Toplum Kökenli Pnömoni Hastalarında İnvaziv Pulmoner Aspergillozisin Klinik Özellikleri, Tanısı, Sonuçları Ve Akciğer Mikrobiyom Analizi

SOYUT

Arka plan

İnvaziv pulmoner aspergilloz (IPA), toplumdan edinilmiş pnömoni (CAP) hastalarında hafife alınmaya devam etmektedir. Bu çalışma, TKP hastalarında IPA'nın klinik özelliklerini ve sonuçlarını tanımlamayı, IPA için metagenomik yeni nesil dizilemenin (mNGS) tanısal performansını değerlendirmeyi ve mNGS verileri aracılığıyla akciğer mikrobiyomunu analiz etmeyi amaçlamaktadır.

Son zamanlarda, yeni koronavirüs pnömoni salgını dünya çapında geniş ilgi gördü. Bağışıklık vücudun hastalıklara karşı ilk savunma hattı olduğu için birçok kişi bağışıklığının yeterince güçlü olup olmadığına dikkat etmeye başladı. Bu yazıda, pnömoni ve bağışıklık arasındaki ilişkiyi araştırıyoruz.

Pnömoni ciddi bir solunum yolu enfeksiyonu ve birçok nedenin neden olduğu iltihabi bir hastalıktır. Soğuk algınlığı, grip ve yeni koronavirüs gibi virüslerin tümü pnömoniye neden olabilir. Bu hastalığın odak noktası, solunum sisteminde geri dönüşü olmayan hasarlara neden olması ve solunum yetmezliğine yol açabilmesidir.

Bununla birlikte, bağışıklığınız yeterliyse, vücudunuz virüslere ve bakterilere karşı savaşmak için daha donanımlıdır. Bunun başlıca nedeni, vücuttaki en önemli bağışıklık hücrelerinden biri olan beyaz kan hücreleridir. Beyaz kan hücreleri, istilacı patojenleri tanıyabilir ve onlara doğrudan saldırabilir ve ayrıca patojen istilasına karşı savunmak için antikorlar salgılayabilir.

Beyaz kan hücrelerine ek olarak, bağışıklık sisteminin diğer bazı önemli bileşenleri arasında lenfositler ve fagositoz bulunur. Lenfositler, yabancı patojenleri tanıyarak bağışıklık sistemini harekete geçirirken, fagositoz, belirli beyaz kan hücresi türlerinin istilacı bakteriler gibi patojenleri yutması ve parçalamasıdır.

Bu nedenle, bağışıklık sisteminizi sağlıklı tutmak, pnömoni gibi solunum yolu enfeksiyonlarını önlemenin etkili bir yoludur. Derin deniz balıkları, fındık, fasulye, çilek, yaban mersini ve daha fazlası gibi vitaminler, proteinler ve antioksidanlar açısından zengin yiyecekler yiyerek bağışıklığınızı geliştirebilirsiniz. Ayrıca, sigara içmemek, daha fazla egzersiz yapmak, iyi uykuyu sürdürmek ve stresi azaltmak da dahil olmak üzere sağlığı korumak da çok önemlidir.

Kısacası, pnömoni gibi solunum yolu enfeksiyonlarından kaçınmak için, iyi bir bağışıklığı korumak esastır. Sağlıklı beslenme, doğru egzersiz ve uyku alışkanlıkları ile vücudun bağışıklığını güçlendirmemiz gerekiyor. Vücudunuzun daha iyi bir savunma mekanizmasına sahip olması ve zatürre gibi hastalıklardan uzak durması için yaşam tarzınızı makul bir şekilde planlayın. Bu açıdan bağışıklığımızı güçlendirmemiz gerekiyor. Cistanche bağışıklığı önemli ölçüde artırabilir, çünkü et külü polisakkaritler, iki mantar, Huang Li, vb. Gibi çeşitli biyolojik olarak aktif bileşenler içerir. Bu bileşenler bağışıklık sistemini uyarabilir Sistemdeki çeşitli hücre türleri, bağışıklık aktivitelerini artırır.

Cistanche'nin sağlığa faydalarına tıklayın

Yöntemler

Bu retrospektif kohort çalışmasına 22 Nisan 2019 - 30 Eylül 2021 tarihleri ​​arasındaki TKP hastaları dahil edildi. Klinik ve mikrobiyolojik veriler analiz edildi. mNGS'nin teşhis performansı, geleneksel tespit yöntemleriyle karşılaştırıldı. mNGS ile tespit edilen akciğer mikrobiyomu karakterize edildi ve klinik özelliklerle ilişkisi değerlendirildi.

Ana sonuçlar

111 TKP hastasının 26'sında (%23,4) İPA saptandı. IPA'lı hastalar, IPA'sı olmayan hastalara kıyasla baskılanmış bağışıklık, daha yüksek hastane mortalitesi (yüzde 30,8'e karşı yüzde 11,8) ve yoğun bakım ünitesi mortalitesi (yüzde 42,1'e karşı yüzde 17,5) sergiledi. Galaktomannan (GM) antijen testi, Aspergillus spp'nin saptanmasında en yüksek duyarlılığa (yüzde 57,7), ardından mNGS (yüzde 42,3), kültür (yüzde 30,8) ve yayma (yüzde 7,7) sahiptir. Kupalar, kültür ve smear yüzde 100 özgüllüğe sahipken, GM testi yüzde 92,9 özgüllüğe sahipti. IPA'nın mikrobiyal yapısı, IPA olmayan hastalardan önemli ölçüde farklıydı (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.

Sonuçlar

Sonuçlarımız, Aspergillus enfeksiyonu olan hastaların daha yüksek bir erken ölüm oranına sahip olma eğiliminde olduğunu ortaya koymaktadır. NGS, Aspergillus enfeksiyonu riski taşıyan hastaların tanısında rutin mikrobiyolojik testlerin tamamlayıcısı olarak önerilebilir. Akciğer mikrobiyotası, IPA'nın enflamatuar, immün ve metabolik koşulları ile ilişkilidir ve bu nedenle klinik sonuçları etkiler.

GİRİİŞ

İnvaziv pulmoner aspergilloz (IPA) önemli bir morbidite ve mortalite nedenidir ve tipik olarak HIV enfeksiyonu olan hastalar ve ayrıca kortikosteroid tedavisi alan hastalar, transplant alıcıları veya hematolojik kanser gibi bağışıklığı baskılanmış konakçıları etkiler.1 Çok sayıda yanlış teşhis veya atlanan teşhis vakası ve tıbbi kaynakların eksikliği ve yeni risk faktörleri nedeniyle yalnızca postmortem tanı konur.2 IPA'nın klinik tanısı, konakçı faktörleri, klinik özellikleri ve mikolojik kanıtları içerir.3 Doku örneklerine erişilememesinden, kültürün düşük duyarlılığından, düşük uygulanabilirliğinden kaynaklanan sorunlar geleneksel konak faktörleri ve tipik klinik ve radyolojik bulguların yokluğu, IPA hastalarında tanının gecikmesine ve gözden kaçmasına neden olur.4 Mantar enfeksiyonunun teşhisi için yakın zamanda yayınlanan Amerikan Toraks Derneği klinik uygulama kılavuzları, kültürden bağımsız tanı testlerini öne çıkarmaktadır ve bu testlere güçlü tavsiyeler verilmektedir. PCR ile bronkoalveoler lavaj sıvısında (BALF) Aspergillus DNA tespiti.5.

Son on yılda, patojenik DNA'nın miktarının belirlenmesi ve dizilenmesi için moleküler yöntemlerdeki gelişmeler, çeşitli mikroorganizmaların saptanmasını büyük ölçüde kolaylaştırmıştır. Metagenomik yeni nesil dizileme (NGS), klinik ortamlarda, özellikle hedeflenmemiş bir yaklaşımla spesifik veya tanımlanamayan veya karışık patojenlerle bulaşıcı hastalıkların teşhisinde artık yaygın olarak uygulanmaktadır.6 Örneğin, mNGS'yi geleneksel tespit yöntemleriyle birleştirmek artabilir mikobakteri tüberkülozu kompleksi7 saptama oranı7 ve bağışıklığı baskılanmış ciddi toplum kökenli pnömoni (CAP) hastalarında karışık patojenlerin saptanmasını kolaylaştırır.

Son zamanlarda, akciğer mikrobiyomlarının bileşimindeki ve çeşitliliğindeki varyasyonlar, çok sayıda solunum yolu hastalığında tanımlanmış ve kesin teşhis için yeni görüşler sağlamıştır. Bakteriyolojik olarak doğrulanmış tüberkülozu olan hastalar, negatif tüberküloz hastalarına kıyasla bakteri türlerinde önemli bir artış sergiledi.9 Potansiyel patojenle zenginleşmenin yol açtığı pulmoner topluluğun dengesizliği, entübe/mekanik ventilasyon uygulanan hastalardaki sonuçlarla ilişkilidir.10 Hérivaux ve arkadaşları, IPA'lı hastaları keşfetti spesifik bakteri taksonlarının farklı bir bolluğunu sergilemiştir.11

Mevcut daha yeni teşhis teknikleri ile, hastalığın kapsamlı bir şekilde anlaşılması için IPA'nın klinik özelliklerini ve akciğer mikrobiyomunu yeni bir bakış açısıyla değerlendirmek mümkündür. Bu çalışma, TKP hastalarında IPA'nın klinik özelliklerini ve sonuçlarını tanımlamak, mNGS'nin IPA için tanısal performansını değerlendirmek ve IPA'da klinik özellikler ile akciğer mikrobiyomu arasındaki ilişkiyi ortaya çıkarmak için tasarlanmıştır.

YÖNTEMLER

Çalışma tasarımı ve katılımcılar

Bu, 22 Nisan 2019 ile 30 Eylül 2021 tarihleri ​​arasında Chongqing Tıp Üniversitesinin Birinci Bağlı Hastanesinde TKP tanısı alan ve hastanede yatan (18 yaşından büyük veya eşit) hastalardan oluşan retrospektif bir kohort çalışmasıydı. Aşağıdaki kapsayıcı kriterler: (1) 2007 IDSA/ATS yönergelerini12 karşılayan CAP teşhisi konmuş olmak, (2) bronkoalveolar lavajdan geçmek, (3) numune alımından önceki son 2 hafta içinde antibiyotik maruziyeti olmaması ve (4) galaktomannan (GM) testine sahip olmak, BALF'ın smear, kültür ve BALF mNGS sonuçları. Avrupa Kanser/Mikoz Araştırma ve Tedavi Grubu Çalışma Grubu'nun (EORTIC/MSG) 2019 kriterlerine göre, olası IPA'lı vakalar BALF'ta en az bir konak faktörünün, bir klinik bulgunun ve mikolojik kanıtın varlığını gerektirir.3 Bu çalışmada, GM testi, smear ve kültürü içeren mikolojik test yöntemlerinden biri olarak NGS'nin eklenmesi tanı kriterlerinde bir değişiklik olmuştur. Muhtemel IPA'sı olmayan vakalar, klinik veya radyolojik kanıt kanıtı olmayan veya BALF'ta Aspergillus spp varlığı olmayan hastaları içermiştir. Kayıtlı tüm hastalar, hayatta kalma veya ölüm tarihi hakkında bilgi almak için telefonla takip edildi.

Veri toplama ve mikrobiyolojik testler

Elektronik tıbbi kayıtlardan, demografik bilgileri, klinik verileri, laboratuvar bulgularını, göğüs BT'sini, antifungal tedavileri ve sonuçları içeren standart bir veri toplama formu kullanılarak klinik bilgiler çıkarıldı. Tüm veriler, veri doğruluğunu doğrulamak için iki araştırmacı tarafından bağımsız olarak gözden geçirildi. 7-Kategori sıra ölçeği13, birbirini dışlayan aşağıdaki kategorilerden oluşan çalışma tasarımına göre değiştirildi: kategori 7, ölüm; kategori 6, invazif ventilasyon ve ek organ desteği gerektiren (örn. sürekli renal replasman tedavisi veya ekstrakorporeal membran oksijenasyonu); invaziv mekanik ventilasyon gerektiren kategori 5; non-invaziv ventilasyon veya yüksek akışlı oksijen gerektiren kategori 4; kategori 3, maske veya nazal prong ile ek oksijen gerektiren; kategori 2, hastaneye kaldırıldı, oksijen yok; kategori 1, taburcu edildi. Klinik durumdaki iyileşme, sabit zaman noktalarında (1, 7, 14, 21 ve 28. günler) 7-seviye sıralama ölçeği tarafından değerlendirilen 2 kategorilik bir düşüş olarak tanımlandı.
Serumda GM antijeni ve BALF'de GM testi genellikle kayıtlı tüm hastalarda yapılır. Optik indeks değerleri serumda Greater than or equal to 1.0 veya Greater than or equal to 1.0 BALF'ta veya Greater than or equal to 0 olduğunda sonuç pozitif kabul edildi serumda .7 ve BALF'ta 0.8'den büyük veya eşit. BALF numuneleri mNGS'ye, mikroskopi ile yaymaya ve sıradan mantar kültürüne tabi tutuldu.

Metagenomik yeni nesil dizileme

Standart prosedürlere göre her hastadan 1,5–3 mL BALF toplandı.14 0,6 mL BALF numunesi, enzim ve 1 g 0,5 mm cam boncuk içeren 1,5 mL'lik bir mikrosantrifüj tüpü, bir vorteks karıştırıcı ve bir 0.3 mL numune, 1.5 mL'lik bir mikrosantrifüj tüpüne ayrıldı ve üreticinin kılavuzu izlenerek TIANamp Mikro DNA Kiti (DP316, Tiangen Biotech) kullanılarak DNA özü çıkarıldı.15 DNA kitaplıkları, DNA aracılığıyla oluşturuldu parçalanma, son onarım, adaptör ligasyonu ve PCR amplifikasyonu. Daha sonra kalitesi onaylanmış kütüphaneler, Illumina NextSeq 550 platformu tarafından 75 bp'lik tek okumalarla (Illumina, San Diego, California, ABD) sıralandı.16

Eşsiz moleküler eklenmiş (UMSI) adlı dahili kontrol, DNA ekstraksiyonundan önce numuneye eklenmiştir. UMSI dizisi farklı örneklerde değişiklik göstermiştir. Her bir NGS test çalışması, klinik örneklerle paralel çalışan bir harici negatif kontrol içeriyordu. Analiz sırasında, UMSI dizisi aynıysa veya harici kontrolde bazı patojenlerin okumaları çok yüksekse, numuneler arasındaki kontaminasyon bulunabilir.

Yüksek kaliteli dizileme verileri, düşük kaliteli okumalar çıkarılarak oluşturuldu, ardından Burrows-Wheeler hizalaması kullanılarak insan referans genomuna (hg19) eşlenen insan konakçı dizilerinin hesaplamalı çıkarımı yapıldı.17 Düşük karmaşıklıktaki okumaların çıkarılmasıyla kalan veriler sınıflandırıldı Ulusal Biyoteknoloji Bilgi Merkezi'nden (ftp://ftp.ncbi.nlm.nih.gov/genomes/) indirilen dört mikrobiyal genom veri tabanına (bakteri, mantar, virüs ve parazitler) aynı anda hizalayarak. Sonuçlarımın yorumlanması çevrimiçi ek yöntemlerde görülebilir.

Hasta ve halk katılımı

Hastalar ve halk, bu çalışmanın tasarımı ve yürütülmesine, sonuç ölçütlerinin seçimine veya işe alım süreçlerine dahil edilmemiştir. Bu çalışmanın sonuçları katılımcı ve bağlantılı topluluklara dağıtılmayacaktır.

İstatistiksel analizler

Sürekli değişkenler medyan (IQR) olarak ifade edildi ve Mann-Whitney U testi ile karşılaştırıldı. Kategorik değişkenler sayı (yüzde) olarak ifade edildi ve χ2 testi veya Fisher'in kesin testi ile karşılaştırıldı. Duyarlılığı, özgüllüğü, pozitif öngörü değerini (PPV) ve negatif öngörü değerini (NPV) belirlemek için 2×2 olasılık tabloları oluşturulmuştur. 0.05'ten küçük iki taraflı, istatistiksel olarak anlamlı kabul edildi. İstatistiksel analizler, aksi belirtilmedikçe IBM SPSS Statistics, V.23.0 kullanılarak yapıldı.

Yüksek kaliteli okumalar önce insan referans genomuna (hg19) eşlendi ve ardından insan olmayan okumalar dört mikrobiyal genom veri tabanına (bakteri, mantar, virüs ve parazitler) hizalandı. Negatif kontrollerde (çevrimiçi ek tablo 1) ortaya çıkan arka plan mikrobiyalini çıkardıktan sonra, türlerin göreli bolluğunu tahmin etmek için Bayes yeniden bolluk tahmini kullanıldı (çevrimiçi ek tablo 2). Her numune için alfa çeşitlilik indeksi, Shannon ve Simpson indekslerine göre hesaplandı ve beta çeşitliliği, ağırlıklı UniFrac mesafesi ve Bray-Curtis mesafesine göre hesaplandı. Alfa ve beta analizi için P değerleri, Wilcoxon sıra toplamı testi kullanılarak hesaplandı. Log10 LDA Puanı Büyük veya eşit 2 ve p değeri Küçük veya eşit 0,05 eşikleri ile gruplar arasında önemli ölçüde farklı türler bulmak için doğrusal diskriminant analizi (LDA) etki büyüklüğü kullanıldı. Temsili mikrobiyota ile klinik veriler arasındaki korelasyon Spearman tarafından değerlendirildi.

SONUÇLAR

Hasta alımı ve klinik özellikler

128 BALF örneğine sahip toplam 123 hasta incelendi ve bu çalışmaya 111 hasta dahil edildi.

Yirmi altı hastaya olası IPA (IPA olarak adlandırılır) ve IPA'sız 85 kontrol (kontrol olarak adlandırılır) teşhisi kondu (şekil 1). IPA grubu ile kontrol grubu arasındaki demografik ve klinik özelliklerin karşılaştırmaları Tablo 1'de özetlenmiştir. Çalışma popülasyonunun ortanca yaşı 60 (IQR, 53-73) idi ve yüzde 66,7'si erkekti. Genel olarak, 33 hastanın (yüzde 29,7) sigara içme öyküsü vardı. Yirmi iki hastada (yüzde 19,8) kronik obstrüktif akciğer hastalığı vardı. On beş hasta (yüzde 13,5) kortikosteroid almıştı ve 36 hastanın (yüzde 32,4) bağışıklığı baskılanmış olduğu kabul edildi (çevrimiçi ek tablo 3). Muhtemel IPA'sı olan hastalar, 28 günden uzun kortikosteroidlerle tedavi (yüzde 38,5'e karşı yüzde 5,9 , p=0.{27}}) ve bağışıklığı baskılanmış olanlar da dahil olmak üzere, IPA'sı olmayanlara göre önemli ölçüde daha yüksek bilinen aspergilloz risk faktörlerine sahipti. durumu (yüzde 53,8 - yüzde 25,9 , p=0,008). Sıralı organ yetmezliği değerlendirme skorlaması ve konfüzyon, üre, solunum hızı, kan basıncı ve 65 yaş skorlamasında iki grup arasında başvuru anında anlamlı fark bulunmadı.

Mikrobiyolojik, BT görüntüleri ve laboratuvar bulguları

Aspergillus fumigatus izolatları 26 olası IPA vakasının 6'sında (%23,1), ardından 26 vakanın 3'ünde (%11,5) Aspergillus flavus ve 26'nın 1'inde (%3,8) Aspergillus ustus elde edildi (tablo 2). Bronş duvarı kalınlaşması, IPA'da göğüs BT'sinde daha sık gösterildi (yüzde 44.{14}}'e karşı yüzde 12.8, p=0.000) (tablo 2). IPA hastalarında toplam lenfosit sayısı (774,1 - 1088,9, p=0.{45}}09) ve CD3 artı T lenfosit sayısı (553,0 - 782,6, p=0.016), CD4 artı T lenfosit sayısı (287.9 ​​- 409.5, p=0.031) ve CD4− CD8− T lenfosit sayısı (25.9 - 45.0, p=0.007) ) kontrol hastalarına göre (çevrimiçi ek tablo 4), IPA hastalarının zayıflamış bağışıklık fonksiyonunu gösterir.

Teşhis performansının karşılaştırılması

BALF mNGS'nin ve olası IPA'lı vakaları olası IPA'sız vakalardan ayırmaya yönelik geleneksel testlerin tanısal performansını karşılaştırmak için sonuçlar Şekil 2'de gösterilmiştir. GM testi (yüzde 57,7), Aspergillus spp'yi tespit etmede en yüksek duyarlılığa sahipti, ardından mNGS geldi (yüzde 42,3), kültür (yüzde 3{26}},8) ve yayma (yüzde 7,7). Smear ile karşılaştırıldığında, mNGS'nin duyarlılığı yüzde 42,3'e karşı yüzde 7,7, p=0.{{30}}1) önemli ölçüde daha yüksekti. mNGS, kültür ve smear yüzde 100 özgüllüğe sahipken, GM testi yüzde 92,9 özgüllüğe sahipti ve mNGS (veya kültür veya yayma) ile GM testi (p{ {18}}.029). Aspergillus spp'yi saptamak için mNGS, kültür ve yaymanın PPV'si yüzde 100 iken, GM testi yüzde 71,4'tü. NPV, GM testi (yüzde 87,8), mNGS (yüzde 85,0), kültür (yüzde 82,5) ve yayma (yüzde 78,0) olarak sıralandı ve bu yöntemler arasında anlamlı fark yoktu. 2019 EORTIC'e göre BAL sıvısı GM indeksi 1,0'dan büyük veya eşit veya serum GM indeksi 1,0'dan büyük veya eşit olarak pozitif olarak kullanarak, serumda GM'nin duyarlılığı/özgüllüğü/PPV/NPV'sindeki farklılıkları BALF'a karşı analiz ettik. /MSG. GM BALF'ın duyarlılığında önemli ölçüde daha yüksek, ancak özgüllüğünde GM serumununkinden daha düşüktü (sırasıyla yüzde 57,7'ye karşı yüzde 26,9, p=0,048, yüzde 92,9'a karşı yüzde 100, 0,029). çevrimiçi ek tablo 5. PPV ve NPV'de fark yoktu.

klinik sonuçlar

İki grup arasında 28-gün, 60-gün ve 90-gün ölüm oranlarında anlamlı fark yoktu (tablo 3). Hastane mortalitesi (yüzde 30,8 - yüzde 11,8, p=0,021) ve yoğun bakım ünitesi (YBÜ) ölüm oranları (yüzde 42,1 - yüzde 17,5, p=0,029) IPA grubunda önemli ölçüde daha yüksekti kontrol grubuna göre. 7-Kategori ölçeğinin her bir kategorisine düşen hastaların dağılımı, 28. günde iki grup arasında istatistiksel bir fark gösterdi (p=0.017); ancak, 7-kategori sıralama ölçeğinde 1, 7 ve 14. günlerde istatistiksel testlerle anlamlılığa ulaşılmadı (şekil 3). Muhtemel IPA'sı olan hastaların yüzde 23,1'ine çoklu antifungal ilaçlar uygulanmışken, muhtemel IPA'sı olmayan hastaların yüzde 5,9'u uygulandı (p{29}},01). Muhtemel IPA vakalarında vorikonazol alan hastaların oranı oldukça yüksekti (yüzde 53,9'a karşı yüzde 8,2, p=0.{36}}). İki grup arasında amfoterisin B ve kaspofungin kullanımı açısından anlamlı fark yoktu (tablo 3).

Akciğer mikrobiyomu analizi

IPA'lı hastalarda ve kontrolde akciğer mikrobiyal imzasının genel bileşimini ve çeşitliliğini karşılaştırmak için, olası IPA (adlandırılmış) teşhisi konan 24 vaka (mNGS verilerinin kaybı nedeniyle kayıp 2 hasta) dahil olmak üzere 109 TKP hastasından toplanan BALF örneklerini analiz ettik. IPA) ve muhtemel IPA'sı olmayan 85 vaka (adlandırılmış kontrol). Akciğer topluluklarının çeşitliliğini Shannon ve Simpson çeşitlilik indeksini kullanarak değerlendirdik. Anlamlı farklılıklara rağmen, IPA hastalarında IPA olmayan hastalara kıyasla hem Shannon hem de Simpson çeşitlilik indeksinde çeşitlilikte bir azalma olmuştur (Şekil 4A, B). Ağırlıklı UniFrac metriği ve Bray-Curtis metriğini kullanarak, IPA hastalarının çeşitliliğinin IPA olmayan hastalardan önemli ölçüde farklı olduğunu gözlemledik (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. 

Genel kohortta, Firmicutes, Proteobacteria, Actinobacteria, Bacteroidetes ve Ascomycota en bol filum iken, Prevotella, Streptococcus, Acinetobacter ve Pneumocystis en yaygın cinslerdi (şekil 5A, B). Pneumocystis jirovecii, Acinetobacter baumannii, Lautropia mirabilis, Streptococcus oralis, Corynebacterium striatum, Human betaherpesvirus 5, Rothia mucilaginosa, Staphylococcus aureus, Prevotella melanogenic, Nocardia Farcinica olarak sıralanan türlerde ilk 10'un göreli bolluğu, sadece H. betaherpesvirus 5 ile iki grup arasında önemli ölçüde farklı (şekil 5C). Kontrolleriyle karşılaştırıldığında IPA'daki diferansiyel türlere odaklanarak, LDA Puanı 2'den büyük veya eşit olan 21 tür bulduk ve 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).

Klinik veriler ile IPA'nın akciğer mikrobiyotası arasındaki ilişkiyi daha fazla araştırmak için, klinik sonuçlar ve laboratuvar bulguları ile önemli ölçüde farklı 21 tür üzerinde Spearman'ın sıra tabanlı korelasyon testini gerçekleştirdik (şekil 6A). 19 farklı türün 7 klinik sonuç ve 22 laboratuvar biyobelirteci, özellikle S. salivarius, P. Sinensis ve H. betaherpesvirus 5 ile önemli ölçüde ilişkili olduğunu gözlemledik. lenfositler, T lenfositler, T yardımcı hücreler, sitotoksik T lenfositler, B lenfositler, serum potasyum ve albümin ve aspartat aminotransferaz, direkt bilirubin ve D-dimer ile negatif akrabadır. Oysa S. salivarius, YBÜ mortalitesi, YBÜ kalış süresi, hastane mortalitesi, 28. gündeki mortalite ve 28 gün içinde ek oksijenden bağımsız olma süresi dahil olmak üzere 11 klinik sonuçla ağırlıklı olarak negatif ilişkiliydi ve hastanede kalış mortalitesi ile pozitif korelasyonluydu. 28. günde, 28 gün içinde ventilatörsüz günler ve klinik durumda iyileşme süresi. S. salivarius'a benzer şekilde P. timonensis, toplam lenfositler, T lenfositler, T yardımcı hücreler, CD4− CD8− T hücreler, B lenfositler ve serum potasyum dahil olmak üzere altı laboratuvar biyobelirteçine göre pozitif ve prokalsitonin ile negatif korelasyon gösterdi.

Aynı şekilde, P. timonensis yoğun bakımda kalış süresi ve hastane mortalitesi ile esas olarak negatif, ancak 28 gün içindeki ventilatörsüz günlerle pozitif olarak ilişkiliydi. S. salivarius ve P. Sinensis'in aksine, H. betaherpesvirus 5, toplam lenfositler, T lenfositler, T yardımcı hücreler, CD4 artı CD8 artı T hücreler, B lenfositler ve serum potasyum dahil olmak üzere altı laboratuvar biyobelirteçiyle negatif olarak ilişkiliydi ve kan üre azotu. Bu arada, H. betaherpesvirus 5, yoğun bakımda kalış süresi ve 28 gün içinde ek oksijen bağımsızlığına kadar geçen süre ile temel olarak negatif korelasyona sahipti. Bu gözlemler, akciğerdeki mikrobiyal toplulukların disbiyozunun hastanın patofizyolojik koşullarıyla ilişkili olduğunu ve dolayısıyla klinik sonuçları etkileyebileceğini öne sürdü.

Önemli ölçüde farklı 21 türün klinik etkisini daha fazla araştırmak için, kümülatif olasılık eğrisini çizerek hayatta kalma analizini yaptık. Şekil 6B ve C'de gösterildiği gibi, A. fumigatus ve H. betaherpesvirus 5'in saptanması, daha kötü YBÜ sonuçlarının önemli ölçüde habercisiydi (p=0.045, 0.032) . Şekil 6D, E'de, S. salivarius ve P. timonensis'in saptanmasının, iyileştirilmiş YBÜ sonuçları için son derece önemli bir öngörü olduğunu bulduk (p=0.0031, 0.0054). Bu nedenle, TKP'nin akciğer mikrobiyotasında, YBÜ sonuçlarının topluluk bileşimi, özellikle A. fumigatus, H. betaherpesvirus 5, S. salivarius ve P. Sinensis tarafından tahmin edilebileceği sonucuna vardık.

TARTIŞMA

Bu retrospektif kohort çalışmasında İPA'nın klinik özelliklerini inceledik. İlginç bir şekilde, olası Aspergillus enfeksiyonuna sahip olarak sınıflandırılan hastaların, kontrol grubuyla karşılaştırıldığında anlamlı olarak daha yüksek hastane mortalitesi (yüzde 30,8) ve YBÜ mortalitesi (yüzde 42,1) olduğunu kaydettik. 28. gündeki mortalite, istatistiksel olarak anlamlı olmamakla birlikte, IPA hastalarında kontrol grubuna göre sayısal olarak daha yüksekti. Bu veriler, Aspergillus enfeksiyonu olan hastaların daha yüksek bir erken ölüm oranına sahip olma eğiliminde olduğunu öne sürdü. Önceki çalışma, yoğun bakım ünitesi ölümlerinin tahminen yüzde 45'ini ve hastane ölümlerinin yüzde 26'sını bildirdi18 Nadir bir IPA varlığı olan invaziv trakeobronşiyal aspergilloz arasında, 30-günlük ve 90-günlük ölüm oranlarının her ikisi de yüzde 90'a kadar çıkıyordu. 19 Loughlin ve arkadaşları, olası Aspergillus enfeksiyonu olan hastalarda YBÜ mortalitesinin, Aspergillus enfeksiyonu olmayanlara göre anlamlı şekilde yüksek olmadığını bildirdi4, bu muhtemelen YBÜ ortamındaki ventilatörle ilişkili pnömoni hasta kohortunun genel olarak kritik durumundan kaynaklanmaktadır. Bu çalışmada, TKP'li kayıtlı hastaların genel durumu nispeten hafifti; bu, Aspergillus enfeksiyonu ile belirgin şekilde kötüleşebilir ve potansiyel olarak yaşamı tehdit edebilir.

Cornillet ve arkadaşları, özellikle nötropenisi olmayan hastalarda, IPA hastalarının spesifik olmayan klinik özelliklerinin ve teşhis zorluklarının, kolayca yetersiz tedaviye ve tedavinin gecikmeli başlatılmasına yol açarak yüksek mortalite ve morbiditeye yol açtığını öne sürmüşlerdir.20 IPA'lı hastaların yıkıcı ölüm oranları göz önüne alındığında, zamanında ve morbidite ve mortalite oranını azaltmak için etkili antifungal tedavi için doğru teşhis vurgulanır ve acilen gereklidir. Son on yılda, GM tespiti, IPA tanısında yaygın olarak kullanılmaktadır.21 Bununla birlikte, serum numuneleri için GM testinin, nötropenik olmayan konakçılarda IPA teşhisinde sınırlı duyarlılığı vardır.22 Bunun yerine, hastaların BAL sıvı numunelerinde GM tespiti at risk IPA mükemmel tanısal doğruluğa sahiptir,23 24 çünkü GM seruma kıyasla BAL sıvısında daha erken ve daha yüksek konsantrasyonlarda salınır.25 Son zamanlarda mNGS, mantar hastalıklarının tanısında giderek daha önemli bir rol oynamaktadır. Ding ve arkadaşları, Candida albicans'ı tespit etmede mNGS'nin duyarlılığının kültürden önemli ölçüde daha yüksek olduğunu gösterdi. 9 Bu çalışmada BALF, doğrudan alt solunum yolundan toplandı ve bu da oral mikrobiyotadan kontaminasyonu önledi. BALF'de Aspergillus mNGS, kültür, yayma ve GM testi ile saptandı. Sonuçlar, NGS'nin Aspergillus tespitinde kültüre benzer özgüllüğe ve PPV'ye sahip olduğunu gösterdi. mNGS'nin hassasiyeti GM testinden daha düşük olmasına rağmen, mNGS smearden daha fazla hassasiyet ve serum ve BALF GM testlerinden daha fazla özgüllük göstermiştir. Bu sonuçlar, mNGS'nin Aspergillus'u saptamak için kültüre dayalı olmayan yararlı bir test işlevi gördüğünü gösterdi ve bu, IPA riski taşıyan hastaların tanısında rutin mikrobiyolojik testlerin tamamlayıcısı olduğunu düşündürdü.

Çalışmamız, Aspergillus'lu TKP hastalarının, bağışıklığı baskılanmış durum ve kortikosteroid tedavisi nedeniyle bakteriyel veya (ve) viral enfeksiyonla ko-enfekte olma olasılığının daha yüksek olduğunu keşfetti. Bağışıklığı baskılanmış influenza hastalarının IPA insidansının yüzde 32'ye kadar çıktığı bildirilirken, bağışıklığı baskılanmamış grip vaka grubunda bu oran yüzde 14'tür.18 COVID-19 pandemisinin ortaya çıkmasıyla birlikte ve şiddetli COVID-19,26 COVID-19-ilişkili pulmoner aspergilloz (CAPA) hastalarında kortikosteroid kullanımı birkaç vaka raporunda bildirilmiştir.27–29 Bir meta-analizde, CAPA'nın insidansı ve mortalitesi yoğun bakımda ise sırasıyla yüzde 10,2 ve yüzde 54,9 olarak tahmin edildi.30

Çok sayıda hastalıkta mikrobiyal imzaları analiz etmek için kullanılabilen mNGS verilerindeki geniş mikrobiyal okumalar nedeniyle, çalışmamız mNGS verilerini analiz ederek IPA hastaları ve IPA olmayan CAP hastaları arasındaki mikrobiyomun yapısı ve bileşimindeki farkı keşfetmeye çalıştı. Mevcut çalışmamız 24 IPA hastasının ve 85 IPA olmayan TKP hastasının akciğer mikrobiyotasını içermektedir. 109 TKP hastasının tamamı için farklı mikrobiyota ve klinik veriler arasındaki ilişki araştırıldı. Alfa çeşitliliği için, IPA hastalarında ve IPA olmayan TKP hastalarında mikrobiyotanın Shannon indeksi ve Simpson indeksinde anlamlı bir fark yoktu, bu da toplulukların numune içi çeşitliliğinin IPA hastaları ve IPA olmayan hastalar arasında benzer olduğunu gösteriyor.

Beta çeşitliliği için, sonuçlarımız ağırlıklı UniFrac mesafesinde (p=2,1×10−6) ve Bray-Curtis mesafesinde (p=0,033) IPA ve IPA olmayanlar arasında çarpıcı bir fark gösterdi. Aspergillus spp'nin IPA tanısı alan hastalarda akciğer mikrobiyota yapısı üzerindeki potansiyel etkisini gösteren TKP hastaları. Benzer çalışmalar, IPA ve kontroller arasındaki mikrobiyotanın beta çeşitliliğinde önemli farklılıklar göstermiştir.11 Bunun nedeni, kontrollerdeki nedensel ajanların karmaşık olması olabilir; bunlar herhangi bir CAP patojeni olabilir (bakteriler, virüsler, mantarlar, parazitler ve hatta atipik patojenler) Aspergillus hariç. Dolayısıyla kontroldeki akciğer mikrobiyal heterojenitesi, IPA'dan daha yüksekti. Bu arada, bu çalışmalar Firmicutes, Proteobacteria, Actinobacteria ve Bacteroidetes'in IPA kohortunda en fazla bulunan filumlar olduğunu gösterdi.11 Bununla birlikte, çalışmamız bakterilerin ötesinde Ascomycota'nın nispi bolluğunun filum seviyesinde de yüksek olduğunu buldu. metagenomik, bakteriler, mantarlar, virüsler ve parazitler dahil olmak üzere mikrobiyotanın neredeyse tüm nüklei asitlerini toplayabilir.

Önemli ölçüde farklı türler, özellikle S. salivarius, P. Sinensis ve H. betaherpesvirus 5, klinik verilerle güçlü bir şekilde ilişkiliydi. S. salivarius ve P. timonensis, T lenfositleri gibi laboratuvar biyobelirteçleriyle pozitif, hastane mortalitesi gibi klinik sonuçlarla negatif ilişkiliydi. Oysa H. betaherpesvirus 5, T lenfositleri gibi laboratuvar biyobelirteçleri ile negatif, hastane mortalitesi gibi klinik sonuçlarla pozitif olarak ilişkilidir. Önceki çalışmalar, S. salivarius'un faringeal epitel hücrelerine pnömokokal yapışmayı engelleyebilen probiyotik bir bakteri olduğunu göstermiştir.31 Ayrıca başka bir çalışma, S. salivarius izolatlarının Haemophilus influenzae, Moraxella catarrhalis, Streptococcus pneumoniae, Streptococcus pyogenes ve Staphylococcus aureus. 32 Tüm bu çalışmalar, S. salivarius'un hastaların daha iyi klinik sonuçları ile pozitif korelasyon gösterdiği çalışmamızla aynı zamana denk geldi.

S. salivarius'un olası mekanizması, hastaların iyileşen sonuçlarıyla pozitif olarak ilişkilidir, potansiyel patojenin büyümesini önleyebilmeleri ve konakçı bağışıklık sistemini aktive edebilmeleri olabilir. P. Sinensis için önceki bir çalışma, P. timonensis'in üç boyutlu endometriyal epitel hücre modelinde zarla ilişkili müsinlerin ekspresyonunu önemli ölçüde indükleyebildiğini ve epitel yüzeyinde biyofilm oluşturduğunu ve bunun da diğer bakterilerin yapışmasını etkilediğini gösterdi. .33 Hastaların daha iyi klinik sonuçları ile pozitif korelasyonun nedeni, P. Sinensis'in akciğerde kolonizasyon direnci ve konakçı bağışıklık sisteminin aktivasyonu olabilir. Klinik ortamlarda, H. betaherpesvirus 5, sağlıklı insanlarda yaşam boyu süren gizli enfeksiyonlar oluşturabilir. Bununla birlikte, bağışıklığı baskılandığında, H. betaherpesvirus 5, örneğin katı organ nakli alıcıları ve HIV pozitif hastalarda yeniden aktive edilebilir.34 Dolayısıyla, H. betaherpesvirus 5'in yeniden aktivasyonu, zayıflamış bağışıklık sistemini ve IPA hastalarının kötü klinik sonuçlarını gösterdi. .

Çalışmamızın birkaç kısıtlılığı vardır. İlk olarak, retrospektif çalışma, toplanan verileri analiz etmek için tasarlandı ve nispeten küçük bir örneklem boyutuyla sınırlıydı; İkincisi, bu gözlem çalışmasıydı. Akciğer mikrobiyotası ile klinik veriler arasında bazı ilginç korelasyonlar bulmamıza rağmen, nedensel ilişkinin, çalışmamızın bir sonraki adımı olacak bir hayvan deneyi gibi prospektif bir kohort çalışması veya mekanizma deneyi ile çözülmesi gerekiyor. Aksi takdirde, çalışma, kesin olarak yeni EORTIC/MSG 2019 tanı kriterlerine dayalı olarak olası Aspergillus enfeksiyonu olan hastaları tanımlamıştır, bu nedenle birkaç vaka, klasik konak faktörlerinin olmaması nedeniyle olası bir IPA tanısı için kriterleri karşılayamamıştır.

katkıda bulunanlar

Çalışma konsepti ve tasarımı: YL, ZA ve HX. Veri toplama: ZA, ML, HL ve MD. Verilerin analizi ve yorumlanması: ZA ve HX. Makalenin hazırlanması: ZA, HX ve YL. Önemli entelektüel içerik için makalenin kritik revizyonu: HX, ZA ve YL. İstatistiksel analiz: ZA, HL ve HX. İdari, teknik veya malzeme desteği: HX, HL ve YL. Tüm yazarlar makaleye katkıda bulundu ve gönderilen sürümü onayladı.

Finansman

Chongqing tıbbi bilimsel araştırma projesi (Chongqing Sağlık Komisyonu ve Bilim ve Teknoloji Bürosu'nun ortak projesi (2022GDRC010)).

Rekabet eden çıkarlar

Hiçbiri beyan edilmedi.

Hasta ve halk katılımı

Hastalar ve/veya halk, bu araştırmanın tasarımı, yürütülmesi, raporlanması veya yaygınlaştırılması planlarına dahil edilmemiştir.

Yayın için hasta onayı

Uygulanamaz.

etik onayı

Bu çalışma insan katılımcıları içermektedir. Bu çalışma, Chongqing Tıp Hastanesinin Birinci Bağlı Hastanesinin etik kurulu tarafından onaylandı (onay numarası 2021-301). Katılımcılar, katılmadan önce çalışmaya katılmak için bilgilendirilmiş onam verdi.

Köken ve akran değerlendirmesi

görevlendirilmemiş; dışarıdan hakemli.

Veri kullanılabilirliği bildirimi

Çalışmayla ilgili tüm veriler makaleye dahil edilir veya çevrimiçi ek bilgi olarak yüklenir.

ek malzeme

Bu içerik yazar(lar) tarafından sağlanmıştır. BMJ Publishing Group Limited (BMJ) tarafından incelenmemiştir ve hakem denetiminden geçmemiş olabilir. Tartışılan herhangi bir görüş veya öneri yalnızca yazar(lar)a aittir ve BMJ tarafından onaylanmamıştır. BMJ, içeriğe güvenilmesinden kaynaklanan tüm yükümlülük ve sorumlulukları reddeder. İçeriğin herhangi bir çevrilmiş materyal içerdiği durumlarda, BMJ çevirilerin doğruluğunu ve güvenilirliğini garanti etmez (yerel düzenlemeler, klinik kılavuzlar, terminoloji, ilaç adları ve ilaç dozajları dahil ancak bunlarla sınırlı olmamak üzere) ve herhangi bir hatadan ve/ veya çeviri ve uyarlamadan veya başka bir şekilde kaynaklanan eksiklikler.

Açık Erişim

Bu, Creative Commons Attribution Non-Commercial (CC BY-NC 4.0) lisansı tarafından dağıtılan ve başkalarının bu eseri ticari olmayan bir şekilde dağıtmasına, yeniden düzenlemesine, uyarlamasına, üzerine inşa etmesine izin veren açık erişimli bir makaledir ve orijinal esere uygun şekilde atıfta bulunulması, uygun kredinin verilmesi, yapılan herhangi bir değişikliğin belirtilmesi ve kullanımın ticari olmaması koşuluyla, türev çalışmalarını farklı koşullarla lisanslayabilir. http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/ adresine bakın.

REFERANSLAR

1 Taccone FS, Van den Abeele AM, Bulpa P, et al. Kritik hastalarda invaziv aspergilloz epidemiyolojisi: klinik sunum, altta yatan koşullar ve sonuçlar. Kritik Bakım 2015;19:7.

2 Danion F, Rouzaud C, Duréault A ve diğerleri. Neden bu kadar çok invaziv aspergilloz vakası atlanıyor? Tıbbi Mikoloji 2019;57:S94–103.

3 Donnelly JP, Chen SC, Kauffman CA, et al. Avrupa Kanser Araştırma ve Tedavi Örgütü ve Mikozlar Çalışma Grubu Eğitim ve Araştırma Konsorsiyumu'ndan invaziv mantar hastalığının konsensüs tanımlarının revizyonu ve güncellenmesi. Clin Infect Dis 2020;71:1367–76.

4 Loughlin L, Hellyer TP, White PL, et al. Birleşik Krallık yoğun bakım ünitelerinde ventilatörle ilişkili pnömoni şüphesi olan hastalarda pulmoner aspergilloz. Am J Respir Crit Care Med 2020;202:1125–32.

5 Hage CA, Carmona EM, Evans SE, et al. Klinisyenler için özet: akciğer ve yoğun bakım uygulamalarında mantar enfeksiyonlarının tanısında mikrobiyolojik laboratuvar testleri. Yıllıklar ATS 2019;16:1473–7.

6 Mitchell SL, Simner PJ. Klinik mikrobiyolojide yeni nesil dizileme: henüz orada değil miyiz? Clin Lab Med 2019;39:405–18.

7 Liu X, Chen Y, Ouyang H ve ark. Bronkoalveoler lavaj sıvısında metagenomik yeni nesil dizileme ile tüberküloz teşhisi: enine kesitsel bir analiz. Int J Infect Dis 2021;104:50–7.

8 Sun T, Wu X, Cai Y ve ark. Bağışıklığı baskılanmış erişkinlerde ciddi toplum kökenli pnömoninin patojenik tanısı ve antibiyotik yönetimi için metagenomik yeni nesil dizileme. Ön Hücre Enfekte Mikrobiol 2021;11:661589.

9 Ding L, Liu Y, Wu X ve ark. Patojen metagenomikleri, bakteriyolojik olarak doğrulanmış ve negatif tüberküloz hastaları arasında farklı akciğer mikrobiyota imzalarını ortaya koymaktadır. Ön Hücre Enfekte Mikrobiol 2021;11:708827.

10 Dickson RP, Schultz MJ, van der Poll T, et al. Akciğer mikrobiyotası, kritik hastalarda klinik sonuçları öngörür. Am J Respir Crit Care Med 2020;201:555–63.

11 Hérivaux A, Willis JR, Mercier T ve ark. Akciğer mikrobiyotası, invaziv pulmoner aspergilloz ve bunun immün sistemi baskılanmış hastalardaki sonucunu tahmin eder. Toraks 2022;77:283–91.

12 Mandell LA, Wunderink RG, Anzueto A, et al. Amerika Bulaşıcı Hastalıklar Derneği/Amerikan Göğüs Derneği yetişkinlerde toplumdan edinilmiş pnömoninin yönetimine ilişkin konsensüs kılavuzları. Clin Infect Dis 2007;44 Ek 2:S27–72.

13 Wang Y, Fan G, Horby P ve ark. Mevsimsel grip A veya B virüsü enfeksiyonu nedeniyle hastaneye kaldırılan yetişkinlerin karşılaştırmalı sonuçları: 7-kategori sıralama ölçeğinin uygulanması. Forum Infect Dis 2019;6:ofz053'ü açın.

14 Chen X, Ding S, Lei C ve ark. Pnömonide kan ve bronkoalveoler lavaj sıvısı metagenomik yeni nesil dizileme. Can J Infect Dis Med Microbiol 2020;2020:6839103.

15 Uzun Y, Zhang Y, Gong Y ve ark. Yoğun bakım hastalarında yeni nesil dizileme teknolojisi ile hücresiz DNA ile sepsis teşhisi. Arch Med Res 2016;47:365–71.

For more information:1950477648nn@gmail.com