不明原因肝炎与腺病毒感染研究案例的拆解

世界卫生组织4月23日发布报告指出,截至4月21日,11个欧洲国家和美国已报告至少169 例不明来源的儿童急性肝炎病例,至少1例死亡。发病原因做了多种猜测,在4月21日169例病例中,74 例在实验室中检测到腺病毒,其中18例被确定为腺病毒-41型。因而腺病毒感染成为重要的发现方向之一。很多报道引述了多个专家的不同意见,本文通过分析一个腺病毒感染研究的案例,体现了免疫功能不全人群腺病毒导致肝炎后,腺病毒传播与清除、患者转归、切断感染链条的过程。对于国内多位专家已经分析并推测其发病特点详情请见,在此不再赘述:

儿童“不明原因肝炎”蔓延至亚洲,英国公布最可能的原因_湃客_澎湃新闻-The Paper

保持警惕!不明原因儿童肝炎病例仍在增加_媒体_澎湃新闻-The Paper

张文宏谈不明原因儿童肝炎:存在输入性风险,应对此早做准备 (hnr.cn)

这些评论的总体视角已经剖析了不明原因肝炎和腺病毒的关系轮廓。然而这些轮廓并没有体现出细节,特别是腺病毒至导致肝炎后,病毒传播的细节、切断感染链条的办法、病情转化的过程。

最重要的是,医疗技术是如何支持人体免疫系统清除病毒的,这是有成功经验的,但是快速的新闻报道并未提供详细解读。浩生医疗的职责是使用免疫学理论和工具,提升人民健康。我们始终关注病毒免疫的医学动向,为此,我们从自身专业和能力角度,根据有限线索,总结既往微观层面的经验,以期对国内类似情况提供一些既有经验。

从病因角度看,腺病毒感染在人群中普遍存在,但是临床表现普遍比较轻微,然而对于免疫功能不全者,感染腺病毒会导致较严重的临床表现。移植患者和儿童群体都普遍存在免疫功能不全的现象。以下描述的案例,体现了免疫功能不全人群腺病毒导致肝炎后,腺病毒传播与清除、患者转归、切断感染链条的过程。

腺病毒41型感染在儿童造血干细胞移植受者中的爆发案例

以下为对该案例的分析,案例来源”Deciphering an Adenovirus F41 Outbreak in Pediatric Hematopoietic Stem Cell Transplant Recipients by Whole-Genome Sequencing

人腺病毒(HAdV)是儿童异基因造血干细胞移植(HSCT)受者死亡和发病的主要原因。虽然目前2022年爆发的多国不明原因肝炎多是健康人,但是本文梳理出的传播特点,治疗特点,病毒变异特点,感染隔离办法,具有一定参考意义。HSCT患者中很少有HAdV- 41型感染,所以,HAdV-41型感染在发病之初也被定位为不明原因感染。该病毒亚型通常在健康人群中传播。2018年3月至7月,在法国巴黎 Robert Debré医院调查了5位患儿感染HAdV的情况,这5位患儿接受异基因造血干细胞移植的4名儿童(A、B、C和E)和接受造血干细胞移植前的1名儿童(D)中发现了HAdV-41型感染。

患者患病情况

患者A,3岁,患丙酮酸激酶缺陷综合征入院,腺病毒感染于院外;

患者B,15岁,急性淋巴细胞性白血病入院,腺病毒感染于院外;

患者C,23个月,急性髓细胞性白血病入院,腺病毒感染于院内;

患者D,13个月,急性淋巴细胞性白血病入院,腺病毒感染于院内;

患者E,8.5岁,先天性再生障碍贫血入院,腺病毒感染于院内;

患者的感染水平

采用实时荧光定量PCR法对粪便和血浆标本中HAdV DNA进行定量。粪便样本中的HAdV载量为6.60 ~ 10.10 (log10 copies/ml)。儿童造血干细胞移植患者粪便标本中HAdV-f14病毒载量水平较高,存在患者间粪口传播风险。

传播链分析

通过Fiber和Hexon基因测序确定患者感染病毒的相似性,从而协助患者住院情况调查病毒传播类型。为什么要通过这两个基因来鉴定呢?我们先看下HAdV-F14型全貌:

上图为HAdV-F14 MW567963.1 病毒全貌,黄色部分为Fiber基因,红色部分为Hexon基因。

Fiber基因和Hexon基因是HAdV的高变异基因区域,且表达蛋白是HAdV中最大的,利用这两个基因判断传播过程。通过分析发现,Fiber基因测序显示有4名患者聚集在一起,全基因组测序(WGS)和HVR7的系统发育分析显示有3名患者(C、D和E)聚集在一起,表明感染来自两条独立传播链。

Fiber基因进化树与蛋白序列

Hexon基因进化树与蛋白序列

为了更好地确定毒株之间的联系,进行了全基因组序列分析。所有样品均获得HAdV-f41基因组,平均覆盖率为99.7%,平均深度为21416层。系统发育分析显示患者C、D和E来源于同一病毒株,因为三个患者之间的病毒核酸序列差异为0%。而非常重要的是,C、D、E三者与A、B的病毒株不同,与A患者的病毒株核酸差异为0.27%,与B患者的病毒株核酸差异为1.03%。以上结论被Fiber基因测序、Hexon基因测序、HAdV全基因组测序结果所证实。

系统进化树图。图中位于相同分支且相邻的标记毒株代表病毒类型一致,A-E患者标识代表毒株类型,其他标识为HAdV-F14型病毒的其他毒株标识,这些标识来自于NCBI数据库。

将病毒变异类型与患者住院病区进行关联后,发现居住过相同病区且住院时间存在时间关联的情况下,腺病毒的传播与患者接触空间有关。

毒株系统进化树与患者住院病区、住院时间、感染阳性/阴性转换时间、治疗时间的关系。可见C、D个患者均使用过病区B,且时间重叠,C、D、E患者使用过病区A,具有先后时间关系。而患者A始终位于病区C。从进化树和住院情况的关联看,C、D、E为同一种病毒类型是与住院关系密切关联的。

医院切断传播链条的方法

医院发现腺病毒可能形成院内感染后,采取了积极的措施。对于所有接待室和病房,使用含酒精的手部消毒剂和表面清洁剂消毒。粪便在离开房间前,用次氯酸钠凝胶隔离在一个袋子里,以限制肠道病原体传播的风险。

患者转归

5位患者的血液blood和粪便stools病毒载量虽治疗时间变化过程。横轴位日期,纵轴位病毒载量。

粪便中的HAdV最大病毒载量从6.60 ~ 10.10 (log10 copies/ml)。4例患者(A、B、C和E)有HAdV病毒血症,病毒载量为2.97 ~ 5.69 (log10 copies/ml),每周接受一次5mg /kg CDV治疗。3次注射CDV后,患者C多次口服BCV (CDV和BCV均经法国国家卫生局( ANSM)批准后口服)。抗病毒治疗后,A、B、C和E患者的粪便和血液中病毒载量下降。对于A、B和E患者,注射2或3次CDV后,粪便中病毒载量下降,而B患者的血液中仍然存在病毒。患者C在服用五剂BCV(每周两次)后,的粪便和血液中检测不到HAdV,但在BCV停止使用19天后,HAdV载量再次恢复,并在6次额外BCV剂量后再次得到控制。患者D因移植前检测到HAdV感染,未接受任何特异性治疗。

在研究终点,患者B在感染HAdV-f41感染后4个月发生移植物抗宿主病去世,患者C白血病复发去世。

结语

该案例从腺病毒传播方式的发现、治疗方法、患者转归、切断传播链的方法给出了具体的描述,可能对于不明原因肝炎在腺病毒感染方向的防治提供了借鉴。