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Expert Consensus on Nucleic Acid of Amplification Techniques Test for the Diagnosis of Pathogens in Adult Respiratory Tract Infections(2023)
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摘要: 呼吸道感染性疾病在临床中极为常见，病原体的快速检测和精准诊断是其有效治疗的前提。传统微生物学及免疫学技术对呼吸道病原体检测的灵敏度偏低，核酸检测技术的发展和临床应用大幅提高了呼吸道病原体的诊断能力。如何基于患者基础疾病、呼吸道感染类型及病原谱合理选择核酸检测技术并正确理解其临床应用价值，成为重要的临床问题。为此，中华检验医学培训工程专家委员会联合中华医学会呼吸病学分会组织我国多学科专家共同撰写了《成人呼吸道感染病原诊断核酸检测技术临床应用专家共识(2023)》。该共识参考国内外指南及文献，分析了实时荧光聚合酶链反应(polymerase chain reaction，PCR)技术、等温扩增技术、数字PCR技术、核酸即时检测技术和病原体高通量测序技术的临床应用场景、技术特点和性能验证要求，以及该类技术在成人急性上呼吸道感染、气管支气管炎、社区获得性肺炎、医院获得性肺炎/呼吸机相关性肺炎、慢性阻塞性肺疾病急性加重、肺结核和免疫功能受损人群呼吸道感染中的应用，以供临床参考借鉴。Abstract: Respiratory tract infection is one of the most prevalent medical conditions. Rapid and accurate diagnosis of pathogens is crucial for precise and effective treatment. However, the sensitivity of traditional microbiological and immunological techniques for respiratory pathogens detection is low.The development and clinical applications of nucleic acid testing technology have dramatically improved the ability to diagnose respiratory pathogens. The rational usage of appropriate nucleic acid testing techniques, based on the underlying diseases, the type of respiratory tract infections, and pathogen spectrum, as well as the correct understanding of its diagnostic sig- nificance, has become an important clinical challenge. Therefore, the Committee of Chinese Laboratory Medical Education and Chinese Thoracic Society initiated a multi-disciplinary Chinese expert consensus. Based on both the domestic and international guidelines and literature, the expert consensus analyzes the clinical application scenarios, technical characteristics, and performance validation requirements pertaining to real-time fluorescence polymerase chain reaction (PCR), isothermal amplification technology, digital PCR, nucleic acid point-of-care testing, and metagenomics next generation sequencing. Furthermore, it also examines the wide-ranging applications of these techniques in diagnosing and managing respiratory tract infections, including acute upper respiratory tract infections, tracheobronchitis, community-acquired pneumonia, hospital-acquired pneumonia/ventilator-associated pneumonia, acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease, tuberculosis, and respiratory infections in immunocompromised adults. We hope the consensus will provide helpful reference for clinicians.
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Key words:
- respiratory infection /
- adults /
- pathogenic diagnosis /
- nucleic acid test /
- expert consensus
作者贡献：徐英春、瞿介明牵头制定共识框架；王瑶负责共识提纲编制，组织协调专家组成员对内容进行修订并组织会议讨论；陈新飞、沈宁、苏欣、吴文娟、王瑶、王一民、奕巧莲、张栋、张静、周华、周敏负责撰写共识草案；陈新飞、奕巧莲负责对专家意见进行汇总，并对共识内容进行完善；徐英春、瞿介明负责对共识全文进行最终审校并形成共识终稿。利益冲突：所有作者均声明不存在利益冲突撰写专家组 (按姓名首字母排序)：陈培松(中山大学附属第一医院)，陈雨(中国医学科学院北京协和医院)，韩崇旭(江苏省苏北人民医院)，刘勇(中国医科大学附属盛京医院)，瞿介明(上海交通大学医学院附属瑞金医院)，魏莲花(甘肃省人民医院)，王毅(天津市天津医院)，徐英春(中国医学科学院北京协和医院)，余方友(同济大学附属上海市肺科医院)，朱迎钢(复旦大学附属华东医院)评审专家组 (按姓名首字母排序)：柴凤霞(酒泉市人民医院)，陈发林(福建省临床检验中心)，陈国强(黄冈市中心医院)，陈康(广东省中山市人民医院)，陈丽萍(牡丹江市第一人民医院)，程歆琦(中国医学科学院北京协和医院)，程训民(淮北市人民医院)，戴二黑(石家庄市第五医院)，丁大朋(大连医科大学附属第一医院)，丁志明(大同市第五人民医院)，冯磊(云南省玉溪市人民医院)，甘建玲(萍乡市妇幼保健院)，高波(鹤岗市人民医院)，关秀茹(哈尔滨医科大学附属第一医院)，郭珊(新乡市中心医院)，郭玮(复旦大学附属中山医院)，郭小英(青海省妇女儿童医院)，纪玲(北京大学深圳医院)、贾伟(宁夏医科大学总医院)，姜玉章(南京医科大学附属淮安第一医院)，柯江维(江西省儿童医院)，类承斌(淄博市中心医院)，李辉(新疆医科大学第一附属医院)，李杰(天水市第一人民医院)，李娜(沈阳市儿童医院)，李启欣(佛山市第一人民医院)，李士军(大连医科大学附属第一医院)，李一荣(武汉大学中南医院)，李子安(青海省人民医院)，梁红萍(山西省人民医院)，林燕(赣州市人民医院)，刘家云(空军军医大学西京医院)，刘靳波(西南医科大学附属医院)，刘荣华(临汾市中心医院)，刘双全(南华大学附属第一医院)，刘治娟(西藏自治区人民医院)，卢文波(宁波市妇女儿童医院)，罗春华(宜昌市中心人民医院)，马筱玲(中国科技大学附属第一医院)，马艳侠(陕西中医药大学医学技术学院)，梅世月(河南省儿童医院)，闵迅(遵义医科大学附属医院)，穆红(天津市第一中心医院)，秦晓松(中国医科大学附属盛京医院)，屈涛(新疆喀什地区第二人民医院)，屈晓威(延安大学附属医院)，邵雪君(苏州大学附属儿童医院)，沈瀚(南京大学医学院附属鼓楼医院)，孙磊(长治市人民医院)，孙世珺(中山市人民医院)，邰文琳(昆明医科大学第二附属医院)，谭黎明(湖南省人民医院)，唐石伏(柳州市人民医院)，唐翌姝(重庆医科大学附属第一医院)，陶志华(浙江大学医学院附属第二医院)，王万俊(安庆市第一人民医院)，王彦(河北大学附属医院)，王艳海(呼和浩特市第一医院)，王颖君(内蒙古医科大学附属医院)，吴永彬(广西壮族自治区南溪山医院)，肖美芳(海南省妇女儿童医学中心)，肖敏敏(芜湖市第二人民医院)，阳文辉(广西壮族自治区人民医院)，杨天赐(厦门大学附属中山医院)，易斌(中南大学湘雅医院)，应斌武(四川大学华西医院)，尤崇革(兰州大学第二医院)，张华(贵州省人民医院)，张丽娜(大庆油田总医院)，张晓丽(重庆医科大学附属永川医院)，张新(新疆生产建设兵团医院)，赵笑梅(吉林市中心医院)，郑磊(南方医科大学南方医院)，郑秀霞(商丘市第一人民医院)，朱鹏飞(郑州大学第一附属医院)，朱召芹(上海市公共卫生临床中心)执笔人 (按姓名首字母排序)：陈新飞(中国医学科学院北京协和医院)，沈宁(北京大学第三医院)，苏欣(南京大学医学院附属鼓楼医院)，吴文娟(上海市东方医院同济大学附属东方医院)，王瑶(中国医学科学院北京协和医院)，王一民(中日友好医院武汉市金银潭医院)，奕巧莲(中国医学科学院北京协和医院)，张栋(中国医学科学院北京协和医院)，张静(复旦大学附属中山医院)，周华(浙江大学医学院附属第一医院)，周敏(上海交通大学医学院附属瑞金医院) -
表 1 《成人呼吸道感染病原诊断核酸检测技术临床应用专家共识(2023)》核心推荐意见
分类 具体推荐意见 共识度 基于核酸检测技术 实时荧光PCR 实时荧光PCR包括单靶标或多靶标呼吸道病原体核酸检测，可作为核酸即时检测的参考方法，主要适用于门急诊、住院患者和大规模人群筛查 95.2% 等温扩增 等温扩增耗时短、扩增效率高，通常以核酸即时检测的形式出现，适用于门急诊、发热门诊呼吸道感染患者病原体核酸快速筛查 96.4% 数字PCR 数字PCR可直接定量检测呼吸道标本中病原体数目，适用于低浓度样本、低丰度基因或突变基因的检测，可作为其他核酸检测方法的检测限标定 94.0% 核酸即时检测 核酸即时检测主要适用于检测场地有限或需要快速筛查的发热门诊、急诊、ICU等呼吸道感染患者的特定病原体检测 97.6% 病原体高通量测序 病原体高通量测序在传统微生物检验未能明确病原或急需快速鉴别是否感染及其病原体时，有选择地使用，主要适用于呼吸道重症感染、疑似特殊病原体感染、聚集性呼吸道传播性感染患者 98.8% 基于应用场景 急性上呼吸道感染高危人群(老年人、儿童、孕产妇、合并基础疾病的患者)和气管支气管炎患者 建议在流感病毒、新型冠状病毒等流行季节和高风险地区，进行病原体核酸即时检测，以鉴别诊断、缩短患者就诊时间、降低病原体传播风险 100% 免疫功能正常、存在住院风险的气管支气管炎成人患者 建议采用多靶标病原体核酸检测技术明确病原，以缩短抗生素使用时间和患者住院时间 98.8% 社区获得性肺炎患者 建议对社区获得性肺炎重症患者同时行常规病原学检查和核酸检测，以提高病原体检出率 100% 医院获得性肺炎和呼吸机相关性肺炎患者 病原学诊断应以传统培养方法为主，必要时联合采用多靶标病原体核酸检测，无需常规行mNGS，仅在患者存在免疫缺陷、3 d内未通过传统微生物检验明确病原体且经验性抗感染治疗无效时，考虑行以DNA测序为主的mNGS 96.4% 慢性阻塞性肺疾病急性加重患者 不建议常规行流感病毒、新型冠状病毒等呼吸道病毒核酸筛查，仅对有流行病学史、流感样症状或病情严重需住院治疗的患者进行核酸检测 86.7% 肺结核患者 推荐常规行结核分枝杆菌涂片、培养和核酸检测，mNGS与结核特异性PCR对结核分枝杆菌诊断能力相似 97.6% 结核性胸膜炎患者 建议行胸水和胸膜组织的结核分枝杆菌培养和核酸检测 97.6% 可疑活动性结核患者 对涂片抗酸染色阴性患者，至少行1次呼吸道标本的结核分枝杆菌核酸检测；对涂片抗酸染色阳性患者，核酸扩增技术可鉴别结核分枝杆菌和非结核分枝杆菌 94.0% 免疫功能受损合并肺部感染患者 推荐同时行血和支气管肺泡灌洗液标本mNGS，必要时行组织标本mNGS 97.6% 造血干细胞及实体器官移植后患者 推荐定期采用数字PCR进行病毒(包括巨细胞病毒和其他呼吸道病毒)的定量、动态检测 94.0% PCR：聚合酶链反应；mNGS：宏基因组高通量测序 
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表 2 呼吸道病原体核酸检测技术比较
检测技术 性能特征 应用场景 有无商品化试剂 实时荧光PCR 病原体：单一
通量：批测试，高
检出限：100~1000拷贝/mL
TAT：约1.5~3 h门急诊检查，大规模人群筛查 有 多重PCR 病原体：数个至数十个
通量：批测试，中等
检出限：1000拷贝/mL
TAT：约1.5~3 h流行病学调查，医院获得性重症肺炎/社区获得性肺炎/混合感染诊断 有 等温扩增 病原体：1个至数个
通量：不确定
检出限：100~1000拷贝/mL
TAT：约0.5~1.5 h发热门诊，急诊，即时检测 有 数字PCR 病原体：1个至数十个
通量：4~7个标本
检出限：1拷贝/mL
TAT：约3~4 h定量检测，疗效评估，环境检测，参考品或标准品定标 有 核酸即时检测 病原体：1个至数个
通量：不确定
检出限：100~1000拷贝/mL
TAT：约0.5~1.5 h发热门诊，急诊，床旁检测 有 mNGS 病原体：未知、不限
通量：10~16/芯片
检出限：约1000拷贝/mL
TAT：约18~24 h传统病原学检测无法诊断的疑难重症病例 暂无 tNGS 病原体：数十至数百个已知病原微生物及其毒力和/或耐药基因
通量：不确定
检出限：25~500拷贝/mL
TAT: 约18~24 h门急诊，发热门诊，普通病房，ICU，反复呼吸系统感染查因 暂无 PCR、mNGS：同表 1; TAT：检验结果回报时间; tNGS: 多重病原体靶向测序
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感染类型/人群 病原体 核酸检测技术 标本 送检条件 急性上呼吸道感染 病毒为主：鼻病毒、呼吸道合胞病毒、流感病毒、冠状病毒等；细菌少见：化脓链球菌、白喉棒状杆菌、溶血隐秘杆菌、淋病奈瑟菌等；化脓性感染考虑厌氧菌 单靶标实时PCR、多重实时PCR、微流控芯片、mNGS、tNGS 口腔拭子、口咽拭子、鼻咽拭子、鼻咽抽吸液、鼻咽洗液、上颌窦穿刺及抽吸液 病毒检测：病毒转运培养基，2~8 ℃转运；
细菌检测：常温，转运时间≤2 h气管支气管炎 呼吸道合胞病毒、副流感病毒、人偏肺病毒、腺病毒、肺炎支原体、肺炎衣原体等 单靶标实时PCR、多重实时PCR、微流控芯片 鼻咽拭子、鼻咽抽吸液、鼻咽洗液 病毒转运培养基，2~8 ℃转运 社区获得性肺炎 肺炎链球菌、肺炎支原体、流感嗜血杆菌、卡他莫拉菌、金黄色葡萄球菌、呼吸道病毒、军团菌、诺卡菌、放线菌等 多重实时PCR、微流控芯片、tNGS、mNGS 痰、诱导吸痰、气管支气管吸取物、BALF、肺活检组织、胸水 细菌检测：常温，转运时间≤2 h；病毒检测：病毒转运培养基，2~8 ℃转运 医院获得性肺炎/呼吸机相关性肺炎 多重耐药革兰阴性菌：肺炎克雷伯菌、大肠埃希菌、鲍曼不动杆菌、铜绿假单胞菌、其他肠杆菌目细菌、嗜麦芽窄食单胞菌、洋葱伯克霍尔德菌等；甲氧西林耐药金黄色葡萄球菌等 多重实时PCR、微流控芯片；必要时tNGS、
mNGS同上 常温，转运时间≤2 h 慢性阻塞性肺疾病急性加重 常见：流感嗜血杆菌、卡他莫拉菌、肺炎链球菌、铜绿假单胞菌、肠杆菌目细菌等；
少见：肺炎衣原体、肺炎支原体、军团菌、金黄色葡萄球菌等多重实时PCR、微流控芯片、tNGS、mNGS 痰、诱导吸痰、气管支气管吸取物、BALF 常温，转运时间≤2 h 肺结核 结核分枝杆菌；与非结核分枝杆菌鉴别 实时PCR；微流控芯片、tNGS、mNGS 痰、诱导吸痰、气管支气管吸取物、BALF、肺活检组织、胸水 常温，转运时间≤2 h 恶性肿瘤患者 免疫正常人群常见的呼吸道病原体；产ESBL菌、诺卡菌、结核分枝杆菌、非结核分枝杆菌、巨细胞病毒、曲霉和隐球菌、耶氏肺孢子菌等感染几率更高 单靶标实时PCR、多重实时PCR、微流控芯片、tNGS、mNGS 痰、诱导吸痰、气管支气管吸取物、BALF、肺活检组织、胸水 常温，转运时间≤2 h 干细胞及器官移植患者 免疫正常人群常见的呼吸道病原体；结核分枝杆菌、巨细胞病毒、曲霉和隐球菌、耶氏肺孢子菌等感染几率更高 同上 同上 同上 免疫相关性疾病患者 可能合并多种条件致病菌或序贯出现不同病原体感染，包括曲霉菌、念珠菌、巨细胞病毒、耶氏肺孢子菌等 同上 同上 同上 HIV感染者 CD4+T淋巴细胞＜200/mL或临床诊断艾滋病者更易感染肺孢子菌、结核分枝杆菌、隐球菌等；CD4+ T淋巴细胞计数正常者更易感染肺炎链球菌、流感嗜血杆菌、需氧革兰阴性杆菌、结核分枝杆菌等 同上 同上 同上 PCR、mNGS：同表 1；tNGS：多重病原靶向测序；BALF：支气管肺泡灌洗液；ESBL：超广谱β-内酰胺酶；HIV：人类免疫缺陷病毒
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