宏基因組二代測序在中性粒細胞缺乏伴發熱的腫瘤患者中的臨床應用與價值

常瑩瑩，朱斌

復旦大學附屬腫瘤醫院藥劑科，復旦大學上海醫學院腫瘤學系，上海 200032

中性粒細胞缺乏（粒缺）伴發熱患者是一個特殊的疾病人群。由于患者免疫功能低下、炎癥相關臨床癥狀和體征常不明顯，病原菌及感染灶也不明確，如未及時給予恰當的抗菌藥物治療，可導致相關感染的死亡率較高［1］。而早期精準的抗病原學治療，可以幫助醫生和臨床藥師及時優化抗菌藥物和抗病毒藥物的使用，提高藥物的有效性，改善患者的預后。傳統檢測技術受多種因素影響，具有陽性率低、耗時長、對檢測人員水平要求高等問題，進而可導致診斷延遲或疏漏等問題［2］。宏基因組二代測序（metagenomic next-generation sequencing，mNGS）能直接檢測標本中的全核酸片段，經生物信息學分析，可鑒定標本中的核酸的種類，并可獲得病原體的序列數、覆蓋度等定量分析數據［3］。與傳統檢測方法相比，mNGS具有病原覆蓋度廣、靈敏度高、無需培養、利于發現新的病原體等優勢［4-5］。目前，mNGS用于重癥感染患者較多，但針對腫瘤患者出現粒缺伴發熱的臨床應用相對較少。因此，本研究通過分析1例腫瘤患者放化療后粒缺伴發熱的治療過程，探討mNGS在有粒缺伴發熱癥狀的腫瘤患者中的臨床應用價值。

1 病例資料

患者1例，男性，58歲，在無明顯誘因下，于2020年1月出現咳嗽咳痰癥狀并逐漸加重，經確診為右肺非小細胞肺癌后，在本院行依托泊苷注射液聯合順鉑同步化療，2個療程后患者因出現嚴重的胃腸道反應拒絕繼續化療，此后定期進行復查隨訪。患者于2021年4月復查發現雙肺多發轉移，腰椎、骶骨轉移及腦轉移，患者于5月17～20日行腦轉移灶放療（病史中并未詳細記載患者放療的劑量）；5月17～28日行骨轉移灶放療，并于5月21日排除化療禁忌后給予注射用奧沙利鉑聯合依托泊苷注射液化療。6月1日血常規結果顯示：白細胞（white blood cell，WBC）0.08×109/L，紅細胞（red blood cell，RBC）2.20×1012/L，血紅蛋白（hemoglobin，HGB）69g/L，血小板（platelet，PLT）50×109/L。因患者出現Ⅳ度粒缺伴發熱，Ⅱ度血小板減少，于2021年6月1日轉入重癥監護室（intensive care unit，ICU）進一步治療。

患者轉入ICU后，精神萎靡，體溫37.7℃，血常規顯示WBC＜0.4×109/L，中性粒細胞絕對計數（absolute neutrophil count， ANC）未測出，HGB 60g/L，PLT 37×109/L；血液標本生化結果顯示C反應蛋白（C reactive protein，CRP）280mg/L，降鈣素原（procalcitonin，PCT）11ng/ml。同時，患者大便次數增多（10次/天），主要為黃色稀水樣便。血液標本生化結果顯示患者存在低鉀血癥和低鈉血癥。

從各項檢查指標及臨床表現提示患者為Ⅳ度粒缺伴發熱、腹瀉等感染癥狀，同時合并貧血及PLT減少，故給予重組人粒細胞刺激因子注射液300μg，qd，升白治療；重組人血小板生成素注射液15 000U，qd，升血小板治療；蒙脫石散3g，tid，止瀉治療。醫生經驗性使用注射用亞胺培南西司他丁鈉1g，q8h+注射用醋酸卡泊芬凈50mg，qd+注射用替加環素100mg，q12h聯合抗感染治療；同時完善血培養、大便、尿液培養、血液mNGS測序，明確病原菌。患者入住ICU后抗感染治療見表1。

表1 患者入住ICU后抗感染治療情況

2 結果

2.1 患者血液mNGS檢測結果

2021年6月3日患者血液mNGS檢測結果顯示革蘭陰性菌感染，菌株為解肝素擬桿菌，相對豐度為28.5%；同時存在病毒感染，主要是人巨細胞病毒（cytomegalovirus，CMV）感染，相對豐度為47.5%（見表2）。根據mNGS檢測結果，臨床藥師建議患者加用抗病毒藥物更昔洛韋。

表2 血液mNGS檢驗結果

2021年6月8日患者經重組人粒細胞刺激因子注射液300μg，qd治療后，WBC和ANC均較之前升高，而血小板計數持續降低（8×109/L）。因此，醫生在重組人血小板生成素注射液15 000U，qd的基礎上加用馬來酸阿伐曲泊帕片60mg，qd，升血小板治療。為了避免患者出現出血等癥狀，同時輸注血小板。患者在加用鹽酸洛哌丁胺膠囊4mg后大便減少，且無腹瀉癥狀。患者經繼續抗感染和抗病毒治療后，其感染指標CRP和PCT水平均較之前明顯下降。

2021年6月10日實驗室細菌培養為嗜麥芽窄單胞菌和陰溝腸桿菌陰溝亞種。2021年6月11日患者經升白、升血小板藥物治療后好轉，腹瀉和感染等癥狀得到較好的控制，各項體征趨于平穩。轉入普通病房后，根據6月10日的藥敏結果調整抗感染藥物（鹽酸左氧氟沙星注射液50mg，qd+注射用哌拉西林鈉他唑巴坦鈉4.5g，q8h），繼續治療5天后出院。

2.2 患者血象檢查結果

患者轉入ICU后（6月1～11日）血象檢查結果見圖1。由圖1A可見，6月1日患者因粒缺伴發熱轉入ICU后經重組人粒細胞刺激因子積極升白治療后，WBC和ANC均逐漸升高達到正常。由圖1B可見， 6月1日患者PLT下降至37×109/L，使用重組人血小板生成素4天后降至8×109/L，加用馬來酸阿伐曲泊帕片和輸注血小板治療后PLT逐漸升高。

圖1 治療過程中患者外周血白細胞、中性粒細胞和血小板計數動態變化趨勢（6月1～11日）

2.3 患者感染指標結果

患者轉入ICU后感染指標變化見圖2。由圖2A可見，6月1日患者出現粒缺伴發熱，醫生經驗性使用注射用亞胺培南西司他丁鈉+注射用醋酸卡泊芬凈+注射用替加環素聯合抗感染治療后CRP逐漸下降。由圖2A可見，PCT由6月1日的0.212ng/ml迅速上升到11ng/ml，根據血液mNGS結果于6月3日加用抗病毒藥物更昔洛韋后，PCT逐漸下降至正常。

圖2 治療過程中患者CRP和PCT變化趨勢（6月1～11日）

2.4 患者入院后的主要藥物治療

患者入院后，給予其抗感染治療，同時根據其臨床癥狀進行對癥治療，抗感染治療藥物見表1。6月1日經驗性治療使用注射用亞胺培南西司他丁鈉+注射用醋酸卡泊芬凈+注射用替加環素覆蓋陰性菌、陽性菌和真菌；6月2日患者PCT從0.212ng/ml上升到11ng/ml，提示其感染加重；6月3日mNGS結果顯示患者存在CMV感染，故調整治療方案，加用抗病毒藥物更昔洛韋；6月3日至轉出ICU期間，患者的感染指標水平持續下降，提示加用更昔洛韋抗病毒治療對患者的感染起到了一定的控制作用。

3 討論

3.1 粒缺伴發熱癥狀的經驗性治療

《中國中性粒細胞缺乏伴發熱患者抗菌藥物臨床應用指南》［1］（2020年版，以下簡稱“指南”） 指出，超過80%的血液腫瘤患者和10%～50%的實體腫瘤患者經化療（≥1個療程）后會出現與粒缺有關的發熱。粒缺伴發熱患者的臨床表現常不典型，感染部位不明顯或難以發現，病原菌培養陽性率低。50%感染部位明確的患者中，最常見的感染部位是肺，其后依次為上呼吸道、肛周和血液等［6-8］。

我國粒缺伴發熱患者的流行病學資料大多來源于血流感染數據，病原菌主要以革蘭陰性桿菌為主，占50%以上［1］。革蘭陰性桿菌感染的主要病原菌為大腸埃希菌、肺炎克雷伯菌、銅綠假單胞菌，革蘭陽性球菌感染的最常見病原菌為葡萄球菌［9-11］。治療開始前進行危險分層并確定患者的感染部位，后續經驗性選擇治療粒缺伴發熱患者的抗菌藥物至關重要。抗菌藥物的經驗選擇原則是覆蓋可迅速引起嚴重并發癥或威脅生命的最常見和毒力較強的病原菌，同時結合醫院及科室感染的流行病學覆蓋耐藥菌，直至獲得準確的病原學結果。

3.1.1 粒缺伴發熱合并革蘭陽性菌感染

參考指南［1］，在以下幾種情況下初始經驗治療需要考慮覆蓋革蘭陽性菌：① 在最終鑒定結果及藥敏試驗結果報告前，血培養結果顯示革蘭陽性球菌感染。② 臨床疑有嚴重的相關導管感染。③任意部位的皮膚或軟組織感染。④耐甲氧西林金黃色葡萄球菌、耐萬古霉素腸球菌或耐青霉素肺炎鏈球菌定植。⑤嚴重黏膜炎且已接受氟喹諾酮類藥物預防和頭孢他啶經驗性治療。若該患者不存在以上任何一種情況，同時其mNGS未測得革蘭陽性菌，不予考慮使用萬古霉素覆蓋革蘭陽性菌。

3.1.2 粒缺伴發熱合并革蘭陰性菌感染

指南［1］中，針對革蘭陰性菌、粒缺伴發熱患者升階梯策略的經驗性抗菌藥物常選擇頭孢他啶、哌拉西林/他唑巴坦或頭孢哌酮舒巴坦，降階梯策略的經驗性抗菌藥物則以碳青霉烯類抗菌藥物為主［1］。

本病例于肺癌放化療后出現粒缺伴發熱、嚴重腹瀉等癥狀。入院前后白蛋白水平一直較低（23～48mg/L），且CRP和PCT水平均較高，提示患者長期處于營養不良狀態，并存在嚴重感染。因患者無明確的感染部位，且無病原菌診斷結果。參考指南［1］，考慮患者具有復雜的臨床表現，應經驗性使用碳青霉烯類抗菌藥物覆蓋革蘭陰性菌。患者為肺癌晚期，出現粒缺伴發熱后轉入ICU，并存在耐藥菌感染的危險因素。本院ICU常見的耐藥菌為多重耐藥的鮑曼不動桿菌，故經驗性治療考慮碳青霉烯類藥物聯合注射用替加環素覆蓋耐藥菌株。本病例于6月1日轉入ICU后進行了實驗室培養和血液mNGS測序，結果提示患者存在革蘭陰性菌（解肝素擬桿菌）感染。因此，選擇注射用亞胺培南西司他丁鈉聯合注射用替加環素治療該患者符合指南中經驗性選擇抗菌藥物的治療原則。對于一般患者，抗菌藥物治療無效時，可以考慮抗真菌藥物治療。但對于ICU的患者，把握好治療時機至關重要，同時應聯合抗真菌藥物注射用醋酸卡泊芬凈治療。

3.1.3 粒缺伴發熱合并CMV感染

mNGS檢測結果顯示，患者同時合并CMV感染。CMV屬于皰疹科病毒，在普通人群中感染率較高，大多數呈臨床不顯性感染或潛伏感染，對于免疫力低下者易致嚴重病癥甚至致死性疾病［12］。因惡性腫瘤患者的自身免疫功能低于正常人，經放化療后其免疫力低下，體內潛伏的CMV可能被激活進而引起嚴重的感染，導致病情加重，嚴重影響患者的生活質量［13］。本病例處于肺癌晚期，使用注射用奧沙利鉑+依托泊苷注射液聯合化療后出現粒缺伴發熱癥狀，免疫力低下，易使CMV激活從而誘發感染。同時，mNGS檢測結果顯示患者存在CMV感染，故加用更昔洛韋抗病毒治療。經治療后患者的感染指標水平明顯下降。

3.2 mNGS的臨床應用價值

3.2.1 mNGS的應用優勢

mNGS作為一種獨立于微生物培養之外的新型檢測手段，以其高通量、耗時短、無偏倚的特點在臨床工作中已逐漸得到認可，不僅可用于多種病原體的檢測，如細菌、真菌、病毒、寄生蟲等，也可用于多種標本的檢測，如痰液、血液、腦脊液、肺泡灌洗液、組織等［14］，與傳統檢測技術相比表現出了良好性能。從接收樣本到完成數據分析，mNGS的周轉時間為6h～7天，平均在48h左右［15-16］。與傳統的實驗室檢測技術相比，mNGS大大縮短了檢測時間，不僅為醫生使用抗菌藥物提供了用藥依據，而且能夠更好地把握用藥時機。

相關研究發現［17］，mNGS有以下3個方面的優勢：①mNGS的敏感性高于傳統培養，在結核、真菌、病毒和厭氧菌診斷方面優勢更明顯。②抗菌藥物使用對mNGS的影響小于傳統培養，根據檢測結果可以調整抗菌藥物的治療方案。③mNGS對免疫抑制宿主感染的病原體診斷具有重要的參考價值，在病毒和細菌診斷方面mNGS陽性率是傳統方法的3倍以上，同時mNGS比傳統方法具有更高的陰性預測值［18］。

3.2.2 mNGS在重癥感染患者中的應用

目前，mNGS已經納入的病原體有8000余種，其中包括3000余種細菌、4000余種病毒、200余種真菌和140余種寄生蟲，為疑難危重癥及罕見病原微生物感染的診斷提供了有效的技術手段［19］。對于膿毒癥、免疫抑制宿主并發嚴重感染、重癥肺部感染等疾病二代測序具有較高的臨床應用價值，能夠快速、精準地找到病原體；另外，對于抗菌藥物治療方案的制定和治療效果的評估具有一定的指導作用［20-21］。

3.2.3 mNGS在腫瘤患者粒缺伴發熱中的應用

《宏基因組高通量測序技術應用于感染性疾病病原檢測中國專家共識》［22］（2021年版）已建議將mNGS用于嚴重感染性疾病，尤其是免疫受損的患者。且Tang等［23］研究表明，mNGS在原發性免疫缺陷患者的病原診斷，尤其是條件致病菌和混合感染方面具有優勢。粒缺伴發熱屬于血液系統疾病治療中的常見急重并發癥，早期有效的治療能縮短病程、降低病死率。康磊等［24］通過對56例粒缺伴發熱的白血病患者使用mNGS和傳統病原檢測進行研究，發現mNGS對患者常見病原菌的陽性檢出率高于傳統病原檢測（80.4% vs 58.9%），對真菌或細菌合并EB病毒（Epstein-Barr virus，EBV）和CMV在內的混合感染的檢出率也遠高于傳統病原檢測，這與Fang等［25］的研究結果基本一致。朱珊等［26］對116例粒缺伴發熱患兒的病原體進行mNGS檢測，陽性檢出率達67.2%，且檢測到的病原體種類多，具有高效、準確的特點。提示mNGS可以作為傳統檢測手段的補充檢查，在粒缺伴發熱腫瘤患者的治療中具有重要臨床應用價值。

綜上所述，對于粒缺伴發熱的患者，盡快明確病原菌對抗菌藥物的選擇至關重要。對于傳統粒缺伴發熱患者的常見病原菌，醫生根據經驗往往僅會考慮細菌或真菌，而忽略病毒。對于惡性腫瘤患者而言，其自身免疫力均低于正常人，尤其是放化療后患者的免疫功能會變得更差，而此時人體內潛伏的CMV會被激活且大量復制，可能會造成感染器官的損傷甚至危及生命，因此不能忽略病毒感染這一關鍵因素。mNGS可以對細菌、真菌、病毒等多種病原體進行檢測，且檢測周期較短，可以快速明確地診斷多種病原菌，為臨床用藥提供參考依據。