伊 洁,关鸿志,倪安平,范思远,徐英春
(1.中国医学科学院 北京协和医院检验科,侵袭性真菌病机制研究与精准诊断北京市重点实验室,北京 100730;2.中国医学科学院 北京协和医院神经内科,北京 100730)
中枢神经系统(central nervous system,CNS)感染可引起脑炎或脑膜炎,其临床症状表现为头痛、发热、呕吐、颈强直、意识改变等,常见的原因有细菌、病毒、寄生虫等,其中病毒感染是最常见的原因[1,2]。病毒性脑炎或脑膜炎的临床症状不特异,因此病原学诊断显得尤为重要。目前实验室主要的诊断方法为脑脊液的病毒抗体检测,其敏感性和时效性较低,因此亟需一种早期敏感准确的方法作为诊断依据。由于CNS感染病毒较为多样,而分子生物学技术可以快速高通量地对病毒进行检测[3-5],因此利用分子生物学技术有利于病毒性脑炎或脑膜炎的病因诊断。xTAG脑脊液病毒多重检测(xTAG CSFVP)技术是将多重逆转录PCR与微球杂交融合在一起的液相悬浮芯片检测系统,与现有的临床诊断方法如酶联免疫吸附(ELISA)法比较,其具有特异度高、高通量、高敏感、重复性好、检测标本用量少等优点[6-7]。本研究利用xTAG CSFVP技术对疑似病毒性脑炎或脑膜炎成人患者的脑脊液(cerebral spinal fluid,CSF)病原体进行检测,报道如下。
1.1 研究对象 选取2014年10月~2016年9月就诊于北京协和医院神经内科疑似病毒性脑炎或脑膜炎的115例患者的CSF标本115份,其中男性69例,女性46例,年龄18~79岁,平均年龄37.10±17.07岁。所有患者均行CSF常规、生化、细菌涂片、抗酸染色、墨汁染色等实验室检查,排除细菌、真菌和寄生虫感染。所有患者均有急性神经系统的症状和体征,比如头痛、发热、意识改变等,并有CSF异常,如CSF白细胞数≥5×106/L,蛋白浓度>0.45 g/L的患者。检测剩余CSF样本冻存于-80℃,统一应用xTAG CSFVP技术进行检测。
1.2 试剂与仪器 xTAG CSFVP技术:每份CSF样本吸取200 μl转移至1.5 ml无RNA酶Eppendorf管中,加入大肠埃希菌噬菌体MS2 20 μl作为内参照,按照RNA和DNA 提取试剂盒操作说明书进行总核酸提取。xTAG CSFVP(Luminex Molecular Diagnotics Inc,加拿大)按照试剂盒说明书进行操作,可检出单纯疱疹病毒1型(HSV-1),单纯疱疹病毒2型(HSV-2),水痘-带状病毒(VZV),巨细胞病毒(CMV),EB病毒(EBV)和肠道病毒(EV)。
1.3 方法 使用xTAG CSFVP对115份CSF标本的人疱疹病毒和EV共6种病毒进行检测,分析每种病毒的检出率,并分析115例患者的单一感染率和混合感染率。比较xTAG CSFVP阳性和阴性患者的临床特征和CSF生化指标。
1.4 统计学分析 采用SPSS 17.0 软件进行统计学分析。结果中计数资料以例数或百分率表示,xTAG CSFVP阳性和阴性患者临床特征的差异性检验选用配对设计资料的χ2检验进行分析,平均年龄和CSF生化指标的差异性检验选用独立样本t检验进行分析。P<0.05为差异有统计学意义。
2.1 xTAG CSFVP检出结果 见表1。115份患者标本中,28份检测出至少一种病毒,阳性率为24.3%,共检出病毒30例。阳性率最高的为HSV1(7.8%),其次为VZV和EBV(均为6.1%)。
表1 115份病毒性脑炎脑膜炎患者CSF病毒检出情况
病毒种类n阳性率(%)构成比(%)HSV-1VZVHSV-2CMVEBVEV9721727.86.11.70.96.11.730.023.36.73.323.313.3
2.2 单一感染与混合感染结果 见表2。28例阳性患者中检出单一病毒感染26例(92.86%),混合病毒感染2例(7.14%)。其中HSV-1与VZV共感染1例,HSV-1与EBV共感染1例。
表2单一感染与混合感染的CSF病毒分布(例)
病毒种类单一感染混合感染总 计HSV-1VZVHSV-2CMVEBVEV852164120010972174
2.3 xTAG CSFVP检测阴性与阳性患者临床特征和CSF生化指标比较 xTAG CSFVP检测阳性和阴性患者在性别及临床症状,如头痛、发热、恶性呕吐、脑膜刺激征、意识改变和抽搐方面进行比较,差异均无统计学意义(χ2=0.081~2.823,均P>0.05)。两类患者在年龄、平均白细胞数和平均蛋白方面差异均无统计学意义(t=-1.463~0.345,均P>0.05)。
病毒性脑炎、脑膜炎是CNS最常见的感染,多发于儿童以及青少年,成人相对少见。表3中xTAG CSFVP阳性和阴性的患者临床症状和体征以及生化指标均无显著性差异,因此难以靠临床症状和CSF常规生化指标进行诊断。人疱疹病毒和EV是CNS病毒感染常见的两类病毒[8-9],在本研究中,我们首次利用xTAG CSFVP试剂盒对北京协和医院疑似病毒性脑炎、脑膜炎患者感染的这两类病毒分布进行了分析,发现有24.3%的病例中至少存在一种病毒,此外有2例混合感染,而混合感染在脑炎或脑膜炎中并不多见,这得益于xTAG CSFVP技术的使用。
HSV是脑炎中最常见的病毒,已有的研究报道在免疫功能正常的青少年和成人中将近90%的脑炎是由HSV-1导致的,而免疫缺陷患者的脑炎与HSV-2感染相关[10]。本研究发现,28例CSF病毒阳性患者中9例为HSV-1阳性,其中8例是单一感染,1例是与VZV混合感染。HSV-2在2例免疫缺陷患者中检出,1例为淋巴癌,最终死亡,另1例为慢性脑膜炎。所有患者均诊断为脑炎,这与已有的研究报道认为HSV是成人病毒性脑炎最常见病原体结果一致[10-11]。
表3 xTAG CSFVP阳性和阴性患者临床特征情况
VZV在病毒性中枢神经系统感染也较为常见,可导致脑炎或脑膜炎[12]。本研究中VZV阳性7例患者中5例临床诊断为脑膜炎,其余2例癫痫患者诊断为脑炎。所有患者均未有皮肤异常,而且免疫功能均正常,提示VZV感染在不出疹的情况下亦可导致中枢神经系疾病或者其他神经系统异常[13]。混合感染在中枢神经系统感染不常见,但是本研究中有2例VZV混合感染。1例是与HSV-1混合感染,另1例是与EBV混合感染。VZV与HSV-1混合感染机制不清,可能是VZV或HSV-1在首次感染后在感觉神经节潜伏下来,另一种病毒感染后两种病毒可大量增殖并同时感染人的神经元[14],并且嗅觉和三叉神经束可为两种病毒到达CNS提供神经通道[15-16]。
EBV相关的CNS感染可以分为两类,一类是EBV原发感染或重新激活,另一类是长期慢性EBV感染[17]。已有的研究报道过单独EBV感染导致CNS感染[18-19],但是本研究中,EBV在7例患者中检出为阳性,其中1例与VZV混合感染。EBV DNA阳性的检出较多可能是EBV在首次感染后在B细胞中潜伏下来,因此可以在没有临床症状时也可以检出DNA[20]。也有研究报道EBV常常与CNS感染的其他病原体相关[21],提示EBV能在另一种病毒存在的情况下进行复制,因此VZV有可能与EBV共感染。
CMV感染常常为机会性感染,可在免疫缺陷患者中引起急性或慢性CNS感染[22]。本研究中,1例系统性红斑狼疮患者由于脑水肿在接受减颅压手术后CSF中CMV阳性,而CMV引起的CNS感染常常在免疫缺陷病人中被忽视。
EV感染是在CNS中较为常见并且类似于细菌性脑膜炎感染。本研究中,2例EV感染患者临床诊断为脑炎,1例为脑膜脑炎,1例为脑膜炎。有研究报道EV是儿童急性病毒性脑炎和脑膜炎最常见的病原体[23],而本研究中EV的检出率并非最高,提示成人与儿童病毒性脑炎和脑膜炎患者的病原谱有所不同。
已有的研究多集中在儿童病毒性脑炎、脑膜炎病原谱,很少有对成人患者病原谱进行研究。本研究将疑似病毒性脑炎和脑膜炎的成人患者纳入,尽可能排除细菌性、真菌性和寄生虫性,利用可以同时检测6种病毒的xTAG CSFVP试剂敏感度和特异度高的优势,从病毒的种类及感染情况,以及将临床诊断与实验室诊断相结合进行综合分析,因此我们的研究结果可给临床提供有效的病原学资料,为成人病毒性脑炎和脑膜炎的预防和诊治提供合理依据。