mNGS技术快速诊断中国出生免疫缺陷队列中马尔尼菲蓝状菌感染

导读

近期,复旦大学附属儿科医院王晓川教授、侯佳教授团队在Frontiers in Cellular and Infection Microbiology (IF=6.073)杂志发表《应用宏基因组二代测序技术在中国出生免疫缺陷队列中快速诊断马尔尼菲蓝状菌感染》。研究报道了6例马尔尼菲篮状菌感染的出生免疫缺陷患儿的临床和免疫学特征,探讨宏基因组二代测序(mNGS)在马尔尼菲篮状菌感染中的诊断价值。

研究背景

马尔尼菲蓝状菌(T.marneffei )是一种机会致病性真菌,主要见于东南亚地区。大部分T.marneffei 感染者为艾滋病患者,在其他免疫功能受损的个体中也有报道,例如产生IFN-γ自身抗体的成年获得性免疫缺陷患者、出生免疫缺陷(IEI)、血液系统恶性肿瘤、糖尿病以及服用糖皮质激素或免疫抑制剂患者。

近年来,陆续报道罹患T.marneffei 感染IEI病例,涉及STAT1、STAT3、CD40LG、CARD9和IFNGR1基因突变。如未及时有效的抗真菌治疗,T.marneffei 感染可导致全身播散性感染而危及生命。因此早期识别和快速准确的病原微生物诊断对患者尤为重要。T.marneffei 感染的传统诊断方法主要依靠真菌培养或显微镜检查,费时且阳性率较低。

该研究报道了6例T.marneffei 感染的IEI患儿的临床和免疫学特征,并探讨宏基因组二代测序(mNGS)在T.marneffei 感染中的诊断价值。

研究结果

1、出生免疫缺陷患儿马尔尼菲蓝状菌感染率及临床特征

该研究回顾性分析2019年1月-2022年6月收治的505例IEI患者,其中402例(79.6%)为初次确诊IEI。所有患者均常规行血培养检测,232例行mNGS检测,73例行组织病理学检查。232例(45.9%)患者同时进行培养和mNGS检测。6例患者检出T.marneffei 感染,占1.2% (6/505)。T.marneffei 感染IEI患者的致病基因包括IL12RB1、IFNGR1、STAT3、STAT1和CD40LG(图1A)。

图1 马尔尼菲蓝状菌感染的IEI患者致病基因分布

表1 6例马尔尼菲蓝状菌感染的IEI患儿临床特征

图2 P1和P5的组织病理学染色和mNGS结果。P1右侧腋下淋巴结肿大(A)。P1颈部淋巴结穿刺mNGS结果显示T.marneffei的特异性序列108380 reads,基因组覆盖率18.93% (B)。P1颈部淋巴结活检组织病理学检查显示肉芽肿性炎症(C),PAS染色可见真菌孢子(箭头)(× 400) (D)。P5腹部淋巴结活检组织病理学检查可见大量中性粒细胞浸润,组织细胞呈斑片状分布。真菌孢子样物质分散或聚集在部分组织细胞中(×400) (E),PAS染色显示真菌孢子(箭头)(×400) (F)。

图3 马尔尼菲蓝状菌感染的IEI患儿影像学表现。P1胸部CT显示腋下和纵隔淋巴结肿大(A.1),口服伊曲康唑及抗结核治疗2个月后,随访胸部CT显示腋下和纵隔淋巴结仍肿大(A.2),2022年4月19日进行淋巴结活检,mNGS检出T. marneffei。静脉两性霉素B 2周,续贯伊曲康唑,1个月后复查淋巴结缩小(A.3)。P3胸部CT显示左肺部分实变伴少量胸腔积液(B.1),口服伊曲康唑联合抗结核治疗,3个月(B.2)和8个月(B.3)后复查胸部CT明显改善。P5病初腹部CT显示肝脾肿大及多发异常信号(C.1),静脉伏立康唑治疗25天,续贯口服伏立康唑,2周(C.2)和3.5个月(C.3)后多发异常信号有所改善。

2、mNGS对IEI患者马尔尼菲蓝状菌感染感染的诊断价值

T.marneffei 感染的传统诊断方法包括培养和组织病理学检查。我们分析了同时行传统诊断方法和mNGS检测的232例患者。mNGS和传统诊断方法均阳性3例,均阴性226例。3例患者仅mNGS阳性,而传统诊断方法阴性。在本队列中,mNGS诊断T.marneffei 感染的敏感性和特异性为100%和98.7%、阳性似然比和阴性似然比分别为76.9和0。

6例患者的12个样本同时进行了培养和mNGS检测,培养法检出2份(16.7%,2/12),mNGS法检出8份(66.7%,8/12)。1份颈部淋巴结活检样本同时进行组织病理学染色和mNGS检测均为阳性(图4)。进一步分析本队列不同诊断方法的报告时间,mNGS的报告时间中位数为26小时(21.5-30小时)。3份培养阳性样本的报告时间分别为3天、10天和14天,2份淋巴结病理结果报告时间为6天和11天。mNGS的报告时间较传统诊断方法明显缩短。

图4 检测出马尔尼菲蓝状菌阳性的样本类型分布

3、IEI患者马尔尼菲蓝状菌感染的文献回顾

该研究检索Pubmed进行文献回顾,共报道28例T.marneffei 感染的IEI患者,感染的中位年龄为3岁(5月-34岁),82%为中国人(23/28),其他来自泰国。20例(71%)为播散性T.marneffei 感染,累及血液或骨髓、肺部、结肠、皮肤、淋巴结以及肝脏。免疫缺陷致病基因包括CD40LG(35%)、STAT1(29%)、STAT3(22%)、CARD9(7%)及IFNGR1(7%)。我们首次报道了2例IL12RB1基因突变感染T.marneffei 的IEI患儿(图1)。

28例患者共收集46份临床阳性样本(图4)。近一半(12/28)患者接受两性霉素B治疗后,序贯伊曲康唑或伏立康唑,其余患者接受单独伊曲康唑(5/28)、伏立康唑(2/28)或两性霉素B(3/28)治疗,1例患者静脉注射两性霉素B加口服氟胞嘧啶治疗,5例患者的治疗方法不详。除1例失访外,大多数患者(21/28)在有效的抗真菌治疗后症状改善,仍有6例患者(6/28)死亡,2例死于多器官衰竭,1例死于疾病快速进展导致的呼吸衰竭,1例在16岁时死于肺出血,另外2例死亡原因不明。

结论

罹患T.marneffei感染者需警惕宿主存在潜在的免疫功能损害。该研究首次报道了2例IL12RB1基因突变感染T.marneffei的IEI患儿,拓展了T. marneffei感染的免疫缺陷疾病谱。mNGS对T.marneffei感染的诊断敏感性和特异性高,具有快速诊断价值,对临床及时诊断治疗、改善预后具有意义。

该研究使用了迪飞医学mNGS检测技术

参考文献

Lipin Liu, Bijun Sun, Wenjing Ying, Danru Liu, Ying Wang, Jinqiao Sun, Wenjie Wang, Mi Yang, Xiaoying Hui, Qinhua Zhou, Jia Hou, Xiaochuan Wang. Rapid diagnosis of Talaromyces marneffei infection by metagenomic next-generation sequencing technology in a Chinese cohort of inborn errors of immunity. Front. Cell. Infect. Microbiol., 08 September 2022 Sec. Clinical Microbiology

https://doi.org/10.3389/fcimb.2022.987692