引言
年轻患者一个月内反复发热、乏力，结核分枝杆菌检测阳性，但无结核病史和接触史，免疫系统检测正常。这引起了我们对病情的怀疑，因为免疫正常者通常不会迅速发展为重症肺结核。为了寻找答案，我们采取了哪些方法？又有哪些新发现？这些发现对临床诊治提出了哪些挑战？有何警示？（该案例目前已正式发表，链接：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39687648）
28岁年轻女子1月内反复发热、乏力，入院后胸部CT平扫示双肺弥漫性病变
卷宗1
基本资料：女性患者，28岁，主诉「1月内反复发热、乏力，体温最高达39.0℃」于2021年8月25日就诊于福建省立医院。
讲述者：吴凡
这名28岁年轻女性患者在入院前的1个月内出现反复发热和乏力，体温最高达39.0℃，当时自行口服药物后体温较前有所下降，但体温仍在37.4℃-38.0℃之间波动。就医前1周，患者出现病情恶化，轻度劳累时即呼吸急促，伴心悸，患者于2021年8月25日到福建省立医院就诊。
患者既往有反复的腰痛半年，无晨僵、关节疼痛，未规律诊治。月经规律。未接种卡介苗。有一个妹妹，妹妹有卡介苗接种史，父母及妹妹未出现类似情况。否认家族遗传病史。入院体检及实验室检查详情请见第二份卷宗：
胸部CT平扫示：双肺弥漫性病变，并胸8-腰椎1椎体骨质破坏及椎旁软组织肿块(图1 AB)。胸腰椎MRI平扫+增强示胸9-腰1椎体及周围软组织异常信号影，继发胸12、腰1椎体压缩性改变（图1 CDE）。颅脑磁共振平扫+增强示右侧顶叶信号异常（图1 F）。
图1 AB（2021.08.25）胸部CT平扫示双肺弥漫性病变。图1 CDE（2021.09.07）胸腰椎MRI平扫+增强示胸9-腰1椎体及周围软组织异常信号影，考虑结核伴脓肿形成，继发胸12、腰1椎体压缩性改变。图1 F（2021.09.06）头颅MRI平扫+增强示右侧顶叶信号异常。图1 ab（2022.03.16）胸部CT平扫示双肺弥漫性病变较前好转。图1 cde（2022.03.17）胸椎MRI平扫+增强示胸9-腰1椎体及周围软组织信号影较前好转。图1 f（2022.03.16）头颅MRI平扫+增强示右侧顶叶信号异常较前大致相仿。
通常来讲，鉴于患者有上述临床表现和影像学检查结果，我们需要考虑几点：首先，患者的反复发热、乏力、呼吸急促和心悸等症状，结合胸部CT平扫显示的双肺弥漫性病变，提示可能存在感染性病变，尤其是结核病的可能性，因此要进行相关检查；其次，患者的腰骶部肿物和椎体骨质破坏可能表明有骨关节病变。应考虑进一步的影像学检查，如全身骨扫描，以及可能的活组织检查，以确定病变性质；同时，患者的血常规检查显示中性粒细胞比例升高，C-反应蛋白和降钙素原水平升高，这些均提示有感染或炎症反应；患者的免疫球蛋白水平和T淋巴细胞亚群检查结果正常，但考虑到患者有腰痛和椎体病变，应评估是否存在免疫系统疾病，如风湿性疾病，可能也需要进一步的自身免疫抗体检测；患者的颅脑MRI显示右侧顶叶信号异常，是否存在中枢神经系统感染或炎症在？但考虑到患者起病急，病情严重，我们当机立断在患者入院后立即予行气管插管，完善支气管镜检查送肺泡灌洗液病原体检查。
很快，检查回示：抗酸染色1+，X-pert示检出结核分枝杆菌复合群，未检出利福平耐药。血结核感染T细胞斑点试验：抗原A（ESAT-6）孔 180，抗原B（CFP-10）孔 200。肺泡灌洗液及NGS：结核分枝杆菌复合群，肺泡灌洗液培养出结核分枝杆菌。
患者诊断为：重症肺炎 血行播散性肺结核（双，涂阳，分子生物学+，初治） 脊柱结核伴椎旁脓肿形成 结核性脑膜炎。
治疗上，予异烟肼、利福平、乙胺丁醇、吡嗪酰胺（HRZE）抗结核治疗，患者体温下降，咳嗽、气促好转拔除气管插管，继续抗结核治疗。
直至2022年3月，患者复查头颅、胸部及椎体影像学较前好转（图1 a-f）。2022年7月5日，患者于外院行全麻下“胸腰椎结核后路病灶清除植骨内固定+左侧腰大肌脓肿清除术”，过程顺利。目前患者处于休学状态，居家调养，尚无法自行活动。
通常情况下免疫系统功能正常的患者不太可能在短时间内发展为重症肺结核，哪些方法有助于我们寻找背后深层次的原因？……
讲述者：李鸿茹
至此，虽然对本案例我们在检查中很快发现了结核分枝杆菌阳性并进行治疗，但无可否认的是，患者既往并无结核病史，也从未接触过结核病患者，且患者本人的免疫系统检测结果均正常，这使得我们对她的病情产生了深深的怀疑，因为通常情况下，免疫系统功能正常的患者不太可能在短时间内发展为重症肺结核。那么，从理论上讲，哪些方法有助于我们寻找背后深层次的原因呢？
比如：1、进行基因检测。尽管患者的免疫系统检测结果正常，但可能存在某些遗传易感性因素，使得患者对结核病的抵抗力较弱。基因检测可以帮助我们了解患者是否携带与结核病易感性相关的基因变异；2、进一步的免疫功能评估。虽然初步的免疫球蛋白水平和T淋巴细胞亚群检查结果正常，但可能需要更详细的免疫功能测试，包括细胞免疫功能的评估，以排除潜在的免疫缺陷；3、对患者的生活环境和职业暴露史进行详细调查。了解患者是否有可能接触到结核病的传染源，例如居住环境、工作场所是否有结核病患者，或者是否有其他可能的感染途径；4、考虑进行更深入的影像学检查，如PET-CT扫描，以评估全身是否有其他未被发现的结核病灶，特别是对于结核性脑膜炎的患者，这种检查有助于发现潜在的中枢神经系统病变。
但我们最终选择了对本株结核分枝杆菌进行全基因组测序分析。这样做最大的好处是什么呢？
对本案例而言，全基因组测序分析可以揭示结核分枝杆菌的遗传特征，包括其毒力因子、耐药性基因以及传播模式。通过分析这些信息，我们可以更好地理解该株结核分枝杆菌为何能在免疫系统功能正常的患者体内引起重症感染。与此同时，全基因组测序有助于识别可能的耐药性突变，这对于指导临床治疗和预防耐药结核病的传播至关重要，同时通过比较不同患者的结核分枝杆菌基因组，可以追踪感染源和传播链，这对于控制结核病的流行和防止进一步的传播具有重要意义。
在本案例中，如果对分离出的结核分枝杆菌进行全基因组测序，可能会发现一些特殊的遗传标记，这些标记可能与患者的临床表现和治疗反应有关。例如，某些基因变异可能与结核分枝杆菌的快速增殖或逃避宿主免疫反应的能力有关。了解这些信息，可以帮助医生为患者制定更为个性化的治疗方案，提高治疗效果，减少复发风险。
实际上，全基因组测序分析也可以为公共卫生决策提供科学依据。比如通过分析结核分枝杆菌的基因组数据，卫生部门可以更准确地评估结核病的流行趋势，制定有效的防控策略，针对特定的耐药菌株采取特定的预防措施。同时，全基因组测序还可以用于监测结核病疫苗的研发进展，为未来的疫苗设计提供分子层面的见解。
高毒力pks-1基因导致的结核菌高侵袭此前从未见报道，这一新发现为临床诊断带来了挑战，也有所启发
讲述者：许能銮
很快，对本株结核分枝杆菌进行全基因组测序分析结果表明，BLM-A21的基因数目为4155个基因。
公共数据库的结核分枝杆菌基因组挑选了中国医学科学院病原生物学研究所生物信息研究团队开发的数据库VFDB[1]中收录的结核分枝杆菌基因组（http://www.mgc.ac.cn/cgi-bin/VFs/genus.cgi?Genus=Mycobacterium）。
进化分析使用PhyML（Maximum likelihood，ML）软件[2]构建进化树，物种之间的进化关系如图2所示。
图2. 结核分枝杆菌全基因组进化树
从进化关系上来看，本研究样本中的菌株和CCDC5079、CCDC5180以及Beijing NTR203关系更加接近。因此，在后续基因组比较的过程中，我们纳入了，播散性能力（dissemination）较强的CCDC5079、CCDC5180、Beijing NTR203、 CDC1551、以及经典的H37Rv和H37Ra等多个菌株全基因组[3、4]。我们使用blastp的比对算法[5]利用VFDB数据的毒力因子蛋白参考序列针对这几个物种的基因进行功能注释（覆盖参考基因大于等于85%， 相似度大于等于80%）。
图3. 样本中结核分枝杆菌染色体基因组圈图及毒力因子注释结果
毒力基因分类及在基因组上的位置信息使用CGView[6]进行画图，如图3所示。可以看到，该菌株拥有的毒力基因数据丰富。为了更加直观地展示毒力基因在不同菌株中的数量，我们还进行了热图的绘制，如图4所示，这几个菌株的毒力基因数量都比较多，仅有少量的immune modulation的基因在不同的菌株中存在差异。
图4. 结核分枝杆菌本研究菌株及近缘基因组毒力基因注释情况. 其中红色表示该基因组存在该毒力基因，粉红色表示该基因组不存在该毒力基因
本期点评
结核病是由结核分枝杆菌感染导致的慢性传染病，是威胁人类健康的重要公共卫生问题之一。1979年中国进行第1次全国结核流行病调查显示，活动性肺结核患病率为717/10万[7]。
在中国结合自身国情实施的现代结核病控制策略及遏制结核病策略下，2021年WHO全球结核报告显示，2020年中国TB患病率仅为59/10万。（Global Tuberculosis Report 2021 (who.int)）但我国仍是全球结核高负担国家之一，每年新发结核病患者达89.5万[8]。
卡介苗是具有免疫保护力的减毒牛分枝杆菌，作为中国预防结核病的唯一疫苗，自上世纪30年代开始接种以来，2000年新生儿卡介苗接种率达到90%，可以有效预防儿童粟粒性结核和结核性脑膜炎，也可减少成人感染结核分枝杆菌的风险[9]。
本案例是一例无基础疾病，免疫功能正常年轻女性患血行播散性肺结核合并脊柱结核、结核性脑膜炎。该患者幼时因不明原因未接种卡介苗，其有卡介苗接种史的妹妹却未发病。2016年，中国四川地区收治血行播散性肺结核儿童共64例，其中仅9名儿童有BCG接种史[10]。提示疫苗注射对结核预防具有一定作用。
以重症肺炎形式发病的重症结核十分罕见。重症肺结核包括血行播散性肺结核及累及3个肺野以上的继发性肺结核[11]。在所有结核病中，血行播撒型发病率为3%-7%，多发生于儿童及青少年，既往结核接触史、细胞免疫功能减弱者是易感人群[12]。
重症肺结核具病灶广泛、肺组织破坏严重、传染性强、治疗困难等特点，多见于免疫低下人群。Ashenafi等发现贫血、延误就诊、营养不良为重症肺结核重要预测因素[13,14,15]。
通过查阅文献，在小鼠和兔子结核性脑膜炎模型中，CDC1551同W/Beijing菌株系列HN878 或W4感染相比，中枢神经系统感染播散能力较弱，且脑脊液及脑实质细菌的菌量少，考虑与其缺失pks1-15有关。据此推测psk1-15基因与强播散性以及易引起脑膜炎的表型有关[16]。
本株结核菌存在pks-1基因而缺失pks-15，其他毒力基因的数量与CDC1551和H37Rv也基本一致。在体外活菌转录组实验中发现相比于pks15，pks1更能正向调控fadD22, Rv2949c, lppX, fadD29等基因，从而促进PGL合成，已知PGL与几种细胞功能相关，即细胞壁的不渗透性、吞噬作用、对亚硝基化合物的防御机制和氧化应激以及分枝杆菌形成生物膜的能力，从而使菌株可快速生长和入侵宿主相关[17]。pks-1基因导致的结核菌高侵袭未见报道。
专家介绍
许能銮
福州大学附属省立医院感染性疾病科科主任，中国慢阻肺联盟委员，中国医师协会呼吸医师分会危重症医学委员会委员，中国老年医学学会呼吸病学分会委员，中国研究型医院学会呼吸病学专业委员会委员，中国医师协会睡眠医学专业委员会委员，福建省医师协会感染科医师分会副会长，福建省感染性疾病质量控制中心主任，福建省医师协会呼吸病学分会常委，福建省海峡医药交流协会呼吸病学分会副会长，福建省中西医结合学会睡眠医学分会常委，福建省医学会呼吸病学分会委员，福建省防痨协会理事会理事，福建省医学会感染病学分会委员。
李鸿茹
福州大学附属省立医院主任医师，医学博士；福建医科大学教授、福州大学附属省立医院教授，博士生导师；福建医科大学呼吸内科整合医学负责人，福建省呼吸病学分会青委会副主任委员，中国医药教育协会肺癌专委会青年委员，中国肺癌防治联盟肺癌免疫治疗委员会委员，中国医药教育协会慢性气道疾病专委会青年委员，中国健康促进基金会呼吸病学专家委员会常务委员，福建省抗癌协会肺癌专委会青年委员，福建省海峡肿瘤防治科技交流协会肿瘤临床研究协作分会理事。主持或参研国家级课题10项，省厅级课题16项，发表SCI论文20余篇、获发明专利3项，获福建省科技进步三等奖2项（第一、第二完成人），医师报第一届全国“中青年呼吸学者精英榜（临床创新）”获得者，获“全国卫生健康系统新冠肺炎疫情防控工作先进个人”表彰，福建省高层次人才（C类人才），福建医科大学优秀教师。
吴凡
2022届福建医科大学硕士研究生。
* 文章仅供医疗卫生相关从业者阅读参考
本文完
采写编辑：冬雪凝；责编：Jerry
关注我们
点击文末「阅读原文」，进入《呼吸界》官方网站
