作者:卢丽娟, 徐锦
(国家儿童医学中心 复旦大学附属儿科医院,上海 201102)
文章来源:检验医学,2022,37(8):705-709
摘要
近期,儿童不明原因肝炎在多个国家和地区呈现集中发生的趋势,引起世界卫生组织(WHO)的关注。依据现有病例的相关报道,已有众多假说被提出。其中,关于腺病毒可能是此轮儿童不明原因肝炎病因的推测广受争议。文章从儿童不明原因肝炎的发生、腺病毒的致病特点和腺病毒肝炎的既往报道出发,就可能引起儿童不明原因肝炎的病原进行分析,并就明确病原需开展的工作提出建议,为中国一旦发生相关病例时能够及时、准确地进行诊断提供参考。
关键词
腺病毒;新型冠状病毒;不明原因肝炎;儿童
自 2022 年 4 月初英国向世界卫生组织(World Health Organization,WHO)通报英格兰地区发现儿童不明原因肝炎病例以来,其他国家和地区也陆续出现了儿童不明原因肝炎病例。以往不明原因的儿童急性肝炎一般为散发,但近期报道的儿童不明原因急性肝炎2个月内在全球多个国家和地区呈现出短期集中发生的趋势。截至2022年5月26日,已有33个国家或地区向WHO报告了650例儿童不明原因肝炎病例。明确病因对于儿童不明原因肝炎的诊治有着极其重要的指导意义。
1 近期儿童不明原因肝炎的定义
针对近期儿童不明原因肝炎的相关报道,2022年4月23日,WHO修订了儿童不明原因肝炎病例的定义:(1)确诊病例(confirmed case ),目前尚不适用;( 2 )可疑病例(possible case),自2021年10月1日起,患有急性肝炎(非甲、乙、丙、丁、戊型病毒肝炎),且丙氨酸氨基转移酶或天门冬氨酸氨基转移酶>500 U/L的患儿,年龄<16岁;(3)流行病学相关病例(epi-linked case),自2021年10月1日起,与疑似病例密切接触的任何年龄的急性肝炎(非甲、乙、丙、丁、戊型病毒肝炎) 患儿;如果尚无甲、乙、丙、丁、戊型病毒肝炎血清学检测结果,但满足其他标准,可被列为“分类待定(pending classification)”,对其临床表现有其他解释的病例不考虑在内。
2 近期儿童不明原因肝炎的流行病学回顾
近期出现的多国儿童不明原因肝炎病例的流行病学资料显示,患儿既往身体健康,年龄以<10岁为主,病例间缺乏流行病学关联,且未发现有新型冠状病毒肺炎疫情发生地旅居史,无特殊药物、食物和饮水暴露接触史。
2022年4月14日,英国苏格兰地区报道了13例确诊为儿童不明原因肝炎的患儿,年龄均<10岁,中位年龄为3.9岁,除1例患儿可能有潜在基础性疾病外,其他患儿此前身体健康状况良好,均未接种新型冠状病毒疫苗;患儿除黄疸外,还出现了以呕吐、腹痛、腹泻为主的肠道症状,所有患儿均未出现发热症状;病原学检测发现,部分患儿进行了除常见的肝炎病毒外的其他病毒,如肠道病毒、6和7型疱疹病毒、人腺病毒的检测,有5例患儿人腺病毒阳性(2份咽拭子样本、2份全血样本、1份粪便样本),3例患儿近期感染过新型冠状病毒,2例患儿有新型冠状病毒感染史。
2022年4月21日,以色列报道了12例儿童不明原因肝炎病例,主要表现为急性严重肝炎,氨基转移酶水平异常升高,常伴有黄疸,且部分患儿在出现肝炎相关的症状前,还出现过腹痛、腹泻、呕吐等消化道症状;在排除了相关病毒感染和各种毒素、自身免疫、家族及遗传疾病等因素后,所有确诊病例的共同点是在肝炎发病前约15周感染过新型冠状病毒。
2022年4月29日,美国疾病预防与控制中心报道,2021年10—11月,亚拉巴马州有9名儿童因重症肝炎入院,患儿之间没有任何流行病学关联,年龄均<10岁,入院前的症状包括呕吐和腹泻,入院时有黄疸,氨基转移酶升高;对9例患儿的全血样本进行检测,发现所有患儿均感染了腺病毒,其中5例患儿样本中的腺病毒测序成功,基因型均为41型,所有患儿新型冠状病毒核酸检测均为阴性;有6例患儿同时检出EB病毒(Epstein-Barr virus,EBV)DNA,但EBV IgM均为阴性;多例患儿同时检测到肠道病毒、鼻病毒、呼吸道合胞病毒等,缺乏新型冠状病毒血清学相关检测结果;有6例患儿肝脏组织活检结果提示肝脏组织均有不同程度的损伤,但未发现腺病毒包涵体和腺病毒感染的免疫组化证据,且电子显微镜下也未观察到腺病毒颗粒。
2022年5月6日,英国卫生安全局(U K Health Security Agency,UKHSA)对全国163例儿童不明原因肝炎病例进行了报道,并对英格兰地区的118例不明原因肝炎儿童病例的临床特征和组织病理学、病原学检测结果进行了详细的分析:118例患儿年龄大多为3~5岁,临床表现包括黄疸、呕吐、大便灰白、腹泻、腹痛、嗜睡、发热及呼吸道症状;14例患儿的组织活检结果显示为轻度到重度的肝坏死,9例患儿肝脏切片显示肝细胞尚未出现相关的免疫反应,且没有发现与腺病毒感染相关的包涵体,1例患儿行肝组织腺病毒检测,结果为阴性;有126例患儿行全血腺病毒检测,其中91例患儿腺病毒阳性,18例患儿全基因组测序结果显示腺病毒为41型;英格兰地区118例患儿中,有97例患儿入院时进行了新型冠状病毒核酸检测,结果显示,11例患儿为阳性,有3例患儿在入院前8周内新型冠状病毒核酸检测为阳性。
3 近期儿童不明原因肝炎的病因分析
根据不同国家和地区针对本国儿童不明原因肝炎病例的报道,已有众多病因假说被提出,一些机构和专家认为此次儿童不明原因肝炎的发生可能与41型人腺病毒感染有关。
3.1 人腺病毒的生物学特征和致病特点
人腺病毒属于腺病毒科哺乳动物腺病毒属,1953年,该病毒首次在切除的自发性退行性病变患儿腺体细胞培养物中被发现。腺病毒是一种无包膜的双链DNA病毒,基因全长34 000~36 000 bp,病毒颗粒是直径为70~100 nm的二十面体对称结构,由3种主要衣壳蛋白(六邻体结构蛋白、五邻体结构蛋白和纤维蛋白)和4种次要衣壳蛋白组成。根据基因序列差异和生物化学特性等的不同,人腺病毒分为A~G 7个亚种和104种型别,其中1~51型为血清型;52~104型均为基因型,主要根据衣壳蛋白基因序列的差异或重组情况进行分型。
人腺病毒感染机体可引发一系列临床症状,相关的疾病类型与腺病毒的型别、宿主的免疫状态和感染部位有着极大的关系。不同型别的腺病毒具有不同的组织趋向性,导致机体发生不同的疾病。腺病毒最常见的感染部位是呼吸道、眼结膜和肠道。A、F和G亚种腺病毒与胃肠道感染关系密切,F亚种仅感染胃肠道,故又被称为肠道腺病毒,包括40和41型2种型别。除此以外,在少数情况下,腺病毒还可引发脑膜炎、心肌炎、膀胱炎、肝炎等。腺病毒在正常人群中引发的感染通常为轻度的、具有一系列临床表现的自限性疾病,婴幼儿感染率较高;但在免疫缺陷患者中,腺病毒感染则会引发比较严重的疾病和并发症,尤其在接受造血干细胞和实体器官移植、先天性免疫缺陷及人类免疫缺陷病毒感染的患者中,可能会引发结肠炎、肝炎等,且腺病毒感染会增加上述人群的死亡风险。此外,腺病毒感染也可能由已经存在于个人或移植器官中潜在病毒的重新激活引起。
虽然正常人群首次感染腺病毒时临床症状比较轻,但腺病毒可像疱疹类病毒一样在机体中呈持续感染状态或潜伏状态,这种情况在C亚种腺病毒中尤其明显。有研究发现,C亚种腺病毒中的1、2和5型通过低级别复制在扁桃体中可持续存活数年,扁桃体和腺样结构中的淋巴细胞是腺病毒的常见潜伏部位。另有研究发现,婴幼儿和儿童经历过上呼吸道感染(有症状或无症状)后,腺病毒可在肠道内持续存在,有15%的感染者通过粪便排出腺病毒的时间可为3个月~1年,部分感染者的排毒时间甚至更长;肠道黏膜淋巴细胞也是腺病毒潜伏感染的部位之一;此外,不同型别的腺病毒在患者的肠道组织中均有检出,包括B、C和E亚种,部分患者的肠道组织中可同时检测到多种型别的腺病毒。
3.2 腺病毒肝炎
目前,我国尚无对腺病毒肝炎病例的报道。国外1篇对腺病毒肝炎的Meta分析结果显示,确诊为腺病毒肝炎的89例患者中,有57例年龄<18岁,中位年龄为1岁;89例患者中,有43例患者确诊前接受了肝脏移植,19例接受了骨髓移植,11例接受过化疗,5例合并免疫缺陷,4例感染了人类免疫缺陷病毒,2例接受了心脏移植,还有2例接受了肾脏移植;对其中临床信息完整的74例患者进行分析,发现发热是最常见的体征,其次为嗜睡和腹泻,黄疸或肝脏肿大少见;采用免疫组化染色、电子显微镜镜检、聚合酶链反应及荧光原位杂交技术对其中64例患者的肝脏组织进行了组织病理检测,以确定腺病毒肝炎的诊断,结果显示,有60例患者出现了肝坏死,46例患者的肝细胞中检测到腺病毒包涵体,13例患者肝组织中发现涂抹细胞;此外,采用细胞培养技术在54例患者的不同组织中分离出腺病毒;对患者感染的腺病毒进行分型发现,C亚种的2和5型是最常见的型别,未检测到F亚种中的41型;对其中12例患者的血浆进行腺病毒核酸检测,有11例患者的血浆中检测到了腺病毒;89例腺病毒肝炎患者中,最终有65例死亡。
另外1篇对12例腺病毒肝炎病例(儿童8例、成人4例)的回顾性分析结果显示,8例患儿中有7例曾接受过肝移植,1例为白血病患儿;4例成人患者中有1例患有慢性淋巴细胞白血病,2例正在进行造血干细胞移植,1例患有淋巴细胞浆细胞瘤;对所有患者的肝组织进行组织病理检测,发现均有不同程度的肝坏死,且在10例患者的肝细胞中发现了腺病毒包涵体,所有患者的肝脏组织中均检测到腺病毒;采用细胞培养、血清学检测或聚合酶链反应在患者的血液、尿液或粪便中均检测到腺病毒,其中5例患儿在腺病毒肝炎发病后的4~21 d死亡。
3.3 近期儿童不明原因肝炎可能的病原仍不明确
在以往报道的腺病毒肝炎病例中,能够引发肝炎的腺病毒有B亚组的3、7型和C亚组的1、2、5型,目前尚未发现F亚组的41型腺病毒可致儿童发生肝炎,在腺病毒肝炎患者的肝脏组织样本中均检测到腺病毒或病毒包涵体、涂抹细胞。而近期儿童不明原因肝炎病例仅在部分患儿的全血、咽拭子、粪便样本中检测到41型腺病毒,在肝脏组织和血浆样本中均未检测到腺病毒,此前的研究已经证实了腺病毒可潜伏在婴幼儿的肠道黏膜、扁桃体和腺体结构的淋巴细胞中,且在扁桃体和腺体结构淋巴细胞中的潜伏感染可长达1年,甚至更长,因此仅在患儿全血、咽拭子和粪便样本中检测到腺病毒尚不足以证明近期儿童不明原因肝炎是由41型腺病毒导致的。另外,相关病例肝脏组织病理学检查均未发现腺病毒及腺病毒感染后肝细胞中应出现的病毒包涵体或涂抹细胞。在以往腺病毒肝炎病例中,发热是最常见的体征,而近期不明原因肝炎患儿以黄疸和肠道症状为主要临床体征。因此,41型腺病毒是否是近期儿童不明原因肝炎直接的致病原因,还需要研究者对患儿的血液样本、肝脏组织等进行更为详尽的腺病毒检测,才能进行正确的病因诊断。
有研究发现,新型冠状病毒可在婴幼儿的胃肠道中持续排出,这种持续排毒状态可能导致肠道黏膜屏障受损,不断溢出肠道的新型冠状病毒抗原又可引发广泛且非特异的T细胞激活,导致机体持续处于免疫激活状态。另有研究发现,新型冠状病毒感染后引发的儿童多系统综合征(multisystem inflammatory syndrome in children,MIS-C)与从肠道溢出的新型冠状病毒抗原引发的高炎症反应状态有关。虽然近期儿童不明原因肝炎病例的报道并未就患儿新型冠状病毒感染情况进行详尽的说明,但并不意味着这些患儿从未感染过新型冠状病毒,该方面的信息还需要完善。以色列和美国的2项研究发现,所有不明原因肝炎患儿均感染过新型冠状病毒,且并未检测到41型腺病毒,因此近期儿童不明原因肝炎是否是与婴幼儿感染新型冠状病毒后引发的高炎症反应状态有关,还需对这些患儿粪便样本中新型冠状病毒的排毒持续时间、T细胞的激活状态等开展更为全面的研究。
有研究发现,新型冠状病毒刺突蛋白S1、S2切割位点的氨基酸序列和构象与超级抗原金黄色葡萄球菌肠毒素B非常相似,该基序被认为是新型冠状病毒的超级抗原。超级抗原可以不需要抗原提呈及人类主要组织相容性复合体的限制持续激活T细胞产生免疫反应。有研究发现,感染了腺病毒的小鼠在感染金黄色葡萄球菌肠毒素B后,可增强金黄色葡萄球菌肠毒素B介导的T细胞激活效应,导致γ干扰素过量产生,加重机体中毒性休克的临床表现,并最终导致小鼠肝衰竭和死亡。由于在部分近期不明原因肝炎患儿的全血样本、粪便样本和鼻咽拭子样本中检测到了41型腺病毒,此类患儿的发病是否是41型腺病毒和新型冠状病毒中超级抗原共同作用的结果,值得开展更深入的研究。
3.4 明确病原尚需开展的相关工作
近期儿童不明原因肝炎病毒种类的确定,需要结合多种方法,并对多种样本进行病原学检测。对已知的致病病毒可采用细胞培养、电子显微镜镜检和组织病理学检测和原位分子杂交技术、免疫荧光试验、聚合酶链反应等检测尿液、粪便、血液、鼻咽分泌物、肺泡灌洗液和其他相关组织样本,在排除了已知病毒后,建议针对多种临床样本行宏基因组二代测序(metagenomic next-generation sequencing,mNGS)。
(1)细胞培养。许多病毒均可以通过细胞培养的方式分离到病原体,有些可导致细胞产生特征性的变化。如腺病毒,可采用人肺腺癌细胞系(A549细胞系)、人喉癌上皮细胞系(Hep-2细胞系)、人宫颈癌细胞系(Hela细胞系)进行分离,大部分的腺病毒亚型感染细胞后数日会出现典型的细胞病变效应——葡萄串珠样改变,在细胞中出现病毒包涵体或特有的涂抹细胞。
(2)电子显微镜镜检。电子显微镜技术在几十年前是检测临床样本中病毒的重要方法,该方法虽然灵敏度较低,但特异性高,必要时仍可以使用。
(3)组织病理学检查。组织病理学检查是病毒浸润性感染的金标准,如通过苏木精-伊红染色可以观察到组织不同程度的增生和炎症情况,通过原位和免疫过氧化物酶杂交技术,结合腺病毒感染时在组织细胞中出现的涂抹细胞和病毒包涵体,即可初步诊断腺病毒感染。
(4)免疫荧光试验。免疫荧光试验是常用的检测方法,可以对鼻咽部脱落细胞和肝组织中的腺病毒进行抗原检测。
(5)病毒核酸检测。核酸检测技术以其高灵敏度、高特异性和快速的特点已被广泛应用在病原检测中。目前,核酸检测技术已较成熟,其中又以实时荧光聚合酶链反应技术的应用最为广泛,可以对包括肝组织在内的多种类型样本进行病毒核酸的检测。
(6)病毒基因分型。确定基因型别对于病原的诊断和病原体变异的监测有着重要的指导意义。一般先对普通聚合酶链反应产物进行一代测序,再通过序列比对得知病毒的型别。
(7)mNGS。mNGS的优势不仅在于能够发现传统方法无法检测到的未知病原,更重要的是能够在短时间内(平均48 h)直接对临床样本中的所有病原体核酸进行高通量测序,无需特异性扩增,更不需要微生物培养,通过生物信息学判读分析核酸序列获得病原体的种类和丰度,以及病原体的重组等信息,可为临床诊断提供更为全面的病原体谱。
4 总结与展望
虽然我国目前尚无近期发生于其他国家和地区儿童不明原因肝炎病例的报道,但仍需密切监测和关注国外的相关报道。最近,我国多地新型冠状病毒肺炎疫情形势复杂,鉴于以色列12例不明原因肝炎患儿在确诊约15周前均感染过新型冠状病毒,需警惕现在或未来我国儿童不明原因肝炎发生的可能。同时,针对其病原学的诊断,相关实验室应尽快健全实验室检测能力,制定和完善儿童不明原因肝炎病原学的诊断流程,以便在出现相关病例时能够及时和准确地帮助临床进行诊断与鉴别诊断。
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