儿童布鲁氏菌病中布鲁氏菌IgM与IgG ELISA应答与血培养阳性关系的评估

《Infection and Drug Resistance》：Evaluation of Brucella IgM and IgG ELISA Responses in Relation to Blood Culture Positivity in Pediatric Brucellosis

摘要专业翻译 背景：在已确诊布鲁氏菌病的儿童中，根据血培养状态分类的布鲁氏菌特异性IgM和IgG酶联免疫吸附试验（ELISA）应答尚未得到充分描述。研究人员比较了已被归类为确诊急性布鲁氏菌病的儿童中，根据同期血培养状态的IgM和IgG ELISA结果；未评估诊断准确性。 方法：这项回顾性、单中心、横断面观察性研究纳入了94名年龄18岁及以下的儿童。在相同就诊时采集了虎红平板凝集试验（Rose Bengal testing）、标准试管凝集试验（standard tube agglutination testing, STAT）、布鲁氏菌IgM和IgG ELISA以及血培养。按培养状态比较了血清学结果，并使用多变量logistic回归探讨了与培养阳性相关的因素。 结果：94名儿童中有49名（52.1%）的血培养分离出羊种布鲁氏菌（Brucella melitensis）。IgM ELISA在93/94（98.9%）中呈阳性。IgG ELISA在70/94（74.5%）中呈阳性，4/94（4.3%）为临界值，20/94（21.3%）为阴性。培养阳性组与培养阴性组之间的IgM值无显著差异（41.2 ± 15.8 vs 36.2 ± 12.6 NTU；p=0.096）。培养阳性儿童的IgG值较低（中位数18.5 vs 21.0 NTU；Mann–Whitney U=789；p=0.018；秩双列相关=0.284）。排除临界结果后，IgG阴性在培养阳性儿童中比培养阴性儿童更常见（14/47 [29.8%] vs 6/43 [14.0%]），但差异不显著（Fisher精确检验p=0.082）。在探索性模型中，发热伴关节痛、C反应蛋白升高和天冬氨酸氨基转移酶升高仍与培养阳性相关。 结论：在确诊急性布鲁氏菌病的儿童中，IgM ELISA在几乎所有患者中均为阳性，而培养阳性儿童的连续IgG值较低。这些发现描述了与同期培养状态的关联，不应被解释为抗体动力学或诊断性能的估计。ELISA值不应单独用于预测血培养阳性或决定是否应进行血培养。

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一、研究背景与目的

布鲁氏菌病是一种重要的人畜共患传染病，全球每年新发病例估计超过两百万例。该病通常通过食用未消毒的乳制品或与感染动物直接接触传播，在土耳其尤其是畜牧养殖地区仍然呈地方性流行。在儿童中，布鲁氏菌病常表现为非特异性的全身及肌肉骨骼症状，这使得实验室确诊对于及时识别至关重要。诊断需要综合流行病学暴露史、相符的临床表现、微生物学证据和血清学检测。血培养可提供病原学确认，但其敏感性不完全，因为细菌的检出受疾病阶段、菌血症的间歇性、标本量、实验室操作及既往抗菌药物暴露等因素影响。虎红平板凝集试验和标准试管凝集试验（STAT）仍被广泛使用，而类别特异性ELISA可提供关于IgM和IgG应答的额外信息。

既往针对培养阳性和培养阴性布鲁氏菌病儿童的比较研究主要集中于临床表现、炎症标志物、转氨酶异常和凝集试验结果。在混合年龄队列中已有按菌血症状态比较IgM和IgG ELISA应答的研究，但儿童确诊急性疾病中，根据同期血培养状态分类的类别特异性连续ELISA值及定性IgM/IgG模式仍未被充分描述。因此，本研究的主要目的是在已被归类为确诊急性布鲁氏菌病的儿童中，比较布鲁氏菌IgM和IgG ELISA应答与同期血培养状态的关系。次要目的是描述类别特异性血清学模式，并探索与培养阳性相关的临床和实验室因素。由于研究仅纳入确诊病例且无布鲁氏菌病阴性对照组，本研究并非旨在估计ELISA的敏感性、特异性、预测值、似然比或总体诊断准确性。

二、研究设计与关键方法

研究在土耳其迪亚巴克尔健康科学大学Gazi Ya?argil培训与研究医院儿科传染病门诊开展，为回顾性、单中心、横断面观察性研究，覆盖2021年1月1日至2022年8月1日期间的儿科就诊。研究按照STROBE声明报告。研究筛查了电子病历和微生物实验室信息系统，纳入年龄18岁及以下、在研究期间新诊断为急性布鲁氏菌病的患者。纳入标准要求在同一就诊时获得虎红平板凝集试验、STAT、布鲁氏菌特异性IgM和IgG ELISA以及血培养结果。最终分析样本为94名儿童。确诊病例需满足：就诊时记录有相符的临床表现；有公认的流行病学暴露史；血培养分离出羊种布鲁氏菌或STAT滴度≥1:160。所有45名培养阴性参与者STAT滴度均≥1:160，独立于血培养满足病例定义的实验室部分。

主要技术方法包括：血培养采用BACT/ALERT系统培养最长10天，阳性瓶经VITEK 2系统鉴定为羊种布鲁氏菌；血清学检测包括虎红平板凝集试验、STAT（滴度≥1:160判为阳性）以及Vircell S.L.公司的BRUCELLA ELISA IgM和IgG试剂盒，结果以NTU表示，<9 NTU为阴性、9–11为临界、>11 NTU为阳性；常规血液学采用Sysmex XN-1000分析仪，临床化学包括AST、ALT和CRP采用Beckman Coulter AU5800分析仪检测。统计分析使用IBM SPSS Statistics 24.0和jamovi，采用Shapiro–Wilk检验评估正态性，组间比较使用Student t检验、Mann–Whitney U检验、Pearson卡方或Fisher精确检验，探索性多变量logistic回归同时纳入六个预设候选变量。

三、研究结果

参与者特征：94名儿童构成分析样本，其中男孩52名（55.3%），女孩42名（44.7%），平均年龄120.0 ± 55.3个月。同一家庭中父母或兄弟姐妹确诊布鲁氏菌病者55例（58.5%），养羊者67例（71.3%），全部94例均有未消毒牛奶或乳制品消费史。乏力记录于84例（89.4%），关节痛64例（68.1%），发热42例（44.7%）。

血清学特征与血培养结果：血培养在49/94（52.1%）儿童中分离出羊种布鲁氏菌。IgM ELISA在93/94（98.9%）中阳性，1例阴性，无临界值。IgG ELISA在70/94（74.5%）中阳性，4例（4.3%）临界，20例（21.3%）阴性。在90名具有可判读阳性或阴性IgG结果的儿童中，19名呈IgM阳性/IgG阴性模式，70名呈IgM阳性/IgG阳性模式，1名IgM和IgG均阴性。无儿童呈IgM阴性/IgG阳性模式。4名IgG临界结果的儿童IgM均为阳性。虎红试验和STAT各在91/94（96.8%）儿童中阳性。连续IgM值在培养阳性儿童中数值较高但差异无统计学意义（41.2 ± 15.8 vs 36.2 ± 12.6 NTU；p=0.096）。培养阳性儿童的连续IgG值较低（中位数18.5 vs 21.0 NTU；Mann–Whitney U=789；p=0.018；秩双列相关=0.284）。排除临界结果后，IgG阴性在培养阳性儿童中更常见（14/47 [29.8%] vs 6/43 [14.0%]），但差异未达统计学显著（Fisher精确检验p=0.082）。

与血培养阳性相关的因素：培养阳性与培养阴性组的年龄和性别分布相似。培养阳性儿童更常出现发热伴关节痛、贫血、CRP升高和AST升高。AST升高显示最大的未调整效应量（OR，6.00；95% CI，2.02–17.82），其次为贫血（OR，5.45；95% CI，1.67–17.78）和CRP升高（OR，4.12；95% CI，1.46–11.58）。

探索性多变量分析：在探索性多变量logistic回归中，六个候选变量同时进入模型。发热伴关节痛仍与血培养阳性相关（aOR，8.56；95% CI，2.18–33.62；p=0.002），CRP升高（aOR，4.23；95% CI，1.22–14.65；p=0.023）和AST升高（aOR，6.18；95% CI，1.78–21.40；p=0.004）也仍相关。贫血和血小板减少症未独立相关。连续IgM ELISA在校正后亦不相关（aOR每NTU，1.03；95% CI，0.99–1.08；p=0.169）。模型总体显著（似然比χ2=34.5；df=6；p<0.001），Nagelkerke R2为0.410。VIF范围为1.05至1.36，无多重共线性问题。

四、讨论与结论总结

讨论部分指出，本研究的核心发现有三点：第一，IgM在几乎所有儿童中阳性，而20名（21.3%）IgG阴性、4名（4.3%）临界；第二，IgM幅度不因培养状态显著不同，而培养阳性儿童的连续IgG值较低，但排除临界结果后IgG阴性的分类频率无显著差异；第三，发热伴关节痛、CRP升高和AST升高在探索性多变量模型中仍与培养阳性相关。这些发现描述了病例内关联，不确立诊断性能、时间关系或因果关系。观察到的类别特异性血清学模式与布鲁氏菌免疫生物学相符，即IgM通常先于IgG出现，但本研究为横断面设计，未测量抗体随时间的变化。连续IgG值在培养阳性儿童中较低，其机制未直接检验，可能是抗体成熟时间与活菌检出时间变异所致，但仅为假设。IgM反映宿主免疫应答而非血液中活菌浓度，其数值幅度不应预期与血培养状态线性相关。血培养在本队列中阳性率为52.1%，培养阴性不能排除活动性布鲁氏菌病，血培养与类别特异性血清学应视为互补而非可互换的检测手段。研究局限性包括回顾性单中心设计、样本量有限、确切的症状持续时间及转诊前抗菌药物暴露信息不可得、血培养接种血量及瓶数等变量未系统记录、IgG分析为次要分析未纳入预设多变量模型、模型未经验证可能存在过拟合、STAT终点滴定未超过1:160、培养分离株未进行分子确认。

研究结论：在确诊急性布鲁氏菌病的儿童中，IgM ELISA在几乎所有患者中均为阳性。培养阳性儿童的连续IgG值低于培养阴性儿童，而IgM值不因培养状态显著不同；排除临界结果后IgG阴性的分类频率亦无显著差异。这些观察描述了与同期血培养状态的关联，不应被解释为抗体动力学证据或诊断性能估计。绝对IgM或IgG ELISA值不应用于预测血培养阳性或决定疑似儿童布鲁氏菌病是否应进行血培养。需要纳入精确症状持续时间、既往抗菌药物暴露、标准化血培养采样、系列血清学测量和年龄分层分析的前瞻性研究，特别是比较年幼儿童与年长儿科年龄组，以阐明这些关联。