2022年3月16日，四川大学华西医院、四川省人民医院、探因医学联合在Frontiers in Cellular and Infection Microbiology (IF: 5.293) 期刊发表研究型文章。华西医院康焰教授、四川省人民医院黄晓波教授担任通讯作者，四川省人民医院潘灵爱医师、探因医学吴丰盛为共同第一作者。研究通过mNGS检测与分析揭示了呼吸道样本中病毒的存在与实体器官移植(SOT)受者预后的关系，对SOT受者的临床管理和后续研究具有重要意义。

· 文 / 章 / 要 / 点

SOT是终末期器官衰竭患者的最终治疗选择，而病毒感染是影响SOT受者预后的重要因素。敏感而全面的病毒病原体检测方法对于这类患者的诊断至关重要。

宏基因组下一代测序(mNGS)效率高、覆盖广，大大提高了及时检测病毒感染的能力。本研究以全面检查病毒对SOT受者临床结局的影响为目的，对一组肺部感染的SOT(包括肾、肺和肝移植)受者支气管肺泡灌洗液样本进行mNGS检测，分析肺部微生态与临床表现的联系。

结果表明，呼吸道样本中病毒(尤其是CMV)的存在与SOT受者死亡率增加密切相关，即使检出的病毒不考虑为致病责任病原。病毒阳性组与病毒阴性组整体肺微生物组群落构成也存在许多差异，比如巨细胞病毒(CMV)阳性时耶氏肺孢子菌阳性率明显升高。研究结果对SOT受者的临床管理和后续研究具有重要意义。

· 研 / 究 / 内 / 容

· 主 / 要 / 结 / 果

本研究纳入的43名SOT受者中，26名(60.5%)至少检出了1种病毒，17名(39.5%)为病毒阴性。在病毒阳性的受者中，14例(32.6%)检出CMV，9例(20.9%)检出细环病毒(TTV)，6例(14.0%)检出其他病毒(图2)。进一步分析三种移植类型的病毒谱发现，CMV在肾移植受者中检出频率更高、且两个BK病毒(BKV)阳性病例均在肾移植组检出。

图2：本研究检出的病毒多样性与reads数。柱状图上的数字代表检出病毒的样本数，表中数字代表样本中检出病毒的reads数

为了观察病毒对预后的影响，研究者评估了疾病严重程度(SOFA和APACHE II评分)和死亡率(受者在移植后90天内存活情况)。结果显示，病毒阳性组和病毒阴性组的SOFA和APACHE II评分差异不显著。本研究中，共8例患者在移植后90天内死亡，均与感染有关。病毒阳性组的90天死亡率(26.9%)高于病毒阴性组(5.9%)。

为进一步探索不同病毒对死亡率的影响，研究者分别分析了CMV阳性组、TTV阳性组以及其他病毒阳性组与对应阴性组之间的死亡率差异。结果显示，CMV阳性组的死亡率(35.7%)明显高于CMV阴性组(10.3%)，而TTV阳性组(22.2% vs. 17.6%)和其他病毒阳性组(18.2% vs. 18.8%)的死亡率与对应阴性组相似(表2)。病毒阳性组和病毒阴性组生存曲线明显分离，但差异未达到显著(p=0.0828)。在单病毒组中，CMV阳性和阴性组的生存曲线明显分离且差异具有显著性(p=0.0456)，TTV阳性与阴性组之间差异不显著(图3)。本研究结果表明，在呼吸道样本中检出病毒(尤其是CMV)与SOT受者死亡率增加密切相关。

表2：研究队列的临床特征

图3：不同病毒组的90天生存比例

| 病毒对SOT受者肺微生物组的影响

多样性和群落结构分析结果表明，病毒阳性组和病毒阴性组之间的α多样性差异显著，且组间群落结构差异大于组内差异(R=0.085, p=0.048)。进一步分析发现，病毒阳性组和阴性组相对丰度排名前20的肺部微生物物种(如耶氏肺孢子菌、奥斯陆莫拉菌、CMV)和前20名以外的其他物种差异显著(图4)。这表明，病毒影响了SOT受者的肺部微生物组成。

图4：不同组肺部微生物群落差异

考虑到CMV是本研究中的主要病毒类型及其对死亡率的影响，研究者单独分析了CMV阳性组和阴性组的微生物群落差异。结果表明，CMV阳性组和CMV阴性组之间多样性和群落结构差异不显著，但前20种微生物(如耶氏肺孢子菌和小韦荣球菌)和其他物种在两组之间存在显著差异(图4）。这些结果表明，病毒(尤其是CMV)可能会影响SOT受者肺部微生物组成，尤其是耶氏肺孢子菌的比例。

· 讨 / 论 

先前研究表明，CMV可增加SOT受者的死亡率，这与本研究结果一致。除CMV之外，本研究使用mNGS技术还检出了包括TTV、BKV、EBV在内的多种其他病毒。结合先前研究和本研究结果，研究者认为CMV是SOT受者病毒感染的最重要因素，可能是导致死亡率增加的原因，其他单一病毒是否会增加死亡率仍需进一步研究。

因处于免疫抑制状态，SOT受体的感染可能由多种病原体所致，很难确定主要的致病责任病原。本研究中的8例死亡受者均与感染有关，其中6例至少检出一种病毒，但大多数病例检出的病毒不考虑为主要的致病病原。此外，研究者比较了死亡组和存活组的年龄、BMI和慢性病比例等其他可能的影响因素，均未发现显著差异。因此，无论病毒是否为致病责任病原都与不良预后密切相关，病毒的存在可能是不良预后的标志。

为什么不是致病责任病原的病毒也与高死亡率有关？许多情况下，病毒的存在被认为与免疫力低下相关。一种假设是，本研究中病毒阳性受者的免疫状况可能比病毒阴性受者更差，但是是否与预后有关也与病毒的类型有关，如CMV和TTV。此外，本研究表明病毒改变了肺微生物组，而免疫状态与肠道微生物群的关系已有报道。因此，关于病毒与不良预后相关的另一种假设是，病毒可能通过影响肺部微生物组来影响受者预后。

对SOT受者微生物组的已有研究大多集中于肠道菌群，而对肺微生物组研究多与肺移植有关。本研究纳入不同类型(包括肾、肺和肝移植)SOT受者，对肺微生物组进行了全面分析。结果表明，病毒阳性组和CMV阳性组合并PJP的程度与相应的阴性组相比差异明显。一般认为CMV感染常合并PJP。已报道研究结果显示，CMV和PJP共感染相比单独感染是否会增加死亡率仍然存在争议。本研究中71.4%(10/14)的CMV阳性病例均与PJP有关，但无PJP组死亡率(2/4, 50%)高于PJP组(3/10, 30%)。本研究表明，尽管SOT受者CMV合并PJP感染的程度很高，但合并PJP感染可能不会增加CMV阳性受者的死亡率。

除PJP外，本研究还表明病毒影响了呼吸道中其他微生物的比例。如，在病毒阳性组中奥斯陆莫拉菌(人类呼吸道的正常细菌)比例下降，在CMV阳性组中小韦荣球菌(口腔、胃肠道、阴道的常见细菌)比例也有所下降。这些微生物的比例变化对病毒阳性SOT受者的影响需要进一步研究。

目前，检测病毒的方法较少，可检出的病毒种类也较少。mNGS是一种非常有效的多病毒检测方法，通过检测样本中的DNA或RNA，几乎可覆盖所有病毒。其检测病毒的准确性已得到了先前多项研究的证实。本研究利用mNGS技术从26名SOT受者(共43名)中检出了病毒，类型多达8种。除病毒外，mNGS还可以同时检测细菌、真菌和其他病原体，是检测PJP等难培养、其他方法检测阳性率极低、且经常与病毒共感染的微生物的最佳方法。mNGS是病原体检测领域的一项革命性技术，本研究充分展示了mNGS在检测SOT受者中病毒和其他微生物方面的优势。

· 文 / 章 / 总 / 结

综上所述，本研究揭示了病毒与SOT受者死亡率和肺微生物组的关系。结果表明，无论病毒是否为感染的责任病原，都与死亡率增加有关，而CMV可能是造成这一现象的主要原因。这提示，病毒的存在可能是不良预后的标志。病毒阳性受者PJP比例明显增加，CMV感染受者PJP混合感染率达71.4%。提示在处理CMV感染时，应高度重视与PJP的混合感染。mNGS结果揭示了SOT受者肺部感染的病毒谱，为临床提供了重要参考。

本研究探索了mNGS在检测病毒感染以及同时检测其他病原体方面的优势。此外，研究发现病毒可以改变呼吸道微生物组，一些背景菌的差异可能会为后续研究和临床治疗提供参考。

原文链接：Whole Genome Profiling of Lung Microbiome in Solid Organ Transplant Recipients Reveals Virus Involved Microecology May Worsen Prognosis