bacteroidetes buvo gausiausia IPA grupėje.11 Tačiau, be bakterijų, mūsų tyrimas parodė, kad santykinis Ascomycota gausumas taip pat buvo didelis prieglobsčio lygyje. metagenomika gali surinkti beveik visas mikrobiotos branduolines rūgštis, įskaitant bakterijas, grybus, virusus ir parazitus.

Labai skirtingos rūšys, ypač S. salivarius, P. Sinensis ir H. betaherpesvirus 5, buvo stipriai susijusios su klinikiniais duomenimis. S. salivarius ir P. timonensis buvo teigiamai susiję su laboratoriniais biomarkeriais, tokiais kaip T limfocitai, ir neigiamai susiję su klinikiniais rezultatais, tokiais kaip ligoninių mirtingumas. Tuo tarpu H. betaherpesvirus 5 buvo neigiamai susijęs su laboratoriniais biomarkeriais, tokiais kaip T limfocitai, ir teigiamai susijęs su klinikiniais rezultatais, tokiais kaip ligoninių mirtingumas. Ankstesni tyrimai parodė, kad S. salivarius yra probiotinė bakterija, galinti slopinti pneumokokų prilipimą prie ryklės epitelio ląstelių.31 Be to, kitu tyrimu įrodyta, kad S. salivarius izoliatai geriau slopina Haemophilus influenzae, Moraxella catarrhalis, Streptoco ir kt. Streptococcus pyogenes ir Staphylococcus aureus. 32 Visi šie tyrimai sutapo su mūsų tyrimu, kad S. salivarius teigiamai koreliavo su geresniais pacientų klinikiniais rezultatais.

Galimas S. salivarius mechanizmas, teigiamai koreliuojantis su pagerėjusia pacientų baigtimi, gali būti tas, kad jie gali slopinti potencialaus patogeno augimą ir suaktyvinti šeimininko imuninę sistemą. Ankstesnis P. Sinensis tyrimas parodė, kad P. timonensis gali dramatiškai paskatinti su membrana susijusių mucinų ekspresiją trimačiame endometriumo epitelio ląstelių modelyje ir suformuoti bioplėvelę epitelio paviršiuje, o tai savo ruožtu turi įtakos kitų bakterijų sukibimui. .33 Teigiamos koreliacijos su geresniais pacientų klinikiniais rezultatais priežastis gali būti P. Sinensis atsparumas kolonizacijai plaučiuose ir šeimininko imuninės sistemos aktyvacija. Klinikinėje aplinkoje H. betaherpesvirus 5 gali sukelti visą gyvenimą trunkančias latentines infekcijas sveikiems žmonėms. Tačiau susilpnėjus imunitetui, H. betaherpesvirus 5 gali būti vėl suaktyvintas, pavyzdžiui, persodintų organų recipientams ir ŽIV užsikrėtusiems pacientams.34 Taigi H. betaherpesvirus 5 reaktyvacija parodė susilpnėjusią imuninę sistemą ir prastus IPA pacientų klinikinius rezultatus. .

Mūsų tyrimas turi keletą apribojimų. Pirma, retrospektyvus tyrimas buvo skirtas surinktiems duomenims analizuoti ir buvo apribotas santykinai mažu imties dydžiu, o tai gali paskatinti jį įvesti šališkumą dėl neišsamios informacijos. Antra, tai buvo stebėjimo tyrimas. Nors radome įdomių koreliacijų tarp plaučių mikrobiotos ir klinikinių duomenų, priežastinį ryšį reikia išspręsti atliekant numatomą kohortos tyrimą arba mechanizmo eksperimentą, pavyzdžiui, eksperimentą su gyvūnais, kurie bus kitas mūsų tyrimo žingsnis. Priešingu atveju tyrime buvo nustatyti pacientai, kuriems yra tikėtina Aspergillus infekcija, griežtai remiantis naujais EORTIC / MSG 2019 diagnostikos kriterijais, todėl keli atvejai negalėjo atitikti galimos IPA diagnozės kriterijų dėl klasikinių šeimininko veiksnių nebuvimo.

Pagalbininkai

Studijų koncepcija ir dizainas: YL, ZA ir HX. Duomenų gavimas: ZA, ML, HL ir MD. Duomenų analizė ir interpretavimas: ZA ir HX. Rankraščio rengimas: ZA, HX ir YL. Svarbus intelektualinio turinio rankraščio peržiūrėjimas: HX, ZA ir YL. Statistinė analizė: ZA, HL ir HX. Administracinė, techninė arba materialinė pagalba: HX, HL ir YL. Visi autoriai prisidėjo prie straipsnio ir patvirtino pateiktą versiją.

Finansavimas

Čongčingo medicinos mokslinių tyrimų projektas (Jungtinis Čongčingo sveikatos komisijos ir mokslo ir technologijų biuro projektas (2022GDRC010)).

Konkuruojantys interesai

Nė vienas nebuvo deklaruotas.

Paciento ir visuomenės dalyvavimas

Pacientai ir (arba) visuomenė nebuvo įtraukti į šio tyrimo planą, vykdymą, ataskaitų teikimą ar sklaidą.

Paciento sutikimas publikuoti

Netaikoma.

Etikos patvirtinimas

Šiame tyrime dalyvauja žmonės. Šį tyrimą patvirtino Čongčingo medicinos ligoninės pirmosios dukterinės ligoninės (patvirtintas numeris 2021-301) etikos komitetas. Prieš dalyvaudami dalyviai davė informuotą sutikimą dalyvauti tyrime.

Kilmė ir tarpusavio peržiūra

Nepaduotas eksploatuoti; išoriškai recenzuojamas.

Duomenų prieinamumo pareiškimas

Visi su tyrimu susiję duomenys yra įtraukti į straipsnį arba įkelti kaip papildoma informacija internete.

Papildoma medžiaga

Šį turinį pateikė autorius (-ai). Jo nepatikrino „BMJ Publishing Group Limited“ (BMJ) ir galbūt nebuvo recenzuotas. Bet kokios aptariamos nuomonės ar rekomendacijos yra tik autoriaus (-ių) ir jų nepatvirtina BMJ. BMJ atsisako bet kokios atsakomybės, kylančios dėl bet kokio pasikliovimo turiniu. Kai į turinį įtraukta bet kokia išversta medžiaga, BMJ negarantuoja vertimų tikslumo ir patikimumo (įskaitant, bet tuo neapsiribojant, vietinius teisės aktus, klinikines gaires, terminologiją, vaistų pavadinimus ir vaistų dozes) ir neatsako už jokias klaidas ir/ arba praleidimai, atsirandantys dėl vertimo, pritaikymo ar kitu būdu.

Atvira prieiga

Tai yra atviros prieigos straipsnis, platinamas pagal Creative Commons Attribution Non-Commercial (CC BY-NC 4.0) licenciją, kuri leidžia kitiems platinti, perdaryti, pritaikyti, kurti šį darbą nekomerciniais tikslais ir licencijuoti savo išvestinius kūrinius skirtingomis sąlygomis, su sąlyga, kad originalus kūrinys yra tinkamai cituojamas, tinkamai įvertintas, nurodyti visi pakeitimai ir naudojimas yra nekomercinis. Žr. http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.{9}}/.

NUORODOS

1 Taccone FS, Van den Abeele AM, Bulpa P ir kt. Invazinės aspergiliozės epidemiologija sunkiai sergantiems pacientams: klinikinis vaizdas, pagrindinės sąlygos ir pasekmės. Crit Care 2015;19:7.

2 Danion F, Rouzaud C, Duréault A ir kt. Kodėl praleidžiama tiek daug invazinės aspergiliozės atvejų? Medicinos mikologija 2019;57:S94–103.

3 Donnelly JP, Chen SC, Kauffman CA ir kt. Invazinės grybelinės ligos apibrėžimų, priimtų Europos vėžio tyrimų ir gydymo organizacijos ir Mikozės tyrimo grupės švietimo ir tyrimų konsorciumo, peržiūra ir atnaujinimas. Clin Infect Dis 2020;71:1367–76.

4 Loughlin L, Hellyer TP, White PL ir kt. Plaučių aspergiliozė pacientams, kuriems įtariama su ventiliatoriumi susijusi pneumonija JK ICU. Am J Respir Crit Care Med 2020; 202:1125–32.

5 Hage CA, Carmona EM, Evans SE ir kt. Santrauka gydytojams: mikrobiologiniai laboratoriniai tyrimai diagnozuojant grybelines infekcijas plaučių ir kritinės priežiūros praktikoje. Metraščiai ATS 2019;16:1473–7.

6 Mitchell SL, Simner PJ. Naujos kartos sekos nustatymas klinikinėje mikrobiologijoje: ar mes jau čia? Clin Lab Med 2019;39:405–18.

7 Liu X, Chen Y, Ouyang H ir kt. Tuberkuliozės diagnozė atliekant metagenominę naujos kartos seką bronchoalveoliniame plovimo skystyje: skerspjūvio analizė. Int J Infect Dis 2021;104:50–7.

8 Sun T, Wu X, Cai Y ir kt. Metagenominė naujos kartos sekos nustatymas sunkios bendruomenės įgytos pneumonijos patogeninei diagnozei ir antibiotikų gydymui suaugusiems, kurių imunitetas nusilpęs. Front Cell Infect Microbiol 2021;11:661589.

9 Ding L, Liu Y, Wu X ir kt. Patogenų metagenomika atskleidžia skirtingus plaučių mikrobiotos parašus tarp bakteriologiškai patvirtintų ir neigiamų tuberkuliozės pacientų. Front Cell Infect Microbiol 2021;11:708827.

10 Dickson RP, Schultz MJ, van der Poll T ir kt. Plaučių mikrobiota prognozuoja klinikinius rezultatus kritiškai sergantiems pacientams. Am J Respir Crit Care Med 2020; 201:555–63.

11 Hérivaux A, Willis JR, Mercier T ir kt. Plaučių mikrobiota prognozuoja invazinę plaučių aspergiliozę ir jos pasekmes pacientams, kurių imunitetas nusilpęs. Krūtinė 2022;77:283–91.

12 Mandell LA, Wunderink RG, Anzueto A ir kt. Amerikos infekcinių ligų draugijos / Amerikos krūtinės ląstos visuomenės sutarimo gairės dėl suaugusiųjų bendruomenėje įgytos pneumonijos valdymo. Clin Infect Dis 2007;44 Suppl 2:S27–72.

13 Wang Y, Fan G, Horby P ir kt. Suaugusiųjų, hospitalizuotų dėl sezoninės A arba B gripo virusinės infekcijos, palyginamieji rezultatai: 7-kategorijos eilės skalės taikymas. Atidaryti forumą Infect Dis 2019;6:ofz053.

14 Chen X, Ding S, Lei C ir kt. Kraujo ir bronchoalveolių plovimo skysčio metagenominė naujos kartos seka sergant pneumonija. Can J Infect Dis Med Microbiol 2020;2020:6839103.

15 Long Y, Zhang Y, Gong Y ir kt. Sepsio diagnozė naudojant DNR be ląstelių, naudojant naujos kartos sekos nustatymo technologiją ICU pacientams. Arch Med Res 2016;47:365–71.

For more information:1950477648nn@gmail.com