宏基因組測序技術輔助診斷人型支原體及解脲支原體共同感染的成人腦膜炎的臨床研究*

袁 磊,賴蘭敏,陳 嬙

南昌大學第一附屬醫院檢驗科,江西南昌 330006

人型支原體和解脲支原體是引起泌尿生殖道感染的常見病原體,是一種條件致病菌[1],其可以通過孕婦胎盤垂直傳播或通過生殖道向上傳播,引起宮內感染。人型支原體和解脲支原體可以在分娩時通過產道感染胎兒,引起新生兒中樞神經系統的感染[2],但在成人中較罕見。使用常規微生物培養的方法檢測支原體陽性率低、耗時長,并且結果容易受到培養條件的影響,常導致病原體診斷困難而延誤病情。本文報道了1例由人型支原體和解脲支原體共同感染的成人腦膜炎病例,通過宏基因組二代測序技術(mNGS)進行檢測,分析患者的臨床特征、診治過程,結合相關文獻報道進行分析、歸納,以期提高對該類疾病的認識和臨床診治水平。

1 臨床資料

1.1一般資料 患者,男,77歲,因“從2樓墜落導致嚴重的頭部創傷”于2021年6月4日收治入院。患者入院時鼻旁竇血腫、蛛網膜下腔出血和面部多處骨折。入院5 d后接受后路C3-7單門板手術和側方大螺釘固定術,手術成功。術后有間歇性發熱,體溫為39.6 ℃,顱腦CT顯示蛛網膜下腔出血和雙側額顳部硬膜下積液,考慮術后出現中樞神經系統感染。

1.2體格檢查 發育正常,表情痛苦,無貧血貌,被動體位,平車推入病房,神志清楚,查體合作。全身皮膚黏膜無黃染,蒼白、發紺,有多處擦傷。結膜無蒼白,伴輕微充血,雙側瞳孔等大正圓,對光反射靈敏。雙肺呼吸音清。心律齊,未聞及雜音,腹軟,肝脾未及。

1.3實驗室檢查 白細胞計數14.2×109/L,中性粒細胞百分比91.5%,血紅蛋白112 g/L,血小板計數123×109/L,C反應蛋白75.10 mg/L,紅細胞沉降率62 mm/h,丙種球蛋白0.05 ng/mL。腦脊液中白細胞130個/μL,蛋白質2 394 mg/L,常規微生物培養陰性。2021年6月12-21日先后進行了4次腦脊液mNGS檢測,提示存在人型支原體和解脲支原體序列。為了進一步明確診斷,取腦脊液標本在支原體鑒定培養基(中國江門市凱林貿易有限公司)上進行培養,檢測出支原體生長。

1.4影像學檢查 患者顱腦CT影像對比見圖1,A為將抗菌藥物調整為多西環素治療1周后CT結果(提示大腦鐮密度降低),B為行mNGS檢查之前未服用多西環素時患者CT結果(提示大腦鐮密度較高)。

注:A為多西環素治療1周后;B為多西環素治療前。

1.5診斷 (1)多處損傷;(2)支原體性腦膜炎;(3)中樞神經系統感染。

1.6治療經過 患者因嚴重的頭部創傷就診,術后出現間歇性發熱,腦脊液生化檢測結果提示急性腦膜炎。臨床醫生經驗性使用美羅培南0.5 g(每日3次)+利奈唑胺300 mL(每日2次)等抗菌藥物抗感染治療,效果不佳,患者仍反復發熱,于2021年6月12日開始采集腦脊液進行mNGS檢測,結果為人型支原體和解脲支原體序列數較高,與支原體鑒定培養基結果一致,同時檢出了嗜麥芽假單胞菌,但同批mNGS結果中陰性對照同樣存在少量嗜麥芽假單胞菌序列,且腦脊液的常規微生物培養未有細菌生長,綜合實驗結果臨床判定其為污染菌。腦脊液人型支原體和解脲支原體共同感染診斷明確后,患者于2021年6月18日接受了多西環素治療,3 d后全身情況得到改善,發熱和呼吸困難等癥狀減輕,此時復測mNGS結果提示支原體序列數明顯下降,未再檢出嗜麥芽假單胞菌。繼續治療1周后顱腦CT提示蛛網膜下腔出血明顯吸收,雙側額顳部硬膜下積液較之前逐漸減少至消失,患者身體恢復順利,無復發征象,多西環素治療10 d后患者體溫恢復正常,順利出院。

2 文獻復習

以“Mycoplasma hominis”“Ureaplasma urealyticum”“meningitis”和“CSF”為英文關鍵詞,通過PubMed數據庫進行文獻復習,檢索時間為2000年1月至2021年6月,通過文獻檢索共納入23篇病例報道,在這些報道中,有20例由人型支原體感染引起腦膜炎,3例由解脲支原體感染引起腦膜炎。其中只有7例是通過傳統培養的方法明確診斷,其余病例均使用了質譜技術、分子生物學方法,如16S測序或實時熒光定量PCR等手段輔助診斷病原體并給予對癥治療,其中20例患者好轉,2例患者死亡,1例患者復發。在這些病例研究中,治療手段主要包括膿液引流、清創和特異性抗菌治療,支原體感染診斷明確之后最常使用的抗菌藥物是多西環素和莫西沙星。值得注意的是,在所有9例女性患者中,有4例患者在分娩后出現人型支原體感染,2例解脲支原體感染者中有1例在腎移植后發現,另有1例患者伴有伯基特淋巴瘤,在乳突切除、鼓室引流和左乙狀竇開放術后出現了腦膿腫,經過微生物培養和16S基因測序,確診了解脲支原體感染。

3 討 論

人型支原體和解脲支原體是已知的健康成人泌尿生殖系統中的共生體,它們在大多數健康宿主中的毒性較小,有免疫抑制或者伴其他基礎疾病的患者可能會出現明顯的感染癥狀。大多數支原體相關的腦膿腫發生在新生兒,這些感染一般由宮內感染引起[3]。在成人中,由支原體感染引起顱內感染的途徑通常有3種:創傷期間的直接污染,手術期間的直接污染或由于泌尿生殖系統外科操作而繼發菌血癥導致的腦部的感染[4]。在中樞神經系統毛細血管受損的腦組織中,支原體通過血液循環很容易到達缺血腦組織。

臨床上對支原體顱腦感染的了解不夠,主要原因可能是相關病例罕見,醫生忽略了這種感染的存在,在實驗室條件有限時,一般不考慮支原體培養。支原體缺乏細胞壁結構,因此無法通過革蘭染色在顯微鏡下檢測,而細菌培養非常緩慢,通常需要2～5 d,還需要富含精氨酸的特殊瓊脂平板,在特定的支原體培養基上,可以形成典型的煎蛋形菌落[5-6]。對于常規治療無效且傳統方法檢測結果為陰性的創傷及術后中樞神經系統感染的患者,在腦脊液革蘭染色顯示大量中性粒細胞、提示感染時,必須考慮是否存在罕見病原體,如人型支原體和解脲支原體。早期的臨床診斷和適當的抗菌藥物治療尤為重要,這有利于避免患者住院時間延長、并發癥增加及經濟負擔加重。本研究通過mNGS診斷兩種支原體合并感染的腦膜炎病例,用時短,對癥治療后患者預后良好。由于mNGS不依賴于特定基因引物的序列擴增,而是將待測標本的所有DNA或RNA混合測序,與病原體數據庫進行比對后獲得病原體的分類信息,可以鑒定所有潛在病原體,包括細菌、病毒、真菌和寄生蟲等[7]。在過去的10年中,mNGS不斷地被應用于中樞神經系統感染、呼吸道感染、菌血癥等疾病診斷中[8]。有研究表明,在菌血癥患者中,mNGS與血培養有高達93.7%的一致性,在接受過經驗性抗菌藥物治療的病例中,mNGS檢測的靈敏度優于傳統微生物學檢測(52.5%vs. 34.2%),且報告周期通常在2 d內,可以極大地提高診療效率和準確性[9-11]。mNGS甚至可以提示比較全面的基因分型及耐藥基因信息,可應用于感染性疾病的溯源、檢測、分型[12-14]。在具備檢測高效快速、病原體覆蓋全面等優點的同時,mNGS也存在易發生外源性核酸污染、缺乏統一報告標準、人類基因組限制了檢測靈敏度、真菌和胞內菌破壁困難以及相對成本較高等局限性。綜合以上優勢及不足,可知mNGS可以快速檢測罕見的、未知的或混合感染的病原體,從而為危重或免疫缺陷患者的疑難感染性疾病提供新的診斷線索,為指導治療方案制訂和改善抗菌藥物管理提供新的依據,但其尚不能在臨床廣泛開展,無法取代傳統微生物培養檢測技術,目前只能作為臨床診斷的一個重要補充檢測方法。

綜上所述,通過對病例總結及文獻的復習可見,本研究報道了人型支原體和解脲支原體同時感染中樞神經系統的罕見病例,并且利用mNGS幫助臨床醫生明確診斷,進行有針對性的抗菌藥物治療。在臨床上,必須強調少見病原體的致病性、早期診斷的必要性以及早期干預的重要性。隨著mNGS越來越廣泛地應用于臨床,檢測平臺以及相關的判讀標準將會被不斷完善,發揮重要作用。