市中肺炎患者における侵襲性肺アスペルギルス症の臨床的特徴、診断、転帰および肺マイクロバイオーム分析
Jul 14, 2023
抽象的な
バックグラウンド
市中肺炎 (CAP) 患者において、浸潤性肺アスペルギルス症 (IPA) は依然として過小評価されています。 この研究は、CAP患者におけるIPAの臨床的特徴と転帰を説明し、IPAに対するメタゲノム次世代シーケンス（mNGS）の診断性能を評価し、mNGSデータを介して肺マイクロバイオームを分析することを目的としています。
昨今、新型コロナウイルス肺炎の流行が世界中で大きな注目を集めています。 免疫は病気に対する体の防御の第一線であるため、多くの人が自分の免疫力が十分に強いかどうかに注意を払い始めています。 この記事では、肺炎と免疫の関係について探ります。
肺炎は重篤な呼吸器感染症であり、さまざまな原因によって引き起こされる炎症性疾患です。 風邪、インフルエンザ、新型コロナウイルスなどのウイルスはすべて肺炎を引き起こす可能性があります。 この病気の焦点は、呼吸器系に不可逆的な損傷を引き起こし、呼吸不全を引き起こす可能性があることです。
しかし、免疫力が十分であれば、体はウイルスや細菌と戦う準備が整います。 これは主に、体内で最も重要な免疫細胞の 1 つである白血球によるものです。 白血球は侵入した病原体を認識して直接攻撃することができ、また病原体の侵入を防ぐために抗体を分泌することもできます。
白血球に加えて、免疫系の他の重要な構成要素には、リンパ球および食作用が含まれます。 リンパ球は外来の病原体を認識することで免疫システムを活性化しますが、食作用は、特定の種類の白血球が侵入した細菌などの病原体を飲み込んで分解することです。
したがって、免疫システムを健康に保つことは、肺炎などの呼吸器感染症を防ぐ効果的な方法です。 深海魚、ナッツ、豆、イチゴ、ブルーベリーなど、ビタミン、タンパク質、抗酸化物質が豊富な食品を食べることで免疫力を高めることができます。 さらに、禁煙、運動量の増加、質の高い睡眠の維持、ストレスの軽減など、健康を維持することも非常に重要です。
つまり、肺炎などの呼吸器感染症を避けるためには、良好な免疫力を維持することが不可欠です。 健康的な食事、適切な運動、睡眠習慣を通じて体の免疫力を向上させる必要があります。 身体の防御機構を強化し、肺炎などの病気を防ぐために、ライフスタイルを合理的に計画しましょう。 この観点からも免疫力を高める必要があります。 肉灰には多糖類、2つのキノコ、黄李などのさまざまな生物学的に活性な成分が含まれているため、カンクイは免疫力を大幅に向上させることができます。これらの成分は免疫系を刺激し、システム内のさまざまな種類の細胞の免疫活性を高めます。
メソッド
この後ろ向きコホート研究には、2019年4月22日から2021年9月30日までのCAP患者が含まれていました。臨床データと微生物学的データが分析されました。 mNGS の診断性能を従来の検出方法と比較しました。 mNGS によって検出された肺マイクロバイオームの特徴が明らかにされ、臨床的特徴との関連性が評価されました。
主な成果
CAP患者111人中26人（23.4パーセント）がIPAと診断された。 IPAを有する患者は、IPAを有さない患者と比較して、免疫力の低下、病院での死亡率（30.8パーセント対11.8パーセント）、および集中治療室での死亡率（42.1パーセント対17.5パーセント）を示した。 ガラクトマンナン (GM) 抗原検査はアスペルギルス属菌の検出感度が最も高く (57.7 パーセント)、次いで mNGS (42.3 パーセント)、培養 (30.8 パーセント)、塗抹標本 (7.7 パーセント) でした。 マグカップ、培養物、塗抹標本の特異性は 100 パーセントでしたが、GM 検査の特異性は 92.9 パーセントでした。 IPA の微生物構造は、非 IPA 患者とは大きく異なりました (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.
結論
私たちの結果は、アスペルギルス感染症患者の早期死亡率が高い傾向があることを明らかにしました。 NGS は、アスペルギルス感染のリスクがある患者の診断における日常的な微生物検査を補完するものとして提案される可能性があります。 肺微生物叢は、IPA の炎症、免疫、代謝状態に関連しており、したがって臨床転帰に影響を与えます。
導入
浸潤性肺アスペルギルス症 (IPA) は罹患率と死亡率の重要な原因であり、通常、HIV 感染患者のほか、コルチコステロイド療法を受けている患者、移植レシピエント、または血液がんなどの免疫不全状態の宿主に影響を及ぼします。医療資源が不足しており、新たな危険因子が過小評価されているため、死後にのみ診断されます。2 IPA の臨床診断には、宿主因子、臨床的特徴、および菌学的証拠が含まれます。3 組織サンプルが入手できないこと、培養の感度が低いこと、検査の適用性が低いことから生じる問題があります。伝統的な宿主要因と典型的な臨床所見および放射線学的所見の欠如は、IPA 患者の診断の遅れや見逃しにつながります。4 最近発行された真菌感染症の診断に関する米国胸部学会の臨床診療ガイドラインでは、文化に依存しない診断検査に焦点を当てており、次のような強い推奨事項が示されています。 ＰＣＲによる気管支肺胞洗浄液（ＢＡＬＦ）中のアスペルギルスＤＮＡの検出。５．
過去 10 年間、病原性 DNA の定量化と配列決定のための分子法の開発により、さまざまな微生物の検出が大幅に容易になりました。 メタゲノム次世代シーケンス (NGS) は現在、臨床現場での感染症の診断、特に非標的アプローチでの特定の病原体、未確認の病原体、または混合病原体に対する診断に広く適用されています6。これにより、結核菌複合体の検出率が向上し7、免疫不全の重症市中肺炎（CAP）患者における混合病原体の検出が容易になります8。 現在まで、肺アスペルギルス感染症の検出におけるNGSの診断性能は明らかではありません。
最近、肺マイクロバイオームの組成と多様性の変動が多数の呼吸器疾患にわたって報告され、正確な診断のための新たな視点が提供されました。 細菌学的に結核と確認された患者は、結核陰性の患者と比較して細菌種のかなりの増加を示した。9 潜在的な病原体の濃縮によって引き起こされる肺コミュニティの不均衡は、挿管/人工呼吸器を装着した患者の転帰と相関している。10 Hérivaux らは IPA 患者を発見した。特定の細菌分類群の豊富さが異なることが示されました。11
新しい診断技術が利用可能になったことにより、IPA の臨床的特徴と肺マイクロバイオームを新しい視点から評価して、この疾患を包括的に理解することが可能になりました。 この研究は、CAP患者におけるIPAの臨床的特徴と転帰を説明し、IPAに対するmNGSの診断性能を評価し、IPAにおける臨床的特徴と肺マイクロバイオームとの関係を明らかにすることを目的として設計された。
方法
研究デザインと参加者
これは、2019年4月22日から2021年9月30日までに重慶医科大学第一付属病院でCAPと診断された入院患者（18歳以上）で構成された後ろ向きコホート研究でした。この研究に登録された患者は以下の条件を満たす必要があります。以下の包括的基準：(1) 2007 IDSA/ATS ガイドラインを満たす CAP と診断された 12、(2) 気管支肺胞洗浄を受けている、(3) サンプル採取前の過去 2 週間に抗生物質への曝露がない、および (4) ガラクトマンナン (GM) 検査を受けている、 BALF のスミア、培養、および BALF mNGS の結果。 欧州がん研究治療機構研究グループ (EORTIC/MSG) の 2019 基準によれば、IPA の可能性が高い症例には、BALF における少なくとも 1 つの宿主因子の存在、臨床症状、および菌学的証拠が必要です。3この研究では、診断基準の修正として、GM 検査、塗抹標本、培養などの菌学的検査法の 1 つとして NGS が追加されました。 IPA の可能性が低い症例には、臨床的証拠や放射線学的証拠、または BALF 内にアスペルギルス属の存在の証拠がない患者が含まれていました。 登録されたすべての患者は電話で追跡調査され、生存または死亡日について尋ねられました。
データ収集と微生物検査
臨床情報は、標準化されたデータ収集フォームを使用して電子医療記録から抽出されました。これには、人口統計情報、臨床データ、検査所見、胸部 CT、抗真菌治療、および転帰が含まれます。 データの正確性を検証するために、すべてのデータは 2 人の研究者によって個別にレビューされました。 7- カテゴリ順序尺度 13 は、次のような相互に排他的なカテゴリで構成される研究デザインに基づいて変更されました。カテゴリ 7、死亡。 カテゴリー6、侵襲的換気および追加の臓器サポート（例、継続的腎代替療法または体外膜型酸素供給）を必要とする。 カテゴリー 5、侵襲的機械換気を必要とする。 カテゴリー 4、非侵襲的換気または高流量酸素を必要とする。 カテゴリー 3、マスクまたは鼻プロングによる酸素補給が必要。 カテゴリー 2、入院、酸素供給なし。 カテゴリー1、退院。 臨床状態の改善は、固定時点（1、7、14、21、および28日目）における7-レベル順序尺度によって評価される2つのカテゴリーの低下として定義されました。
血清中の GM 抗原および BALF 中の GM の検査は、通常、登録されたすべての患者に対して行われます。 光学的指数値が血清中 1.0 以上、または BALF 中 1.0 以上、または 0 以上の場合、結果は陽性とみなされます。血清中 .7、BALF 中 0.8 以上。 BALF 標本は、mNGS、顕微鏡による塗抹標本、および通常の真菌培養に供されました。
メタゲノミクス次世代シーケンシング
標準手順に従って、各患者から 1.5 ～ 3 mL の BALF を収集しました。14 0.6mL BALF サンプル、酵素、および 1g の 0.5mm ガラスビーズを含む 1.5mL 微量遠心管を、ボルテックスミキサーを使用し、0.3mL のサンプルを 1.5mL 微量遠心管に分離し、メーカーのマニュアルに従って TIANamp Micro DNA Kit (DP316、Tiangen Biotech) を使用して DNA を抽出しました。DNA を通じて 15 個の DNA ライブラリーを構築しました断片化、末端修復、アダプターライゲーション、および PCR 増幅。 次に、品質が確認されたライブラリーを Illumina NextSeq 550 プラットフォームで 75 bp のシングルリードで配列決定しました (Illumina、サンディエゴ、カリフォルニア、米国)。16
ユニーク分子スパイクイン (UMSI) と呼ばれる内部対照を、DNA 抽出前にサンプルに添加しました。 UMSI の順序はサンプルごとに異なります。 各 NGS アッセイの実行には、臨床サンプルと並行して実行される外部ネガティブ コントロールが含まれていました。 分析中に、UMSI シーケンスが同じである場合、または外部コントロール内の一部の病原体の読み取り値が非常に高い場合、サンプル間の汚染が見つかる可能性があります。
高品質のシーケンシング データは、低品質のリードを除去し、続いて Burrows-Wheeler アライメントを使用してヒト参照ゲノム (hg19) にマッピングされたヒト宿主配列をコンピューターで減算することによって生成されました。17 低複雑性のリードを除去した残りのデータは分類されました。国立バイオテクノロジー情報センター (ftp://ftp.ncbi.nlm.nih.gov/genomes/) からダウンロードした 4 つの微生物ゲノム データベース (細菌、真菌、ウイルス、寄生虫) を同時にアライメントすることによって行われます。 私の結果の解釈は、オンラインの補足方法で見ることができます。
患者と一般の参加
患者と一般の人々は、この研究の計画と実施、結果尺度の選択、または募集には関与していませんでした。 この研究の結果は、参加者およびリンクされたコミュニティには配布されません。
統計分析
連続変数は中央値 (IQR) として表され、Mann-Whitney U 検定と比較されました。 カテゴリ変数は数値 (パーセント) として表され、χ2 検定またはフィッシャーの直接確率検定によって比較されました。 2×2 分割表は、感度、特異度、陽性的中率 (PPV)、および陰性的中率 (NPV) を決定するために確立されました。 0.05 未満の両側は統計的に有意であるとみなされます。 統計分析は、特に指定のない限り、IBM SPSS Statistics V.23.0 を使用して行われました。
高品質のリードはまずヒト参照ゲノム (hg19) にマッピングされ、次に非ヒトリードは 4 つの微生物ゲノム データベース (細菌、真菌、ウイルス、寄生虫) にアライメントされました。 陰性対照に現れたバックグラウンド微生物を除去した後 (オンライン補足表 1)、存在量のベイジアン再推定を使用して種の相対存在量を推定しました (オンライン補足表 2)。 各サンプルのアルファ多様性指数はシャノン指数とシンプソン指数に基づいて計算され、ベータ多様性は重み付けされた UniFrac 距離と Bray-Curtis 距離に基づいて計算されました。 アルファおよびベータ分析の P 値は、Wilcoxon 順位和検定を使用して計算されました。 線形判別分析 (LDA) 効果サイズを使用して、log10 LDA スコア 2 以上、p 値 0.05 以下のしきい値を使用して、グループ間で有意に異なる種を見つけました。 代表的な微生物叢と臨床データの間の相関関係は、Spearman によって評価されました。
結果
患者募集と臨床的特徴
128個のBALF標本を含む合計123人の患者が検討され、111人の患者がこの研究に登録された。
26 人の患者はおそらく IPA であると診断され (IPA と名付けられました)、85 人の患者は IPA のない対照 (対照と名付けられました) と診断されました (図 1)。 IPA グループと対照グループの人口統計学的および臨床的特徴の比較を表 1 にまとめました。研究対象集団の年齢中央値は 60 (IQR、53 ～ 73) 歳で、66.7 パーセントが男性でした。 全体として、33 人の患者 (29.7%) に喫煙歴がありました。 22 人の患者 (19.8%) が慢性閉塞性肺疾患を患っていました。 15 人の患者 (13.5 パーセント) がコルチコステロイドの投与を受けており、36 人の患者 (32.4 パーセント) が免疫不全状態にあると考えられました (オンライン補足表 3)。 IPA の可能性が高い患者は、IPA を持たない患者に比べて、28 日を超えるコルチコステロイドによる治療 (38.5 パーセント対 5.9 パーセント、p=0.000) や免疫不全状態など、アスペルギルス症の既知の危険因子の割合が有意に高かった。ステータス (53.8 パーセント vs 25.9 パーセント、p=0.008)。 入院時の2つのグループ間の患者の逐次臓器不全評価スコアリングと錯乱、尿素、呼吸数、血圧、および65歳のスコアリングには有意差は見られなかった。
微生物学、CT画像、検査所見
IPA の可能性が高い症例 26 件中 6 件 (23.1%) で Aspergillus fumigatus 分離株が得られ、続いて 26 件中 3 件 (11.5%) で Aspergillus flavus が、26 件中 1 件 (3.8%) で Aspergillus ustus が分離されました (表 2)。 気管支壁肥厚は、IPA の胸部 CT でより頻繁に示されました (44.0 パーセント対 12.8 パーセント、p=0.000) (表 2)。 IPA患者は、総リンパ球数(774.1対1088.9、p=0.009)およびCD3+Tリンパ球数を含むリンパ球部分集団(553.0対782.6、 p=0.016)、CD4 + T リンパ球数 (287.9 vs 409.5、p=0.031)、CD4- CD8- T リンパ球数 (25.9 vs 45.0、p=0.007) ）対照患者よりも（オンライン補足表4）、IPA患者の免疫機能が低下していることを示しています。
診断性能の比較
BALF mNGS の診断性能と、IPA の可能性が高い症例と IPA の可能性がない症例を区別する従来の検査の診断性能を比較するため、結果を図 2 に示しました。アスペルギルス属菌の検出においては、GM 検査 (57.7 パーセント) が最も高い感度を示し、mNGS がそれに続きました。 (42.3 パーセント )、培養 (30.8 パーセント )、および塗抹標本 (7.7 パーセント )。 スメアと比較して、mNGS の感度は 42.3 パーセント対 7.7 パーセントと大幅に高かった、p=0。{{30}}1)。 mNGS、培養、および塗抹標本の特異性は 100 パーセントでしたが、GM 検査の特異性は 92.9 パーセントであり、mNGS (または培養または塗抹標本) と GM 検査の間には有意な差がありました (p{ {18}}.029)。 アスペルギルス属菌を同定するための mNGS、培養、塗抹標本の PPV は 100% でしたが、GM 検査は 71.4% でした。 NPV は、GM 検査 (87.8 パーセント)、mNGS (85.0 パーセント)、培養 (82.5 パーセント)、塗抹標本 (78.0 パーセント) としてランク付けされており、これらの方法間に有意差はありません。 2019 EORTICに従って、1.0以上のBAL液GM指数または1.0以上の血清GM指数を陽性として使用して、血清対BALFにおけるGMの感度/特異性/PPV/NPVの差異を分析しました。 /MSG. GM BALF は GM 血清よりも感度が有意に高かったが、特異性が低かった (それぞれ、57.7 パーセント vs 26.9 パーセント、p=0.048、92.9 パーセント vs 100 パーセント、0.029)。オンライン補足表 5。PPV と NPV に差はありませんでした。
臨床転帰
2 つのグループ間で、28- 日、60- 日、および 90- 日の死亡率に有意差はありませんでした (表 3)。 病院での死亡率（30.8パーセント対11.8パーセント、p=0.021）と集中治療室（ICU）での死亡率（42.1パーセント対17.5パーセント、p=0.029）はIPAグループで有意に高かった対照群よりも。 7- カテゴリスケールの各カテゴリに該当する患者の分布は、28 日目までに 2 つのグループ間の統計的差異を示しました (p=0.017)。 ただし、統計的検定による有意性は、7- カテゴリ順序尺度では 1 日目、7 日目、14 日目までに到達しませんでした (図 3)。 IPA の可能性がある患者の 23.1 パーセントには複数の抗真菌薬が投与されましたが、IPA の可能性がない患者では 5.9 パーセントでした (p=0.01)。 ボリコナゾールを受けている患者の割合は、IPAの可能性が高い症例で著しく高かった(53.9パーセント対8.2パーセント、p=0.000)。 2 つのグループ間で、アムホテリシン B とカスポファンギンの使用に有意差はありませんでした (表 3)。
肺マイクロバイオーム分析
IPA患者と対照患者の肺微生物特徴の全体的な構成と多様性を比較するために、IPAの可能性があると診断された24例（mNGSデータの損失により行方不明の患者2人）を含む109人のCAP患者から採取したBALF検体を分析した（命名）。 IPA）と、おそらく IPA を持たない 85 例（名前付き対照）。 シャノンとシンプソンの多様性指数を使用して、肺コミュニティの多様性を評価しました。 有意差があるにもかかわらず、IPA患者では非IPA患者と比較してシャノンおよびシンプソン多様性指数の両方で多様性が減少しました（図4A、B）。 重み付けされた UniFrac 測定基準と Bray-Curtis 測定基準を使用して、IPA 患者の多様性が非 IPA 患者と大きく異なることを観察しました (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.
コホート全体では、ファーミクテス属、プロテオバクテリア、放線菌、バクテロイデス属、および子嚢菌門が最も豊富な門であり、プレボテラ属、レンサ球菌、アシネトバクター属、およびニューモシスティス属が最も一般的な属でした (図 5A、B)。 ニューモシスチス・ジロベシ、アシネトバクター・バウマニ、ラウトロピア・ミラビリス、ストレプトコッカス・オラリス、コリネバクテリウム・ストリアタム、ヒト・ベータヘルペスウイルス5、ロチア・ムシラギノーサ、黄色ブドウ球菌、プレボテラ・メラノジェニック、ノカルディア・ファルシニカとしてランク付けされた種の上位10種の相対存在数（H.ベータヘルペスウイルスのみ） 5でした2 つのグループ間で有意な差がありました (図 5C)。 対照と比較して IPA 内の異なる種に焦点を当てると、LDA スコアが 2 以上で p の 21 種が見つかりました。<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).
臨床データと IPA の肺微生物叢の間の相関関係をさらに調査するために、臨床転帰と検査所見を伴う 21 の有意に異なる種に対してスピアマンのランクベースの相関検定を実行しました (図 6A)。 我々は、19 の異なる種が 7 つの臨床転帰および 22 の臨床検査バイオマーカー、特に S. サリバリウス、P. シネンシス、および H. ベータヘルペスウイルス 5 と有意な相関があることを観察しました。 S. サリバリウスは主に、赤血球を含む合計 8 つの臨床検査バイオマーカーと正の相関がありました。リンパ球、T リンパ球、T ヘルパー細胞、細胞傷害性 T リンパ球、B リンパ球、血清カリウム、およびアルブミン、およびアスパラギン酸アミノトランスフェラーゼ、直接ビリルビン、および D ダイマーと負の相対関係があります。 一方、S. salivarius は、ICU 死亡率、ICU 滞在期間、入院死亡率、28 日目死亡率、28 日以内の酸素補給自立までの時間など 11 の臨床転帰と主に負の相関があり、入院死亡率と正の相関があった。 28日目、28日以内の人工呼吸器を使用しない日数、および臨床状態が改善するまでの時間。 S. salivarius と同様に、P. timonensis は、総リンパ球、T リンパ球、T ヘルパー細胞、CD4- CD8- T 細胞、B リンパ球、血清カリウムを含む 6 つの臨床検査バイオマーカーに対して主に正の相関があり、プロカルシトニンと負の相関がありました。
同様に、P. timonensis は主に ICU 滞在期間および入院死亡率と負の相関を示しましたが、28 日以内の人工呼吸器を使用しない日数とは正の相関を示しました。 S. サリバリウスおよび P. シネンシスとは反対に、H. ベータヘルペスウイルス 5 は、総リンパ球、T リンパ球、T ヘルパー細胞、CD4 プラス CD8 プラス T 細胞、B リンパ球および血清カリウムを含む 6 つの臨床検査バイオマーカーと負の相関があり、血中尿素窒素。 一方、H. ベータヘルペスウイルス 5 は、ICU 滞在期間および 28 日以内に酸素補給が自立するまでの時間と主に負の相関を示しました。 これらの観察は、肺内の微生物群集の腸内細菌叢異常が患者の病態生理学的状態に関連しており、したがって臨床転帰に影響を与える可能性があることを示唆しました。
21 の大きく異なる種の臨床的影響をさらに調査するために、累積確率曲線をプロットして生存分析を行いました。 図6BおよびCに示すように、A.フミガタスおよびH.ベータヘルペスウイルス5の検出は、ICU転帰の悪化を有意に予測しました(p=0.045、0.032)。 。 一方、図 6D、E では、S. salivarius および P. timonensis の検出が ICU 転帰の改善を極めて有意に予測することがわかりました (p=0.0031、0.0054)。 したがって、我々は、CAP の肺微生物叢において、ICU の転帰は群落構成、特に A. フミガタス、H. ベータヘルペスウイルス 5、S. サリバリウス、および P. シネンシスによって予測できる可能性があると結論付けました。
議論
この後ろ向きコホート研究では、IPA の臨床的特徴を調べました。 興味深いことに、アスペルギルス感染の可能性があると分類された患者は、対照と比較して病院死亡率 (30.8 パーセント) および ICU 死亡率 (42.1 パーセント) が有意に高かったことに注目しました。 28 日目の死亡率は、統計的に有意ではありませんが、対照よりも IPA 患者の方が数値的に高かったです。 これらのデータは、アスペルギルス感染症患者の早期死亡率が高い傾向があることを示唆しました。 以前の研究では、ICU 死亡率の推定 45%、病院死亡率の 26% が報告されています 18。IPA の稀な存在である浸潤性気管気管支アスペルギルス症では、30- 日死亡率と 90- 日死亡率は両方とも 90% にも達しました。 19 Loughlinらは、アスペルギルス感染が考えられる患者のICU死亡率は、アスペルギルス感染のない患者に比べて有意に高くはなかったと報告した4。これはおそらく、ICU環境における人工呼吸器関連肺炎患者コホートが一般的に重篤な状態にあるためであると考えられる。 この研究では、登録されたCAP患者の全身状態は比較的軽度でしたが、アスペルギルス感染によって著しく悪化し、生命を脅かす可能性があります。
Cornilletらは、IPA患者の非特異的な臨床的特徴と診断の困難さは、特に好中球減少症のない患者の場合、容易に次善の管理や治療開始の遅れにつながり、高い死亡率と罹患率をもたらすと示唆している20。そして正確な診断が強調されており、罹患率と死亡率を低下させるための効果的な抗真菌治療が緊急に必要とされています。 過去 10 年間、GM 検出は IPA の診断に広く使用されてきました 21。しかし、血清サンプルの GM 検査は、非好中球減少症宿主における IPA の診断において感度が限られています 22。その代わりに、患者の BAL 液サンプルから GM を検出することができました。 IPA のリスクがある患者は、優れた診断精度を持っています。23 24 GM は血清に比べて BAL 液中に早期に放出され、高濃度で放出されるためです。25 最近、mNGS は真菌性疾患の診断においてますます重要な役割を果たしています。 Dingらは、Candida albicansの検出において、mNGSの感度が培養物よりも有意に高いことを実証した。 この研究では、BALF が下気道から直接収集されたため、口腔微生物叢からの汚染が回避されました。 BALF中のアスペルギルスは、mNGS、培養、塗抹標本およびGM検査によって検出された。 結果は、アスペルギルス属の検出において、NGS が培養物に対して同等の特異性と PPV を有することを示しました。 mNGS の感度は GM 検査よりも低かったものの、mNGS は塗抹標本よりも感度が高く、血清および BALF GM 検査よりも高い特異性を示しました。 これらの結果は、mNGS がアスペルギルスを検出するための有用な非培養ベースの検査として機能することを示し、IPA のリスクがある患者の診断における日常的な微生物検査を補完するものであることを示唆しています。
私たちの研究では、アスペルギルスに感染したCAP患者は、免疫不全状態とコルチコステロイド治療により、細菌感染または（および）ウイルス感染に同時感染する可能性が高いことが判明しました。 免疫力が低下しているインフルエンザ患者では、IPA の発生率が 32% も高いと報告されていますが、免疫力が低下していないインフルエンザ患者グループでは、発生率は 14% でした。18 新型コロナウイルス-19のパンデミックの出現により重度の新型コロナウイルス感染症-19患者におけるコルチコステロイドの使用26、新型コロナウイルス関連肺アスペルギルス症（CAPA）がいくつかの症例報告で報告されている27-29。メタ分析では、CAPAの発生率と死亡率がICU にいる患者はそれぞれ 10.2 パーセントと 54.9 パーセントと推定されました。30
mNGS データには膨大な微生物の読み取りがあり、これらを使用してさまざまな疾患にわたる微生物の特徴を分析できるため、私たちの研究では、mNGS データを分析することによって、IPA 患者と非 IPA CAP 患者の間のマイクロバイオームの構造と組成の違いを調査することを試みました。 我々の現在の研究は、24 人の IPA 患者と 85 人の非 IPA CAP 患者の肺微生物叢で構成されていました。 109 人の CAP 患者全員について、さまざまな微生物叢と臨床データとの関係が調査されました。 アルファ多様性については、IPA 患者と非 IPA CAP 患者の微生物叢のシャノン指数とシンプソン指数に有意差はなく、コミュニティのサンプル内多様性が IPA 患者と非 IPA 患者の間で類似していることが実証されました。
ベータ多様性に関して、私たちの結果は、IPA と非 IPA の間で重み付けされた UniFrac 距離 (p=2.1×10−6) と Bray-Curtis 距離 (p=0.033) に劇的な違いを示しました。 CAP 患者。IPA と診断された患者の肺微生物叢の構造に対するアスペルギルス属の潜在的な影響を示しています。 同様の研究では、IPA とコントロールの間で微生物叢のベータ多様性に大きな違いがあることが示されています 11。これは、コントロールの原因物質が複雑であり、CAP 病原体 (細菌、ウイルス、真菌、寄生虫など) である可能性があるためである可能性があります。非定型病原体）アスペルギルスを除く。 したがって、対照における肺微生物の不均一性は、IPAよりも高かった。 一方、これらの研究は、ファーミクテス属、プロテオバクテリア、アクチノバクテリア、およびバクテロイデス属が IPA コホートで最も豊富な門であることを実証しました 11。 しかし、細菌を超えて、我々の研究では、子嚢菌門の相対的な存在量も門レベルで高いことがわかりました。メタゲノミクスでは、細菌、真菌、ウイルス、寄生虫を含む微生物叢のほぼすべての核酸を収集できます。
大きく異なる種、特に S. サリバリウス、P. シネンシス、および H. ベータヘルペス ウイルス 5 は、臨床データと強く関連していました。 S. salivarius および P. timonensis は、T リンパ球などの臨床検査バイオマーカーと正の関連があり、病院死亡率などの臨床転帰と負の関連がありました。 一方、H. ベータヘルペスウイルス 5 は、T リンパ球などの臨床検査バイオマーカーと負の相関があり、病院死亡率などの臨床転帰と正の関連がありました。 以前の研究では、S. サリバリウスが咽頭上皮細胞への肺炎球菌の付着を阻害できるプロバイオティクス細菌であることが実証されました 31。また、別の研究では、S. サリバリウス分離株がインフルエンザ菌、モラクセラ カタルリス、肺炎球菌、化膿レンサ球菌、黄色ブドウ球菌。 これらの研究はすべて、S. salivarius が患者の臨床転帰の改善と正の相関があるという我々の研究と一致しました。
S. salivarius が患者の転帰の改善と正の相関を示す可能性のあるメカニズムは、S. salivarius が潜在的な病原体の増殖を阻害し、宿主の免疫系を活性化できることである可能性があります。 P. シネンシスについては、以前の研究で、P. ティモネンシスが三次元子宮内膜上皮細胞モデルにおいて膜関連ムチンの発現を劇的に誘導し、上皮表面にバイオフィルムを形成し、それが他の細菌の付着に影響を与えることが示されました。 .33 患者の良好な臨床転帰と正の相関関係がある理由は、肺における P. Sinensis の定着抵抗性と宿主免疫系の活性化である可能性があります。 臨床現場では、H. ベータヘルペスウイルス 5 は健康な人に生涯にわたる潜伏感染を引き起こす可能性があります。 しかし、H. ベータヘルペスウイルス 5 型は、免疫不全状態になると、例えば固形臓器移植レシピエントや HIV 陽性患者などで再活性化する可能性があります 34。したがって、H. ベータヘルペスウイルス 5 型の再活性化は、免疫系の弱体化と IPA 患者の臨床転帰の不良を示しています。 。
私たちの研究にはいくつかの限界があります。 まず、この遡及研究は収集されたデータを分析するように設計されており、比較的小さなサンプルサイズに限定されていたため、不完全な情報によるバイアスが生じやすい可能性がありました。 2番目に、これは観察研究でした。 肺微生物叢と臨床データの間に興味深い相関関係がいくつか見つかりましたが、この因果関係は前向きコホート研究または動物実験などのメカニズム実験によって解決する必要があり、これが私たちの研究の次のステップになります。 それ以外の場合、この研究では、新しいEORTIC/MSG 2019診断基準に厳密に基づいてアスペルギルス感染の可能性のある患者を特定したため、古典的な宿主因子が存在しないため、少数の症例がIPAの可能性がある診断の基準を満たせませんでした。
貢献者
研究コンセプトとデザイン: YL、ZA、HX。 データの取得：ZA、ML、HL、MD。 データの分析と解釈: ZA および HX。 原稿執筆：ZA、HX、YL。 重要な知的内容に関する原稿の重要な改訂: HX、ZA、および YL。 統計分析: ZA、HL、および HX。 管理、技術、または資料のサポート: HX、HL、および YL。 すべての著者が記事に貢献し、提出されたバージョンを承認しました。
資金調達
重慶医学科学研究プロジェクト (重慶市衛生健康委員会と科学技術局の共同プロジェクト (2022GDRC010))。
競合する利益
何も宣言されていない。
患者と一般の参加
患者および/または一般の人々は、この研究の計画、実施、報告、普及計画には関与していません。
掲載に対する患者の同意
適用できない。
倫理承認
この研究には人間の参加者が含まれます。 この研究は、重慶医科病院第一付属病院の倫理委員会によって承認されました（承認番号2021-301）。 参加者は、研究に参加する前に、研究に参加することにインフォームドコンセントを与えました。
来歴と査読
委託されていません。 外部の査読を受けています。
データ利用可能性に関する声明
研究に関連するすべてのデータは論文に含まれるか、オンライン補足情報としてアップロードされます。
補足資料
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オープンアクセス
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