宏基因组测序技术辅助诊断人型支原体及解脲支原体共同感染的成人脑膜炎的临床研究*

袁 磊,赖兰敏,陈 嫱

南昌大学第一附属医院检验科,江西南昌 330006

人型支原体和解脲支原体是引起泌尿生殖道感染的常见病原体,是一种条件致病菌[1],其可以通过孕妇胎盘垂直传播或通过生殖道向上传播,引起宫内感染。人型支原体和解脲支原体可以在分娩时通过产道感染胎儿,引起新生儿中枢神经系统的感染[2],但在成人中较罕见。使用常规微生物培养的方法检测支原体阳性率低、耗时长,并且结果容易受到培养条件的影响,常导致病原体诊断困难而延误病情。本文报道了1例由人型支原体和解脲支原体共同感染的成人脑膜炎病例,通过宏基因组二代测序技术(mNGS)进行检测,分析患者的临床特征、诊治过程,结合相关文献报道进行分析、归纳,以期提高对该类疾病的认识和临床诊治水平。

1 临床资料

1.1一般资料 患者,男,77岁,因“从2楼坠落导致严重的头部创伤”于2021年6月4日收治入院。患者入院时鼻旁窦血肿、蛛网膜下腔出血和面部多处骨折。入院5 d后接受后路C3-7单门板手术和侧方大螺钉固定术,手术成功。术后有间歇性发热,体温为39.6 ℃,颅脑CT显示蛛网膜下腔出血和双侧额颞部硬膜下积液,考虑术后出现中枢神经系统感染。

1.2体格检查 发育正常,表情痛苦,无贫血貌,被动体位,平车推入病房,神志清楚,查体合作。全身皮肤黏膜无黄染,苍白、发绀,有多处擦伤。结膜无苍白,伴轻微充血,双侧瞳孔等大正圆,对光反射灵敏。双肺呼吸音清。心律齐,未闻及杂音,腹软,肝脾未及。

1.3实验室检查 白细胞计数14.2×109/L,中性粒细胞百分比91.5%,血红蛋白112 g/L,血小板计数123×109/L,C反应蛋白75.10 mg/L,红细胞沉降率62 mm/h,丙种球蛋白0.05 ng/mL。脑脊液中白细胞130个/μL,蛋白质2 394 mg/L,常规微生物培养阴性。2021年6月12-21日先后进行了4次脑脊液mNGS检测,提示存在人型支原体和解脲支原体序列。为了进一步明确诊断,取脑脊液标本在支原体鉴定培养基(中国江门市凯林贸易有限公司)上进行培养,检测出支原体生长。

1.4影像学检查 患者颅脑CT影像对比见图1,A为将抗菌药物调整为多西环素治疗1周后CT结果(提示大脑镰密度降低),B为行mNGS检查之前未服用多西环素时患者CT结果(提示大脑镰密度较高)。

注:A为多西环素治疗1周后;B为多西环素治疗前。

1.5诊断 (1)多处损伤;(2)支原体性脑膜炎;(3)中枢神经系统感染。

1.6治疗经过 患者因严重的头部创伤就诊,术后出现间歇性发热,脑脊液生化检测结果提示急性脑膜炎。临床医生经验性使用美罗培南0.5 g(每日3次)+利奈唑胺300 mL(每日2次)等抗菌药物抗感染治疗,效果不佳,患者仍反复发热,于2021年6月12日开始采集脑脊液进行mNGS检测,结果为人型支原体和解脲支原体序列数较高,与支原体鉴定培养基结果一致,同时检出了嗜麦芽假单胞菌,但同批mNGS结果中阴性对照同样存在少量嗜麦芽假单胞菌序列,且脑脊液的常规微生物培养未有细菌生长,综合实验结果临床判定其为污染菌。脑脊液人型支原体和解脲支原体共同感染诊断明确后,患者于2021年6月18日接受了多西环素治疗,3 d后全身情况得到改善,发热和呼吸困难等症状减轻,此时复测mNGS结果提示支原体序列数明显下降,未再检出嗜麦芽假单胞菌。继续治疗1周后颅脑CT提示蛛网膜下腔出血明显吸收,双侧额颞部硬膜下积液较之前逐渐减少至消失,患者身体恢复顺利,无复发征象,多西环素治疗10 d后患者体温恢复正常,顺利出院。

2 文献复习

以“Mycoplasma hominis”“Ureaplasma urealyticum”“meningitis”和“CSF”为英文关键词,通过PubMed数据库进行文献复习,检索时间为2000年1月至2021年6月,通过文献检索共纳入23篇病例报道,在这些报道中,有20例由人型支原体感染引起脑膜炎,3例由解脲支原体感染引起脑膜炎。其中只有7例是通过传统培养的方法明确诊断,其余病例均使用了质谱技术、分子生物学方法,如16S测序或实时荧光定量PCR等手段辅助诊断病原体并给予对症治疗,其中20例患者好转,2例患者死亡,1例患者复发。在这些病例研究中,治疗手段主要包括脓液引流、清创和特异性抗菌治疗,支原体感染诊断明确之后最常使用的抗菌药物是多西环素和莫西沙星。值得注意的是,在所有9例女性患者中,有4例患者在分娩后出现人型支原体感染,2例解脲支原体感染者中有1例在肾移植后发现,另有1例患者伴有伯基特淋巴瘤,在乳突切除、鼓室引流和左乙状窦开放术后出现了脑脓肿,经过微生物培养和16S基因测序,确诊了解脲支原体感染。

3 讨 论

人型支原体和解脲支原体是已知的健康成人泌尿生殖系统中的共生体,它们在大多数健康宿主中的毒性较小,有免疫抑制或者伴其他基础疾病的患者可能会出现明显的感染症状。大多数支原体相关的脑脓肿发生在新生儿,这些感染一般由宫内感染引起[3]。在成人中,由支原体感染引起颅内感染的途径通常有3种:创伤期间的直接污染,手术期间的直接污染或由于泌尿生殖系统外科操作而继发菌血症导致的脑部的感染[4]。在中枢神经系统毛细血管受损的脑组织中,支原体通过血液循环很容易到达缺血脑组织。

临床上对支原体颅脑感染的了解不够,主要原因可能是相关病例罕见,医生忽略了这种感染的存在,在实验室条件有限时,一般不考虑支原体培养。支原体缺乏细胞壁结构,因此无法通过革兰染色在显微镜下检测,而细菌培养非常缓慢,通常需要2～5 d,还需要富含精氨酸的特殊琼脂平板,在特定的支原体培养基上,可以形成典型的煎蛋形菌落[5-6]。对于常规治疗无效且传统方法检测结果为阴性的创伤及术后中枢神经系统感染的患者,在脑脊液革兰染色显示大量中性粒细胞、提示感染时,必须考虑是否存在罕见病原体,如人型支原体和解脲支原体。早期的临床诊断和适当的抗菌药物治疗尤为重要,这有利于避免患者住院时间延长、并发症增加及经济负担加重。本研究通过mNGS诊断两种支原体合并感染的脑膜炎病例,用时短,对症治疗后患者预后良好。由于mNGS不依赖于特定基因引物的序列扩增,而是将待测标本的所有DNA或RNA混合测序,与病原体数据库进行比对后获得病原体的分类信息,可以鉴定所有潜在病原体,包括细菌、病毒、真菌和寄生虫等[7]。在过去的10年中,mNGS不断地被应用于中枢神经系统感染、呼吸道感染、菌血症等疾病诊断中[8]。有研究表明,在菌血症患者中,mNGS与血培养有高达93.7%的一致性,在接受过经验性抗菌药物治疗的病例中,mNGS检测的灵敏度优于传统微生物学检测(52.5%vs. 34.2%),且报告周期通常在2 d内,可以极大地提高诊疗效率和准确性[9-11]。mNGS甚至可以提示比较全面的基因分型及耐药基因信息,可应用于感染性疾病的溯源、检测、分型[12-14]。在具备检测高效快速、病原体覆盖全面等优点的同时,mNGS也存在易发生外源性核酸污染、缺乏统一报告标准、人类基因组限制了检测灵敏度、真菌和胞内菌破壁困难以及相对成本较高等局限性。综合以上优势及不足,可知mNGS可以快速检测罕见的、未知的或混合感染的病原体,从而为危重或免疫缺陷患者的疑难感染性疾病提供新的诊断线索,为指导治疗方案制订和改善抗菌药物管理提供新的依据,但其尚不能在临床广泛开展,无法取代传统微生物培养检测技术,目前只能作为临床诊断的一个重要补充检测方法。

综上所述,通过对病例总结及文献的复习可见,本研究报道了人型支原体和解脲支原体同时感染中枢神经系统的罕见病例,并且利用mNGS帮助临床医生明确诊断,进行有针对性的抗菌药物治疗。在临床上,必须强调少见病原体的致病性、早期诊断的必要性以及早期干预的重要性。随着mNGS越来越广泛地应用于临床,检测平台以及相关的判读标准将会被不断完善,发挥重要作用。