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宏基因二代测序技术辅助诊断恙虫病脑膜炎1例报告

2022-08-09陈兆宇魏丽玲官远林

中风与神经疾病杂志 2022年6期
关键词:脑膜炎脑脊液头痛

陈兆宇, 曾 琼, 魏丽玲, 官远林

恙虫病又称丛林斑疹伤寒,是一种自然疫源性的急性发热性疾病,由恙虫立克次体感染引起。其主要症状为发热、叮咬处焦痂、局部淋巴结肿大及皮疹。该病可累及全身各系统,包括肺、肝、心脏[1]等。当其累及中枢神经系统(central nervous system,CNS)时,除了以上临床症状外,还会出现头痛、呕吐、颈项强直甚至意识障碍等表现,与病毒性脑膜炎等CNS感染性疾病难以鉴别。宏基因二代测序(metagenomic next generation sequencing,mNGS)是一种高通量测序技术,可快速、准确而全面地检测标本中各种微生物,在感染性疾病的诊断方面拥有着巨大的潜力[2]。目前有关mNGS在恙虫病脑膜炎诊断价值方面的报道仍较少。本文报告1例因发热、头痛入院的患者,未见典型焦痂等表现,脑脊液病原学检查及头部MR亦无明显异常,经抗病毒、抗感染等治疗均无效,最终使用mNGS技术检测到脑脊液中恙虫东方体确诊,及时换用多西环素治疗后病情得到缓解。

1 临床资料

患者,男性,50岁,采茶场农民。因“头痛4 d,发热1 d” 于2020年11月8日收入汕大附一医院。患者11月4日无明显诱因开始出现全头部持续性胀痛,伴恶心,无呕吐,间断干咳,无乏力、咽痛,无头晕,无畏寒发热等,遂到当地医院就诊,完善头部CT提示左侧基底节区腔隙性脑梗死(未见报告)。期间头痛症状逐渐加重,11月7日早晨开始出现发热,体温最高39.3 ℃,予抗感染、止痛等治疗后无明显好转。遂为进一步治疗于11月8日拟“头痛、发热查因:颅内感染?”转到我院。既往史及家族史无特殊。个人史:无外地久居史,工作原因每日均需到山林茶场中,否认烟酒史。入院查体:体温37.4 ℃,血压 138/64 mmHg,心率80次/min,呼吸20次/min。神志清楚,精神疲,心肺腹查体未见明显异常。神经系统查体:记忆力、理解力、定向力正常,言语清晰,对答切题,双侧额纹对称,双侧瞳孔等圆等大,直径约2.5 mm,对光反射灵敏,双眼球各向运动无受限,无眼震,双侧鼻唇沟对称,伸舌居中。颈软无抵抗,颏胸距2横指,双侧克氏征(-),四肢肢体肌力V级,肌张力正常。双侧病理征(-)。感觉系统、共济运动检查无异常。辅助检查:血常规提示白细胞10.02×109/L、嗜中性粒细胞比例66.37%,生化提示羟丁酸脱氢338.21 U/L、乳酸脱氢酶597 U/L、谷草转氨酶112.27 U/L,谷丙转氨酶79.17 U/L、谷氨酰转肽酶266.26 U/L、总胆红素28.85 μmol/L、直接胆红素12.12 μmol/L、间接胆红素16.73 μmol/L,血沉21 mm/h,C反应蛋白71.10 mg/L,降钙素原1.47 ng/ml。病原学检查:HIV抗体、乙肝表面抗原、梅毒螺旋体抗体、肺炎支原体IgM抗体、外斐试验、肥达试验均阴性,结核杆菌抗体测定弱阳性,血培养未见异常。胸部CT:双肺散在絮片、条片密度增高模糊影,双肺下叶为主。结论:双肺炎症。头部MR平扫+MRA+MRV:双侧额叶白质区散在小点状缺血灶(见图1)。

MRA示轻度脑动脉硬化,MRV未见异常。脑电图:两侧以枕区大致对称10~11c/s,10~30 uV α波为主节律,波形及调节欠佳,间断有略多低电压β活动;各导联可见较多弥散性最高波幅达38uV θ波、θ活动。O-C:α波大部分抑制。Hv及闪光刺激:仍见较多弥散性最高波幅达47 uV θ波、θ活动及数个δ波;结论:轻-中度不正常脑电图。初步诊断为:颅内感染;肺炎;肝功能不全。入院后予哌拉西林舒巴坦钠(3 g/次,每8 h 1次)抗感染治疗,以及退热、护肝、维持内环境稳定等对症支持治疗。住院期间患者仍反复发热,每日热峰间于39.0 ℃~39.6 ℃,头痛程度渐进性加重,仍有恶心,无呕吐,同时开始出现上腹部胀痛不适,伴纳差,零星咳嗽、痰少。11月10日早晨开始出现胸背部散在大小不等淡红色风团样皮疹,伴轻度瘙痒。查体示出现轻度颈抵抗,颏胸距3横指,右侧克氏征(+),左侧克氏征可疑(+),予加用脱水降颅压治疗(甘露醇20% 125 ml/次,1 d 2次)。为进一步明确病因,分别于11月10日、11月13日行腰椎穿刺术,取脑脊液行常规、生化、免疫生化、细菌及真菌培养等检查结果(见表1)。

另留取标本2 ml外送行脑脊液mNGS。两次腰穿测得颅内压明显升高,脑脊液均呈无色透明状,常规、生化结果提示有核细胞数、蛋白轻度升高,糖和氯化物含量正常,与病毒感染相关脑脊液改变类似。综合患者急性起病过程,发热、头痛和颈项强直等表现,以及头部MR平扫结果,考虑为病毒性脑膜炎可能。遂于11月13日加用更昔洛韦(0.3g/次,每12 h 1次)抗病毒治疗。期间查房时发现患者右胸上外侧近肩关节处有一大小约7 mm×7 mm暗褐色皮损,其上曾有结痂痕迹,痂皮基本已脱落(见图2)。

结合患者长期频繁野外作业史及症状特点,考虑此皮损可能为焦痂脱落后的痕迹,疑诊恙虫病。11月15日脑脊液mNGS回报示:恙虫病东方体,特异性序列数76,基因组覆盖度39565bp/0.2549%,其基因组核苷酸分布序列等结果(见图3)。

最终明确诊断为:恙虫病脑膜炎,合并恙虫病相关肝功能损害及肺炎。立即停用更昔洛韦,改用多西环素(100 mg/次,每日2次)口服,其余继续护肝、维持内环境稳定等对症支持治疗。11月16日后患者未再发热,胸背部皮疹逐渐消退,无遗留色素沉着、瘢痕等。此后头痛症状逐渐好转,上腹部不适及咳嗽、咳痰等症状均有不同程度改善。11月20日再次行腰椎穿刺术检查,测得颅内压恢复正常,但脑脊液检查结果仍提示有核细胞数及蛋白轻度升高(见表1)。11月24日复查头部MR未见异常,此时患者头痛及上腹部不适症状已基本缓解,仍有零星咳嗽,精神状态明显改善,查体示脑膜刺激征转阴。患者及家属拒绝继续住院治疗要求出院,予签字办理自动出院,出院后未再复诊。

表1 患者脑脊液检查结果

2 讨 论

恙虫病是一种自然疫源性的急性发热性疾病,病原体为恙虫病立克次体,以鼠类等啮齿动物为中间贮存宿主,通过恙螨幼虫进行传播。起病急,临床表现有高热、头痛、全身酸痛乏力、皮疹、淋巴结肿大及皮肤焦痂等。症状多不典型,仅有约一半原发感染者和小部分继发感染者会在恙螨叮咬处形成无痛性焦痂,常于身体隐匿处(如:腋窝、会阴)较难被发现[1]。恙虫病病理表现为小血管炎及血管周围炎,可累及全身各系统,表现为肝功能损害[3]、肺部感染[4]、急性呼吸窘迫综合征及CNS损害等。当CNS受累时常发生脑膜炎或脑膜脑炎,少见的有外展神经麻痹、急性横贯性脊髓炎等[5],常见症状有头痛、呕吐及意识障碍,体征表现为脑膜刺激征阳性。发病机制现尚未明确,Bohacsova的研究表明立克次体可引起神经元形态学退化和细胞内ATP的减少[6],而另一项动物试验则提示立克次体可能是通过引起CNS炎症反应致病的[7]。恙虫病CNS感染尚无公认诊断标准,当满足恙虫病诊断条件,出现CNS受累症状、体征,脑脊液正常或呈与病毒感染类似的改变,头部影像学检查伴或不伴异常[8]时,再除外其他原因所致的CNS损害后,可考虑诊断。诊断恙虫病除了依靠流行病学史、临床表现外,实验室检查也是重要的一部分,其中包括血清学和分子生物学两类。血清学检查有外斐试验、间接免疫荧光分析法(indirect immunofluorescent assay,IFA)、酶联免疫吸附试验(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)等[9]。临床上应用较多的是外斐试验,价格便宜、操作简单,但常因患者机体未能产生有效免疫应答、免疫功能低下等因素出现假阴性,起病1 w内阳性率低[10]。我院并未开展变形杆菌属XK菌株的O抗原凝集试验,因此本例外斐试验阴性。IFA被认为是诊断恙虫病的金标准[11],但费用昂贵、操作复杂、周期较长、检验结果缺乏客观性等[12]因素使其并未广泛开展。

分子生物学检测方法包括PCR法、环介导等温扩增(loop mediated isothermal amplification,LAMP)法、及宏基因组二代测序(metagenomic next generation sequencing,mNGS)等[12],本文病例即选用mNGS协助诊断。mNGS全称为宏基因二代测序技术,该方法通过提取脑脊液、血液等标本所有微生物的总DNA,基于Illumina、BGI、Oxford Nanopore、PacBio等平台进行文库构建,上机检测标本所有核酸序列后在基因组参考数据库中进行微生物比对、鉴定,最终确定责任微生物。与传统病原学检查方法对比,优点在于:(1)无针对性,直接检测标本中所有微生物核酸序列,并能根据特异性序列数对微生物进行定量或半定量化,对各种已知、未知病原体的检测都具参考意义;(2)不易受抗生素治疗、微生物生长条件、患者免疫功能等因素影响;(3)需时短,最快可于48 h内完成[13];(4)可提供菌株比对鉴定、耐药性预测及毒力分析等辅助基因组信息。

该例患者以发热、头痛为首发症状,后续出现皮疹及消化、呼吸道症状等全身各系统受累表现,脑脊液检查仅提示颅压升高,常规生化示病毒感染样非化脓性改变,其余检查无阳性发现,初步诊断为病毒性脑膜炎。但经抗病毒等治疗后病情却未见好转。后脑脊液mNGS回报恙虫病东方体,检出特异性序列数76,综合测序量、病原体基因组大小、质控分析等维度,同时结合患者职业特点,症状及可疑焦痂皮损、颅高压体征,并除外其他原因所致的CNS损害后,确诊为恙虫病脑膜炎。病程中患者并未发现典型焦痂等特异性表现,依靠临床常用检验及影像学方法亦难与病毒性脑膜炎相鉴别,苏凤新等人的研究也报道了恙虫病易被误诊为病毒性脑膜炎这一情况[14]。若延误治疗时机,病情可能继续进展,甚至发生全身多器官功能衰竭、弥散性血管内凝血等[15]情况。最终该患者通过mNGS完成诊断,及时获得有效治疗。

在CNS感染方面,mNGS对常见细菌、病毒的检测比传统方法阳性率更高[16],而其对如热带念珠菌、狒狒巴拉姆希阿米巴等罕见或新发病原体的检测方面则更有价值,能显著提高确诊概率[17]。mNGS检出特异性序列数也存在参考价值,例如对于DNA病毒性脑膜炎/脑炎,检出序列数越高对诊断意义越大[18]。但在对mNGS应用过程中,仍发现其不足之处:(1)费用昂贵,难以通过复查监测感染变化情况;(2)需及时取材,标本保存时间过长或经历多次冻融循环可能降低诊断效能;(3)标本污染、背景微生物的存在会影响结果判读;(4)基因组比对、质控等过程中可能出现数据分析误差;(5)检测结果并无绝对意义,特别对于检出序列数较低的样本,需结合临床情况判读。

综上所述,恙虫病累及CNS发生脑膜炎时,以发热、头痛为主要症状,并可出现脑膜刺激征阳性,脑脊液检查正常或呈病毒感染样非化脓性改变,头部影像学检查可无特异性改变。当未见典型焦痂皮损,而病原学检查又无阳性发现时,非专科医师可能因忽视患者工作特点、或对恙虫病等感染性疾病认识不充分等因素,将其误诊为病毒性脑膜炎,从而延误治疗时机。在临床工作中,通过常规方法未能查明感染情况时,应合理应用mNGS协助明确诊断,才能及时制定针对性的临床决策,改善患者预后。

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