2023年纽约州西切斯特县医疗机构相关恶性疟疾传播的流行病学调查与基因组溯源研究

《Open Forum Infectious Diseases》：Case Report and Epidemiological Investigation of Healthcare-associated Plasmodium falciparum Malaria Transmission in Westchester County, New York- 2023

本刊推荐：为解决一例无境外旅行史的本地获得性恶性疟疾（Plasmodium falciparum）感染源不明问题，研究人员开展多机构联合流行病学调查，通过全基因组测序（WGS）和微卫星分析技术，证实感染源于医院内接触输入性病例导致的血源性传播。该研究凸显医疗环境感染控制漏洞对公共卫生的潜在威胁，为罕见病原体传播机制溯源提供了分子流行病学范本。

　　

在美国1951年宣布消除疟疾、1970年被认证为无疟疾国家半个多世纪后，2023年10月纽约州西切斯特县出现的一例特殊疟疾病例，引发了公共卫生系统的高度警觉。一位65岁当地居民因发热、乏力及尿液颜色加深就诊，血涂片检查意外发现恶性疟原虫感染，寄生虫血症高达16.8%。关键之处在于，该患者超过50年未离开美国本土，也无疟疾感染史——这意味着感染必然是在本地获得。这一发现触发了纽约州卫生局、疾控中心（CDC）及县卫生部门的多机构联合调查，旨在破解这场医学谜题：感染究竟从何而来？

调查团队面临多种可能性：是否通过本地蚊媒传播？2023年美国佛罗里达、德克萨斯等州确实报告了十例本地蚊传疟疾病例，这是自2003年以来的首次出现。患者居住地方圆五英里内确有五例近期从非洲旅行归来的输入性恶性疟疾病例，且当地蚊媒监测显示有传播能力的四斑按蚊（Anopheles quadrimaculatus）和斑点按蚊（Anopheles punctipennis）在9月下旬仍有活动。抑或存在其他传播途径？患者近期因硬膜下血肿在三家医院接受治疗，期间是否接触过疟疾病例或存在医疗操作相关暴露？

通过症状监测系统对77例疑似患者的筛查排除了社区传播可能，而基因组分析技术最终成为破解谜题的关键。研究人员对患者及流行病学关联病例的疟原虫样本进行全基因组测序（WGS）、微卫星标记分析和抗药性基因测序，发现该本地病例与医院B内一例来自科特迪瓦的输入病例（病例3）具有完全相同的10，299个核心基因组单核苷酸多态性（SNP）位点，且六种抗疟药耐药基因突变也完全一致。系统发育树显示两者聚类独立于其他所有对比菌株，包括居住邻近的输入病例。尽管在Poly-a微卫星标记上存在9个碱基的长度差异（病例0为165bp，病例3为156bp），但这被解释为该中性标记固有的快速突变特性所致。

时间线分析显示，两位患者于9月18日在医院B急诊科有空间重叠——相距仅30英尺，仅以隐私帘分隔，且五分钟内先后使用同一台CT扫描仪。尽管感染控制评估未发现明显的操作规范违反（如使用可回缩蝶翼针、预充式冲管盐水），但传播机制很可能源于某种未被识别的血源性暴露。疟原虫在蚊体内的外潜伏期（8-16天）也排除了两者通过蚊媒相互传播的可能性。

本研究主要采用了几项关键技术方法：首先是通过美国国家症状监测计划（NSSP）的ESSENCE平台进行症状监测查询；其次是对患者及流行病学关联病例的疟原虫样本进行实验室分析，包括纽约州沃兹沃斯中心寄生虫学实验室（WCPL）进行的实时PCR（rt-PCR）和靶向新一代测序（tNGS），以及美国疾控中心（CDC）进行的微卫星分析、Pfcpmp和Pfs47基因扩增子测序、六种抗疟药耐药标记基因测序和全基因组测序（WGS）；此外还开展了现场医院感染预防控制（IPC）评估，使用CDC感染控制工具识别可能的传播模式。

研究发现

流行病学调查显示病例0近期有美国境内旅行史，居住地邻近输入性疟疾病例，且有户外活动暴露。医院调查发现病例0与病例3在医院B急诊科有时空重叠，两人在五分钟内使用同一CT扫描仪，但未发现明确感染控制违规。实验室测序和微卫星分析证实病例0与病例3感染的疟原虫基因组高度一致，不同于其他对比菌株。症状监测未发现其他相关疟疾病例，蚊媒调查也未支持本地蚊媒传播。

讨论与结论

这项研究通过综合流行病学调查和先进基因组技术，证实了2023年纽约州西切斯特县一例本地获得性恶性疟疾源于医疗机构内血源性传播。尽管确切传播机制未明，但基因证据强有力支持病例0的感染源自医院内接触的输入性病例3。这提示即使在美国这样的无疟疾国家，医疗机构中感染控制的潜在漏洞仍可能导致罕见病原体的意外传播。研究强调了对无旅行史疟疾病例进行彻底溯源调查的重要性，以及分子流行病学在识别和确认感染源方面的关键价值。快速调查和响应有助于识别感染源、实施控制措施，防止进一步传播。该案例也提醒临床医生和公共卫生机构对无典型暴露史的罕见感染保持警惕，防范医疗环境中的血源性病原体传播风险。