ChronicMeningitisInvestigatedviaMetagenomicNext-GenerationSequencing
通过下一代基因组测序研究慢性脑膜炎
DOI:10./jamaneurol..
JAMANeurol(IF:13.;Q1)
MichaelR.Wilson
加州大学旧金山分校威尔神经科学研究所
确定亚急性或慢性脑膜炎的感染原因是具有挑战性的。需要强有力的、公正的诊断方法。
7名参与者的年龄从10岁到55岁不等，其中3名（43％）是女性。通过使用mNGS在7名参与者中鉴定出了一种寄生虫（绦虫，2名参与者），病*（HIV-1）和4种真菌（新隐球菌，米曲霉，荚膜胞浆菌和念球菌）。
Case1
28岁，男，中美洲
患有头痛和复视。
对他的脑脊液进行检查后发现其开放压力大于50厘米，白细胞（WBC）计数为66/μL，包括89％的淋巴细胞，4％的中性粒细胞，4％的单核细胞和3％的嗜酸性粒细胞，红细胞（RBC）计数为1/μL，总蛋白水平为43mg/dL和葡萄糖水平取27mg/dL。核磁共振成像(MRI)显示颅底脑膜和一些脑神经对比增强。
血清囊虫抗体检测结果为阳性，但在脑部MRI上未检测到囊肿或钙化。脑脊液葡萄糖水平低，基底膜脑膜炎，结核菌素皮肤试验阳性，结核菌干扰素-γ检测阳性。患者在接下来的3周内临床改善，但随后又恶化，在下一年需要多次腰穿（LP），MRI和住院治疗。随后的脑脊液样本显示出恶化的淋巴细胞性细胞增多症以及持续的低血糖和蛋白质水平升高。神经影像学检查结果显示持续性基底脑膜炎和交通性脑积水的发展，再次没有囊肿。他最初的临床反应不完全归因于不遵医治，但是尽管他直接进行了结核病治疗但病情恶化，仍怀疑有耐多药结核病。
mNGS数据显示没有比对到分歧杆菌序列。特有的reads比对到Taenia（绦虫）。绝大多数序列匹配到Tsolium基因组。同时，真菌18sribosomalRNA扩增出Tsolium18srRNA基因序列，并且脑脊液囊虫病IgG抗体检测阳性。最终，抗蠕虫药物治疗8个月后，他的症状得到改善。
Case2
34岁，女，她在13年前从中美洲移民到美国
右侧头痛，左侧面部麻木，右侧搏动性耳鸣和复发性意识丧失。
脑核磁显示脑积水，右前颞叶和桥前囊肿。
她的脑脊液检查显示开放压力为36厘米，白细胞计数为/μL，包括1％中性粒细胞，31％单核细胞，46％淋巴细胞，21％浆细胞样淋巴细胞和1％嗜酸性粒细胞，红细胞计数为2/μL，葡萄糖水平低于10mg/dL，总蛋白水平为89mg/dL。脑脊液和血清囊尾rc病IgG抗体测试结果恢复阳性后，她接受阿苯达唑和泼尼松治疗超过1个月。然而，她的颈部疼痛加剧，并且反复进行的脑脊液检查显示颅内压升高，具有新的嗜酸性粒细胞增多的肝细胞增多症，无法检测的葡萄糖水平和总蛋白水平升高。
mNGS数据显示reads比对到Taenia（绦虫）。接受双重抗蠕虫药治疗和辅助糖皮质激素治疗，症状得到改善。
Case3
52岁，男性
有偏头痛史，并在年被诊断出HIV-1感染（可检测到病*，但40copies/mL；CD4计数20细胞/μL）。他也有注射*品，丙型肝炎病*感染，金*色葡萄球菌心内膜炎和梅*的病史。表现出激动，困惑和共济失调。由于他先前有金*色葡萄球菌菌血症，梅*，偏头痛史和免疫抑制状态。
mNGS数据显示特有的reads与Cryptococcus（隐球菌）序列一致。血清隐球菌抗原测试结果在滴度大于1：时呈阳性，而脑脊液隐球菌抗原测试结果在滴度大于1：时呈阳性。脑脊液中存在多种真菌酵母形式，而新型隐球菌在脑脊液真菌培养物中生长。除丙型肝炎病*外，没有其他病原体被脑脊液mNGS检测到（图2）或被标准诊断方法鉴定到。使用抗隐球菌疗法进行治疗后，临床症状得到了改善。
Case4
55岁，男性
他在8年前被诊断出未经治疗的HIV-1感染。语言减少以及数月的咳嗽，间歇性盗汗和体重减轻。
他的CD4计数为6细胞/μL。脑部MRI显示双侧融合性非增强性白质T2高强度。脑脊液检查显示，他的白细胞和红细胞计数均为0/μL，葡萄糖水平为34mg/dL，总蛋白水平为93mg/dL。
脑脊液mNGS测试显示，有超过reads与HIV-1一致的独特序列（表2，图2）。未检测到JC病*，疱疹病*或真菌病原体的序列。他的临床病程与HIV-1痴呆症一致，经过大量测试后未发现机会性中枢神经系统感染
Case5
32岁，男性
头晕，复视，头痛，面部麻木和无力
他有注射吸*和丙型肝炎病*感染的病史。HIV-1测试结果为阴性。脑部MRI显示左脑桥，中小脑梗和垂体漏斗右后方的对比增强。电脑断层血管造影显示后循环中有多个局灶性狭窄区域。脑脊液检查显示WBC计数为95/μL，包括77％的淋巴细胞，13％的中性粒细胞，6％的单核细胞和4％的反应性淋巴细胞，RBC的计数为0/μL，总蛋白水平为61mg/dL和葡萄糖浓度为45mg/dL。血液，脑脊液细菌和真菌培养物的检测结果均为阴性。他接受了糖皮质激素的可疑自身免疫治疗。两周后，患者的症状恶化。反复进行脑MRI检查发现右丘脑出现新的点状梗死。重复的脑脊液检查显示，嗜中性粒细胞增多，使多核细胞增多。细菌培养对生物体呈阴性.CSF的测试结果半乳曲霉半乳糖曲霉在11.26返回阳性（阳性，0.5）。第三次脑脊液检查的结果显示出更大的胞吞作用，WBC计数为/μL，包括63％的淋巴细胞，20％的中性粒细胞，15％的单核细胞和2％的反应性淋巴细胞。脑脊液中半乳曲霉半乳曲霉菌的发现仍保持在7.23。
mNGS数据显示reads匹配到Aspergillus（曲霉属），主要是Aspergillusoryzae（米曲霉）。脑脊液18SrRNA基因PCR扩增结果显示曲霉菌属阳性，并且（1,3）β-D-葡聚糖水平升高至参考值以上。没有发现免疫功能低下的原因，也没有全身性的确定曲霉菌感染。开始使用口服伏立康唑治疗，并通过脑室-腹膜分流治疗脑积水。病人随后失去了随访。
Case6
10岁，女
背痛，进行性左面部下垂，头痛，颈部疼痛和呕吐。经检查，发现她患有严重的脑膜炎。
脑和脊髓MRI弥漫性软脑膜增强非常显着。脑脊液检查显示WBC计数为68/μL，包括33％的中性粒细胞和大于30％的单核细胞，RBC计数为98/μL，葡萄糖水平低于20mg/dL，总蛋白水平为mg/dL。针对细菌性脑膜炎，单纯疱疹病*和地方性霉菌病开始了经验治疗。发展为呼吸衰竭和截瘫。重复的神经影像学检查结果表明新的桥脑梗塞和整个颈胸索的纵向T2过度增强。她的治疗范围扩大到了结核性脑膜炎。真菌培养得到的脑脊液结果和18srRNAPCR显示为H荚膜。
mNGS数据显示33reads比对到荚膜H（表2，图2）。经过2个月的治疗，她可以走动，但继续患有严重的左耳听力减退，面部无力和神经性膀胱功能障碍。
Case7
26岁，女性
无创伤性下背部疼痛，随后发生了亚急性鞍状麻醉和左脚下垂。
她的MRI结果表明，从腰椎顶部开始向前定位的边缘增强集合物，使圆锥状髓质紧贴后壁，此外弥漫性软脑膜炎涉及整个脊髓和脑干（图3C-E）。胸骨脑脊液显示WBC计数为/μL，包括67％的中性粒细胞，22％的淋巴细胞和11％的单核细胞，RBC的计数为4/μL，总蛋白水平为mg/dL，葡萄糖水平为40mg/dL。尚未进行广泛的传染病诊断研究，并且在11周后对该患者进行了腰椎脑膜活检。病理结果显示非炎性致密纤维组织，未鉴定出微生物。与病理结果一致的是，在活检标本中没有发现主动感染的迹象，18srRNA和16srRNAPCR检测以及活检标本的mNGS均未发现感染迹象。此外，脑脊液的18srRNAPCR检测结果也为阴性。三个月后，患者需要使用轮椅。重复的脑脊液显示WBC计数为/μL，占81％的中性粒细胞，16％的淋巴细胞，2％的单核细胞和1％的嗜酸性粒细胞，RBC计数为2/μL，总蛋白水平为mg/dL，葡萄糖水平为44mg/dL。
脑脊液mNGS数据显示68reads匹配到Candida（念珠菌种）（表2），在68reads中有61个匹配到杜比氏念珠菌，具有99％至％的同一性。脑脊液（1,3）β-D-葡聚糖测定结果为pg/mL（正常，80pg/mL），而血清（1,3）β-D-葡聚糖测定反复显示出正常水平。重复的CSF18srRNA和16srRNAPCR分析结果均为阴性。该患者接受了抗真菌药物的联合治疗，临床症状有所改善，其脑脊液谱正常（包括无法检测到的脑脊液（1,3）β-D-葡聚糖水平），并且在MRI上减少了软脑膜的增强。
安山（天津）生物科技有限公司由华盛顿州立大学（美国华盛顿州立大学），清华大学，中国科学院和中国农业科学院团队创立的，专注于新一代基因组学技术在生命科学研究和人类医学健康两大领域的产业化应用。为生命科学科研工作者提供系统化解决方案，同时努力发展临床医学及健康相关领域精准基因检测，辅助诊疗业务。安山生物已获软件著作权及发明专利多项，知识共有管理体系认证证书，荣获国家科技型企业称号，现已成长为国家高新技术企业。
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