宏基因組二代測序技術確診兒童巨細胞病毒腦炎1例

成利,張妮,李元梟,李強,楊強

(蘭州大學第二醫(yī)院 a.小兒消化科;b.神經(jīng)外科,甘肅 蘭州 730030)

兒童巨細胞病毒腦炎是兒童感染人巨細胞病毒引起的中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病,在免疫正常的兒童中少見,臨床表現(xiàn)多樣,易漏診、誤診。宏基因組二代測序(metagenomic next-generation sequencing,mNGS)是一種新型的、有效的病原體檢測技術,近年來在臨床中的應用逐漸增多。本文回顧了1例經(jīng)mNGS技術確診的兒童巨細胞病毒腦炎的診治經(jīng)過,并進行文獻復習。

1 病例資料

1.1 病史患兒,女,2月齡,因“間斷發(fā)熱10 d”于2021年4月14日收住蘭州大學第二醫(yī)院?；純河?月4日無明顯誘因出現(xiàn)間斷發(fā)熱,熱峰38.0 ℃,伴呻吟、腹瀉,大便呈黃色稀水樣,每日3～4次。無寒戰(zhàn)、抽搐、惡心嘔吐、咳嗽、呼吸困難等不適,無皮疹及皮下出血點。遂就診于當?shù)蒯t(yī)院,4月5日查血常規(guī):白細胞計數(shù)2.3×109L-1,淋巴細胞比率55.9%,單核細胞比率17%,血紅蛋白84 g·L-1,血小板計數(shù)391×109L-1,C反應蛋白6.50 mg·L-1,降鈣素原16.68 μg·L-1,紅細胞沉降率65 mm·h-1。見表1。大便常規(guī)未見異常,血培養(yǎng)見大腸埃希菌。腰穿腦脊液檢查:白細胞計數(shù)110×106L-1,多核細胞比率40%,單核細胞比率60%,葡萄糖1.6 mmol·L-1。見表2。頭顱核磁共振示雙側硬膜下積液,當?shù)蒯t(yī)院診斷患兒為化膿性腦膜炎(大腸埃希菌);雙側硬膜下積液。給予患兒靜脈輸液治療:美羅培南40 mg·kg-1,每日3次,利奈唑胺10 mg·kg-1,每日3次,靜注人免疫球蛋白每日500 mg·kg-1,共計4 d,地塞米松0.15 mg·kg-1,每日4次, 4 d后患兒發(fā)熱腹瀉均好轉(zhuǎn),熱峰下降至37.1 ℃,大便每日3次,呈黃色糊樣。4月 9日復查腰穿腦脊液檢查提示較前明顯好轉(zhuǎn):白細胞計數(shù)8×106L-1,葡萄糖2.6 mmol·L-1。但4月12日患兒再次出現(xiàn)發(fā)熱,熱峰38.1 ℃,無腹瀉,復查頭顱核磁示雙側硬膜下積液較前增多。4月13日復查血常規(guī):白細胞計數(shù)7.3×109L-1,中性粒細胞比率40%,淋巴細胞比率45%,單核細胞比率13%;血沉25 mm·h-1,降鈣素原0.07 μg·L-1。當?shù)蒯t(yī)院繼續(xù)給予患兒美羅培南聯(lián)合利奈唑胺抗感染治療,患兒無好轉(zhuǎn),仍反復發(fā)熱,家長遂于2021年4月14日至蘭州大學第二醫(yī)院門診就診,門診以“化膿性腦膜炎”收住院。患兒為順產(chǎn)足月兒,既往體健,否認過敏史及家族史。

表1 患兒病程中血常規(guī)及炎性指標的動態(tài)變化

表2 患兒病程中腰穿腦脊液指標的動態(tài)變化

1.2 入院體格檢查體溫36.8 ℃,脈搏每分158次,呼吸每分42次,血壓74/49 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa),體重4.5 kg,發(fā)育正常,營養(yǎng)中等,神清,精神差。全身皮膚黏膜無黃染,淺表淋巴結未捫及腫大。頭顱五官無畸形,前囟未閉,約2 cm×2 cm,張力平軟,瞳孔等大等圓,直徑3 mm,對光反射靈敏。咽無充血,頸軟,無抵抗。心、肺、腹體檢未見明顯異常。脊柱四肢無畸形,雙下肢不腫。生理反射存在,雙側巴賓斯基征陽性。

1.3 入院后診療4月14日收住醫(yī)院后完善相關檢查:白細胞計數(shù)7.6×109L-1,中性粒細胞比率76%,血紅蛋白98 g·L-1,血小板計數(shù)822×109L-1,C反應蛋白46.57 mg·L-1,降鈣素原0.10 μg·L-1,紅細胞沉降率65 mm·h-1,肝功、腎功、電解質(zhì)、凝血功能、免疫球蛋白、淋巴細胞亞群未見異常。給予患兒萬古霉素15 mg·kg-1,每日4次,聯(lián)合美羅培南40 mg·kg-1,每日3次,地塞米松0.15 mg·kg-1,每日4次。4月19日患兒C反應蛋白下降至<10 mg·L-1,但復查腰穿腦脊液檢查顯示白細胞計數(shù)142×106L-1,中性粒細胞比率9%,淋巴細胞比率91%,葡萄糖1.0 mmol·L-1,蛋白1.43 g·L-1;患兒仍間斷有發(fā)熱,熱峰38.0 ℃,無寒戰(zhàn)、咳嗽、腹瀉,精神稍差。4月22日復查腰穿腦脊液檢查:白細胞計數(shù)114×106L-1,中性粒細胞比率4%,淋巴細胞比率96%,葡萄糖1.9 mmol·L-1,蛋白0.99 g·L-1?；純喝杂邪l(fā)熱情況,且腦脊液檢查無明顯好轉(zhuǎn)。因此,4月22日的腰穿檢查同時送檢了患兒腦脊液行mNGS檢查,4月24日結果回報:檢出巨細胞病毒(cytomegalovirus,CMV),序列數(shù)4 158,相對豐度99.88%,關注度高。當日完善患兒尿液標本CMV聚合酶鏈式反應(polymerase chain reaction,PCR):6.28×105L-1,血液標本CMV PCR:1.20×103L-1,患兒母親乳汁CMV PCR提示陰性,血液標本CMV PCR陰性,CMV IgM、IgG抗體陰性。4月25日完善頭顱CT檢查,雙側額頂顳部硬膜下積液。見圖1。至此患兒診斷明確:巨細胞病毒腦炎,雙側硬膜下積液。當天即停用萬古霉素,繼續(xù)給予美羅培南抗感染、地塞米松抗炎治療,給予患兒更昔洛韋靜滴5 mg·kg-1,每12 h 1次(4月24日至5月7日共計14 d)抗巨細胞病毒治療,5月5日復查腰穿腦脊液檢查較前有所好轉(zhuǎn),白細胞計數(shù)30×106L-1,中性粒細胞比率10%,淋巴細胞比率90%,葡萄糖2.2 mmol·L-1,蛋白0.98 g·L-1,5月6日復查頭顱CT,檢查示雙側額頂顳部硬膜下積液,與4月25日相比變化不大。見圖2。5月 8日起更昔洛韋減量至5 mg·kg-1,每日1次,靜滴共計10 d,5月16日復查腰穿腦脊液檢查較前好轉(zhuǎn),白細胞計數(shù)14×106L-1,中性粒細胞比率12%,淋巴細胞比率88%,葡萄糖1.9 mmol·L-1,蛋白0.63 g·L-1。

圖1 患兒2021年4月25日頭顱CT示雙側額頂顳部硬膜下積液

圖2 患兒2021年5月6日復查頭顱CT示雙側額頂顳部硬膜下積液

1.4 隨訪5月18日患兒出院,出院后繼續(xù)口服纈更昔洛韋16 mg·kg-1,每12 h 1次,共3個月,至2021年8月20日,至醫(yī)院門診復診,患兒生長發(fā)育正常,營養(yǎng)良好,一般情況良好,復查血常規(guī)、肝腎功能、血沉無異常,CMV PCR陰性。繼續(xù)口服纈更昔洛韋3個月,復查各項指標正常。繼續(xù)隨訪1 a,患兒生長發(fā)育正常,營養(yǎng)良好。

2 討論

1957年Craig等[1]分離出了CMV。CMV又名人類皰疹病毒5型,是一種雙鏈DNA病毒,與人類皰疹病毒6A、6B和7型同屬于乙型皰疹病毒亞科。CMV為一直徑150～200 nm的二十面體,包括4個基本的結構元素:包膜、被膜、核衣殼和含基因組的內(nèi)部核蛋白。病毒包膜包含脂質(zhì)蛋白和至少33種結構蛋白,包括參與病毒進入細胞的蛋白質(zhì)。被膜由結構蛋白組成,包括pp65抗原,是CMV常規(guī)檢測方法的主要靶點[2]。基因組是一個64 nm的線性雙鏈DNA分子,包含165～252個不重疊的開放閱讀框[3],其中一種蛋白是DNA聚合酶,它在病毒復制中起著不可或缺的作用,是目前抗CMV藥物的主要靶點[4]。

CMV在世界大多數(shù)地區(qū)流行。其血清陽性率在不同地區(qū)存在差異,美國的一項調(diào)查報告指出,CMV的總體血清陽性率為50.4%,并隨著年齡的增長而增加,在1～5歲的兒童中低至20.7%,但在發(fā)展中國家的老年人中,其接近100%[5-6]。我國CMV血清陽性率在新生兒中為0.6%～8.5%,在嬰兒中為58%～84%,在生育婦女中為95.6%～98.7%[7]。CMV最常在兒童時期到成年早期感染。

1965年,已有研究報道CMV與健康個體類似傳染性單核細胞增多癥的一種疾病相關[8]。直至今日,大量研究表明,CMV引起的臨床表現(xiàn)多種多樣,程度輕重不一,從免疫功能良好宿主的無癥狀感染,到免疫功能缺陷個體例如器官移植受者的嚴重感染甚至致命。CMV感染可引起多種組織器官損傷,先天性CMV感染引起肺炎最常見,其次為肝炎,圍生期及生后CMV感染最常引起CMV肝炎,其次是肺炎、腎炎等,而中樞神經(jīng)系統(tǒng)感染少見[9-10]。CMV感染中樞神經(jīng)系統(tǒng)臨床類型多樣,包括全腦炎、腦室膜炎、局灶性腦炎、脊髓炎等。有關CMV腦炎報道主要集中于艾滋病患者、骨髓及器官移植術后患者、系統(tǒng)性紅斑狼瘡治療過程中出現(xiàn)免疫功能低下的患者,在免疫大致正常的人群中少有[11]。CMV腦炎可表現(xiàn)為多種癥狀,包括發(fā)熱寒戰(zhàn)、惡心嘔吐、納差乏力、意識障礙、感覺異常、定向障礙、視力障礙、尿潴留、便秘等。CMV腦炎的影像學表現(xiàn)具有多樣性,先天感染的患兒頭顱CT可見嚴重的腦積水及環(huán)側腦室壁的鈣化,而獲得性感染的典型影像學表現(xiàn)為側腦室內(nèi)室管膜下強化[12],本例患兒的影像學表現(xiàn)并不典型。

我國2012年《兒童巨細胞病毒性疾病診斷和防治的建議》[13]中指出:我國兒童CMV感染的診斷標準:具有CMV活動性感染的證據(jù)、同時具備CMV疾病的相關臨床表現(xiàn),并排除現(xiàn)癥疾病的其他常見病因,可做出臨床診斷;將從活檢病變組織或特殊體液如腦脊液內(nèi)分離到CMV病毒或檢出病毒復制標志物(病毒抗原和基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物)作為CMV感染的確診依據(jù)。特殊部位CMV DNA檢測有臨床診斷意義:如艾滋病患兒腦脊液內(nèi)檢出CMV DNA可診斷中樞神經(jīng)系統(tǒng)感染。CMV感染根據(jù)原發(fā)感染時間分為先天感染、圍生期感染和出生后感染:出生后2周內(nèi)的CMV感染為先天感染;生后第3～12周內(nèi)為圍生期感染;出生12周后經(jīng)水平傳播途徑獲得,為生后感染,又稱獲得性感染。本例患兒以發(fā)熱、精神反應差為主要癥狀,雖然病程早期患兒降鈣素原增高,且血培養(yǎng)提示大腸埃希菌感染,但回顧病程初始時,患兒腦脊液檢測結果已經(jīng)提示腦脊液中增高的白細胞以單核細胞為主,而不是化膿性腦炎常見的多核細胞為主,且給予患兒針對大腸埃希菌引起的化膿性腦膜炎的標準治療后,患兒的C反應蛋白、降鈣素原快速降至正常,但再次出現(xiàn)發(fā)熱、精神差、紅細胞沉降率增高表現(xiàn),腦脊液檢查仍無明顯好轉(zhuǎn),此時需考慮初始的診斷及治療是否正確,患兒的病因是否另有原因。此時完善腦脊液mNGS檢測提示存在高置信度的CMV感染,給予抗生素治療無效,給予抗巨細胞病毒治療后患兒明顯好轉(zhuǎn),故該患兒巨細胞病毒性腦炎診斷成立。

巨細胞病毒腦炎在免疫功能良好的患者中報道較少,在免疫功能低下的宿主中感染較多[14]。嬰幼兒由于生長發(fā)育不完全,屬于免疫功能低下的人群,因此是CMV的主要感染人群之一,嬰幼兒感染CMV后雖不立即引起病情的迅速惡化,但若不能得到及時有效的治療,則可能繼發(fā)肝損傷、肺損傷、中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷等嚴重的功能損傷[15]。因此,及時明確診斷及治療,對于嬰幼兒巨細胞病毒腦炎至關重要。

在臨床診療中,一些感染性疾病患者由于不能明確感染的病原體,導致延誤治療或治療不充分,住院時間延長,再入院率、致殘率及死亡率增加等[16]。通常,這些患者感染的病原體包括常見和不常見的病毒、細菌、寄生蟲、真菌等。由于早期廣譜或預防性抗菌藥物的使用以及微生物生長緩慢、生長環(huán)境要求苛刻,常規(guī)培養(yǎng)基中培養(yǎng)微生物的陽性率有限[17]。mNGS技術是一種允許數(shù)千至數(shù)十億個DNA或RNA片段同時獨立測序的技術,可以無偏倚地檢測一份樣本中的多種病原微生物。幾乎所有的病原微生物都包含DNA或RNA基因組,這使得mNGS成為一種有效的病原體檢測方法[18]。自2004年出現(xiàn)以來,mNGS的成本已經(jīng)大幅降低,成為檢測臨床樣本微生物的一項新技術,有望提高我們診斷和跟蹤傳染病的能力。但與任何新技術一樣,mNGS檢測的臨床廣泛應用和推廣普及需要時間,因為醫(yī)療機構需要熟悉它并制定新的指南[19]。2021年2月,《宏基因組高通量測序技術應用于感染性疾病病原檢測中國專家共識》[20]對mNGS技術的臨床適應證、實驗流程、質(zhì)量管理、性能驗證和報告解讀等方面給出了推薦意見和處理方法。指南提出,當患者出現(xiàn)不明原因發(fā)熱、考慮感染所致或尚不排外感染,并已經(jīng)規(guī)范給予經(jīng)驗性抗感染治療,仍然無明顯療效時,應當完善病原體的常規(guī)技術檢測,并同時開展mNGS;各種原因?qū)е禄颊叱霈F(xiàn)急危重癥表現(xiàn),不除外感染所致,或考慮繼發(fā)或并發(fā)危及生命的嚴重感染時,建議常規(guī)檢測的同時開展mNGS。因此,此例病例中mNGS的應用,在患兒反復發(fā)熱,常規(guī)經(jīng)驗性抗感染治療無明顯好轉(zhuǎn),且患兒臨床表現(xiàn)、影像學表現(xiàn)均無CMV腦炎的特異性或典型表現(xiàn)的情況下,為患兒的診斷提供了決定性的證據(jù),最終針對CMV腦炎的診斷,取得了良好的治療效果。

綜上所述,免疫功能正常的兒童CMV腦炎因其發(fā)病率低、臨床少見、臨床表現(xiàn)缺乏特異性,易誤診、漏診。mNGS技術在感染性疾病的病因診斷中,能夠提供有力的依據(jù)。本例患兒的遠期預后尚待觀察,應繼續(xù)隨訪。