晶芯呼吸道病原菌核酸检测技术与痰培养在临床中的应用

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实用检验医师杂志2019年9月第11卷第3期Chin J Clin Pathol, S叩丨ember 2019, Vol.l 1, No.3

•论著.

晶芯呼吸道病原菌核酸检测技术 与痰培养在临床中的应用

赵溜

作者单位：410007湖南长沙，湖南省儿童医院儿科医学研究所 通信作者：赵溜，Email: 729950752@qq.com

DOI ： 10.3969/j.issn.l674-7151.2019.03.011

【摘要】目的比较晶芯呼吸道病原菌核酸检测与痰培养对细菌的检出率，探讨两种检测方法在临 床中的应用价值。方法收集2019年3月一4月湖南省儿童医院208例下呼吸道感染患儿的痰液标本， 分别进行晶芯呼吸道病原菌核酸检测和普通痰培养，比较两种检测方法的标本阳性率和不同类型病原菌检 出率。结果共纳入208份痰标本。晶芯呼吸道病原菌核酸检测的标本阳性率明显高于传统痰培养方法 〔50.48% (105/208)比37.98% (79/208 )，PC0.05〕。两种检测方法对肺炎克雷伯菌、嗜麦芽窄食单胞菌、嗜 肺军团菌和结核分枝杆菌复合群4种病原菌的检出结果达到一致；但晶芯呼吸道病原菌核酸检测对肺炎 链球菌、金黄色葡萄球菌（金葡菌)、大肠埃希菌、肺炎支原体的检出率均明显高于传统痰培养方法（肺炎链 球菌：14.90%比2.40%，金葡菌:6.25%比3.85%，大肠埃希菌:9.13%比0%，肺炎支原体:5.29%比0%，均/>< 0.05 X结论相比于传统痰培养，晶芯呼吸道病原菌核酸检测技术可快速对细胞学进行现场评价，等温扩 增微流控技术可快速一次性全部检出下呼吸道病原菌。

【关键词】幼儿；下呼吸道感染；等温扩增微流控技术；痰培养

Clinical application of nucleic acid detection technology and for respiratory pathogenic bacteria in crystal core and sputum culture

Zhao Liu. Children's Research Institute, Hunan Children's Hospital, Changsha 410007, Hunan, China Corresponding author: Zhao Liu, Email: 729950752@qq.com【Abstract】

Objective To explore the detection rates of nucleic acid detection technology for

respiratory pathogenic bacteria in crystal core and sputum culture, and compare the clinical application values of the two methods. Methods The sputum samples from 208 children with lower respiratory tract infection in Hunan Children's Hospital from March to April 2019 were collected. The nucleic acid detection technology of respiratory pathogenic bacteria in crystal core and general sputum culture test were carried out respectively, and the sample positive rates and the detection rates of different types of bacteria of the two methods were compared. Results Totally 208 sputum specimens from children with lower respiratory tract infection were included in the study. Compared with the result of traditional sputum culture test, the positive detection rate of nucleic acid detection technology for pathogenic bacteria in crystal core was significantly higher [50.48% (105/208) vs. 37.98% (79/208), P < 0.05]. The detection results of the two methods were consistent for 4 types of composite pathogenic bacteria group, including Kiebsiella pneumonia, Stenotrophomonas maltophilia, Legionella pneumophilia and Mycobacterium tuberculosis, hut the results of detection rates using nucleic acid test for pathogenic bacteria in crystal core of Streptococcus pneumonia, Staphylococcus aureus, Escherichia coli and Mycoplasma pneumoniae were significantly higher than those detected by traditional sputum culture tests (Streptococcus pneumonia: 14.90% vs. 2.40%, Staphylococcus aureus: 6.25% vs. 3.85%, Escherichia coli: 9.13% vs. 0%, Mycoplasma pneumoniae: 5.29% vs. 0%，all P < 0.05). Conclusion Compared with traditional sputum culture, the nucleic acid detection technology of respiratory pathogenic bacteria in crystal core can rapidly evaluate the cytology in situ, and the isothermal amplification micro-fluidic control technology can quickly detect all lower respiratory tract pathogens at one time.

【Key words】 Young children; Infection of lower respiratory tract; Isothermal amplification mirro-fluidic control technology; Sputum culture

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随着抗菌药物应用的普及，随之出现的抗菌药 物滥用成为呼吸道感染的众矢之的。呼吸道感染 包括上呼吸道感染和下呼吸道感染，前者90%由病 毒引起（包括鼻炎和咽喉炎)，后者90%由细菌引起 (包括支气管炎和肺炎等)。随着抗菌药物的广泛应 用，耐药菌株队伍逐渐扩大，下呼吸道感染成为最 常见且最难治疗的疾病,重者可伴随患者终生。据 统计，下呼吸道感染在世界十大死因中居第3位，第 4位慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary

向核酸的扩增，然后利用荧光染料掺人法进行实时 荧光检测,达到扩增效果的靶核酸会以“S型”曲线扩增[5]。

1.2统计学方法采用SPSS 22.0软件进行数据分

析，组间计数资料以例或百分率表示，采用X2检

验，P<0.05为差异有统计学意义。

2结果

2.1患儿一般情况患儿年龄为1个月~ 12岁。 所有患儿的年龄和既往史等一般资料比较差异均无 统计学意义（均P>0.05),具有可比性。见表1。

表1 208例下呼吸道感染患儿的一般资料比较检测方法痰培养

晶芯呼吸道 病原菌检测

既往史（例）样本数年龄

(份）(岁，；±s)支气管炎哮喘肺炎

208208

8.0 ±2.58.0 ±2.5

8787

6767

4343

diseases, C0PD)也是由下呼吸道长期感染引起[1]。 而痰液中病原菌种类的检测对治疗下呼吸道感染具 有重要意义，传统痰培养对病原菌种类的检测耗费 时间长，需3 ~ 7山往往错过控制感染的最佳时期； 相反，晶芯呼吸道病原菌核酸检测采用的是恒温扩 增微流控原理[2]，可快速检测出13种常见下呼吸道 病原菌。本研究通过对比两者的细菌检出率，旨在 研究其在临床应用中的价值,现报告如下。

喉炎

1111

注：与痰培养比较，aP<0.05

1材料与方法

1.1方法

2.2两种检测方法的标本阳性检出率比较共纳 人208份下呼吸道感染标本。晶芯呼吸道病原菌检 测对标本的阳性检出率明显高于痰培养（见表2。

表2

两种检测方法对下呼吸道感染患儿

痰液标本病原菌的检出情况比较

样本数(份）

阳性数(份）

79105

1.1.1痰标本来源与采集收集2019年3—4月

在本院住院的208份下呼吸道感染患儿的痰液标 本。留取方法：在患儿刚人院时，由各病区专业护 士指导患儿家属留取患儿痰液。痰液需留取清晨漱 口后用力吐出，若唾液较多则重新留取。留取成功 后家属迅速将标本送至检验科，由检验科专门人员 检查。若痰液标本合格，则立即置于-20丈冰箱中 保存待检[3]。

1.1.2检测方法将患儿痰标本涂在巧克力平板或 血平板上进行痰培养,平板均由英国0X0ID公司提 供。痰标本固定成功后置于37 t恒温箱孵育，24 h 后选出优胜菌群进一步分析。晶芯等温扩增技术采 用呼吸道病原菌核酸检测试剂盒|4],原理为具有链 置换功能的聚合酶在65丈恒温条件下进行反应，无 需考虑变温引起的包括时间在内的其他任何耗损。 因为过程中减少了高温变性和低温退火两个过程， 因此细菌的扩增速度很快，可以在短时间内完成靶

表3

份数•

(份)208

0.05 )。

检测方法

阴性数

(份）

129103

阳性率

(%)37.9850.48 a

208痰培'养

208晶芯呼吸道病原菌检测

注：与痰培养比较，aP< 0.05

2.3两种检测方法的病原菌检出率比较晶芯呼

吸道病原菌核酸检测对肺炎链球菌、金黄色葡萄球 菌（金葡菌)、大肠埃希菌、肺炎支原体的检出率均 明显高于传统痰培养方法。见表3。

3讨论

根据世界卫生组织各项数据统计，呼吸道感染 仍然是全球范围内威胁人类健康的疾病之一[6]，占 所有疾病致死率的首位，而下呼吸道感染又是呼吸 道感染中最常见的疾病[7]。目前抗菌药物的普遍应

两种检测方法对各类病原菌的检出率比较

检出率〔％(株)〕

细菌类型

肺炎

链球菌2.40( 5)

金葡菌3.85 ( 8)6.25(13”

大肠埃希菌0

(0)

肺炎克雷伯菌1.44(3)1.44(3)

铜绿假单胞菌0

(0)

鲍曼不动杆菌3.85(8)1.44 ⑶

嗜麦芽窄 食单胞菌0(0)0(0)

流感嗜血杆菌22.60(47)22.12(46)

嗜肺结核分枝 军团菌杆菌复合群0(0)0(0)

0(0)0(0)

肺炎支原体0

(0)

肺炎衣原体0

(0)

痰培养

晶芯呼吸道

20814.90(31 )a

病原菌检测

9.13(19”0.48(1)5.29(H)80.48(1)

注•.与痰培养比较，aP<0.05

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用导致耐药菌种类增多，下呼吸道感染的病死率增 加，特别是幼儿和老年人的免疫系统低下，严重的下 呼吸道感染更增加了上述人群的病死率[8]。无论 是院外感染的社区获得性肺炎（community acquired

本院对晶芯呼吸道扩增检测这一新技术进行 学习和研究，并将其应用于临床。在临床应用和研 究过程中仅对常见感染病原体的菌株进行扩增，研 究证明，晶芯呼吸道扩增检测通过等温扩增技术，可 灵敏、快捷并且准确地检测出下呼吸道感染患者痰 液中常见的病原体种类，相对传统的痰培养来说要 更为容易，简单而言，只要有病原菌,哪怕一个核酸 序列，晶芯呼吸道扩增检测技术即可扩增出一群病 pneumonia, CAP)、COPD急性加重期、慢性支气管 炎急性加重期，还是人院24 h后感染的医院获得性 肺炎，若不能及时明确细菌种类、确定临床治疗方 向，仅采取应用广谱抗菌药物的经验性治疗,最后的 结局只能是造成耐药菌群逐渐扩大，下呼吸道感染 病死率越来越高[9]。所以，确定病原体种类是临床 治疗的关键，传统痰培养的检测过程繁琐，不仅培养 病原菌的周期较长,而且获得的结果不一定准确，但 这也是在临床应用中最基础的确诊方法。为此本院 引进了新的痰标本病原体种类检测技术，即晶芯呼 吸道病原菌核酸检测技术。

本研究选取208例下呼吸道感染患儿的痰液标 本，分别采用晶芯呼吸道病原菌核酸检测和痰培养 的方法在同一时间同一环境内对细菌进行培养及检 测。晶芯呼吸道病原菌核酸检测对标本的阳性检出 率达50.48%,痰培养则为37.98%,显然前者的检出 率大于后者，虽然两者差距不大，但是在差距较小的 条件下，还应选择晶芯呼吸道病原菌核酸检测进行 临床病原体诊断，即在相同检出率的前提下选择更 简单、快捷的方式[w]。晶芯呼吸道病原菌核酸检测 技术在2 h内即可判断病原体是否扩增，而传统痰 培养则需将痰标本在保温箱中孵育24 h以上，待其 自然扩增。由此更能体现晶芯呼吸道病原菌核酸检 测技术的敏感性和特异性均高于痰培养，并且降低 了耽误患者病情的风险。

本研究显示，晶芯呼吸道扩增技术对病原体的

检出率与痰培养一致,甚至前者的敏感性要高于痰 培养。另外，两种检测方法对常见细菌如肺炎克雷 伯杆菌的检出率是相同的，均为1.44%，而对嗜麦芽 窄食单胞菌、嗜肺军团菌和结核分枝杆菌复合群的 检出率均为〇%，晶芯病原体核酸检测对常见病原 菌（如肺炎链球菌、金葡菌、大肠埃希菌、肺炎支原 体）的检出率均高于痰培养。除此之外，由于痰培 养标本需在保温箱中培育较长时间,不能排除在此 过程中有其他细菌感染和侵入，从而使某些细菌增 多导致敏感性高的假象，痰培养技术中痰标本的保 存及痰细菌病原体的扩增过程可能会受各种条件的 限制，更能证明晶芯呼吸道扩增检测技术具有较高 的敏感性和特异性。

原体tu>]。此特点明显优于一般的痰细菌培养，且检 出率也高于常规痰培养技术。本研究通过与传统痰 细菌培养技术进行对比，显示晶芯呼吸道病原菌核 酸检测技术在诊断不同病原体方面更具优势，为临 床快速检出上下呼吸道病原体和积极治疗患者提供 了重要的保障。晶芯呼吸道病原菌核酸检测技术高 敏感性和高特异性的特点对临床诊断具有重要的价 值，尤其对幼儿下呼吸道感染的积极治疗具有重要 意义,值得临床积极探讨和运用。参考文献

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(收稿日期..2019-06-27)

(本文编辑：张耘菲)