When is it truly pneumonia? The airway microbiome might hold clues
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对于因呼吸衰竭住院的患者来说，诊断肺炎可能具有挑战性，尤其是当患者是儿童时。
儿童的上咽喉和呼吸道中经常携带可能导致肺炎的致病细菌 。但加州大学旧金山分校（UCSF）传染病医生兼临床研究员艾米丽·莱顿医学博士表示，仅仅因为存在这些细菌并不一定意味着发生了感染。
这些病原体可能只是暂时安家落户了。
“呼吸道是一个非无菌环境，它直接与外界相连，直达你的口腔。你知道，那里有很多微生物，”莱顿告诉 CIDRAP 新闻。
这一点在儿童住院期间尤为重要——医院环境充斥着潜在的致病微生物。研究发现，在因非感染性疾病而接受气管插管的患者中，近一半的患者在 24 小时内气道内就会出现潜在致病菌定植。
但例如，当一名插管患儿的金黄色葡萄球菌检测呈阳性时，临床医生无法确定这是否是导致肺炎的原因。因为目前还没有这样的检测方法。
莱顿表示，在呼吸道中检测到病原体可能导致肺炎的过早诊断和不必要的抗生素治疗。此外，它还可能导致忽略其他非感染性呼吸衰竭病因，例如心脏病或自身免疫性疾病。
“我们所有的诊断测试都是基于识别病原体，”她说。“但它们无法区分该病原体是引起感染的病原体，还是仅仅是伴随感染而来的病原体。”
微生物多样性崩溃伴随真正的感染
为了更好地了解下呼吸道在真正发生感染时的情况，莱顿和他的研究团队对 2015 年 2 月至 2017 年 12 月期间，美国八家医院 326 名重症机械通气患儿的气管吸出物中的 RNA 进行了测序。他们的研究结果已于上周发表在 《自然通讯》杂志上。
他们的目的是观察患有下呼吸道感染 (LRTI) 的儿童与偶然携带病原体 (IPC) 的儿童在肺部微生物组的组成和功能方面是否存在差异。
“要了解这些差异，你需要从整体上看待下呼吸道中的微生物群落，”共同作者、加州大学旧金山分校传染病医生兼教授查尔斯·兰格利尔医学博士、哲学博士说道。
在另一项由评审小组进行的回顾性临床数据分析中，207名儿童被临床诊断为由呼吸道病原体引起的下呼吸道感染，119名儿童的呼吸衰竭病因并非感染性。在这些儿童中，70名患有感染性肺炎，49名未检测到病原体（对照组）。
我们所有的诊断测试都是基于识别病原体……但它们无法区分该病原体是引起感染的病原体，还是仅仅是伴随感染而来的病原体。
呼吸道合胞病毒（RSV）是检测到的最常见呼吸道病原体，在下呼吸道感染组中检出率为 53%，在侵袭性肺炎组中检出率为 13%。其他检测到的病原体包括流感嗜血杆菌、铜绿假单胞菌、肺炎链球菌和金黄色葡萄球菌。
对气管吸出物中的 RNA 进行测序，揭示了真正的感染和侵袭性肺炎球菌感染（IPC）影响肺部微生物群的不同方式。莱顿解释说，在确诊为下呼吸道感染的儿童中，微生物多样性急剧下降，致病菌排挤其他微生物并成为主导菌群。
她说：“然而，在患有 IPC 的儿童中，微生物群相对平衡，病原体只是检测到的众多不同细菌中的一种。”
一种有前景的生物标志物
他们还发现，肺炎患儿的宿主反应与 IPC 患儿不同。这体现在下呼吸道液体中 FABP4 （一种在炎症中发挥作用的蛋白质）表达的“显著差异”上。IPC 组和对照组的 FABP4 水平没有差异。
兰格利尔说：“我们发现，下呼吸道中这种基因的水平在区分真正的感染和偶然的病原体携带方面非常准确。这种基因已成为区分这两种状态非常有前景的生物标志物。”
兰格利尔表示，研究结果强调了肺炎和下呼吸道感染代表了“宿主与微生物之间的动态关系”。
莱顿和兰格利尔表示，他们计划在成年人中开展类似的研究，以观察微生物和宿主之间的差异是否与他们在儿童中发现的相似。最终，他们希望随着 RNA 测序技术的成本降低和速度提升，这些发现能够转化为一种快速诊断测试，该测试可以结合宿主和微生物的特征，帮助临床医生准确识别真正的呼吸道感染并进行正确的治疗。
“这就是我们的目标，”莱顿说道。
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