ลักษณะทางคลินิก การวินิจฉัย ผลลัพธ์ และการวิเคราะห์ไมโครไบโอมในปอดของ Aspergillosis ในปอดที่แพร่กระจายในผู้ป่วยโรคปอดบวมที่ได้มาจากชุมชน

เชิงนามธรรม

พื้นหลัง

โรคแอสเปอร์จิลโลซิสในปอดที่รุกราน (Invasive pulmonary aspergillosis - IPA) ยังคงประเมินต่ำเกินไปในผู้ป่วยโรคปอดอักเสบจากชุมชน (CAP) การศึกษานี้มีวัตถุประสงค์เพื่ออธิบายลักษณะทางคลินิกและผลลัพธ์ของ IPA ในผู้ป่วย CAP ประเมินประสิทธิภาพการวินิจฉัยของ metagenomic next-generation sequencing (mNGS) สำหรับ IPA และวิเคราะห์ไมโครไบโอมในปอดผ่านข้อมูล mNGS

เมื่อเร็ว ๆ นี้ การแพร่ระบาดของโรคปอดอักเสบจากไวรัสโคโรนาสายพันธุ์ใหม่ได้รับความสนใจอย่างกว้างขวางทั่วโลก หลายคนเริ่มใส่ใจว่าภูมิคุ้มกันของตนเองแข็งแรงเพียงพอหรือไม่ เพราะภูมิคุ้มกันคือปราการด่านแรกของร่างกายในการป้องกันโรค ในบทความนี้ เราจะสำรวจความสัมพันธ์ระหว่างโรคปอดบวมและภูมิคุ้มกัน

โรคปอดบวมเป็นโรคติดเชื้อทางเดินหายใจร้ายแรงและโรคอักเสบที่เกิดจากหลายสาเหตุ ไวรัส เช่น ไข้หวัดธรรมดา ไข้หวัดใหญ่ และไวรัสโคโรนาสายพันธุ์ใหม่ล้วนสามารถทำให้เกิดโรคปอดบวมได้ จุดเน้นของโรคนี้คือทำให้ระบบทางเดินหายใจเสียหายอย่างถาวรและอาจนำไปสู่การหายใจล้มเหลว

อย่างไรก็ตาม หากภูมิคุ้มกันของคุณเพียงพอ ร่างกายของคุณก็จะพร้อมที่จะต่อสู้กับไวรัสและแบคทีเรียได้ดีขึ้น สาเหตุหลักมาจากเซลล์เม็ดเลือดขาวซึ่งเป็นหนึ่งในเซลล์ภูมิคุ้มกันที่สำคัญที่สุดในร่างกาย เซลล์เม็ดเลือดขาวสามารถรับรู้เชื้อโรคที่บุกรุกและโจมตีพวกมันโดยตรง และยังสามารถหลั่งแอนติบอดีเพื่อป้องกันการบุกรุกของเชื้อโรค

นอกจากเซลล์เม็ดเลือดขาวแล้ว ส่วนประกอบที่สำคัญอื่นๆ ของระบบภูมิคุ้มกันยังรวมถึงลิมโฟไซต์และฟาโกไซโทซิส เซลล์เม็ดเลือดขาวกระตุ้นระบบภูมิคุ้มกันโดยจดจำเชื้อโรคแปลกปลอม ในขณะที่ฟาโกไซโทซิสคือเมื่อเซลล์เม็ดเลือดขาวบางชนิดกลืนกินและทำลายเชื้อโรค เช่น แบคทีเรียที่บุกรุกเข้ามา

ดังนั้น การรักษาระบบภูมิคุ้มกันให้แข็งแรงเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการป้องกันการติดเชื้อทางเดินหายใจ เช่น โรคปอดบวม คุณสามารถปรับปรุงภูมิคุ้มกันได้ด้วยการรับประทานอาหารที่อุดมด้วยวิตามิน โปรตีน และสารต้านอนุมูลอิสระ เช่น ปลาทะเลน้ำลึก ถั่ว ถั่ว สตรอเบอร์รี่ บลูเบอร์รี่ และอื่น ๆ นอกจากนี้ การรักษาสุขภาพให้แข็งแรงก็มีความสำคัญเช่นกัน เช่น การไม่สูบบุหรี่ ออกกำลังกายให้มากขึ้น นอนหลับให้สนิท และลดความเครียด

กล่าวโดยย่อ เพื่อหลีกเลี่ยงการติดเชื้อทางเดินหายใจ เช่น โรคปอดบวม การรักษาภูมิคุ้มกันที่ดีเป็นสิ่งสำคัญ เราจำเป็นต้องปรับปรุงภูมิคุ้มกันของร่างกายด้วยการรับประทานอาหารที่มีประโยชน์ ออกกำลังกายที่เหมาะสม และนิสัยการนอน วางแผนการใช้ชีวิตอย่างมีเหตุผลเพื่อให้ร่างกายมีกลไกการป้องกันที่ดีขึ้นและห่างไกลจากโรคต่างๆ เช่น โรคปอดบวม จากมุมมองนี้ เราจำเป็นต้องปรับปรุงภูมิคุ้มกันของเรา Cistanche สามารถปรับปรุงภูมิคุ้มกันได้อย่างมีนัยสำคัญ เนื่องจากเถ้าเนื้อมีส่วนประกอบทางชีวภาพที่หลากหลาย เช่น โพลีแซคคาไรด์ เห็ดสองชนิด Huang Li เป็นต้น ส่วนประกอบเหล่านี้สามารถกระตุ้นระบบภูมิคุ้มกัน เซลล์ประเภทต่างๆ ในระบบ เพิ่มกิจกรรมภูมิคุ้มกัน

คลิก ประโยชน์ต่อสุขภาพของ cistanche

วิธีการ

การศึกษาแบบกลุ่มย้อนหลังนี้รวมผู้ป่วย CAP ตั้งแต่วันที่ 22 เมษายน 2019 ถึง 30 กันยายน 2021 วิเคราะห์ข้อมูลทางคลินิกและจุลชีววิทยา ประสิทธิภาพการวินิจฉัยของ mNGS ถูกเปรียบเทียบกับวิธีการตรวจจับแบบดั้งเดิม ไมโครไบโอมของปอดที่ตรวจพบโดย mNGS มีลักษณะเฉพาะและประเมินความสัมพันธ์กับลักษณะทางคลินิก

ผลลัพธ์หลัก

IPA ได้รับการวินิจฉัยในผู้ป่วย CAP 26 ราย (ร้อยละ 23.4) จากทั้งหมด 111 ราย ผู้ป่วยที่มี IPA แสดงภาวะภูมิคุ้มกันตกต่ำ อัตราการเสียชีวิตในโรงพยาบาลสูงขึ้น (ร้อยละ 30.8 เทียบกับร้อยละ 11.8) และการเสียชีวิตในหอผู้ป่วยหนัก (ร้อยละ 42.1 เทียบกับร้อยละ 17.5) เมื่อเทียบกับผู้ป่วยที่ไม่มี IPA การทดสอบแอนติเจนของ galactomannan (GM) มีความไวสูงสุด (ร้อยละ 57.7 ) ในการตรวจหาเชื้อรา Aspergillus spp รองลงมาคือ mNGS (ร้อยละ 42.3 ) การเพาะเชื้อ (ร้อยละ 30.8 ) และสเมียร์ (ร้อยละ 7.7 ) ถ้วย การเพาะเชื้อ และสเมียร์มีความจำเพาะ 100 เปอร์เซ็นต์ ในขณะที่การทดสอบ GM มีความจำเพาะ 92.9 เปอร์เซ็นต์ โครงสร้างจุลินทรีย์ของ IPA แตกต่างอย่างมีนัยสำคัญจากผู้ป่วยที่ไม่ใช่ IPA (หน้า<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.

ข้อสรุป

ผลลัพธ์ของเราพบว่าผู้ป่วยที่ติดเชื้อ Aspergillus มีแนวโน้มที่จะมีอัตราการเสียชีวิตก่อนวัยอันควรสูงกว่า อาจแนะนำให้ใช้ NGS เป็นส่วนเสริมของการทดสอบทางจุลชีววิทยาตามปกติในการวินิจฉัยผู้ป่วยที่มีความเสี่ยงต่อการติดเชื้อ Aspergillus จุลินทรีย์ในปอดมีความเกี่ยวข้องกับสภาวะการอักเสบ ภูมิคุ้มกัน และการเผาผลาญของ IPA และส่งผลต่อผลลัพธ์ทางคลินิก

การแนะนำ

โรคแอสเปอร์จิลโลซิสในปอดรุกราน (Invasive pulmonary aspergillosis - IPA) เป็นสาเหตุสำคัญของการเจ็บป่วยและการตาย โดยทั่วไปจะส่งผลต่อโฮสต์ที่มีภาวะภูมิคุ้มกันบกพร่อง เช่น ผู้ป่วยที่ติดเชื้อ HIV ตลอดจนผู้ป่วยที่ได้รับการรักษาด้วยยาคอร์ติโคสเตียรอยด์ ผู้รับการปลูกถ่าย หรือมะเร็งทางโลหิตวิทยา1 มีหลายกรณีที่มีการวินิจฉัยผิดพลาดหรือไม่ได้รับการวินิจฉัยและ มีเพียงการวินิจฉัยภายหลังการชันสูตรเนื่องจากขาดทรัพยากรทางการแพทย์และปัจจัยเสี่ยงใหม่เท่านั้นที่ประเมินต่ำกว่าความเป็นจริง 2 การวินิจฉัยทางคลินิกของ IPA ประกอบด้วยปัจจัยโฮสต์ ลักษณะทางคลินิก และหลักฐานทางจุลพยาธิวิทยา 3 ปัญหาที่เกิดจากการเข้าไม่ถึงตัวอย่างเนื้อเยื่อ ความไวต่ำของการเพาะเชื้อ การบังคับใช้ที่ไม่ดีของ ปัจจัยโฮสต์แบบดั้งเดิมและการไม่มีผลการตรวจทางคลินิกและรังสีวิทยาโดยทั่วไปนำไปสู่การวินิจฉัยที่ล่าช้าและไม่ได้รับการวินิจฉัยในผู้ป่วย IPA4 แนวปฏิบัติทางคลินิกของ American Thoracic Society สำหรับการวินิจฉัยการติดเชื้อราที่เผยแพร่เมื่อเร็ว ๆ นี้เน้นถึงการตรวจวินิจฉัยที่ไม่ขึ้นกับวัฒนธรรม พร้อมคำแนะนำที่ชัดเจนสำหรับ การตรวจหา Aspergillus DNA ในน้ำล้างหลอดลม (BALF) โดยวิธี PCR.5

ในทศวรรษที่ผ่านมา การพัฒนาวิธีการทางโมเลกุลสำหรับการหาปริมาณและการจัดลำดับดีเอ็นเอที่ทำให้เกิดโรคได้ช่วยอำนวยความสะดวกอย่างมากในการตรวจหาจุลินทรีย์ต่างๆ การหาลำดับยุคต่อไป (NGS) ของเมตาโกโนมิกได้ถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในการวินิจฉัยโรคติดเชื้อในสถานพยาบาล โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับเชื้อโรคที่เจาะจงหรือไม่ระบุตัวตน หรือผสมกันในแนวทางที่ไม่ใช่เป้าหมาย 6 ตัวอย่างเช่น การรวม mNGS เข้ากับวิธีการตรวจแบบเดิมอาจเพิ่ม อัตราการตรวจหา mycobacterium tuberculosis complex และอำนวยความสะดวกในการตรวจหาเชื้อก่อโรคแบบผสมในผู้ป่วยโรคปอดอักเสบจากชุมชนที่มีภาวะภูมิคุ้มกันบกพร่อง (CAP) รุนแรง 8 จนถึงปัจจุบัน ประสิทธิภาพการวินิจฉัยของ NGS สำหรับการตรวจหาการติดเชื้อ Aspergillosis ในปอดยังไม่ชัดเจน

เมื่อเร็ว ๆ นี้ มีการอธิบายความผันแปรขององค์ประกอบและความหลากหลายของไมโครไบโอมในปอดในโรคระบบทางเดินหายใจจำนวนมาก ทำให้เกิดแนวทางใหม่สำหรับการวินิจฉัยที่แม่นยำ ผู้ป่วยวัณโรคที่ได้รับการยืนยันทางแบคทีเรียแสดงสายพันธุ์แบคทีเรียที่เพิ่มขึ้นอย่างมากเมื่อเทียบกับผู้ป่วยวัณโรคที่ให้ผลลบ 9 ความไม่สมดุลของชุมชนปอดที่ขับเคลื่อนโดยการเพิ่มศักยภาพของเชื้อโรคมีความสัมพันธ์กับผลลัพธ์ในผู้ป่วยที่ใส่ท่อช่วยหายใจ/ใช้เครื่องช่วยหายใจ 10 Hérivaux et al ค้นพบผู้ป่วยที่มี IPA แสดงความแตกต่างมากมายของแท็กซ่าแบคทีเรียเฉพาะ 11

ด้วยเทคนิคการวินิจฉัยที่ใหม่กว่า ทำให้สามารถประเมินลักษณะทางคลินิกและไมโครไบโอมในปอดของ IPA จากมุมมองใหม่เพื่อความเข้าใจที่ครอบคลุมเกี่ยวกับโรค การศึกษานี้ออกแบบมาเพื่ออธิบายลักษณะทางคลินิกและผลลัพธ์ของ IPA ในผู้ป่วย CAP ประเมินประสิทธิภาพการวินิจฉัยของ mNGS สำหรับ IPA และเปิดเผยความสัมพันธ์ระหว่างลักษณะทางคลินิกและไมโครไบโอมในปอดใน IPA

วิธีการ

การออกแบบการศึกษาและผู้เข้าร่วม

เป็นการศึกษาย้อนหลังซึ่งประกอบด้วยผู้ป่วยที่เข้ารับการรักษาในโรงพยาบาล (อายุมากกว่าหรือเท่ากับ 18 ปี) ที่ได้รับการวินิจฉัยว่าเป็น CAP ที่โรงพยาบาลในเครือแห่งแรกของมหาวิทยาลัยการแพทย์ฉงชิ่ง ระหว่างวันที่ 22 เมษายน 2019 ถึง 30 กันยายน 2021 ผู้ป่วยที่ลงทะเบียนในการศึกษานี้ควรพบกับ เกณฑ์รวมต่อไปนี้: (1) ได้รับการวินิจฉัยว่ามี CAP ตามแนวทาง IDSA/ATS ปี 200712, (2) อยู่ระหว่างการล้างหลอดลม, (3) ไม่ได้รับยาปฏิชีวนะในช่วง 2 สัปดาห์ที่ผ่านมาก่อนการเก็บตัวอย่าง และ (4) มีการทดสอบ galactomannan (GM) ผลสเมียร์ เพาะเชื้อ และ BALF mNGS ของ BALF กรณีที่มีความน่าจะเป็น IPA จำเป็นต้องมีปัจจัยโฮสต์อย่างน้อยหนึ่งปัจจัย อาการแสดงทางคลินิก และหลักฐานทางจุลพยาธิวิทยาใน BALF ตามเกณฑ์ปี 2019 จาก European Organization for Research and Treatment of Cancer/Mycoses Study Group (EORTIC/ MSG)3 ในการศึกษานี้ การปรับเปลี่ยนเกณฑ์การวินิจฉัยคือการเพิ่ม NGS เป็นหนึ่งในวิธีการทดสอบ mycologic รวมทั้งการทดสอบจีเอ็มโอ สเมียร์ และการเพาะเชื้อ กรณีที่ไม่มี IPA ที่เป็นไปได้ ได้แก่ ผู้ป่วยที่ไม่มีหลักฐานทางคลินิกหรือหลักฐานทางรังสี หรือมีเชื้อรา Aspergillus spp ใน BALF ผู้ป่วยที่ลงทะเบียนทั้งหมดได้รับการติดตามทางโทรศัพท์เพื่อสอบถามเกี่ยวกับการรอดชีวิตหรือวันที่เสียชีวิต

การรวบรวมข้อมูลและการทดสอบทางจุลชีววิทยา

ข้อมูลทางคลินิกดึงมาจากเวชระเบียนอิเล็กทรอนิกส์โดยใช้แบบฟอร์มการรวบรวมข้อมูลที่เป็นมาตรฐาน ซึ่งรวมถึงข้อมูลประชากร ข้อมูลทางคลินิก ผลการตรวจทางห้องปฏิบัติการ CT ของทรวงอก การรักษาด้วยยาต้านเชื้อรา และผลลัพธ์ ข้อมูลทั้งหมดได้รับการตรวจสอบโดยผู้ตรวจสอบสองคนโดยอิสระเพื่อตรวจสอบความถูกต้องของข้อมูล 7-มาตราส่วนลำดับหมวดหมู่ 13 ได้รับการแก้ไขตามการออกแบบการศึกษา ซึ่งประกอบด้วยหมวดหมู่ที่ไม่เกิดร่วมกันดังนี้: หมวดหมู่ 7 การตาย; ประเภทที่ 6 ต้องใช้การช่วยหายใจแบบสอดใส่อวัยวะและการสนับสนุนอวัยวะเพิ่มเติม (เช่น การบำบัดทดแทนไตอย่างต่อเนื่องหรือการให้ออกซิเจนที่เยื่อหุ้มเซลล์นอกร่างกาย) ประเภทที่ 5 ต้องใช้เครื่องช่วยหายใจแบบรุกล้ำ ประเภทที่ 4 ต้องการการระบายอากาศที่ไม่รุกล้ำหรือออกซิเจนไหลสูง ประเภทที่ 3 ต้องให้ออกซิเจนเสริมทางหน้ากากอนามัยหรือที่เสียบจมูก ประเภทที่ 2 เข้ารับการรักษาในโรงพยาบาล ไม่มีออกซิเจน ประเภทที่ 1 ปลดประจำการ การปรับปรุงสถานะทางคลินิกหมายถึงการลดลงของ 2 หมวดหมู่ที่ประเมินโดย 7-ระดับลำดับขั้นที่จุดเวลาที่แน่นอน (วันที่ 1, 7, 14, 21 และ 28)
การทดสอบ GM antigen ในซีรั่มและ GM ใน BALF โดยทั่วไปจะทำในผู้ป่วยที่ลงทะเบียนทั้งหมด ผลลัพธ์ถือเป็นค่าบวกเมื่อค่าดัชนีแสงมากกว่าหรือเท่ากับ 1.0 ในซีรัม หรือมากกว่าหรือเท่ากับ 1.0 ใน BALF หรือมากกว่าหรือเท่ากับ 0 .7 ในซีรั่มและมากกว่าหรือเท่ากับ 0.8 ใน BALF ตัวอย่าง BALF อยู่ภายใต้ mNGS, smear ด้วยกล้องจุลทรรศน์, และการเพาะเชื้อราธรรมดา

การหาลำดับยุคต่อไปของเมตาโนมิกส์

BALF ขนาด 1.5–3 มล. ถูกรวบรวมจากผู้ป่วยแต่ละรายตามขั้นตอนมาตรฐาน 14 หลอดไมโครเซนติฟิวจ์ขนาด 1.5 มล. ที่มีตัวอย่าง BALF 0.6 มล. เอนไซม์ และเม็ดแก้ว 0.5 มม. 1 กรัม กวนโดย เครื่องผสมน้ำวน และตัวอย่าง 0.3 มล. ถูกแยกออกเป็นหลอดไมโครเซนติฟิวจ์ขนาด 1.5 มล. และสกัดดีเอ็นเอโดยใช้ชุด TIANamp Micro DNA (DP316, Tiangen Biotech) ตามคู่มือของผู้ผลิต15 คลัง DNA ถูกสร้างขึ้นผ่าน DNA การแตกแฟรกเมนต์ การซ่อมแซมจุดสิ้นสุด การต่ออะแด็ปเตอร์ และการขยาย PCR จากนั้น ห้องสมุดที่มีคุณภาพที่ได้รับการยืนยันจะถูกจัดลำดับโดยแพลตฟอร์ม Illumina NextSeq 550 โดยมีการอ่านครั้งเดียวที่ 75bp (อิลลูมินา ซานดิเอโก แคลิฟอร์เนีย สหรัฐอเมริกา)16

การควบคุมภายในที่ชื่อว่า Unique Molecular Spiped-in (UMSI) ถูกเพิ่มเข้าไปในตัวอย่างก่อนการสกัดดีเอ็นเอ ลำดับของ UMSI แตกต่างกันไปในตัวอย่างต่างๆ การทดสอบ NGS แต่ละครั้งรวมถึงการควบคุมเชิงลบภายนอกที่ดำเนินการควบคู่ไปกับตัวอย่างทางคลินิก ระหว่างการวิเคราะห์ อาจพบการปนเปื้อนระหว่างตัวอย่างได้หากลำดับ UMSI เหมือนกันหรือค่าที่อ่านได้ของเชื้อโรคบางชนิดในการควบคุมภายนอกมีค่าสูงมาก

ข้อมูลการจัดลำดับคุณภาพสูงถูกสร้างขึ้นโดยการลบการอ่านที่มีคุณภาพต่ำ ตามด้วยการลบด้วยการคำนวณของลำดับโฮสต์ของมนุษย์ที่แมปกับจีโนมอ้างอิงของมนุษย์ (hg19) โดยใช้การจัดตำแหน่ง Burrows-Wheeler17 ข้อมูลที่เหลือจากการลบการอ่านที่มีความซับซ้อนต่ำถูกจัดประเภท โดยจัดฐานข้อมูลจีโนมของจุลินทรีย์ทั้งสี่ (แบคทีเรีย เชื้อรา ไวรัส และปรสิต) พร้อมกัน ซึ่งดาวน์โหลดจากศูนย์ข้อมูลเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ (ftp://ftp.ncbi. nlm.nih.gov/genomes/) การแปลผลของฉันสามารถดูได้จากวิธีการเสริมออนไลน์

การมีส่วนร่วมของผู้ป่วยและประชาชน

ผู้ป่วยและประชาชนไม่ได้มีส่วนร่วมในการออกแบบและดำเนินการของการศึกษานี้ การเลือกมาตรการผลลัพธ์ หรือการรับสมัคร ผลการศึกษานี้จะไม่ถูกเผยแพร่ไปยังผู้เข้าร่วมและชุมชนที่เชื่อมโยง

การวิเคราะห์ทางสถิติ

ตัวแปรต่อเนื่องแสดงเป็นค่ามัธยฐาน (IQR) และเปรียบเทียบกับการทดสอบ Mann-Whitney U ตัวแปรตามหมวดหมู่แสดงเป็นตัวเลข ( เปอร์เซ็นต์ ) และเปรียบเทียบโดยการทดสอบ χ2 หรือการทดสอบที่แน่นอนของฟิชเชอร์ ตารางสถานการณ์ฉุกเฉิน 2×2 ถูกกำหนดขึ้นเพื่อกำหนดความไว ความจำเพาะ ค่าทำนายผลบวก (PPV) และค่าทำนายผลลบ (NPV) ค่าสองด้านที่น้อยกว่า 0.05 ถือว่ามีนัยสำคัญทางสถิติ การวิเคราะห์ทางสถิติดำเนินการโดยใช้ IBM SPSS Statistics, V.23.0 เว้นแต่จะระบุไว้เป็นอย่างอื่น

การอ่านค่าคุณภาพสูงถูกแมปครั้งแรกกับจีโนมอ้างอิงของมนุษย์ (hg19) จากนั้นการอ่านค่าที่ไม่ใช่มนุษย์จะปรับให้เข้ากับฐานข้อมูลจีโนมของจุลินทรีย์สี่ชนิด (แบคทีเรีย เชื้อรา ไวรัส และปรสิต) หลังจากลบจุลินทรีย์พื้นหลังซึ่งปรากฏในกลุ่มควบคุมเชิงลบ (ตารางเสริมออนไลน์ 1) การประเมินความอุดมสมบูรณ์แบบเบย์อีกครั้งถูกนำมาใช้เพื่อประเมินความอุดมสมบูรณ์สัมพัทธ์ของสปีชีส์ (ตารางเสริมออนไลน์ 2) ดัชนีความหลากหลายของอัลฟ่าสำหรับแต่ละตัวอย่างคำนวณจากดัชนีแชนนอนและซิมป์สัน และคำนวณความหลากหลายของเบต้าตามระยะทาง UniFrac ที่ถ่วงน้ำหนักและระยะทาง Bray-Curtis ค่า P สำหรับการวิเคราะห์อัลฟ่าและเบต้าคำนวณโดยใช้การทดสอบผลรวมอันดับของ Wilcoxon ขนาดเอฟเฟกต์การวิเคราะห์จำแนกเชิงเส้น (LDA) ถูกใช้เพื่อค้นหาสปีชีส์ที่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญระหว่างกลุ่ม โดยมีเกณฑ์เป็น log10 คะแนน LDA มากกว่าหรือเท่ากับ 2 และค่า p น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.05 Spearman ประเมินความสัมพันธ์ระหว่าง microbiota ที่เป็นตัวแทนและข้อมูลทางคลินิก

ผลลัพธ์

การรับสมัครผู้ป่วยและลักษณะทางคลินิก

ผู้ป่วยทั้งหมด 123 รายด้วยตัวอย่าง BALF 128 ชิ้นได้รับการตรวจสอบและผู้ป่วย 111 รายได้รับการลงทะเบียนในการศึกษานี้

ผู้ป่วย 26 รายได้รับการวินิจฉัยว่ามี IPA ที่น่าจะเป็น (ชื่อ IPA) และ 85 กลุ่มควบคุมที่ไม่มี IPA (ระบุชื่อกลุ่มควบคุม) (รูปที่ 1) การเปรียบเทียบลักษณะทางประชากรและลักษณะทางคลินิกระหว่างกลุ่ม IPA และกลุ่มควบคุมสรุปไว้ในตารางที่ 1 ประชากรที่ศึกษามีอายุเฉลี่ย 60 ปี (IQR, 53–73) ปี และร้อยละ 66.7 เป็นผู้ชาย โดยรวมแล้ว ผู้ป่วย 33 ราย (ร้อยละ 29.7) มีประวัติการสูบบุหรี่ ผู้ป่วย 22 ราย (ร้อยละ 19.8) มีโรคปอดอุดกั้นเรื้อรัง ผู้ป่วย 15 ราย (ร้อยละ 13.5) ได้รับยาคอร์ติโคสเตียรอยด์ และผู้ป่วย 36 ราย (ร้อยละ 32.4) ได้รับการพิจารณาว่ามีภาวะภูมิคุ้มกันบกพร่อง (ตารางเสริมออนไลน์ 3) ผู้ป่วยที่มีแนวโน้มเป็น IPA มีอัตราปัจจัยเสี่ยงที่เป็นที่รู้จักสำหรับโรคแอสเปอร์จิลโลซิสสูงกว่าผู้ป่วยที่ไม่มี IPA อย่างมีนัยสำคัญ รวมถึงการรักษาด้วยคอร์ติโคสเตียรอยด์นานกว่า 28 วัน (ร้อยละ 38.5 เทียบกับร้อยละ 5.9 , p=0.000) และภาวะภูมิคุ้มกันบกพร่อง สถานะ (53.8 เปอร์เซ็นต์เทียบกับ 25.9 เปอร์เซ็นต์ p=0.008) ไม่พบความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในการให้คะแนนการประเมินความล้มเหลวของอวัยวะตามลำดับและความสับสน ยูเรีย อัตราการหายใจ ความดันโลหิต และการให้คะแนนอายุ 65 ปีของผู้ป่วยระหว่างสองกลุ่มที่เข้ารับการรักษา

ทางจุลชีววิทยา ภาพ CT และผลการตรวจทางห้องปฏิบัติการ

Aspergillus fumigatus isolates ได้รับ 6 ใน 26 (ร้อยละ 23.1) กรณี IPA ที่น่าจะเป็น ตามด้วย Aspergillus flavus สำหรับ 3 ใน 26 (ร้อยละ 11.5) และ Aspergillus ustus สำหรับ 1 ใน 26 (ร้อยละ 3.8) (ตารางที่ 2) ความหนาของผนังหลอดลมมักแสดงให้เห็นใน CT ของหน้าอกใน IPA (44.0 เปอร์เซ็นต์ vs 12.8 เปอร์เซ็นต์ , p=0.000) (ตาราง 2) ผู้ป่วย IPA มีระดับของจำนวนลิมโฟไซต์ทั้งหมดต่ำกว่าอย่างมีนัยสำคัญ (774.1 เทียบกับ 1088.9, p=0.009) และประชากรย่อยของลิมโฟไซต์ รวมถึงจำนวน CD3 บวก T ลิมโฟไซต์ (553.0 เทียบกับ 782.6, p=0.016), จำนวน CD4 บวก T ลิมโฟไซต์ (287.9 ​​เทียบกับ 409.5, p=0.031) และจำนวน CD4− CD8− T ลิมโฟไซต์ (25.9 เทียบกับ 45.0, p=0.007 ) มากกว่าผู้ป่วยกลุ่มควบคุม (ตารางเสริมออนไลน์ 4) ซึ่งบ่งชี้ถึงการทำงานของภูมิคุ้มกันที่ถูกบุกรุกของผู้ป่วย IPA

การเปรียบเทียบประสิทธิภาพการวินิจฉัย

ในการเปรียบเทียบประสิทธิภาพการวินิจฉัยของ BALF mNGS กับการทดสอบทั่วไปสำหรับการแยกแยะกรณีที่มี IPA ที่น่าจะเป็นจากกรณีที่ไม่มี IPA ที่น่าจะเป็น ผลลัพธ์แสดงไว้ในรูปที่ 2 การทดสอบ GM (ร้อยละ 57.7) มีความไวสูงสุดในการตรวจจับ Aspergillus spp รองลงมาคือ mNGS (42.3 เปอร์เซ็นต์ ) เพาะเชื้อ (30.8 เปอร์เซ็นต์ ) และสเมียร์ (7.7 เปอร์เซ็นต์ ) เมื่อเปรียบเทียบกับสเมียร์ mNGS มีความไวสูงขึ้นอย่างมีนัยสำคัญที่ 42.3 เปอร์เซ็นต์เทียบกับ 7.7 เปอร์เซ็นต์ p=0.{{30}}1) mNGS การเพาะเชื้อ และสเมียร์มีความจำเพาะ 100 เปอร์เซ็นต์ ในขณะที่การทดสอบ GM มีความจำเพาะ 92.9 เปอร์เซ็นต์ โดยมีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญระหว่าง mNGS (หรือการเพาะเชื้อหรือสเมียร์) และการทดสอบ GM (p{ {18}}.029). PPV ของ mNGS การเพาะเชื้อ และสเมียร์สำหรับการระบุเชื้อรา Aspergillus spp คือ 100 เปอร์เซ็นต์ ในขณะที่การทดสอบ GM อยู่ที่ 71.4 เปอร์เซ็นต์ NPV ได้รับการจัดอันดับเป็นการทดสอบ GM (ร้อยละ 87.8) mNGS (ร้อยละ 85.0) การเพาะเชื้อ (ร้อยละ 82.5) และสเมียร์ (ร้อยละ 78.0) โดยไม่มีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญระหว่างวิธีการเหล่านี้ เราได้วิเคราะห์ความแตกต่างในความไว/ความจำเพาะ/PPV/ NPV ของ GM ในซีรัมเทียบกับ BALF โดยใช้ดัชนี BAL ของไหล GM มากกว่าหรือเท่ากับ 1.0 หรือดัชนี GM ในซีรั่มมากกว่าหรือเท่ากับ 1.0 เป็นค่าบวก ตาม EORTIC ปี 2019 /ผงชูรส. มีความไวสูงกว่าอย่างมีนัยสำคัญแต่มีความจำเพาะของ GM BALF ต่ำกว่าซีรั่ม GM (57.7 เปอร์เซ็นต์เทียบกับ 26.9 เปอร์เซ็นต์ , p=0.048, 92.9 เปอร์เซ็นต์เทียบกับ 100 เปอร์เซ็นต์ , 0.029 ตามลำดับ) ซึ่งแสดงใน ตารางเสริมออนไลน์ 5 PPV และ NPV ไม่มีความแตกต่างกัน

ผลลัพธ์ทางคลินิก

ไม่มีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญใน 28-วัน, 60-วัน และ 90-วัน การตายระหว่างสองกลุ่ม (ตารางที่ 3) การเสียชีวิตในโรงพยาบาล (ร้อยละ 30.8 เทียบกับ ร้อยละ 11.8 , p=0.021) และอัตราการเสียชีวิตในหอผู้ป่วยหนัก (ICU) (ร้อยละ 42.1 เทียบกับ ร้อยละ 17.5 ,p=0.029) สูงกว่าในกลุ่ม IPA อย่างมีนัยสำคัญ มากกว่าในกลุ่มควบคุม การกระจายตัวของผู้ป่วยที่อยู่ในแต่ละหมวดหมู่ของระดับหมวดหมู่ 7-แสดงให้เห็นความแตกต่างทางสถิติระหว่างสองกลุ่มภายในวันที่ 28 (p=0.017); อย่างไรก็ตาม การทดสอบทางสถิติยังไม่ได้รับความสำคัญใน 7-มาตราส่วนลำดับหมวดหมู่ภายในวันที่ 1, 7 และ 14 (รูปที่ 3) มีการบริหารยาต้านเชื้อราหลายชนิดสำหรับผู้ป่วย 23.1 เปอร์เซ็นต์ที่มีแนวโน้ม IPA เทียบกับ 5.9 เปอร์เซ็นต์ของผู้ป่วยที่ไม่มี IPA ที่น่าจะเป็นไปได้ (p=0.01) สัดส่วนของผู้ป่วยที่ได้รับ voriconazole สูงขึ้นอย่างมากในกรณีที่มีความเป็นไปได้ที่ IPA (ร้อยละ 53.9 เทียบกับร้อยละ 8.2 , p=0.000) ไม่มีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในการใช้ยา amphotericin B และ caspofungin ระหว่างสองกลุ่ม (ตารางที่ 3)

การวิเคราะห์ไมโครไบโอมในปอด

ในการเปรียบเทียบองค์ประกอบโดยรวมและความหลากหลายของลายเซ็นจุลินทรีย์ในปอดในผู้ป่วย IPA และกลุ่มควบคุม เราวิเคราะห์ตัวอย่าง BALF ที่รวบรวมจากผู้ป่วย CAP 109 ราย ซึ่งรวมถึง 24 ราย (ผู้ป่วย 2 รายหายไปเนื่องจากข้อมูล mNGS สูญหาย) ซึ่งได้รับการวินิจฉัยว่าน่าจะเป็น IPA (ชื่อ IPA) และ 85 กรณีที่ไม่มี IPA ที่น่าจะเป็นไปได้ (named control) เราประเมินความหลากหลายของชุมชนปอดโดยใช้ดัชนีความหลากหลายของแชนนอนและซิมป์สัน มีการลดลงของความหลากหลายทั้งในดัชนีความหลากหลายของ Shannon และ Simpson ในผู้ป่วย IPA เมื่อเปรียบเทียบกับผู้ป่วยที่ไม่ใช่ IPA แม้ว่าจะมีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญ (รูปที่ 4A, B) การใช้เมตริก UniFrac แบบถ่วงน้ำหนักและการวัด Bray-Curtis เราสังเกตเห็นว่าความหลากหลายของผู้ป่วย IPA แตกต่างอย่างมีนัยสำคัญจากผู้ป่วยที่ไม่ใช่ 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. 

ในกลุ่มประชากรทั้งหมด Firmicutes, Proteobacteria, Actinobacteria, Bacteroidetes และ Ascomycota เป็นไฟลาที่มีมากที่สุด ในขณะที่ Prevotella, Streptococcus, Acinetobacter และ Pneumocystis เป็นสกุลที่พบบ่อยที่สุด (รูปที่ 5A, B) ที่มีความชุกชุมของสายพันธุ์ 10 อันดับแรก ได้แก่ Pneumocystis jirovecii, Acinetobacter baumannii, Lautropia mirabilis, Streptococcus oralis, Corynebacterium striatum, Human betaherpesvirus 5, Rothia mucilaginosa, Staphylococcus aureus, Prevotella melanogenic, Nocardia Farcinica โดยมีเพียง H. betaherpesvirus 5 เท่านั้น แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญระหว่างสองกลุ่ม (รูปที่ 5C) โดยมุ่งเน้นไปที่สายพันธุ์ที่แตกต่างกันใน IPA เมื่อเทียบกับกลุ่มควบคุม เราพบ 21 สายพันธุ์ที่มีคะแนน LDA มากกว่าหรือเท่ากับ 2 และ 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).

ในการตรวจสอบความสัมพันธ์เพิ่มเติมระหว่างข้อมูลทางคลินิกและจุลินทรีย์ในปอดของ IPA เราได้ทำการทดสอบความสัมพันธ์ตามอันดับของ Spearman กับ 21 สปีชีส์ที่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญด้วยผลลัพธ์ทางคลินิกและผลการตรวจทางห้องปฏิบัติการ (รูปที่ 6A) เราสังเกตว่า 19 สปีชีส์ที่แตกต่างกันมีความสัมพันธ์อย่างมีนัยสำคัญกับผลลัพธ์ทางคลินิก 7 รายการและตัวบ่งชี้ทางชีวภาพในห้องปฏิบัติการ 22 รายการ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง S. Salivarius, P. Sinensis และ H. betaherpesvirus 5 S. Salivarius มีความสัมพันธ์เชิงบวกเป็นหลักกับตัวบ่งชี้ทางชีวภาพในห้องปฏิบัติการ 8 ตัว ซึ่งรวมถึงเซลล์เม็ดเลือดแดงทั้งหมด ลิมโฟไซต์, ทีลิมโฟไซต์, ทีเฮลเปอร์เซลล์, ทีลิมโฟไซต์ที่เป็นพิษต่อเซลล์, บีลิมโฟไซต์, โพแทสเซียมในเลือดและอัลบูมิน, และสัมพันธ์เชิงลบกับแอสปาเตตอะมิโนทรานสเฟอเรส, บิลิรูบินโดยตรง และดี-ไดเมอร์ ในขณะที่ S. Salivarius ส่วนใหญ่มีความสัมพันธ์เชิงลบกับผลลัพธ์ทางคลินิก 11 รายการ ได้แก่ การเสียชีวิตในห้องไอซียู ระยะเวลาการนอนห้องไอซียู การเสียชีวิตในโรงพยาบาล การเสียชีวิตในวันที่ 28 และเวลาในการให้ออกซิเจนเสริมภายใน 28 วัน และมีความสัมพันธ์เชิงบวกกับระยะเวลาการตายในโรงพยาบาล ในวันที่ 28 วันที่ไม่มีเครื่องช่วยหายใจภายใน 28 วันและเวลาที่จะปรับปรุงสถานะทางคลินิก เช่นเดียวกับ S. salivarius, P. timonensis มีความสัมพันธ์เชิงบวกเป็นหลักกับตัวบ่งชี้ทางชีวภาพในห้องปฏิบัติการ 6 ตัว ได้แก่ ลิมโฟไซต์ทั้งหมด, T ลิมโฟไซต์, T เซลล์ตัวช่วย, CD4− CD8− T เซลล์, B ลิมโฟไซต์ และโพแทสเซียมในเลือด และมีความสัมพันธ์เชิงลบกับโปรแคลซิโทนิน

ในทำนองเดียวกัน P. timonensis ส่วนใหญ่สัมพันธ์เชิงลบกับระยะเวลาการอยู่ห้องไอซียูและการเสียชีวิตในโรงพยาบาล แต่ในทางบวกกับวันที่ไม่มีเครื่องช่วยหายใจภายใน 28 วัน H. betaherpesvirus 5 ตรงกันข้ามกับ S. salivarius และ P. Sinensis มีความสัมพันธ์ทางลบกับตัวบ่งชี้ทางชีวภาพในห้องปฏิบัติการ 6 ตัว ได้แก่ ลิมโฟไซต์ทั้งหมด, ทีลิมโฟไซต์, ทีเฮลเปอร์เซลล์, CD4 บวก CD8 บวกทีเซลล์, ลิมโฟไซต์ B และโพแทสเซียมในเลือด และสัมพัทธ์เชิงบวกกับ ยูเรียไนโตรเจนในเลือด. ในขณะเดียวกัน H. betaherpesvirus 5 ส่วนใหญ่สัมพันธ์เชิงลบกับระยะเวลาที่อยู่ ICU และเวลาในการให้ออกซิเจนเสริมภายใน 28 วัน ข้อสังเกตเหล่านี้ชี้ให้เห็นว่า dysbiosis ของชุมชนจุลินทรีย์ในปอดมีความสัมพันธ์กับสภาวะทางพยาธิสรีรวิทยาของผู้ป่วย และอาจส่งผลต่อผลลัพธ์ทางคลินิก

ในการตรวจสอบเพิ่มเติมถึงผลกระทบทางคลินิกของ 21 สปีชีส์ที่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ เราได้ทำการวิเคราะห์การอยู่รอดโดยการวางแผนเส้นโค้งความน่าจะเป็นสะสม ดังที่แสดงในรูปที่ 6B และ C การตรวจพบ A. fumigatus และ H. betaherpesvirus 5 เป็นการทำนายผลลัพธ์ของ ICU ที่แย่ลงอย่างมีนัยสำคัญ (p=0.045, 0.032) . ขณะที่อยู่ในรูปที่ 6D, E เราพบว่าการตรวจหา S. salivarius และ P. timonensis สามารถทำนายผลลัพธ์ของ ICU ที่ดีขึ้นได้อย่างมีนัยสำคัญ (p=0.0031, 0.0054) ดังนั้นเราจึงสรุปได้ว่าใน microbiota ปอดของ CAP ผลลัพธ์ของ ICU อาจถูกทำนายโดยองค์ประกอบของชุมชน โดยเฉพาะ A. fumigatus, H. betaherpesvirus 5, S. salivarius และ P. Sinensis

การอภิปราย

ในการศึกษาแบบกลุ่มย้อนหลังนี้ เราได้ตรวจสอบลักษณะทางคลินิกของ IPA ที่น่าสนใจคือ เราสังเกตเห็นว่าผู้ป่วยที่จัดกลุ่มว่ามีโอกาสติดเชื้อ Aspergillus มีอัตราการเสียชีวิตในโรงพยาบาลสูงกว่าอย่างมีนัยสำคัญ (ร้อยละ 30.8) และการเสียชีวิตในห้องไอซียู (ร้อยละ 42.1) เมื่อเทียบกับกลุ่มควบคุม การเสียชีวิตในวันที่ 28 แม้ว่าจะไม่มีนัยสำคัญทางสถิติ แต่ผู้ป่วย IPA มีจำนวนสูงกว่าในกลุ่มควบคุม ข้อมูลเหล่านี้ชี้ให้เห็นว่าผู้ป่วยที่ติดเชื้อ Aspergillus มีแนวโน้มที่จะมีอัตราการเสียชีวิตก่อนวัยอันควรสูงกว่า การศึกษาก่อนหน้านี้รายงานประมาณร้อยละ 45 ของการเสียชีวิตในห้องไอซียู และร้อยละ 26 ของการเสียชีวิตในโรงพยาบาล18 ในบรรดาโรคแอสเปอร์จิลโลซิสในหลอดลมที่รุกราน ซึ่งเป็นลักษณะที่พบได้ยากของ IPA 30-วันและ 90-วัน มีอัตราการเสียชีวิตสูงถึงร้อยละ 90 19 Loughlin et al รายงานว่าอัตราการเสียชีวิตในห้องไอซียูในผู้ป่วยที่มีโอกาสติดเชื้อ Aspergillus ไม่สูงกว่ากลุ่มที่ไม่มีการติดเชื้อ Aspergillus อย่างมีนัยสำคัญ 4 ซึ่งอาจเกิดจากสถานะวิกฤตโดยทั่วไปในกลุ่มผู้ป่วยปอดบวมที่เกี่ยวข้องกับเครื่องช่วยหายใจในห้องไอซียู ในการศึกษานี้ สภาพโดยรวมของผู้ป่วยที่ลงทะเบียนด้วย CAP นั้นค่อนข้างไม่รุนแรง ซึ่งอาจรุนแรงขึ้นอย่างมากจากการติดเชื้อ Aspergillus และอาจเป็นอันตรายต่อชีวิตได้

Cornillet et al ได้เสนอว่าลักษณะทางคลินิกที่ไม่เฉพาะเจาะจงของผู้ป่วย IPA และปัญหาในการวินิจฉัย โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อผู้ป่วยที่ไม่มีนิวโทรพีเนียสามารถนำไปสู่การจัดการที่ต่ำกว่าปกติและการเริ่มต้นการรักษาที่ล่าช้า ส่งผลให้มีอัตราการเสียชีวิตและการเจ็บป่วยสูง20 เมื่อพิจารณาถึงอัตราการเสียชีวิตที่รุนแรงของผู้ป่วยที่มี IPA ในเวลาที่เหมาะสม และเน้นการวินิจฉัยที่แม่นยำและจำเป็นเร่งด่วนสำหรับการรักษาด้วยยาต้านเชื้อราที่มีประสิทธิภาพเพื่อลดอัตราการป่วยและตาย ในทศวรรษที่ผ่านมา การตรวจจับ GM ถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในการวินิจฉัย IPA21 อย่างไรก็ตาม การทดสอบ GM สำหรับตัวอย่างซีรั่มมีความไวจำกัดในการวินิจฉัย IPA ในโฮสต์ที่ไม่ใช่นิวโทรพีนิก 22 การตรวจจับ GM ในตัวอย่างของเหลว BAL ของผู้ป่วยแทน ที่มีความเสี่ยงต่อ IPA มีความแม่นยำในการวินิจฉัยที่ยอดเยี่ยม23 24 เนื่องจาก GM ถูกปล่อยออกมาก่อนหน้านี้และที่ความเข้มข้นสูงกว่าในของเหลว BAL เมื่อเปรียบเทียบกับซีรั่ม25 เมื่อเร็ว ๆ นี้ mNGS มีบทบาทสำคัญมากขึ้นในการวินิจฉัยโรคเชื้อรา Ding et al แสดงให้เห็นว่าความไวของ mNGS นั้นสูงกว่าการเพาะเลี้ยงอย่างมีนัยสำคัญในการตรวจหา Candida albicans 9 ในการศึกษานี้ BALF ถูกเก็บโดยตรงจากทางเดินหายใจส่วนล่าง ซึ่งหลีกเลี่ยงการปนเปื้อนจากจุลินทรีย์ในช่องปาก ตรวจพบเชื้อรา Aspergillus ใน BALF โดย mNGS, การเพาะเชื้อ, สเมียร์ และการทดสอบ GM ผลการวิจัยพบว่า NGS มีความจำเพาะและ PPV เทียบเท่ากับการเพาะเลี้ยงในการตรวจหาเชื้อรา Aspergillus แม้ว่าความไวของ mNGS จะต่ำกว่าการทดสอบ GM แต่ mNGS แสดงความไวมากกว่าสเมียร์และมีความจำเพาะมากกว่าการทดสอบซีรั่มและ BALF GM ผลลัพธ์เหล่านี้บ่งชี้ว่า mNGS ทำหน้าที่เป็นการทดสอบแบบไม่เพาะเชื้อที่มีประโยชน์สำหรับการตรวจหาเชื้อรา Aspergillus โดยแนะนำส่วนเสริมของการทดสอบทางจุลชีววิทยาตามปกติในการวินิจฉัยผู้ป่วยที่มีความเสี่ยงต่อ IPA

การศึกษาของเราพบว่าผู้ป่วย CAP ที่มีเชื้อรา Aspergillus มีแนวโน้มที่จะติดเชื้อแบคทีเรียหรือ (และ) ไวรัสร่วมกัน เนื่องจากภาวะภูมิคุ้มกันบกพร่องและการรักษาด้วยยาคอร์ติโคสเตียรอยด์ ผู้ป่วยไข้หวัดใหญ่ที่มีภาวะภูมิคุ้มกันบกพร่องมีรายงานอุบัติการณ์ของ IPA สูงถึงร้อยละ 32 ในขณะที่กลุ่มผู้ป่วยไข้หวัดใหญ่ที่ไม่มีภูมิคุ้มกันบกพร่องมีอุบัติการณ์อยู่ที่ร้อยละ 14 .18 เมื่อเกิดการระบาดของโควิด-19 และการใช้คอร์ติโคสเตียรอยด์ในผู้ป่วย COVID ขั้นรุนแรง-19,26 COVID-19-associated pulmonary aspergillosis (CAPA) มีรายงานในหลายกรณี27–29 ในการวิเคราะห์อภิมาน อุบัติการณ์และการตายของ CAPA ในห้องไอซียูประมาณร้อยละ 10.2 และร้อยละ 54.9 ตามลำดับ30

เนื่องจากการอ่านข้อมูล mNGS ของจุลินทรีย์จำนวนมากที่สามารถใช้ในการวิเคราะห์ลายเซ็นของจุลินทรีย์ในโรคต่างๆ ได้ การศึกษาของเราจึงพยายามสำรวจความแตกต่างในโครงสร้างและองค์ประกอบของไมโครไบโอมระหว่างผู้ป่วย IPA และผู้ป่วย non-IPA CAP โดยการวิเคราะห์ข้อมูล mNGS การศึกษาปัจจุบันของเราประกอบด้วย microbiota ปอดของผู้ป่วย IPA 24 ราย และผู้ป่วย non-IPA CAP 85 ราย มีการตรวจสอบความสัมพันธ์ระหว่าง microbiota และข้อมูลทางคลินิกที่แตกต่างกันสำหรับผู้ป่วย CAP ทั้งหมด 109 ราย สำหรับความหลากหลายของอัลฟ่า ไม่มีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในดัชนีแชนนอนและดัชนีซิมป์สันของไมโครไบโอต้าในผู้ป่วย IPA และผู้ป่วยที่ไม่ใช่ IPA CAP ซึ่งแสดงให้เห็นว่าความหลากหลายภายในกลุ่มตัวอย่างมีความคล้ายคลึงกันระหว่างผู้ป่วย IPA และผู้ป่วยที่ไม่ใช่ IPA

สำหรับความหลากหลายของเบต้า ผลลัพธ์ของเราแสดงความแตกต่างอย่างมากในระยะทาง UniFrac ที่ถ่วงน้ำหนัก (p=2.1×10−6) และระยะทาง Bray-Curtis (p=0.033) ระหว่าง IPA และ non-IPA ผู้ป่วย CAP บ่งชี้ถึงผลกระทบที่เป็นไปได้ของ Aspergillus spp ต่อโครงสร้างจุลินทรีย์ในปอดในผู้ป่วยที่ได้รับการวินิจฉัยว่าเป็นโรค IPA การศึกษาที่คล้ายกันได้แสดงให้เห็นความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในความหลากหลายเบต้าของไมโครไบโอต้าระหว่าง IPA และกลุ่มควบคุม 11 ทั้งนี้อาจเป็นเพราะสาเหตุที่ก่อให้เกิดโรคในกลุ่มควบคุมนั้นซับซ้อน ซึ่งอาจเป็นเชื้อโรค CAP ใดๆ ก็ได้ (เช่น แบคทีเรีย ไวรัส เชื้อรา ปรสิต หรือแม้กระทั่ง เชื้อโรคผิดปกติ) ยกเว้น Aspergillus ดังนั้นความแตกต่างของจุลินทรีย์ในปอดในกลุ่มควบคุมจึงสูงกว่า IPA ในขณะเดียวกัน การศึกษาเหล่านี้แสดงให้เห็นว่า Firmicutes, Proteobacteria, Actinobacteria และ Bacteroidetes เป็นไฟลาที่มีมากที่สุดในกลุ่ม IPA11 อย่างไรก็ตาม นอกเหนือจากแบคทีเรียแล้ว การศึกษาของเราพบว่า Ascomycota มีอยู่อย่างมากมายในระดับไฟลัมเช่นกัน เมตาโกโนมิกส์สามารถเก็บเกี่ยวกรดนิวเคลียสเกือบทั้งหมดของไมโครไบโอต้า รวมทั้งแบคทีเรีย เชื้อรา ไวรัส และปรสิต

สายพันธุ์ที่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง S. salivarius, P. Sinensis และ H. betaherpesvirus 5 มีความสัมพันธ์อย่างมากกับข้อมูลทางคลินิก S. salivarius และ P. timonensis มีความสัมพันธ์เชิงบวกกับตัวบ่งชี้ทางชีวภาพในห้องปฏิบัติการ เช่น T lymphocytes และสัมพันธ์เชิงลบกับผลลัพธ์ทางคลินิก เช่น การเสียชีวิตในโรงพยาบาล ในขณะที่ H. betaherpesvirus 5 มีความสัมพันธ์ทางลบกับตัวบ่งชี้ทางชีวภาพในห้องปฏิบัติการ เช่น ทีลิมโฟไซต์ และสัมพันธ์เชิงบวกกับผลลัพธ์ทางคลินิก เช่น การเสียชีวิตในโรงพยาบาล การศึกษาก่อนหน้านี้แสดงให้เห็นว่า S. salivarius เป็นแบคทีเรียโปรไบโอติกที่สามารถยับยั้งการเกาะติดของเชื้อนิวโมคอคคัสกับเซลล์เยื่อบุผิวคอหอยได้31 นอกจากนี้ การศึกษาอื่นยังพิสูจน์ให้เห็นว่าเชื้อ S. salivarius ที่แยกได้นั้นมีความสามารถที่เหนือกว่าในการยับยั้งการเจริญเติบโตของ Haemophilus influenzae, Moraxella catarrhalis, Streptococcus pneumoniae, สเตรปโตคอคคัส ไพโอจีเนส และสแตปฟิโลคอคคัส ออเรียส การศึกษาทั้งหมดเหล่านี้สอดคล้องกับการศึกษาของเราว่า S. salivarius มีความสัมพันธ์เชิงบวกกับผลลัพธ์ทางคลินิกที่ดีขึ้นของผู้ป่วย

กลไกที่เป็นไปได้ของ S. salivarius มีความสัมพันธ์เชิงบวกกับผลลัพธ์ที่ดีขึ้นของผู้ป่วย อาจเป็นเพราะสามารถยับยั้งการเจริญเติบโตของเชื้อโรคที่มีศักยภาพและกระตุ้นระบบภูมิคุ้มกันของโฮสต์ สำหรับ P. Sinensis การศึกษาก่อนหน้านี้แสดงให้เห็นว่า P. timonensis สามารถกระตุ้นการแสดงออกของเมือกที่เกี่ยวข้องกับเยื่อหุ้มเซลล์ได้อย่างมากในแบบจำลองเซลล์บุผิวเยื่อบุโพรงมดลูกแบบสามมิติ และสร้างฟิล์มชีวภาพในพื้นผิวเยื่อบุผิว ซึ่งจะส่งผลต่อการยึดเกาะของแบคทีเรียอื่นๆ .33 สาเหตุของความสัมพันธ์เชิงบวกกับผลลัพธ์ทางคลินิกที่ดีขึ้นของผู้ป่วยอาจเกิดจากการดื้อยาของเชื้อ P. Sinensis ในปอดและการกระตุ้นระบบภูมิคุ้มกันของโฮสต์ ในสถานพยาบาล H. betaherpesvirus 5 สามารถสร้างการติดเชื้อที่แฝงอยู่ตลอดชีวิตในคนที่มีสุขภาพดี อย่างไรก็ตาม เมื่อภาวะภูมิคุ้มกันบกพร่อง H. betaherpesvirus 5 สามารถกลับมาทำงานใหม่ได้ เช่น ผู้รับการปลูกถ่ายอวัยวะที่เป็นของแข็งและผู้ป่วยที่ติดเชื้อ HIV34 ดังนั้น การเปิดใช้งาน H. betaherpesvirus 5 อีกครั้งบ่งชี้ว่าระบบภูมิคุ้มกันอ่อนแอลงและผลลัพธ์ทางคลินิกที่ไม่ดีของผู้ป่วย IPA .

การศึกษาของเรามีข้อ จำกัด หลายประการ. ประการแรก การศึกษาย้อนหลังได้รับการออกแบบมาเพื่อวิเคราะห์ข้อมูลที่รวบรวมได้ และถูกจำกัดให้มีขนาดตัวอย่างที่ค่อนข้างเล็ก ซึ่งอาจจูงใจให้เกิดอคติจากข้อมูลที่ไม่สมบูรณ์ ประการที่สอง เป็นการศึกษาแบบสังเกต แม้ว่าเราจะพบความสัมพันธ์ที่น่าสนใจบางอย่างระหว่างไมโครไบโอต้าในปอดและข้อมูลทางคลินิก แต่ความสัมพันธ์เชิงสาเหตุจำเป็นต้องได้รับการแก้ไขโดยการศึกษาตามรุ่นในอนาคตหรือการทดลองกลไก เช่น การทดลองกับสัตว์ ซึ่งจะเป็นขั้นตอนต่อไปของการศึกษาของเรา มิฉะนั้น การศึกษาจะระบุผู้ป่วยที่มีโอกาสติดเชื้อ Aspergillus ตามเกณฑ์การวินิจฉัยใหม่ EORTIC/MSG 2019 อย่างเคร่งครัด ดังนั้น จึงมีบางกรณีที่ไม่เป็นไปตามเกณฑ์สำหรับการวินิจฉัย IPA ที่เป็นไปได้ เนื่องจากไม่มีปัจจัยโฮสต์แบบคลาสสิก

ผู้ร่วมให้ข้อมูล

ศึกษาแนวคิดและการออกแบบ: YL, ZA และ HX การได้มาซึ่งข้อมูล: ZA, ML, HL และ MD การวิเคราะห์และตีความข้อมูล: ZA และ HX การร่างต้นฉบับ: ZA, HX และ YL การแก้ไขต้นฉบับที่สำคัญสำหรับเนื้อหาทางปัญญาที่สำคัญ: HX, ZA และ YL การวิเคราะห์ทางสถิติ: ZA, HL และ HX การสนับสนุนด้านการบริหาร เทคนิค หรือวัสดุ: HX, HL และ YL ผู้เขียนทั้งหมดมีส่วนร่วมในบทความและอนุมัติฉบับที่ส่งมา

เงินทุน

โครงการวิจัยทางวิทยาศาสตร์การแพทย์ฉงชิ่ง (โครงการร่วมของคณะกรรมการสุขภาพฉงชิ่งและสำนักงานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (2022GDRC010))

การแข่งขันความสนใจ

ไม่มีการประกาศ

การมีส่วนร่วมของผู้ป่วยและประชาชน

ผู้ป่วยและ/หรือประชาชนไม่ได้มีส่วนร่วมในการออกแบบ การดำเนินการ รายงาน หรือแผนเผยแพร่งานวิจัยนี้

ความยินยอมของผู้ป่วยสำหรับการเผยแพร่

ไม่สามารถใช้ได้.

การอนุมัติจริยธรรม

การศึกษานี้เกี่ยวข้องกับผู้เข้าร่วมที่เป็นมนุษย์ การศึกษานี้ได้รับการอนุมัติจากคณะกรรมการจริยธรรมของโรงพยาบาลในเครือแห่งแรกของ Chongqing Medical Hospital (หมายเลขอนุมัติ 2021-301) ผู้เข้าร่วมให้ความยินยอมในการเข้าร่วมในการศึกษาก่อนเข้าร่วม

ที่มาและการตรวจสอบโดยเพื่อน

ไม่ได้รับหน้าที่ สอบทานจากภายนอก

คำชี้แจงความพร้อมใช้งานของข้อมูล

ข้อมูลทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับการศึกษาจะรวมอยู่ในบทความหรืออัปโหลดเป็นข้อมูลเพิ่มเติมทางออนไลน์

วัสดุเสริม

เนื้อหานี้จัดทำโดยผู้เขียน ยังไม่ผ่านการตรวจสอบโดย BMJ Publishing Group Limited (BMJ) และอาจไม่ได้รับการตรวจสอบโดยผู้เชี่ยวชาญ ความคิดเห็นหรือคำแนะนำใด ๆ ที่กล่าวถึงเป็นของผู้เขียนเท่านั้นและไม่ได้รับการรับรองจาก BMJ BMJ ปฏิเสธความรับผิดและความรับผิดชอบทั้งหมดที่เกิดจากการพึ่งพาเนื้อหาใด ๆ ในกรณีที่เนื้อหารวมถึงเนื้อหาที่แปลแล้ว BMJ ไม่รับประกันความถูกต้องและความน่าเชื่อถือของการแปล (รวมถึงแต่ไม่จำกัดเฉพาะข้อบังคับท้องถิ่น แนวทางปฏิบัติทางคลินิก คำศัพท์เฉพาะ ชื่อยา และขนาดยา) และไม่รับผิดชอบต่อข้อผิดพลาดและ/ หรือการละเว้นที่เกิดจากการแปลและดัดแปลงหรืออื่นๆ

เปิดการเข้าถึง

นี่คือบทความแบบเปิดที่เผยแพร่โดยใบอนุญาต Creative Commons Attribution Non-Commercial (CC BY-NC 4.0) ซึ่งอนุญาตให้ผู้อื่นแจกจ่าย เรียบเรียง ดัดแปลง สร้างผลงานนี้ที่ไม่ใช่เชิงพาณิชย์ และ อนุญาตให้ใช้สิทธิ์งานลอกเลียนแบบของพวกเขาในเงื่อนไขที่แตกต่างกัน โดยมีเงื่อนไขว่างานต้นฉบับได้รับการอ้างอิงอย่างถูกต้อง ให้เครดิตที่เหมาะสม การเปลี่ยนแปลงใด ๆ ที่ระบุ และการใช้งานนั้นไม่ใช่เชิงพาณิชย์ ดู http://creativecommons.org/licenses/by-nc/40/

อ้างอิง

1 Taccone FS, Van den Abeele AM, Bulpa P และอื่น ๆ ระบาดวิทยาของ aspergillosis ที่แพร่กระจายในผู้ป่วยวิกฤต: การนำเสนอทางคลินิก เงื่อนไขพื้นฐาน และผลลัพธ์ คริติคอล แคร์ 2015;19:7.

2 Danion F, Rouzaud C, Duréault A และคณะ เหตุใดจึงพลาดกรณี aspergillosis ที่รุกรานจำนวนมาก เนื้องอกวิทยาทางการแพทย์ 2019;57:S94–103.

3 Donnelly JP, Chen SC, Kauffman CA และอื่นๆ การแก้ไขและปรับปรุงคำนิยามที่เป็นเอกฉันท์ของโรคเชื้อราที่รุกรานจากองค์การเพื่อการวิจัยและการรักษาโรคมะเร็งแห่งยุโรป และสมาคมการศึกษาและการวิจัยกลุ่ม Mycoses Study Group Clin Infect Dis 2020;71:1367–76.

4 Loughlin L, Hellyer TP, White PL และคณะ Aspergillosis ในปอดในผู้ป่วยที่สงสัยว่าเป็นโรคปอดอักเสบที่เกี่ยวข้องกับเครื่องช่วยหายใจในห้องไอซียูของสหราชอาณาจักร Am J Respir Crit Care Med 2020;202:1125–32.

5 Hage CA, Carmona EM, Evans SE และอื่นๆ บทสรุปสำหรับแพทย์: การทดสอบทางห้องปฏิบัติการทางจุลชีววิทยาในการวินิจฉัยการติดเชื้อราในปอดและการดูแลผู้ป่วยวิกฤต พงศาวดาร ATS 2019;16:1473–7.

6 มิทเชล เอสแอล, ซิมเนอร์ พีเจ. การหาลำดับยุคต่อไปในจุลชีววิทยาคลินิก: เราไปถึงแล้วหรือยัง? Clin Lab Med 2019;39:405–18.

7 Liu X, Chen Y, Ouyang H และคณะ การวินิจฉัยวัณโรคโดยการหาลำดับยุคต่อไปของ metagenomic บนของเหลวล้างหลอดลม: การวิเคราะห์ภาคตัดขวาง Int J Infect Dis 2021;104:50–7.

8 Sun T, Wu X, Cai Y และคณะ การหาลำดับยุคต่อไปของเมตาโกโนมิกสำหรับการวินิจฉัยโรคและการจัดการยาปฏิชีวนะของโรคปอดบวมที่ได้มาจากชุมชนอย่างรุนแรงในผู้ใหญ่ที่มีภาวะภูมิคุ้มกันบกพร่อง Front Cell Infect Microbiol 2021;11:661589.

9 Ding L, Liu Y, Wu X และคณะ เมตาเจนโนมิกส์ของเชื้อโรคเผยให้เห็นลายเซ็นของจุลินทรีย์ในปอดที่แตกต่างกันระหว่างผู้ป่วยที่ได้รับการยืนยันทางแบคทีเรียและผู้ป่วยวัณโรคที่เป็นลบ Front Cell Infect Microbiol 2021;11:708827.

10 Dickson RP, Schultz MJ, van der Poll T และอื่น ๆ จุลินทรีย์ในปอดทำนายผลลัพธ์ทางคลินิกในผู้ป่วยวิกฤต Am J Respir Crit Care Med 2020;201:555–63.

11 Hérivaux A, Willis JR, Mercier T, et al. จุลินทรีย์ในปอดทำนายภาวะแอสเปอร์จิลโลซิสในปอดที่ลุกลามและผลที่ตามมาในผู้ป่วยที่มีภาวะภูมิคุ้มกันบกพร่อง ทรวงอก 2022;77:283–91.

12 Mandell LA, Wunderink RG, Anzueto A และอื่นๆ สมาคมโรคติดเชื้อแห่งอเมริกา/สมาคมทรวงอกอเมริกัน แนวทางฉันทามติเกี่ยวกับการจัดการโรคปอดบวมที่ได้มาจากชุมชนในผู้ใหญ่ Clin Infect Dis 2007;44 Suppl 2:S27–72.

13 Wang Y, Fan G, Horby P และคณะ ผลลัพธ์เปรียบเทียบของผู้ใหญ่ที่เข้ารับการรักษาในโรงพยาบาลด้วยการติดเชื้อไวรัสไข้หวัดใหญ่ตามฤดูกาล A หรือ B: การประยุกต์ใช้ 7-category ordinal scale เปิดฟอรัม Infect Dis 2019;6:ofz053.

14 Chen X, Ding S, Lei C และคณะ ของเหลวล้างเลือดและถุงลมปอด ลำดับต่อไปของยุคต่อไปในโรคปอดบวม สามารถ J Infect Dis Med Microbiol 2020;2020:6839103.

15 Long Y, Zhang Y, Gong Y และอื่นๆ การวินิจฉัยภาวะติดเชื้อในกระแสเลือดด้วย DNA ที่ปราศจากเซลล์โดยเทคโนโลยีการหาลำดับยุคหน้าในผู้ป่วยไอซียู Arch Med Res 2016;47:365–71.

For more information:1950477648nn@gmail.com