1. 引言

近年来，尽管重症肺炎的发病率及死亡率有所下降，但重症肺炎病情重，治疗较复杂，死亡率相对高，早期诊断，特别是病原学的诊断，是提高重症肺炎救治能力的关键环节。由于全球新冠病毒的流行及病原学检验手段进展，近年重症肺炎病原学谱有相应的变化；故本文对近年重症肺炎(severe community-acquired pneumonia, SCAP)病原学诊断做相应的综述。

2. 重症肺炎诊断标准

2007年美国胸科学会(ATS)及美国感染病学会(IDSA)制定的《社区获得性肺炎指南》，重症肺炎主要诊断标准为：1) 需要有创机械通气，2) 需要血管活性药物治疗的脓毒血症。次要标准为：1) 呼吸频率 ≥ 30次/分，2) 氧合指数 ≤ 250，3) 多叶段肺累及，4) 昏迷/神志障碍，5) 氮质血症(血尿素氮 ≥ 20 mg/dl)，6) 白细胞减少(WBC < 4000个细胞/mm³)，7) 血小板减少(血小板 < 100,000个细胞/mm³)，8) 低体温(T < 36摄氏度)，9) 低血压需要积极的液体复苏。满足1项主要诊断标准或3项次要标准以上者可诊断为重症肺炎，考虑收入重症监护室救治[1]。几个小组在来自不同国家的肺炎队列中验证了这些标准[2]-[5]，荟萃分析报告称，一个主要或三个次要诊断标准在估测重症监护室住院方面的合并真阳性率是84%，真阴性率是78% [6]。若去除主要诊断标准，三个或更多次要诊断标准(2007年IDSA/ATS指南中推荐)的临界值在预计重症监护室住院时的合并真阳性率是56%，真阴性率是91%。2007年ATS/IDSA的诊断标准基本被2016年的《中国成人社区获得性肺炎诊断和治疗指南》及2018年的《成人社区获得性肺炎基层诊疗指南》的SCAP诊断标准参考[7]。2019年ATS/IDSA发布的最新版《成人社区获得性肺炎(CAP)诊断与治疗指南》在重症肺炎的判定上依然遵照上一版指南的标准。

3. 重症肺炎诊断提前预警及预后评估指标

3.1. 提前预警指标

早期识别诊断重症肺炎具有重要意义。有许多工具可以识别和评估CAP患者，如肺炎严重程度指数(pneumonia severity index, PSI)、CURB-65评分[8] [9]、SMART-COP、CURXO-80模型、急性生理和慢性健康评分系统II等。美国学者Fine等分析了14,199例CAP患者临床资料后，提出一个PORT (Patient Outcome Research Team)评分，又称PSI，其中指标包括年龄、合并症(包括肿瘤病史、肝脏疾病、充血性心力衰竭、脑血管疾病、肾脏疾病史)、生命体征：精神状态改变、收缩压 < 90 mmHg、体温低于35℃或体温 ≥ 40℃、脉搏 ≥ 125次/分、辅助检查：血气PH < 7.35、尿素氮 ≥ 11 mmol/L、血钠 < 130 mmol/L、血糖 ≥ 14.0 mmol/L、红细胞压积 < 30%、胸腔积液等[8]，其评分越高表示患者病情严重程度越高。西班牙基于急诊1057例患者的研究提出了CURXO-80模型，主要指标有动脉血pH小于7.30和收缩压小于90 mmHg，次要指标为：(1) 年龄超过80岁；(2) 呼吸频率大于30次/分；(3) PaO₂小于54 mmHg或氧合指数小于250 mmHg；(4) 血尿素氮大于11 mmoL/L；(5) 多叶段肺损害；(6) 神智改变。满足1个主要指标或者2个以上次要指标即可诊断SCAP [10]。西湖大学郭天南团队确定了新冠肺炎患者血清中的分子变化，通过蛋白质组学及代谢组学分析，在COVID-19患者血清中观察到204种代谢物与疾病严重程度相关，93种蛋白质在重症新冠肺炎患者血清中显示差异表达，这项研究揭示了基于蛋白质组学技术和代谢组学技术在疾病诊断及预后评价方面具有一定作用[11]。

3.2. 预后指标

周雨蒙等人研究发现，血清PCT、中性粒细胞/淋巴细胞比值、B淋巴细胞越高，急性生理和慢性健康评分系统II评分越高，淋巴细胞计数(lymphocyte count, LYM)、T淋巴细胞、CD4+ T淋巴细胞与急性生理和慢性健康评分系统II呈负相关(P < 0.01)，淋巴细胞亚群及炎性指标的变化对重症肺炎严重程度和预后评估具有重要指导意义[12]。此外，在ICU危重患者中发现，乳酸/白蛋白比值可作为肺炎患者死亡的独立危险因素，急性生理和慢性健康评分系统II评分、序贯器官衰竭评估评分、乳酸水平越高，其预测效能越高，而与白蛋白水平呈负相关[13]。

4. 重症肺炎病原学检测技术

传统的病原学检验方法主要包括病原体分离及培养、涂片、血清学及免疫学检测等。随着分子生物学诊断技术得到了前所未有的发展，目前己广泛运用于临床，主要包括多重酶链式聚合反应(PCR)、生物芯片技术(又称蛋白芯片或基因芯片技术)、DNA测序技术、蛋白质质谱技术、宏基因测序技术(mNGS)。2014，新英格兰杂志报告了一个采用mNGS对神经型钩端螺旋体病(Neuroleptospirosis)进行可行动诊断并取得良好预后的案例[14]，mNGS能够检测病毒、细菌、支原体、衣原体、真菌以及寄生虫等多种病原体，尤其擅长检测新型、罕见和不典型的病原体，但成本较高且易受人类基因影响，且不能同时进行DNA和RNA双重检测，此外，如何：1) 尽量减少人类宿主背景和外来核酸来源的影响，还有待确定；2) 区分定植和感染；3) 提高细胞内微生物的检测效率；4) 对方法、数据存储、保护、分析和解释进行更合理的标准化，这些障碍仍有待解决[15]。mNGS样本检测类型包括痰液、肺泡灌洗液、组织，其中肺泡灌洗液是肺部感染mNGS检测的最佳标本[16] [17]。对于常规检测方法3天内未获得明确的病原学依据且抗生素治疗无效、疑似病毒感染且PCR检测结果阴性、急危重症患者、重症肺炎、需要病原学依据的情形推荐进行mNGS检测明确病原[16] [18]。在临床上应用时，需要权衡利弊，结合患者的具体情况和实验室条件进行选择。mNGS 技术目前还有许多可以发展的方向，例如耐药和突变的鉴定、完成样本宏转录组的检测(mtNGS)、优化时长及优化测序过程、数据库建设和生物信息学分析等[15] [19]。靶向测序(Targeted Next-Generation Sequencing, tNGS)技术可检测70~700多种病原体、耐药基因、毒力基因，能在1次检测中兼顾DNA和RNA检测流程，并且较低的测序数据量可以降低测序成本，费用更低[20] [21]。因此，采用tNGS技术检测支气管肺泡灌洗液，能显著提升肺炎病原学的诊断效果[22]。目前，tNGS技术已被用于多种疾病的鉴定及基因检测中，如肺结核分枝杆菌菌种鉴定[23]、儿童基因组疾病[24]、卵巢癌易感基因突变检测[25]等，且效果显著。Li比较了tNGS与mNGS在成人肺炎患者中的病原体检测效率。tNGS和mNGS的微生物检测率分别为82.17% (106/129)和86.51% (109/126)，两者无显著差异(p = 0.41)。但tNGS成本更低，约为mNGS的四分之一。EB病毒、肺炎链球菌和流感嗜血杆菌是tNGS和mNGS检测到的前三种病原体。tNGS和mNGS检测到的病原体种类和分布基本一致，但tNGS在检测RNA病毒方面具有优势[21]。但靶向高通量测序技术的应用仍然面临一些不足，如数据分析的复杂性以及标准化流程的建立等。此外，tNGS技术的操作复杂，对技术人员要求也较高。随着技术的进一步革新和成本的下降，tNGS技术有望成为肺炎病原学诊断的重要工具之一，甚至应用于其他感染疾病的诊断，为肺炎及其他感染疾病的治疗提供有效数据[22]。

5. 重症肺炎病原学变迁

CAP的病原体多样，包括细菌、病毒、支原体、衣原体等。近年来，随着新发病原体的出现和广谱抗生素的不规范应用，CAP的病原体构成发生了变化。对于SCAP，其病原体往往更为复杂，且常存在混合感染。细菌与病毒、细菌与非典型病原体的混合感染在SCAP中尤为常见。

5.1. 细菌

咳嗽咳痰、呼吸困难、发热、痰量变多、胸痛等是细菌性肺炎常见临床表现，在SCAP中，肺炎球菌仍然是最常见的细菌病原体。美国一项回顾性研究，纳入177家医院154,799名肺炎患者中，21,805名(14.1%)符合SCAP标准。SCAP患者血培养和呼吸道培养阳性率更高，且更常出现对一线社区获得性肺炎抗生素耐药的病原体(重症10%和非重症3.1%；p < 0.001)。无论疾病严重程度如何，肺炎链球菌是从血液培养中回收的最常见病原体，金黄色葡萄球菌和假单胞菌是从呼吸道回收的最常见病原体[26]；美国一项前瞻性研究指出在CAP中大约有23%的患者会收入ICU进行后续治疗，进入ICU后其30天内的死亡率为27% [27]。入住ICU这部分患者中，肺炎链球菌、革兰氏阴性杆菌(鲍曼不动杆菌、肺炎克雷伯菌以及流感嗜血杆菌)和铜绿假单胞菌是入住ICU这部分患者中最常见的病原体[28] [29]。与非ICU的患者相比铜绿假单胞菌和耐甲氧西林金葡菌(MRSA)的发病率更高[30]；铜绿假单胞菌、产超广谱β-内酰胺酶的肠杆菌科和MRSA (PES病原体)是引起CAP的另一个重要微生物群的一部分，此类病原体占CAP和微生物诊断住院患者的6%；然而，目前指南中的经验性治疗建议并没有针对这一病原体群体[31]。2015年，Elena Prina [32]等人提出了PES评分来评估PES病原体引起的肺炎风险。虽然这部分病原体导致的CAP所占比例较小，但死亡率较高。这些病原体需要不同的抗生素治疗，识别特定的风险因素有助于识别这些微生物病因。

5.2. 非典型病原体

随着分子诊断技术及NGS技术的进步，非典型病原体在肺炎中的比例也在增加。非典型病原体感染(如肺炎支原体、肺炎衣原体、鹦鹉热衣原体以及嗜肺军团菌等)是CAP的重要病因。Qin报道了丽水市发生的四例由鹅群中循环鹦鹉热衣原体E/B基因型菌株引起的严重社区获得性肺炎病例，主要症状为发热、干咳及肺部影像学浸润，常规抗菌治疗或中药无效。这些菌株对四环素类抗生素敏感，且可能通过吸入环境中受污染的鹦鹉热衣原体病原体而感染人类[33]。Xing [34]等从2023年1月至11月，在一家教学医院就诊的患者使用抗原、核酸扩增和靶向下一代测序(tNGS)检测的组合对常见呼吸道病毒和肺炎支原体进行了检测。分析了每月阳性检测的数量和比率，以及临床和微生物学特征。新型冠状病毒快速反弹、肺炎支原体较慢反弹。通过tNGS检测，发现约85%的肺炎支原体阳性样本中存在大环内酯类耐药突变，其中99.73%的耐药菌株具有A2063G突变。研究发现，与大环内酯类药物相比，使用适当的治疗方案(如多西环素或氟喹诺酮类药物)在治疗大环内酯类耐药肺炎支原体时，临床上能更迅速地改善病情。嗜肺军团菌(legionella pneumonia)隶属于军团菌目的军团菌属，1976年美国费城首次发现这种致病菌，军团菌是导致社区和医院获得性肺炎的重要因素，世界各地都有相关病例报道，发病率正在逐年增加，死亡率仍然保持在很高水平，特别是伴有免疫功能低下的患者[35]。

5.3. 病毒

进入新世纪以来，新的呼吸道病原的出现，如2002年传染性非典型肺炎(SARS)、甲型H5N1流感病毒、以及2019年SARS-CoV-2引起的传染病大流行，使人们越来越重视病毒性肺炎。同时，在过去的十年中，分子诊断技术的使用有所增加，这些技术有助于在一个呼吸道样本中检测多种病毒。因此，严重CAP中呼吸道病毒的报告频率越来越高。2019年Chen [36]等人对232名门诊患者进行病原学检测，发现病毒、细菌、非典型病原体感染分别占26.7%、19.8%、19.4%，较2012年Tao [37]等人在中国36家医院对CAP病原进行的前瞻性研究相比，病毒在CAP患者中的感染率已经明显高于非典型病原体。Wang [38]招募了64名因COVID-19进行有创通气的患者，此外，还纳入2019年有创通气医院/社区获得性肺炎(HAP/CAP)患者支气管肺泡灌洗液(BALF)样本进行比较。基因组分析显示，所有的Omicron菌株都属于BA.5和BF.7亚系，它们之间的28天死亡率没有差异。与HAP/CAP队列相比，有创通气COVID-19患者在下呼吸道具有明显的宿主转录组学和微生物特征；在COVID-19非幸存者中，发现病毒过程相关途径的基因表达显著降低，蛋白向质膜定位的正调控，机会致病菌(包括细菌拟普雷沃菌，柄杆菌属，大肠埃氏菌属-志贺氏菌属，罗尔斯通氏菌)和真菌聚多曲霉(Aspergillus sydowii)和产红青霉(Penicillium rubens)的丰度更高。研究揭示了有创通气COVID-19患者下呼吸道微生物组与转录组的关系，为今后的临床治疗和降低病死率提供依据。综上所述，在新冠大流行的背景下，病毒感染是重症肺炎中不容忽视的角色。

5.4. 真菌

随着广谱抗生素、侵入性操作、免疫抑制剂等在临床的广泛应用，真菌感染的发病率逐年上升， 可能导致全世界每年超过150万病例的死亡，其中肺部是最常见的感染部位之一[39]。念珠菌、曲霉菌、隐球菌、肺孢子菌等是常见的致病菌。患者肺部CT提示晕轮征、新月体征常提示曲霉菌感染。肺孢子菌于1909年在豚鼠体内首次被发现，由于其形态学和病理学与原虫相似，对原虫治疗药物敏感，即被命名为卡氏肺孢子虫，其引发的肺病称卡氏肺孢子虫肺炎或肺孢子虫病[40]，重症肺孢子菌肺炎(PCP)患者主要表现为进行性呼吸困难伴严重低氧血症，常见咳嗽、持续发热症状，部分伴有胸闷、乏力、消瘦等[41]。有研究报道称，新冠病毒感染重症患者肺孢子菌感染率超9% [42]。隐球菌感染常见于HIV阳性等免疫缺患者，已成为免疫功能良好的新兴疾病，中国的一项回顾性审查显示，60%的肺隐球菌病病例是在免疫功能正常的非HIV患者中诊断出来的[43]。彭晓露[44]等研究证明患者入院前3个月做过外科手术、入院时白介素-8 > 3.734 ng/L与Albumin (白蛋白) ≤ 28 g/L是SCAP病人出现肺部真菌感染的危险因素。新冠病毒感染可以导致体内炎症因子风暴，造成机体免疫功能受损，容易并发真菌感染。2020年1月30日，Lancet上首次发表了新冠肺炎患者合并侵袭性真菌感染的相关研究，99例患者中1例真菌感染诊断为光滑念珠菌，3例真菌感染诊断为白色念珠菌[45]。

程中乐[46]分析支气管肺泡灌洗液(BALF)中半乳甘露聚糖(Glactomannan, GM)的浓度及其在诊断新型冠状病毒感染(COVID-19)相关侵袭性肺部真菌感染(IPFI)中的价值，结果显示GM可以作为较好的评估COVID-19相关IPFI的指标。BALF中的GM检测对IPFI诊断比血清更具有临床价值。

Zhou [47]等前瞻性研究入住ICU的新冠肺炎患者。结果显示在123名新冠肺炎患者中，36人(29.3%)被诊断为可能的COVID-19相关肺曲霉病(CAPA)。实体器官移植、APACHEII评分 ≥ 20分、5分 ≤ 序贯器官衰竭评估评分 < 10分是CAPA的独立危险因素。84/123名患者(68.3%)接受了支气管镜检查以获取支气管肺泡灌洗液(BALF)标本。BALF-GM的诊断敏感性最高(84.9%)，mNGS曲线下面积最高(0.812)。提示BALF GM是诊断CAPA最合适的微生物检查。mNGS可能成为危重CAPA患者的一种选择。

Ren [48]报告1例COVID-19患者，通过痰靶向下一代测序(tNGS)检测到烟曲霉和新型隐球菌，并在治疗期间进行心脏监测，发现心血管并发症。考虑该患者真菌感染与严重急性呼吸综合征冠状病毒2型(SARS-CoV-2)感染及皮质类固醇的应用有关。

综上所述，真菌性肺炎常见于免疫缺陷患者，对于COVID-19患者，由于免疫功能低下，更容易合并真菌感染，诊断可结合患者免疫情况、BALF-GM、tNGS等综合评估。

6. 展望

CAP及SCAP是一种常见且严重的呼吸系统疾病，其研究现状呈现出病原体分布复杂、诊断技术多样、治疗策略挑战重重的特点。未来，通过了解患者的基因组信息、蛋白质组信息等，可以拟定更加个性化的治疗计划，提高诊治效果。随着科技的不断进步和医疗技术的不断创新，CAP及SCAP的诊断及治疗将取得更多进展，为患者提供更加精准、有效的治疗服务。

基金项目

重庆市首批公共卫生重点学科(专科)，渝卫办发﹝2022﹞71号。

NOTES

^*通讯作者。

参考文献