冠状病毒感染中枢神经系统和住院儿童的呼吸道表现不同的特性

冠状病毒(x)是一种包膜病毒有一个很大的积极意义,单链RNA基因组(1、2、3)属于Coronaviridae家族(4]。人类致病性浸包括hcov - 229 e, HCoV-OC43, HCoV-HKU1, HCoV-NL63,严重急性呼吸系统综合症x(冠),和中东呼吸系统综合症x (MERS-CoV) [5、6、7]。人类致病性浸与各种呼吸道疾病有关,包括普通感冒、肺炎、毛细支气管炎(7]。此外,一些研究已经描述了,浸与中枢神经系统相关疾病,如急性播散性脑脊髓炎和多发性硬化症8 9 10]。呼吸道感染导致高发病率和死亡率与全球疾病负担估计112900000残疾调整生命年和350万例死亡(11]。此外,病毒性脑炎的死亡率范围从4.6到29%和近50%的幸存者在一个较高的患神经系统疾病的风险(12]。

浸的影响感染是受到各种因素的影响,包括环境因素、遗传因素、免疫介导的过程(10]。细胞因子被广泛认为是炎症反应的重要介质(13]。例如,il - 6是一种促炎细胞因子,导致终端分化增殖B细胞浆细胞,刺激抗体分泌,提高早期反应在二级淋巴器官(14]。此外,引发C-X-C趋化因子,作为一种强有力的多形核细胞和淋巴细胞趋化剂(15和与血脑屏障崩溃16]。MCP-1轮回是一个碳碳趋化因子,可以启动跨血脑屏障的单核细胞(16]。多项研究表明,il - 6、引发和MCP-1 SARS感染导致严重呼吸道疾病进展(17、18 19]。粒细胞集落刺激因子(g - csf)表达式通常是诱导期间浸感染,导致系统性(即。,in the plasma) and local increases in inflammatory fluids either in mice or humans, such as patients with rheumatoid arthritis and severe respiratory syncytial virus infection [20日,21日,22]。最近的研究表明,粒细胞巨噬细胞集落刺激因子(gm - csf)也有促炎作用和扮演关键角色发展的自身免疫和炎症性疾病,如自身免疫性脑脊髓炎(23日,24日]。

在这项研究中,我们进行了全面的分析探讨住院儿童的临床特征和细胞因子配置文件被诊断为中枢神经系统(CNS)或呼吸道感染浸。

在本研究入选标准的诊断临床疑似急性脑炎的患者根据前面研究修改如下(25):(1)年龄< 16年和(2)住院治疗至少2以下encephalitis-like症状或体征的疾病持续时间< 7天:发烧≥38°C(腋窝)、头痛、颈部僵硬、痉挛,意识改变水平> 24 h,和焦神经迹象。共有183名住院患儿临床疑似急性脑炎和236名儿童急性呼吸道感染为从2014年5月到2015年4月在郴州的儿童医院(湖南省,中国)。承认,当天收集血液样本从患者呼吸道感染和配对样本的血液和脑脊液收集患者临床疑似急性脑炎。然后,细菌、真菌或排除结核分枝杆菌感染从后续数据分析,1毫升的脑脊液标本受到微生物调查。控制血液样本收集来自同龄儿童(n= 26)没有感染谁接受手术。收集病人的临床资料进行进一步分析。这项研究的协议是由医院的伦理委员会批准为人类研究和书面同意形式得到父母的参与者。疾病的定义在本研究从出现症状到消失的症状。

浸感染都是被检测anti-CoV IgM (Boyan、上海)ELISA根据制造商的指示。总之,10µL血清或脑脊液样本和40µL样本稀释剂与pan-CoV孵化antigen-coated 96 -孔板,然后反IgM抗体与过氧化物酶标记的分析自动标。

多种细胞因子的表达水平(IL-5 IL-1β、2、il - 4, il - 6, IL-7,引发,il - 10, IL-12p70, IL-13, IL-17A, g - csf, gm - csf, IFN-γ,MCP-1, MIP-1β,和TNF-α)测定患者血清样本的呼吸道感染,健康对照组血清样本,匹配配对血清和脑脊液样本Bio-Plex病毒encephalitis-like综合症患者的化验后(美国Bio-Rad)制造商的指示。

连续变量之间的差异被学生评价t测试或Mann-Whitney U检验,差异分类变量被χ评估²测试。由SPSS 18.0软件进行统计分析。双向的结果被认为是重要的p值≤0.05。

183名住院患儿临床疑似急性脑炎,22(12.02%)与x和感染。呕吐(36.4%)、头痛(45.5%)和发热(81.8%)是最常见的这些患者的症状(表1)。CoV-encephalitis患者,有18名男性和4女性平均年龄为36个月。大部分患者(77.3%)生活在农村地区。16个病人接受MRI或CT,其中8例(50%)显示不正常成像伴随着相应的神经缺陷。其中8例,2例(25%),其中包括1 CT和MRI,显示异常位于颞叶伴有癫痫发作;2例(25%)与核磁共振显示异常位于室周的地区伴随着头痛;和4例(50%),包括1 3例患者CT和MRI,显示异常位于基底节和丘脑伴随着发烧和/或呕吐。在这项研究中,所有CoV-associated脑炎患者脑脊液进行了分析。10例(45.5%)出现脑脊液脑脊液细胞增多,18例(81.9%)显示正常脑脊液葡萄糖,和8(36.4%)脑脊液蛋白质含量升高。三个22 CoV-associated脑炎患者进行脑电图,和所有的结果都是正常的(表1)。

236年住院儿童急性呼吸道症状,26(11.02%)被确定为x和感染。主要症状是咳嗽(88.5%)、哮喘(50%)和发热(50%)(表2)。有20个男性和6女性平均年龄为12个月。同时,大多数病人(57.7%)生活在农村地区,和22个患者(84.6%)接受了治疗急性喘息性(吸入)。所有患者呼吸道感染发生了胸部x光片:7(26.9%)显示,间质浸润,其中包括两国间质浸润3唯一的间质浸润和4;12(46.2%)肺泡浸润;和7(26.9%)有一个正常的胸部x光发现(表2)。

进一步探索CoV-CNS和CoV-respiratory呼吸道感染之间的区别,分析了外周血细胞计数的感染。我们的结果表明,淋巴细胞和嗜酸性粒细胞计数明显降低患者感染CoV-CNS比CoV-respiratory呼吸道感染患者和健康对照组(无花果。1a、b)。相比之下,中性白细胞细胞计数明显降低患者CoV-respiratory比CoV-CNS感染患者呼吸道感染(无花果。1c)。单核细胞计数CoV-CNS感染患者明显高于健康对照组(无花果。1d)。

进一步描述CoV-CNS和CoV-respiratory呼吸道感染宿主的免疫反应,细胞因子表达谱确定使用血清和/或匹配的脑脊液样本。这一分析显示,在血清g - csf水平没有明显CoV-CNS和CoV-respiratory呼吸道感染患者之间的不同,但它是在这些患者组明显高于健康对照组(无花果。2),血清水平的gm - csf CoV-CNS感染患者明显高于CoV-respiratory呼吸道感染患者和健康对照组(无花果。2b)。其他细胞因子显示类似的表达谱浸在中枢神经系统和呼吸道感染患者和健康对照组(数据没有显示)。

此外,matched-paired血清细胞因子表达谱的分析/ CoV-CNS患者的脑脊液样本表明,gm - csf表达水平,il - 6,引发,在脑脊液MCP-1明显高于血清(图。3模拟)。其他细胞因子也显示类似的表达谱匹配脑脊液和血清样本(数据没有显示)。

浸在12.02%的住院儿童观察感染中枢神经系统感染和11.02%的住院儿童急性呼吸道感染。浸感染的发病率在儿童急性呼吸道感染之前已经说明(1),据我们所知这是第一个报告显示x和感染住院儿童的高发病率与中枢神经系统感染。由于没有显著差异的时代CoV-CNS患者感染,CoV-respiratory呼吸道感染,和健康对照组,中枢神经系统免疫血细胞计数之间的差异和呼吸道感染不能归因于病人年龄的差异,而是浸取向的本质的区别。

我们观察到显著增加患者血清g - csf水平CoV-CNS或CoV-respiratory呼吸道感染。g - csf是粒细胞增多的主要监管机构之一,起着核心作用的刺激粒细胞前体细胞的增殖,提高他们的终端分化,并刺激他们释放从骨髓进入外周血(20.]。此外,gm - csf刺激干细胞产生粒细胞(中性粒细胞,嗜酸性粒细胞和嗜碱性粒细胞)和单核细胞(26]。我们的研究结果表明,(1)CoV-CNS感染诱发高水平的gm - csf在血清或脑脊液,和(2)边缘细胞数量的细胞嗜中性粒细胞和单核细胞CoV-CNS感染患者明显高于CoV-respiratory呼吸道感染患者和健康对照组。这些发现可能表明,gm - csf中扮演一个重要的角色在控制中枢神经系统感染通过诱导中性粒细胞和单核细胞增殖和/或累积感染的网站(27]。据我们所知,gm - csf可促进白细胞趋化性和附着力,移植的抗菌功能中性粒细胞作为二次免疫反应的病毒,并提供预防病毒性脑炎(28、29、30]。此外,增加中性粒细胞可以防止病毒感染。一些报道暗示直接作用在感染细胞或病毒粒子的目标:中性粒细胞可以坚持补体激活后感染细胞和吞噬antibody-coated病毒粒子(31、32]。然而,这个问题需要进一步研究通过体外研究gm - csf的生产从血细胞分离CoV-CNS患者。

虽然高血清il - 6水平,引发和MCP-1 SARS -和MERS-infected患者已经说明17、18 19),我们没有发现这些细胞因子的血清水平大幅提高我们的病人群体之一。然而,我们发现,il - 6、引发和MCP-1明显积累在患者的脑脊液CoV-CNS感染。il - 6神经营养和神经保护作用,可增加血脑屏障通透性(33]。高水平的il - 6与神经退化导致进行性神经系统疾病和认知能力下降34]。更高水平的脑脊液引发本研究是一致的,中枢神经系统病毒感染可能诱导小胶质细胞和星形胶质细胞的增殖,导致引发的释放(35]。一个实验性的日本脑炎小鼠模型表明,引发炎症反应中起着重要的作用,涉及的脑损伤(36]。MCP-1的轮回是一个碳碳趋化因子,可以启动单核细胞穿过血脑屏障,招募炎症细胞进入中枢神经系统,从而促进病毒感染细胞的条目,以及放大炎症反应,损害大脑(16日,37]。这些积累的细胞因子也可能导致中枢神经系统的免疫损伤患者浸感染类似于观察其他病毒性脑炎。

尽管有本研究的重要成果,也有一些局限性:(1)样本量太小而(2)只有在承认我们收集样品。未来的研究有更大的样本量分析血液和脑脊液样本收集在多个时间点需要监控细胞因子表达谱的动力学过程中疾病。

总之,这项研究表明,x和中枢神经系统感染是常见的表达谱和多种细胞因子参与最初的感染宿主的免疫反应,这可能引起免疫损伤大脑。因此,本研究强调了浸的亲神经的能力的重要性及其参与中枢神经系统,特别是在孩子需要更多的关注来控制这个严重的病毒感染。

作者感谢所有家庭成员登记在这个研究。作者对儿科的郴州第一人民医院样本集合。这项工作是支持的郴州第一人民医院,南华大学(格兰特没有:2013 - 007,2013 - 001,和2014 - 003年)。

所有作者都没有利益冲突有关的工作报告。

渊源李和李Haipeng同样对本文亦有贡献。