引用本文: 张轩, 周莉, 吴孝苹. 脑脊液宏基因组二代测序诊断李斯特菌脑膜脑炎一例. 华西医学, 2022, 37(8): 1264-1267. doi: 10.7507/1002-0179.202206034 复制
病例介绍 患者,男,52 岁,因“发热伴头痛 7 d”于 2021 年 5 月 6 日入成都市第一人民医院神经内科。入院 7 d 前患者因在高原受凉后出现发热(最高体温 39℃),伴头痛,呈全头部持续胀痛,无恶心、呕吐,无意识障碍、精神行为异常发生,于当地医院行抗感染治疗(具体不详)后患者未再发热,但头痛仍未见明显缓解,遂于当地医院出院,出院诊断:化脓性脑膜炎,后为进一步诊治入我科。患者既往无特殊病史。
入院体格检查(查体):体温 37℃,脉搏 80 次/min,呼吸 20 次/min,血压 132/69 mm Hg(1 mm Hg=0.133 kPa)。神经系统查体:神志清楚,答对切题,吐词清晰,高级皮质功能正常,颅神经查体无异常发现,四肢肌力 5 级,肌张力正常,腱反射(++),痛触觉对称,指鼻试验、跟膝胫试验稳准,脑膜刺激征阴性,病理征阴性,无阳性定位体征。
入院后完善辅助检查。血常规:白细胞计数 13.95×109/L,淋巴细胞 90%。头颅 MRI 未见异常改变。初步诊断为“颅内感染:病毒性脑膜炎?”暂给予注射用阿昔洛韦(0.5 g、每 8 小时 1 次)静脉滴注抗病毒,注射用头孢曲松钠(2 g、1 次/d)抗细菌,完善腰椎穿刺(腰穿,2021 年 5 月 6 日),行脑脊液常规、生化、涂片、培养及病原微生物宏基因组二代测序(metagenomic next-generation sequencing,mNGS)。脑脊液(2021 年 5 月 8 日)结果提示单核细胞增多性李斯特菌(Listeria monocytogenes,LM)感染,见图1。及时更换治疗方案,停用注射用阿昔洛韦、头孢曲松钠,给予注射用氨苄西林钠(2 g、每 4 小时 1 次)静脉滴注抗感染治疗 20 d,复查腰穿(2021 年 5 月 26 日)。2 次腰穿脑脊液结果见表1,2 次脑脊液液基制片细胞学检查见图2。在整个病程中患者病情呈好转趋势,头痛逐渐消失,体温恢复正常(36.3℃),最终预后良好,无并发症发生。患者于 2021 年 6 月 3 日出院。

Pseudomonas_sp._QS1027:假单胞菌QS1027;Fusicatenibacter_saccharivorans:一种属于梭菌ⅩⅣ a亚群的细菌;Others:其他细菌


a. 治疗前;b. 治疗 20 d 后
讨论 LM 是一种革兰阳性杆菌,其遗传机制允许该细菌作为兼性胞内病原体生存[1]。食用受污染的食物被认为是导致 LM 感染的主要原因。近年来,由于恶性肿瘤、获得性免疫缺陷综合发病率的增加和免疫抑制剂的使用,体内微生物疾病谱发生了改变,特别是 LM 引起的中枢神经系统感染的发病率呈上升趋势,已成为细菌性脑膜炎、脑炎的常见病原体之一[2]。但李斯特菌脑膜脑炎(Listeria monocytogenes meningoencephalitis,LMM)的临床表现通常不具特征性,阻碍了该病的及时诊断。此外,外周血或脑脊液中病原的分离、培养、鉴定等传统检测方法操作要求高,检测时间长,阳性检出率低。因此,为了提高 LMM 的诊断准确性,需要一种无偏倚的诊断方法。mNGS 是一种有效的病原体检测工具,与传统检测不同,mNGS 可以在脑脊液或脑组织中识别新的或意想不到的病原体,筛查几乎所有潜在的颅内感染。迄今为止,只有少数研究评估了 mNGS 在 LMM 临床诊断中的应用。通过以“二代测序”或“mNGS”和“脑膜炎”或“脑炎”和“李斯特菌”作为关键词在万方数据库和中国知网数据库对 2012 年 1 月 1 日—2022 年 5 月 30 日的中文文献进行检索发现,目前有中文全文并有详细摘要的文献共 14 篇[3-16],其中 4 篇纳入 5 例患者以上,10 篇为 2 例患者及以下个案报道。在 14 篇文献中,共包括 LMM 患者 65 例,其中范张玲等[3]、刘然等[4]、王晓娟等[5]、郭永征等[6]纳入研究的病例数分别为 34、8、5、5 例;另外个案报道病例数共 13 例[7-16],其中预后不良 6 例[7-11],预后良好 7 例[12-16]。在 65 例患者中,19 例(29.23%)预后不良,预后不良患者的脑脊液压力[中位数为 290 mm H2O(1 mm H2O=0.0098 kPa)]、脑脊液蛋白(中位数为 2.58 g/L)、细胞数(中位数为 1 457×106/L)均更高,头颅 MRI 有更明显的脑积水表现。预后不良的主要原因表现为:① 院外治疗不当贻误病情;② 采用常规脑脊液涂片和培养,LM 检出阳性率低、周期长,致使诊断不明确,延误治疗;③ 未采取手术处理脑积水(患者家属拒绝或自动出院)。在 65 例患者中,9 例通过 mNGS 明确致病菌为 LM,其中 8 例在及时更换敏感抗菌药物预后良好,1 例存在明显脑积水,在接受侧脑室引流手术及合理使用抗菌药物后亦恢复良好,提示 mNGS 在早期诊断及指导临床治疗方面有重要的参考价值。
LM 是一种重要的食源性病原体,主要通过食用受污染的蔬菜、动物产品和奶酪传播;这种病原体通过眼睛、受损的皮肤和黏膜侵入人体。LM 为条件致病菌,老年人、新生儿及免疫功能缺陷者易受感染。当受到 LM 感染时,可有胃肠道症状,中枢神经系统感染时常表现为细菌性脑膜炎、脑膜脑炎[17]。本文报道的该例患者病前无确切进食污染食物史。据国内报道的病例[3-16]均未报告确切食物污染源,推测可能是因为 LM 在自然界分布广泛,且潜伏期较长(2~90 d),故散发病例难以确定食物污染源。此外,该例患者为青壮年群体,人类免疫缺陷病毒、结核、体液免疫、肿瘤等指标均未见异常,排除了免疫功能缺陷可能。但患者在高原发病,有受凉病史,这可能是造成患者免疫力下降,从而产生了感染 LM 的条件。
中枢神经系统 LM 感染多累及背侧脑干、小脑及第四脑室,可出现头痛、发热及脑膜刺激征等症状和体征,若累及脑实质可出现意识障碍、精神障碍或者不对称性颅神经损伤、偏瘫、偏身感觉障碍、共济失调等体征。该例患者以发热伴头痛起病,但无脑膜刺激征、脑实质受损相关体征;其腰穿脑脊液压力不高,虽细胞数增加,但以单核细胞增多为主,同时无糖、氯相关指标降低,这和典型的化脓性脑膜炎脑脊液表现不同。在未获得明确病原学证据情况下,更倾向于考虑病毒性感染,从而造成误诊。大部分文献报道 LMM 脑脊液中白细胞及多核细胞比例低于其他细菌性脑膜脑炎,白细胞计数多小于 1×106/L[3-16]。LM 可感染多种细胞类型,单核细胞和中性粒细胞向感染部位的募集对宿主防御 LM 至关重要。研究发现 LM 通过趋化因子受体显著改变骨髓的造血区室,促进单核细胞的增多,但尚不清楚具体的促迁徙途径[18]。
LM 脑膜炎或脑炎外周血化验结果多无特异性表现,与其他中枢神经系统感染性疾病难鉴别,其诊断主要靠脑脊液中发现 LM。病原体细菌培养的方法已经存在多年,一直是 LM 感染诊断的金标准,但脑脊液 LM 培养阳性率仅为 46%~68%,且细菌培养存在假阳性和培养耗时长[19],易导致误诊或漏诊,可能使病情加重,因此需要快速、灵敏的检查方法。mNGS 可直接由病变脑组织、脑脊液及尿液中获取病原微生物信息[20-21]。理论上,mNGS 可以根据特定的核酸序列识别几乎所有的微生物,具有足够长的读取量以及完整的参考数据库。mNGS 对病原体鉴定具有更高的敏感性,且不受此前使用抗菌药物的影响。mNGS 已成功应用于脑脊液病原体检测。多项研究表明,mNGS 比传统金标准方法更有效、更快速地检测中枢神经系统感染[19-21]。
LMM 发病率低,但病情极危重,即使经及时规范的抗感染治疗 LM 脑膜炎的总病死率为 31%,合并中枢神经系统实质损害者病死率为 38%~50%[22]。目前在治疗 LM 感染的抗菌药物的选择上,氨苄西林仍作为首选药物,可以单独使用或同时联用氨基糖苷类抗菌药物以减少感染复发。同时国外研究还表明,碳青霉烯类、氟喹诺酮类亦是潜在治疗李斯特菌病的药物[23]。LMM 的氨苄西林用量应>6 g/d 治疗至少维持 15~21 d 推荐 4~6 周[22]。综合已有文献和本文报道病例可知,愈后良好的患者中抗菌药物的使用情况为:氨苄西林、氨苄西林+庆大霉素、青霉素+庆大霉素、青霉素+阿奇霉素、万古霉素等[12-16]。而本病例根据患者病原学结果,积极调整抗菌药物使用亦取得了良好效果。
综上,通过对本例患者的诊治,总结了以下几点:① LM 脑膜炎不仅可见于年老患者、新生儿或免疫缺陷者,也可见于青壮年健康人;② LM 脑膜炎的临床表现复杂,脑脊液常规及生化检查无特异性,LM 培养阳性率低、周期长,而通过 mNGS 可以实现准确、快速诊断;③ 本例患者为轻症患者,通过 mNGS 实现早期诊断,在尽早更换抗菌药物为氨苄西林后避免了病情加重,愈后良好;④ LM 对头孢类抗菌药物耐药,按经验使用头孢曲松等抗菌药物,均不利于 LMM 的治疗。
利益冲突:所有作者声明不存在利益冲突。
病例介绍 患者,男,52 岁,因“发热伴头痛 7 d”于 2021 年 5 月 6 日入成都市第一人民医院神经内科。入院 7 d 前患者因在高原受凉后出现发热(最高体温 39℃),伴头痛,呈全头部持续胀痛,无恶心、呕吐,无意识障碍、精神行为异常发生,于当地医院行抗感染治疗(具体不详)后患者未再发热,但头痛仍未见明显缓解,遂于当地医院出院,出院诊断:化脓性脑膜炎,后为进一步诊治入我科。患者既往无特殊病史。
入院体格检查(查体):体温 37℃,脉搏 80 次/min,呼吸 20 次/min,血压 132/69 mm Hg(1 mm Hg=0.133 kPa)。神经系统查体:神志清楚,答对切题,吐词清晰,高级皮质功能正常,颅神经查体无异常发现,四肢肌力 5 级,肌张力正常,腱反射(++),痛触觉对称,指鼻试验、跟膝胫试验稳准,脑膜刺激征阴性,病理征阴性,无阳性定位体征。
入院后完善辅助检查。血常规:白细胞计数 13.95×109/L,淋巴细胞 90%。头颅 MRI 未见异常改变。初步诊断为“颅内感染:病毒性脑膜炎?”暂给予注射用阿昔洛韦(0.5 g、每 8 小时 1 次)静脉滴注抗病毒,注射用头孢曲松钠(2 g、1 次/d)抗细菌,完善腰椎穿刺(腰穿,2021 年 5 月 6 日),行脑脊液常规、生化、涂片、培养及病原微生物宏基因组二代测序(metagenomic next-generation sequencing,mNGS)。脑脊液(2021 年 5 月 8 日)结果提示单核细胞增多性李斯特菌(Listeria monocytogenes,LM)感染,见图1。及时更换治疗方案,停用注射用阿昔洛韦、头孢曲松钠,给予注射用氨苄西林钠(2 g、每 4 小时 1 次)静脉滴注抗感染治疗 20 d,复查腰穿(2021 年 5 月 26 日)。2 次腰穿脑脊液结果见表1,2 次脑脊液液基制片细胞学检查见图2。在整个病程中患者病情呈好转趋势,头痛逐渐消失,体温恢复正常(36.3℃),最终预后良好,无并发症发生。患者于 2021 年 6 月 3 日出院。

Pseudomonas_sp._QS1027:假单胞菌QS1027;Fusicatenibacter_saccharivorans:一种属于梭菌ⅩⅣ a亚群的细菌;Others:其他细菌


a. 治疗前;b. 治疗 20 d 后
讨论 LM 是一种革兰阳性杆菌,其遗传机制允许该细菌作为兼性胞内病原体生存[1]。食用受污染的食物被认为是导致 LM 感染的主要原因。近年来,由于恶性肿瘤、获得性免疫缺陷综合发病率的增加和免疫抑制剂的使用,体内微生物疾病谱发生了改变,特别是 LM 引起的中枢神经系统感染的发病率呈上升趋势,已成为细菌性脑膜炎、脑炎的常见病原体之一[2]。但李斯特菌脑膜脑炎(Listeria monocytogenes meningoencephalitis,LMM)的临床表现通常不具特征性,阻碍了该病的及时诊断。此外,外周血或脑脊液中病原的分离、培养、鉴定等传统检测方法操作要求高,检测时间长,阳性检出率低。因此,为了提高 LMM 的诊断准确性,需要一种无偏倚的诊断方法。mNGS 是一种有效的病原体检测工具,与传统检测不同,mNGS 可以在脑脊液或脑组织中识别新的或意想不到的病原体,筛查几乎所有潜在的颅内感染。迄今为止,只有少数研究评估了 mNGS 在 LMM 临床诊断中的应用。通过以“二代测序”或“mNGS”和“脑膜炎”或“脑炎”和“李斯特菌”作为关键词在万方数据库和中国知网数据库对 2012 年 1 月 1 日—2022 年 5 月 30 日的中文文献进行检索发现,目前有中文全文并有详细摘要的文献共 14 篇[3-16],其中 4 篇纳入 5 例患者以上,10 篇为 2 例患者及以下个案报道。在 14 篇文献中,共包括 LMM 患者 65 例,其中范张玲等[3]、刘然等[4]、王晓娟等[5]、郭永征等[6]纳入研究的病例数分别为 34、8、5、5 例;另外个案报道病例数共 13 例[7-16],其中预后不良 6 例[7-11],预后良好 7 例[12-16]。在 65 例患者中,19 例(29.23%)预后不良,预后不良患者的脑脊液压力[中位数为 290 mm H2O(1 mm H2O=0.0098 kPa)]、脑脊液蛋白(中位数为 2.58 g/L)、细胞数(中位数为 1 457×106/L)均更高,头颅 MRI 有更明显的脑积水表现。预后不良的主要原因表现为:① 院外治疗不当贻误病情;② 采用常规脑脊液涂片和培养,LM 检出阳性率低、周期长,致使诊断不明确,延误治疗;③ 未采取手术处理脑积水(患者家属拒绝或自动出院)。在 65 例患者中,9 例通过 mNGS 明确致病菌为 LM,其中 8 例在及时更换敏感抗菌药物预后良好,1 例存在明显脑积水,在接受侧脑室引流手术及合理使用抗菌药物后亦恢复良好,提示 mNGS 在早期诊断及指导临床治疗方面有重要的参考价值。
LM 是一种重要的食源性病原体,主要通过食用受污染的蔬菜、动物产品和奶酪传播;这种病原体通过眼睛、受损的皮肤和黏膜侵入人体。LM 为条件致病菌,老年人、新生儿及免疫功能缺陷者易受感染。当受到 LM 感染时,可有胃肠道症状,中枢神经系统感染时常表现为细菌性脑膜炎、脑膜脑炎[17]。本文报道的该例患者病前无确切进食污染食物史。据国内报道的病例[3-16]均未报告确切食物污染源,推测可能是因为 LM 在自然界分布广泛,且潜伏期较长(2~90 d),故散发病例难以确定食物污染源。此外,该例患者为青壮年群体,人类免疫缺陷病毒、结核、体液免疫、肿瘤等指标均未见异常,排除了免疫功能缺陷可能。但患者在高原发病,有受凉病史,这可能是造成患者免疫力下降,从而产生了感染 LM 的条件。
中枢神经系统 LM 感染多累及背侧脑干、小脑及第四脑室,可出现头痛、发热及脑膜刺激征等症状和体征,若累及脑实质可出现意识障碍、精神障碍或者不对称性颅神经损伤、偏瘫、偏身感觉障碍、共济失调等体征。该例患者以发热伴头痛起病,但无脑膜刺激征、脑实质受损相关体征;其腰穿脑脊液压力不高,虽细胞数增加,但以单核细胞增多为主,同时无糖、氯相关指标降低,这和典型的化脓性脑膜炎脑脊液表现不同。在未获得明确病原学证据情况下,更倾向于考虑病毒性感染,从而造成误诊。大部分文献报道 LMM 脑脊液中白细胞及多核细胞比例低于其他细菌性脑膜脑炎,白细胞计数多小于 1×106/L[3-16]。LM 可感染多种细胞类型,单核细胞和中性粒细胞向感染部位的募集对宿主防御 LM 至关重要。研究发现 LM 通过趋化因子受体显著改变骨髓的造血区室,促进单核细胞的增多,但尚不清楚具体的促迁徙途径[18]。
LM 脑膜炎或脑炎外周血化验结果多无特异性表现,与其他中枢神经系统感染性疾病难鉴别,其诊断主要靠脑脊液中发现 LM。病原体细菌培养的方法已经存在多年,一直是 LM 感染诊断的金标准,但脑脊液 LM 培养阳性率仅为 46%~68%,且细菌培养存在假阳性和培养耗时长[19],易导致误诊或漏诊,可能使病情加重,因此需要快速、灵敏的检查方法。mNGS 可直接由病变脑组织、脑脊液及尿液中获取病原微生物信息[20-21]。理论上,mNGS 可以根据特定的核酸序列识别几乎所有的微生物,具有足够长的读取量以及完整的参考数据库。mNGS 对病原体鉴定具有更高的敏感性,且不受此前使用抗菌药物的影响。mNGS 已成功应用于脑脊液病原体检测。多项研究表明,mNGS 比传统金标准方法更有效、更快速地检测中枢神经系统感染[19-21]。
LMM 发病率低,但病情极危重,即使经及时规范的抗感染治疗 LM 脑膜炎的总病死率为 31%,合并中枢神经系统实质损害者病死率为 38%~50%[22]。目前在治疗 LM 感染的抗菌药物的选择上,氨苄西林仍作为首选药物,可以单独使用或同时联用氨基糖苷类抗菌药物以减少感染复发。同时国外研究还表明,碳青霉烯类、氟喹诺酮类亦是潜在治疗李斯特菌病的药物[23]。LMM 的氨苄西林用量应>6 g/d 治疗至少维持 15~21 d 推荐 4~6 周[22]。综合已有文献和本文报道病例可知,愈后良好的患者中抗菌药物的使用情况为:氨苄西林、氨苄西林+庆大霉素、青霉素+庆大霉素、青霉素+阿奇霉素、万古霉素等[12-16]。而本病例根据患者病原学结果,积极调整抗菌药物使用亦取得了良好效果。
综上,通过对本例患者的诊治,总结了以下几点:① LM 脑膜炎不仅可见于年老患者、新生儿或免疫缺陷者,也可见于青壮年健康人;② LM 脑膜炎的临床表现复杂,脑脊液常规及生化检查无特异性,LM 培养阳性率低、周期长,而通过 mNGS 可以实现准确、快速诊断;③ 本例患者为轻症患者,通过 mNGS 实现早期诊断,在尽早更换抗菌药物为氨苄西林后避免了病情加重,愈后良好;④ LM 对头孢类抗菌药物耐药,按经验使用头孢曲松等抗菌药物,均不利于 LMM 的治疗。
利益冲突:所有作者声明不存在利益冲突。