踏菌寻源 白夜追凶——三胞胎兄弟NTM肺炎一例

前言

三胞胎兄弟，3月2天，10天内同时出现咳嗽、发热等症状，mNGS、微生物培养检测结果不一致，分别检出耶氏肺孢子菌、脓肿分枝杆菌；

经检验、临床等多学科会诊，结合检测技术特点及病人病情等判断为脓肿分枝杆菌感染；微生物检验人员主动深入患儿家中完成环境标本采样，在多处均检出非结核分枝杆菌，进一步印证了脓肿分枝杆菌感染判断并锁定了感染源、感染途径；

为明确感染诱因，三胞胎兄弟同时进行全外显子测序结果正常，排除患儿免疫缺陷病；经规范抗NTM感染治疗，患儿病情控制好转。

案例经过

宝一：男，3月2天，咳嗽1周，发热1天。

1周前无明显诱因出现咳嗽，阵发性，2-3声/次，1-2次/天；1天前无明显诱因出现发热，热峰37.6℃。至当地县人民医院胸片检查示：支气管肺炎。既往体质一般，生后因“早产”住院治疗。

入院后体格检查：双肺呼吸音粗，未闻及啰音，无其他阳性体征。初步诊断：肺炎，予以头孢噻肟钠抗感染治疗。肺部CT：1.肺炎，两肺团片影及类结节影，部分团片影内可见囊泡影，感染？；2.纵隔内肿大淋巴结，部分融合，边界不清。

实验室检查：血常规:白细胞15.70*10⁹/L、中性粒细胞百分比45.6 % 、淋巴细胞百分比39.4 % ；CRP10.56 mg/L，血沉18 mm/h，IL-6 2352.00 pg/mL，PCT0.055 ng/mL，真菌（1,3）-β-D-葡聚糖<10.00 pg/mL，巨细胞病毒-IgG、风疹病毒-IgG阳性；

免疫功能：IgG 4.36 g/L，IgM 0.89 g/L，IgA 0.02 g/L，C3 1.48 g/L，C4 0.30 g/L ；乳酸脱氢酶 317.7 U/L；IgE、病原体核酸检测、GM实验、淋巴细胞亚群、血细胞形态、血气分析、尿便常规、抗O均未见异常。

图1 宝一CT影像

宝二：男，3月2天，咳嗽5天。

5天前无明显诱因出现咳嗽，阵发性咳嗽，有痰不易咳出。1天前至当地县医院住院，胸部CT：左下肺脓肿、局部胸膜增厚，输液“头孢类”治疗1天效差。既往体质一般，生后因“早产”住院治疗。

入院后体格检查：咽充血，未见疱疹，双侧扁桃体Ⅰ°肿大，双肺呼吸音粗，未闻及明显干湿啰音，无其他阳性体征。初步诊断：肺脓肿伴有肺炎，给予万古霉素抗感染。初步诊断：肺炎，予以头孢噻肟钠抗感染治疗。

实验室检查：血常规:白细胞 21.69*10⁹/L,中性粒细胞百比54.8 % ,淋巴细胞百分比33.2%；CRP3.26 mg/L,血沉10 mm/h，PCT 0.124 ng/mL，IL-6 13.25 pg/mL，真菌（1,3）-β-D-葡聚糖<10.00 pg/mL，巨细胞病毒-IgG、风疹病毒-IgG阳性；

免疫功能，IgG 4.11g/L ,IgM1.43g/L ,IgA 0.1g/L,C3 1.28 g/L ,C4 0.25g/L；乳酸脱氢酶 326.8 U/L，血气分析-乳酸 6.3 mmol/L；IgE、病原体核酸检测、GM实验、淋巴细胞亚群、血细胞形态、血气分析、尿便常规、抗O均未见异常。

图2 宝二CT影像

宝三：男，3月2天，咳嗽10天余。

10天前患儿无明显诱因出现咳嗽，呈阵发性咳嗽，4-5声/次，有痰不易咳出，伴喉中痰鸣，有吐奶。半天前县人民医院查胸片示：支气管肺炎。既往体质一般，生后因“早产”住院治疗。

入院后体格检查：咽充血，未见疱疹，双侧扁桃体Ⅰ°肿大，呼吸平稳，双肺呼吸音粗，未闻及明显干湿啰音，无其他阳性体征。肺部CT示：两肺多发团块影，边界模糊。初步诊断：肺炎，予头孢噻肟针抗感染。

实验室检查：血常规:白细胞10.32*10⁹/L ,中性粒细胞百分比44.2 % ,淋巴细胞百分比44.9 %；CRP2.66 mg/L ,血沉28 mm/h，PCT 0.079 ng/mL , IL-6 525.00 pg/mL,真菌（1,3）-β-D-葡聚糖<10.00 pg/mL，风疹病毒-IgG 阳性(+)；

免疫功能，IgG5.62g/L ,IgM1.42g/L ,IgA 0.28g/L,C3 1.47g/L ,C4 0.27g/L；乳酸脱氢酶263U/L;IgE、病原体核酸检测、GM实验、淋巴细胞亚群、血细胞形态、血气分析、尿便常规、抗O均未见异常。

图3 宝三CT影像

微生物检验：宝二入院后送检痰液培养检出大肠埃希菌菌，痰液tNGS结果示：耶氏肺孢子菌（序列数5917）、脓肿分枝杆菌（序列数279）、大肠埃希菌（序列数54）。

三胞胎兄弟完善支气管镜检查，送检肺泡灌洗液NGS测序均检出耶氏肺孢子菌，六胺银染色均阴性；送检肺泡灌洗液及痰液培养，均检出脓肿分枝杆菌，药敏试验结果示头孢西丁、克拉霉素及阿米卡星敏感。

图4 患儿肺泡灌洗液培养检出疑似NTM菌落

图5 脓肿分枝杆菌质谱鉴定图

踏菌寻源：为了寻找感染源及感染途径，微生物检验人员主动与患儿家长协商同意，前往其家中完成土壤、水源、空调出风口、水机水、奶嘴、奶瓶等十多处采样并进行培养及测序检测，在牛槽、房顶石棉瓦、空调出风口、水龙头及饮水机出水口均检出脓肿分枝杆菌。

同胞三兄弟采血同时完善全外显子检测，最终结果示基因均正常。同胞三兄弟继续头孢西丁针、亚胺培南、克拉霉素、阿米卡星、利奈唑胺联合用药，病情控制好转。

图6 微生物检验人员来到患儿家中环境采样

图7 患儿家中环境采样标本检出脓肿分枝杆菌

案例分析

临床案例分析：

管床医生分析：患儿异卵同胞三兄弟，影像学表现相似（均为大小不等结节样实变，伴大小不等空洞形成），大宝、三宝呼吸道标本测序检出耶氏肺孢子菌，呼吸道标本培养检出脓肿分枝杆菌；二宝呼吸道标本测序检出耶氏肺孢子菌及脓肿分枝杆菌，呼吸道标本培养检出脓肿分枝杆菌。

疑问1：微生物培养与测序出入较大，三胞胎兄弟感染病原耶氏肺孢子菌or脓肿分枝杆菌？

疑问2：三兄弟同时感染罕见病原体，感染病因、感染途径及感染源？

外院专家会诊分析：问题1：3名患儿无呼吸困难、低氧血症等肺孢子菌肺炎常见临床表现，肺部影像学为大小不等结节样实变、伴大小不等空洞形成，为脓肿分枝杆菌典型表现，无磨玻璃影等肺孢子菌肺炎影像特征，肺孢子菌会在正常人呼吸道定植，而非结核分枝杆菌定植较少，故肺孢子菌现症感染依据不足，脓肿分枝杆菌肺部感染可能性更大；

问题2：结合患儿症状、影像学改变、病原学以及家族中同胞兄弟患病情况，除了环境因素，自身免疫功能因素不可忽视，考虑免疫缺陷病诊断较大，患儿同胞三兄弟均为男性、IGM均不同程度升高，尤其需考虑以X染色体CD40L基因突变所致高IGM综合征，建议完善全外显子检查明确免疫缺陷病是否存在。

持续追踪：三胞胎兄弟应用头孢西丁针、阿米卡星等治疗脓肿分枝杆菌，患儿病情好转恢复较好，证明抗NTM治疗有效。三胞胎兄弟全外显子基因检测均未检出免疫缺陷病相关基因突变，后续IgM等免疫功能检测无明显异常，排除免疫缺陷病，感染可能与患儿年龄较小免疫力不足、周围环境NTM较多存在相关。

检验案例分析：

问题1：作为微生物检测的重要方法，微生物培养和分子测序各有优劣。

肺孢子菌目前无法培养，故微生物培养阴性；患儿测序检出肺孢子菌、乳酸脱氢酶略有升高，提示肺孢子菌感染可能性，但患儿呼吸道标本染色镜检（六胺银染色）阴性、G实验均正常；

肺孢子菌在正常人呼吸道会有定植存在，主要引起人类免疫缺陷病毒感染者等免疫缺陷人群，3名患儿淋巴细胞亚群、呼吸爆发实验、免疫球蛋白等免疫功能无异常，综合考虑故肺孢子菌定植可能性大。

NGS主要通过检测病原体核酸完成检测，分枝杆菌细胞壁较厚，破壁困难核酸无法充分释放，分子检测可能会出现假阴性；3名患儿为同胞三兄弟，居住环境一致，临床表现相似，呼吸道标本培养均检出脓肿分枝杆菌，二宝2次测序也检出脓肿分枝杆菌，脓肿分枝杆菌感染可能性更大。

问题2：非结核分枝杆菌感染因素主要包括宿主因素和环境因素：三胞胎患儿均为早产儿，年龄较小，自身免疫发育不完善，易于感染；

非结核分枝杆菌广泛存在于水体、土壤等自然环境中，三胞胎患儿同时感染与居住环境相关性大，可以进一步检测患儿周围环境样本（主要关注水体）脓肿分枝杆菌存留情况，揭示感染来源及途径。

持续追踪：患儿家庭环境及饮水机口多处均检出脓肿分枝杆菌，明确了感染源及感染途径，后续治疗生活中还需患儿家长注意环境及饮用水安全无污染。

知识拓展

肺孢子菌（Pneumocystis）是一类原核类真菌，其中最为常见和重要的感染人类的是耶氏肺孢子菌（Pneumocystis jirovecii），主要侵入肺部引起耶氏肺孢子菌肺炎(Pneumocystis jiroveciipneumonia，PJP)。

PJP是一种机会性感染，发生于免疫功能缺陷或低下的宿主，是人类免疫缺陷病毒感染最常见的并发症之一，也常发生于血液系统恶性肿瘤、实体肿瘤、实体器官或造血干细胞移植、自身免疫性疾病、炎症性疾病及治疗使用免疫抑制剂、化疗药物、生物制剂的非HIV免疫低下人群^[1]。

耶氏肺孢子菌可在正常人肺部定植，非艾滋病免疫正常人群定植比例可达14%-20%^[2]。PJP最初可能表现为呼吸困难、发热、干咳，严重时导致死亡^[3]。肺孢子菌肺炎诊断方法包括微生物学检测、血清学检测、分子核酸检测等，主要有六胺银染色（GMS）、1,3-β-D-葡聚糖（G试验）、血清乳酸脱氢酶（LDH）、PCR及分子测序等^[4]。

非结核分枝杆菌(non—tuberculous Mycobacteria，NTM)，是指除结核分枝杆菌复合群和麻风分枝杆菌以外的分枝杆菌。迄今已发现200余种^[5]，脓肿分枝杆菌复合群（在NTM中约占22.2%—23.1%）是分离率最高的快速生长型分枝杆菌。

非结核分枝杆菌通常分布在水分较多的地方，如湖、河和土壤等^[6]，为条件致病菌，全球各地均有发现，人和动物均可感染。NTM病危险因素包括宿主因素、药物因素和环境因素。人可从自然界中感染NTM而致病，水和土壤是重要的传播途径^[7]，未发现动物传染人及人群之间传播。

NTM可引起全身组织器官感染而致病，90％发生非结核分枝杆菌肺病，其他相对较常见的受累部位包括淋巴结、皮肤软组织、骨以及全身播散性病变^[8]。

非结核分枝杆菌实验室诊断方法主要包括涂片显微镜检查、分离培养鉴定、测序等分子检测。大多数NTM对常用的抗分枝杆菌药物均耐药，快生长分枝杆菌感染通常选用大环内酯类、氨基糖苷类和氟喹诺酮类等药物治疗，应根据药敏结果联合治疗1年左右。

感染性疾病作为一类重要的疾病，一直影响人类健康及经济社会发展。随着技术的快速发展，感染性疾病检测方法取得了快速发展，检测方法主要包括微生物培养、分子生物学检测、抗原抗体免疫学检测及多种生物标志物检测等。传统微生物培养作为感染病原体检测的金标准，在感染性疾病精准诊断中发挥着重要作用。

近些年来快速发展的分子生物学检测为感染病原体快速精准检测提供了极大帮助，尤其是宏基因组高通量检测技术（mNGS）在很多疑难病原感染诊治中发挥较大作用；但是mNGS技术在标本送检、检测质量控制、结果报告解读等方面有待进一步规范；

mNGS技术作为传统微生物培养检测的有效补充，不能完全取代微生物培养技术，不明原因发热、免疫受损、危重症等患者感染病原检测须同时进行常规微生物检测及mNGS技术^[9]；在呼吸道等非无菌部位条件致病菌判定中，mNGS技术尚不能判断定植或感染，需结合病情及其他结果综合判断^[10]；对于伤寒沙门菌、布鲁菌等胞内菌及真菌、诺卡菌、分枝杆菌等难以破壁的病原体，检测敏感度低容易假阴性^[10,11]。

案例总结

本案例中三胞胎兄弟同时感染发病，运用mNGS技术、微生物培养技术分别检出耶氏肺孢子菌、脓肿分枝杆菌；对于感染病原确定，经多学科MDT会诊，结合检测技术特点、病人病情特点及影像学检查结果等综合讨论，考虑为脓肿分枝杆菌感染；

为明确感染诱因，三胞胎兄弟同时进行全外显子测序结果正常，排除了患儿免疫缺陷病；为确定感染途径，微生物工作人员主动深入患儿家中完成环境标本采样，经检测在多处均检出非结核分枝杆菌，进一步印证了脓肿分枝杆菌感染判断并锁定感染源；经过规范抗NTM感染治疗，患儿病情控制好转。

从本案例诊治过程中，多种检测手段方法综合运用及检验临床多学科融合发挥了重要作用，促进了感染性疾病快速精准诊治。

专家点评

点评专家：杨俊梅  主任技师  硕士生导师  河南省儿童医院检验科学科主任

感染病快速精准检测需具备大微生物理念，多种检测手段并用、多学科交叉融合；作为重要的平台学科，检验学科需加强临床沟通能力建设，走出实验室、走进临床、走近患者，运用专业知识及职业热情寻踪觅源，为感染性疾病诊断、治疗、后期预防提供帮助。

参考文献

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