《Frontiers in Microbiology》：Metagenomic next-generation sequencing and conventional microbiology for microbial profiling in biliary tract infections: a comparative study with clinical stratification
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本研究针对胆道感染（BTIs）中微生物谱复杂、传统微生物学方法（如常规需氧培养）存在局限性的问题，研究人员开展了一项对比宏基因组下一代测序（mNGS）与常规检测方法的回顾性研究。通过分析99例BTI患者的胆汁样本，研究发现基于DNA的mNGS能更全面地检出多种微生物（包括厌氧菌、病毒、真菌），并揭示了微生物分布与性别、感染部位等临床变量的关联，为BTI的精准诊疗提供了重要依据。
胆汁，一个平时我们不会注意到的消化液，却是肝脏健康的关键通道。当胆道发生感染（Biliary Tract Infections, BTIs），如急性胆囊炎或胆管炎，不仅会引起剧烈腹痛，严重时还可能引发脓毒症，威胁生命。然而，医生们在确定“罪魁祸首”——即感染的病原体时，常常面临一个困境。传统的诊断“金标准”是微生物培养，但它在实践中存在短板：首先，很多医院的常规培养只在“有氧”环境下进行，而那些重要的、喜欢“无氧”环境的厌氧菌（如拟杆菌、梭菌）就可能漏网；其次，培养耗时长，且如果患者已经用过抗生素，检出率会更低。这导致胆道感染的真正微生物多样性很可能被低估，影响了精准抗菌治疗的实施。为了突破这些局限，一项发表在《Frontiers in Microbiology》上的研究，将目光投向了近年来在感染诊断领域大放异彩的“黑科技”——宏基因组下一代测序（metagenomic next-generation sequencing, mNGS）。
这项研究旨在回答几个核心问题：在真实的临床工作流程中，基于胆汁样本的mNGS能否比传统方法（培养和涂片镜检）发现更广泛的病原体谱？胆道感染的微生物世界到底有多复杂，是否真的以多种微生物“团伙作案”（混合感染）为主？这些微生物的分布是否与患者的性别、年龄、疾病严重程度、感染部位等临床特征有关？为了回答这些问题，丽水市中心医院的研究团队开展了一项回顾性研究。
研究人员收集了2021年10月至2022年5月期间，在该院诊断为胆道感染的99名患者的剩余胆汁样本。这些患者根据病情严重程度，被分为轻度组（接受择期胆囊切除术）和中重度组（接受紧急经皮经肝穿刺胆道引流术，PTBD）。研究人员对每份样本平行进行了三种检测：基于DNA和RNA的mNGS、常规需氧细菌培养以及革兰氏染色涂片镜检。mNGS检测委托广州微远基因科技有限公司使用其标准化的临床流程完成。数据分析主要比较了不同方法的检出率，并探索了微生物检测结果与各种临床分层变量（性别、年龄、疾病严重程度、感染部位、是否伴有肿瘤或胆结石）之间的关联。所有统计学比较均聚焦于这99例BTI患者组成的分析队列。
3.1 患者特征与人口统计学
分析队列包括55名男性和44名女性患者，平均年龄存在性别和疾病严重程度组间的显著差异。病因分布包括恶性梗阻性胆管炎、胆囊结石伴炎症、胆管结石伴炎症等多种类型。
3.2 胆道微生物检出谱的总体构成
mNGS检出的微生物谱复杂，以细菌类群为主，且频繁观察到多种微生物共检出的模式。检出菌包括大量革兰阳性和革兰阴性菌，其中相当一部分是专性或兼性厌氧菌。此外，在部分样本中还检出了真菌和病毒。
3.3 检测方法对胆道感染微生物鉴定的影响
3.3.1 胆汁样本中DNA与RNA mNGS检测的比较
在所有100份胆汁样本中，基于DNA的mNGS阳性检出率（73%）显著高于基于RNA的mNGS（51%）。DNA mNGS显示出比RNA mNGS更广的微生物检测范围。因此，后续比较分析均使用DNA mNGS数据。
3.3.2 mNGS、常规培养和涂片镜检的诊断性能比较
mNGS的整体检出率（73%）显著高于常规培养（45%）和涂片镜检（40%）。在单个样本水平，mNGS在17例样本中检出了微生物，而常规培养和涂片仅在少数样本中有独特阳性发现。mNGS共检出64个属的微生物，包括需氧和厌氧细菌、真菌、病毒和寄生虫。最常检出的细菌属包括链球菌（Streptococcus）、克雷伯菌（Klebsiella）、肠球菌（Enterococcus）、埃希菌（Escherichia）、葡萄球菌（Staphylococcus）和肠杆菌（Enterobacter）。此外，mNGS检出了70株厌氧菌，远超过培养检出的4株；还检出了6种真菌、6种病毒和1种寄生虫的核酸信号。
3.3.3 mNGS对厌氧菌和混合感染的检测
在73例mNGS阳性样本中，在23例（31.5%）中检出了厌氧菌。进一步分析显示，混合感染（定义为检出两种或以上微生物）的流行率很高，达80.8%（59/73），而单一病原体感染仅占19.2%（14/73）。
3.4 不同临床亚组的微生物谱分析
3.4.1 微生物分布与患者性别的关联
探索性亚组分析显示，男性患者中肠球菌和肠杆菌属的检出率显著高于女性患者。
3.4.2 年龄对微生物分布的影响
按年龄分组（老年组≥60岁，年轻组18-59岁）后，未发现微生物属水平分布存在统计学显著差异。
3.4.3 疾病严重程度与微生物谱的相关性
在中重度（PTBD）组和轻度（手术）组之间，微生物的属水平分布模式具有可比性，未发现显著差异。
3.4.4 按感染部位划分的微生物分布
在按感染部位（胆囊 vs. 胆管）进行的探索性分析中，葡萄球菌在胆囊样本中的检出频率高于胆管感染样本。
3.4.5 伴或不伴肿瘤患者的微生物谱
有胆道肿瘤和无肿瘤患者之间，检出微生物的总数和主要微生物属的相对分布具有可比性。
3.4.6 伴或不伴胆结石患者的微生物谱
在有无胆结石的两组患者之间，未发现微生物检出率存在经校正后的统计学显著差异。
3.5 特征性细菌共聚集模式
mNGS分析揭示了胆汁样本中反复出现的细菌共检出模式。链球菌、韦荣球菌（Veillonella）和放线菌（Actinomyces）经常同时出现，提示胆道微生物景观中可能存在潜在的共聚集模式。
4 讨论与结论
本研究证实，胆道感染具有复杂、异质性的微生物谱，混合感染和厌氧菌参与是常见特征。在主要采用需氧常规培养的工作流程背景下，基于DNA的宏基因组下一代测序（mNGS）显示出比传统培养更广泛的报告微生物覆盖范围，特别是在识别厌氧菌和多种微生物共存方面。尽管mNGS不能替代基于培养的药敏试验，但它提供了互补的微生物学信息，可改善胆道感染的病原学特征描述。研究也观察到一些探索性关联，如肠球菌、肠杆菌在男性患者中检出率更高，葡萄球菌在胆囊感染中更常见，以及链球菌、韦荣球菌和放线菌的共现模式，这些发现为后续研究提供了假设。
然而，本研究存在一定局限性，包括缺乏真正的非胆道疾病对照组、常规培养未系统进行厌氧培养、样本前抗生素暴露信息不完整、回顾性单中心设计及样本量较小等。因此，这些结果应被理解为反映了真实世界工作流程下的检测广度，而非mNGS在所有微生物类别上无条件的优越性。对于mNGS检出的病毒或低丰度信号，需谨慎结合临床背景解读，因为它们代表核酸存在，而非活动性感染的明确证据。
总之，该研究强调了mNGS作为传统微生物学方法的有效补充工具，在揭示胆道感染复杂微生物全景方面的价值。未来的前瞻性、多中心研究，结合标准化的厌氧培养方案和更全面的临床数据收集，将有助于进一步明确mNGS在胆道感染常规管理中的临床作用和实用价值。
