《Journal of Clinical Microbiology》：Comparative study of plasma microbial cell-free DNA sequencing to culture and polymerase chain reaction in pediatric community-acquired pneumonia with parapneumonic effusion or empyema
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本文首次系统评估血浆微生物无细胞DNA（mcfDNA）测序在儿童复杂性肺炎（cCAP）中的真实世界表现，发现其诊断率显著高于传统培养（86.7% vs 8.9%），且可缩短病原检测时间至3天，为临床提供非侵入性诊断新策略。
ABSTRACT
血浆微生物无细胞DNA（mcfDNA）测序作为儿科复杂性社区获得性肺炎（cCAP）的新型诊断工具，其真实世界性能亟待验证。本研究纳入2022-2024年科罗拉多儿童医院需胸腔引流术的cCAP患儿，以血培养、胸腔积液（PF）培养及靶向PF PCR为复合金标准，评估mcfDNA测序的诊断效能。结果显示，mcfDNA在45例cCAP中检出86.7%的病原体，显著优于血培养（8.9%）和PF培养（20.0%），与PF PCR（71.1%）相当。与复合金标准对比，mcfDNA阳性符合率（PPA）达91.9%，阴性符合率（NPA）为35.7%，Jaccard相似指数0.74。值得注意的是，52%的非细菌感染对照组检出低水平mcfDNA，提示需结合定量阈值（158-491 MPM）判断临床意义。ROC曲线下面积（AUC）达0.9，理论病原检测时间较PF PCR缩短1.5天。研究表明mcfDNA测序可显著提升cCAP诊断率，但需谨慎解读低水平检测结果。
IMPORTANCE
儿童复杂性肺炎亟需高灵敏度非侵入性诊断手段以指导精准治疗。mcfDNA测序（商品化Karius Spectrum）虽前景广阔，但其真实世界性能及在非感染人群中的基线阳性率仍不明确。本研究通过系统对比传统与新型诊断方法，证实mcfDNA可弥补培养法低灵敏度的缺陷，同时揭示健康儿童存在背景mcfDNA检出，为临床制定检测阈值提供关键证据。
INTRODUCTION
mcfDNA测序通过单次血样可检测千种微生物，在cCAP中展现出应用潜力。然而现有研究缺乏与PF检测等先进方法的对照，且儿童群体背景mcfDNA数据空白。鉴于儿童呼吸道定植菌（如肺炎链球菌、A组链球菌）携带率高，明确无症状儿童mcfDNA检出率对结果判读至关重要。本研究旨在填补上述空白，评估mcfDNA在真实临床场景中的诊断价值。
MATERIALS AND METHODS
Study population
纳入标准为2022-2024年科罗拉多儿童医院需PF引流的cCAP患儿，排除院内获得性肺炎、囊性纤维化等病例。对照组为无细菌感染证据的儿童（15例无症状，10例病毒性呼吸道感染）。
Diagnostic testing methods
mcfDNA测序采用Karius Spectrum技术，报告单位MPM（每微升DNA分子数）。对比方法包括血培养、PF培养及靶向PF PCR（肺炎链球菌、A组链球菌、金黄色葡萄球菌）。
Pathogen adjudication and test performance assessment
由两名感染科医师独立判定病原体临床意义（“可能/可疑/无关”）。以复合金标准计算PPA/NPA及Jaccard指数，并分析不同MPM阈值（300/158/491）下的诊断性能。
Theoretical impact analysis on pathogen detection speed and yield
模拟早期应用mcfDNA（血培养时采样）与PF PCR（引流时检测）的时效性，估算中位病原检出时间。
RESULTS
Patient characteristics
48例cCAP患儿中位年龄5.9岁，54%需重症监护。中位抗生素预处理时间2.7天。对照组中位年龄7.1岁，60%存在基础疾病。
Microbiologic findings
mcfDNA检出率（86.7%）显著高于血培养（8.9%）和PF培养（20.0%），与PF PCR（71.1%）差异无统计学意义。肺炎链球菌（37.8%）和A组链球菌（31.1%）为最主要病原体。mcfDNA中位检出水平4047 MPM，显著高于对照组（59 MPM）。
Test performance
与复合金标准相比，mcfDNA的PPA为91.9%（95%CI 83.1%-100.0%），NPA 35.7%（10.6%-60.8%），Jaccard指数0.74。52%对照组检出低水平细菌mcfDNA，仅8%超过300 MPM。
ROC analysis
AUC达0.9，300 MPM阈值时灵敏度84%、特异度92%。158-491 MPM为潜在最优阈值区间。
Theoretical time to pathogen detection
mcfDNA理论中位检出时间3.0天（95%CI 2.7-3.9），较PF PCR（4.5天）显著缩短。
DISCUSSION
本研究证实mcfDNA测序在cCAP中具有显著诊断优势，尤其适用于培养阴性病例。高PPA与低NPA提示其可补充传统方法未检出的病原体（如梭杆菌属）。但52%健康儿童检出低水平mcfDNA，强调需结合定量阈值（如300 MPM）判断临床意义。ROC分析显示158-491 MPM为理想阈值区间，可兼顾灵敏度与特异度。时效模拟表明早期应用mcfDNA可缩短诊断时间1.5天，对需多次引流的重症患儿尤为重要。
Limitations
单中心回顾性设计、MRSA低流行区样本及对照组依赖病历回顾可能限制结果外推。非定量检测病例（3例）可能低估AUC。未来需前瞻性研究评估mcfDNA对治疗决策及预后的实际影响。
Conclusion
mcfDNA测序是cCAP高效非侵入性诊断工具，但需建立定量判读标准以区分致病性与定植性检出。临床应用中建议结合感染科会诊实施诊断管理，确保结果合理应用。
