基于宏基因组学的老年机械通气患者下呼吸道微生态和呼吸机相关性肺炎的关联研究

Ventilation-associated pneumonia(VAP) is the most frequent nosocomial infection in mechanically ventilated patients in the intensive care unit(ICU),leading to high morbidity and mortality. However, in clinical practice, its exact pathogen diagnosis remains problematic. Most of pathogens are the common conditioned pathogens. As the patients age, primary disease, as well as the application of invasive operation, immunosuppression and the widespread use of broad-spectrum antibiotics, the distribution and drug-resistance of pathogen has been changed widely and has been a serious threat to clinical efficacy. To address the microbial community diversity and drug-resistance in the lower respiratory tract of patients receiving mechanical ventilation, we would conduct a case-control study using NGS and molecular indexing. Our result would characterize the distribution of microbiome in different parts of respiratory tract, then accurately quantify the core microbiome associated to the infection status, especially candidate pathogens associated with VAP. Then we would use metagenomics sequencing to parse the microbial population genetic composition and function, establish the respiratory tract gene catalogue and profile the resistance gene and genetic variation. The purpose of this study is to explore the application of new technologies in clinical diagnosis, to promote the development of pathogen recognition technology in China, to enrich and improve human understanding of pathogens of respiratory diseases.

呼吸机相关性肺炎（VAP）是ICU内机械通气患者最常见的院内获得性感染之一，发病率和死亡率较高。然而临床上VAP的病原学诊断仍存在问题。由于很多病菌属条件致病菌，随着患者年龄、原发病的不同，以及治疗时侵入性操作、免疫抑制和广谱抗生素的广泛使用，下呼吸道感染的病原菌的种类及耐药性也会发生明显变化，已经严重威胁到临床治疗的效果。本研究拟开展VAP患者和健康老人的对照研究，结合二代测序和分子索引技术，实现对老年长期气管插管患者呼吸道病原微生物的精准定量，明确呼吸道不同部位微生物分布特征，获得VAP感染状态相关的核心微生物群或临床上不典型菌株；进而利用宏基因组测序，从群落水平解析微生物群体的基因组成和功能，构建最小参考基因集，挖掘所携带的多样化耐药基因和耐药基因类型，以及发现潜在的耐药新基因。本研究旨在探索新技术在临床诊断中的应用，对推动我国病原识别技术的发展，丰富和提高人类对呼吸道疾病病原的认识

呼吸道感染性疾病是临床最常见的感染性疾病之一，尤其是下呼吸道感染或合并的下呼吸道感染，发病率和死亡率较高。免疫功能低下或者机械插管患者成为社区和院内感染重要关注的对象。然而临床上呼吸道感染的病原学诊断仍存在问题。本研究采集到临床长期插管病人的呼吸道分泌物74份和健康对照组口咽、鼻咽拭子标本346份，基于这些样本取得了以下研究成果：（1）建立了呼吸道标本DNA提取和微量DNA建库的技术方案；（2）建立高质量的参考基因组数据库和16S rRNA数据库；（3）建立呼吸道感染性病原体快速鉴定的技术方案；（4）建立并部署一系列针对微生物数据的分析流程，涵盖菌群结构分析、病原体筛查、耐药基因筛查等分析流程，并将其部署到微生物分析云平台（https://analysis.mypathogen.org/）。目前累计服务用户600余人，极大地降低了生物信息数据分析的门槛，其成果可推广应用于医院、各大研究机构、国家疾控体系等系统，实现病原体的快速、精准、可靠的检测与判断，对于有效防控各类病原体引起的感染性疾病和新发突发传染病疫情，保障国家生物安全，具有及其重要的意义。另外可推动我国生命科学的发展，促进生物技术创新，促使我国在病原微生物的研究领域从并跑阶段向领跑阶段转变。