提要
目前已知能够引起脑膜炎的病原微生物多达100余种,因此难以通过使用培养物,血清学检测和病原体特异性PCR检测来进行诊断。通过无偏见的高通量测序(mNGS)是一种有可能彻底改变我们发现新兴病原体(尤其是新发现的病毒)的方法。以下报道来源与权威医学杂志《新英格兰医学》。
2014年新英格兰医学杂志报道了一个通过宏基因组辅助检测并且治愈的案例 [1],这也是历史上首个宏基因组临床应用成功的案例,一时激起热议。文章报道了一位原因不明、4个月内经历三次反复发热并伴有头疼、癫痫及脑积水症状的14岁男孩,开始的常规治疗及病原筛查都没有确诊原因。随后对脑脊液样本测序筛查,结合生物信息学分析结果及已有报道发现一种可疑的致病菌 leptospira infection(图1),随后对其针对性地使用青霉素治疗治疗后出院。
病史及主诉:
患者14岁,男性,患有重症联合免疫缺陷(腺苷脱氨酶缺乏),经过两次单倍体相合骨髓移植手术后,正在经历部分免疫重建。曾在2012年8月和2013年3月分别于波多黎各和佛罗里达州旅游,由于短时间内反复发烧伴头痛,严重时出现癫痫及脑积水症状入院。
2013年4月初:患者因头痛、发烧,体温持续6天高达39.4℃住院接受治疗,1天后症状缓解出院。
2013年4月底:因发烧,畏光和额颞部头痛,疲乏,腹痛和体重减轻等症状再次入院。入院时体格及MRI结果无显著性差异,传染病筛查结果阴性。考虑到对细菌性脑膜炎怀疑程度低,该患者未接受任何经验性抗菌药物治疗。
2013年7月:患者第3次住院,伴有发烧,头痛,弥漫性无力,肌肉萎缩,恶心和呕吐。
临床检查:
入院时MRI显示双侧基底神经节呈片状、未增强,第13天重复MRI显示基底神经节中的持续高度增强,基底叶钩端脑炎间隔发展至大脑半球。
基于MRI检查结果和缺乏临床改善,入院后2周对右侧额叶进行活检,组织学检查显示炎症性钩端瘤伴肉芽肿浸润。大脑皮层有两个小胶质细胞增生灶。免疫组织化学检测和电子显微镜检查未发现真菌,细菌或病毒。
医院在6周之内对患者进行了多达38项感染病原筛查,但均未查出病因。同时,先后联用5种抗生素治疗并未治愈,且一度陷入药物引起的昏迷状态。
mNGS应用与临床未知感染病原鉴定
取患者脑脊液和血清样本进行mNGS检测。在收到样本48小时内,完成了样本中总核酸提取,建库及测序、分析工作,回报钩端螺旋体序列数475条,及非致病性定植菌群。并通过PCR检测和血清学检测确认了钩端螺旋体的存在。
确定病原诊断对象后,根据检测结果改用青霉素治疗,7天内患者癫痫持续状态消退,脑脊液正常化,软脑膜炎消退,32天后痊愈出院。
该团队在后期验证中确认这是一种尚未报道过的病原微生物,通过 IgM 设计了对应的检测试剂盒,并通过了FDA认证。
主要引用文献
Wilson, Michael R., et al. "Actionable diagnosis of neuroleptospirosis by next-generation sequencing." New England Journal of Medicine 370.25 (2014): 2408-2417.