《Virologica Sinica》：Central nervous system involvement, sequelae, and prognostic markers in children with severe hand-foot-and-mouth disease: A multicenter cohort study across four Chinese cities
编辑推荐：
约10%的重症手足口病（hand-foot-mouth disease，HFMD）病例在康复后出现语言及认知损害等后遗症，给社会和家庭带来沉重负担，但关于长期结局的大规模证据仍有限。本多中心队列研究回顾性分析了2015年1月1日至2023年12月31日期间四座
约10%的重症手足口病（hand-foot-mouth disease，HFMD）病例在康复后出现语言及认知损害等后遗症，给社会和家庭带来沉重负担，但关于长期结局的大规模证据仍有限。本多中心队列研究回顾性分析了2015年1月1日至2023年12月31日期间四座城市（郑州、长春、西安、周口）收治的住院HFMD病例。在25,536份病历中，研究人员识别出全部重症HFMD住院患者，并按1:1比例随机选取同期轻症HFMD住院患者作为对照，最终每组各纳入1,909例患者。后遗症通过长期随访评估，潜在预后标志物采用Kaplan-Meier生存分析和多因素Cox比例风险模型检验。结果显示，与轻症病例相比，重症HFMD与显著更高的长期后遗症风险相关，包括运动障碍、癫痫、注意缺陷/多动障碍、抽动障碍、语言障碍、发育迟缓、精神障碍、智力障碍及社交损害。后遗症的独立预测因素为热峰、喂养方式、血清肌酐、血清钠及补体C3水平，上述指标联合可有效预测6年累积风险。急性期磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）和脑电图（electroencephalography，EEG）异常与后续后遗症密切相关。此外，学习障碍在重症HFMD患者中更为常见，进一步凸显该病潜在的长期神经及神经发育负担。综上，上述发现强调长期随访的重要性，并提示需进一步研究以改进高危儿童的早期识别，为减轻HFMD长期影响的策略提供依据。
研究背景方面，手足口病（HFMD）是全球儿童常见的传染病，临床以发热伴手、足、口腔黏膜皮疹或疱疹为特征；重症病例主要累及3岁以下儿童，可引发脑干脑炎、急性弛缓性瘫痪、神经源性肺出血和水肿等中枢神经系统（central nervous system，CNS）并发症，部分病例病情进展迅速，可致死亡或长期后遗症。既往针对EV-A71感染致CNS受累后发生心肺衰竭患者的随访研究显示，75%的患者出现肢体无力与萎缩、面瘫、吞咽困难需管饲、呼吸机支持下中枢性低通气、癫痫发作及缺氧所致精神运动发育迟缓等后遗症。然而，目前对后遗症影响因素的研究相对不足：急性期脑干或脊髓病变与长期预后之间的确切关联仍存争议；急性期常规血液及血生化指标能否作为早期预测后遗症的依据缺乏文献支持；多数研究仅随访急性期有严重并发症的患儿，未随访出院时无明显后遗症者；许多研究仅评估急性期后的短期后遗症，而中长期后遗症、多领域发育、认知或精神障碍及影响神经认知发育的预后标志物尚不清楚；随访不足亦可能遗漏恢复延迟的儿童。因此，有必要开展多中心流行病学调查、对HFMD病例进行长期随访、全面评估后遗症各方面及其影响因素，为早期临床康复干预提供科学策略。
研究人员开展了多中心、基于医院的回顾性队列研究，筛查2015年1月1日至2023年12月31日参与中心的25,536份住院HFMD记录，来源人群为郑州、长春、西安和周口参与医疗中心的住院HFMD患儿；从医院病历系统识别全部符合条件重症住院病例，并按重症例数1:1随机抽取同期住院轻症病例作为对照，最终纳入1,909例重症与1,909例轻症住院HFMD病例进行分析。该抽样策略结合了符合条件重症住院病例的完全枚举与住院轻症对照的随机抽样，因此结论最适用于参与中心的住院HFMD患者，不宜直接外推至全部社区HFMD感染。研究得出，重症HFMD与长期神经、神经发育及行为后遗症风险升高相关；热峰、喂养方式、血清肌酐、血清钠和补体C3被识别为预后标志物并纳入长期后遗症预测模型；急性期MRI和EEG异常与后续神经结局相关，探索性分析提示特定神经解剖病变与后遗症类型可能存在关联；学习障碍在重症HFMD患儿中更常见。其重要意义在于为优化临床干预策略、制定个体化随访方案提供实证依据，支持对住院HFMD患儿开展风险分层发育随访，并提示随访应延伸至学龄期。
关键技术方法方面（不超过250字）：采用多中心、基于医院的回顾性队列设计，队列来源为郑州、长春、西安、周口五家医疗中心2015—2023年住院HFMD患儿病历；按国家HFMD诊疗临床指南进行 severity 分类，以1:1随机抽样设立轻症对照；通过长期随访评估后遗症；采用Kaplan-Meier生存分析与多因素Cox比例风险模型筛选预后因素并构建列线图（nomogram），以校准曲线、ROC曲线和DCA曲线评价预测效能；采集急性期MRI与EEG资料，运用MATLAB构建病变热图并进行对应分析；在郑州住院病例中开展学习障碍（learning disability，LD）量表调查。
研究结果方面：第一，HFMD患者人口学与临床病程特征。重症与轻症在性别、居住地、分娩方式、喂养方式、症状出现至住院时间、热峰、出生体重方面无统计学差异；轻症0～1岁比例高于重症（P<0.001），重症更常见于托幼机构（P=0.001）；重症产次与孕次显著高于轻症（P<0.001、P=0.001）；重症住院时间及皮疹持续时间更长（P<0.001）；两组病原学特征差异有统计学意义（P<0.001）。急性期外周血免疫与代谢指标中，白细胞、红细胞、血红蛋白、淋巴细胞计数、单核细胞计数、神经元特异性烯醇化酶、S100蛋白、乳酸脱氢酶、α-羟丁酸脱氢酶、肌酸激酶同工酶、肌酐、氯、钙、补体C4、T淋巴细胞、CD8+ T淋巴细胞、CD4+ T淋巴细胞、CD4+/CD8+、血小板、中性粒细胞、单核细胞、嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞、C反应蛋白、降钙素原、总胆红素、间接胆红素、丙氨酸氨基转移酶、碱性磷酸酶、γ-谷氨酰转肽酶、总蛋白、球蛋白、肌酸激酶、钠、免疫球蛋白、免疫球蛋白A及补体C3在轻重症间差异显著（P<0.05）；直接胆红素、天冬氨酸氨基转移酶、白蛋白、尿素、钾、尿酸、免疫球蛋白M及NK淋巴细胞无显著差异（P>0.05）。第二，后遗症类型与Kaplan-Meier曲线。3,818例HFMD患者中732例有出院后临床复查记录并纳入随访结局分析；重症组75.43%（1440/1909）未复查、16.76%（320/1909）恢复良好、7.81%（149/1909）有后遗症；轻症组86.23%（1646/1909）未复查、10.74%（205/1909）恢复良好、3.04%（58/1909）有后遗症。全部HFMD患者中以抽动障碍（19.34%）最常见，其次为注意缺陷与运动障碍（16.05%）及发育迟缓（16.05%）；轻症后遗症以注意缺陷多动障碍（24.24%）最常见，其次为发育迟缓（21.21%）和语言障碍（19.70%）；重症以抽动障碍（20.90%）最常见，其次为运动障碍（17.51%）和发育迟缓（14.12%）。Kaplan-Meier分析显示轻症良好结局概率曲线始终高于重症，随访初期两组生存率接近1.00，随时间推移轻症曲线持续高于重症且差异逐渐扩大；重症后遗症发生率为轻症的1.723倍，Log-rank检验示两组后遗症发生率差异显著（P<0.001）。第三，Cox比例风险分析。525例恢复良好与207例有后遗症患者纳入分析；与配方奶喂养相比，混合喂养（HR=0.447，95% CI：0.294–0.724，P=0.001）和母乳喂养（HR=0.500，95% CI：0.343–0.720，P<0.001）显著降低后遗症风险；热峰每升高1 ℃，后遗症风险增加77.3%（HR=1.773，95% CI：1.618–1.928；P=0.022）；肌酐升高可能增加后遗症风险（HR=1.021，95% CI：1.011–1.031；P=0.003）；血清钠离子浓度与后遗症风险显著负相关（HR=0.944，95% CI：0.914–0.975，P=0.005）；补体C3与后遗症风险显著负相关（HR=0.873，95% CI：0.766–0.958；P=0.007）；托幼人群对后遗症发生无统计学显著影响（P=0.083）。热峰、喂养方式、血清肌酐、血清钠和补体C3五个变量纳入列线图作为潜在预后标志物，通过将总分映射至时间轴可直接预测患者1、3、6年内后遗症累积发生率；校准曲线、ROC曲线和DCA曲线评价显示列线图在预测6年后续遗症方面具有最佳区分度与临床适用性。第四，MRI和EEG表现与后遗症。908例患者在急性期接受MRI和EEG检测，406例（44.71%）有MRI病变；脑部病变主要位于脑桥背侧（112/27.59%），其次为小脑齿状核（101/24.88%）和延髓（49/12.07%）；35例（8.62%）急性期EEG异常；骶段脊髓（47/11.58%）、S1以下骶椎椎弓板（39/9.61%）和腰椎（35/8.62%）是最常受累部位。在病变层面，持续性MRI异常最常与运动障碍（47项异常发现）共同出现，其次为语言障碍（22）、癫痫与注意缺陷/多动障碍（ADHD）（各18）及抽动障碍（13）；持续性EEG异常较少见，最常与癫痫和运动障碍（各7项）共同出现。在同时具有MRI和EEG随访结果的患者层面分析中，两项检查均持续异常者7例中运动障碍4例（57.1%），两项检查均正常者111例中3例（2.7%）；癫痫分别为3/7（42.9%）和1/111（0.9%）。406例急性期MRI和/或EEG异常住院患者均为重症HFMD，其中114例（28.08%）急性期异常并在随访中恢复，约89例（21.92%）急性期异常随访中未消退，203例（50.00%）急性期异常但未参与随访、变化未知；406例中75例（18.47%）出现相关后遗症；急性期接受MRI/EEG检查但结果正常的502例HFMD患者中37例（7.37%）出现相关后遗症，两组后遗症发生率差异显著（χ2=25.587，P<0.001）。对应分析在75例急性期MRI/EEG异常并随后发生后遗症的重症HFMD患者中观察到四个描述性聚类：垂体、枕叶与社交障碍为第一聚类；L5以下椎弓板、S1以下椎弓板、骶段脊髓等相关结构与抽动障碍、语言障碍、运动障碍、注意缺陷及多动障碍位于第二聚类；胼胝体压部异常信号位于第三聚类，与智力障碍强相关；大脑、侧脑室体、髓鞘改变、EEG异常及蛛网膜下腔增宽位于第四聚类，与癫痫、发育障碍及神经障碍强相关。纵向MRI方面，患者1急性期T2-FLAIR示脑桥背侧、双侧小脑齿状核及延髓高信号异常，随访明显消退接近正常；患者2 T9-T12水平胸髓前角点状T2高信号随访持续存在、变化不大；患者3双侧脑室旁FLAIR高信号提示可能脱髓鞘改变，随访持续存在、变化不大。第五，学习障碍发生情况。对郑州HFMD住院患者开展LD量表调查，因合并症、早产史或联系方式变更，最终107例重症与107例轻症参与调查；两组在发病年龄、性别、居住地、人群类别、孕次、产次、出生体重、分娩方式、产后喂养方式及热峰方面无统计学差异（P>0.05），但病原类型差异显著（P<0.001），重症EV-A71感染率更高、轻症CV-A6感染率更高；重症发病至就诊间隔及住院时间更长（P=0.017，P<0.001）。量表结果显示，轻重症患者父母教育水平差异显著（P=0.014，P=0.003），重症患者父母高中及以上教育比例更高；全部重症参与者急性期均有MRI受累；两组睡眠质量无显著差异（P=0.201）；170例（79.43%）完成体力活动问卷，重症低体力活动水平比例更高（P=0.037）；轻症PRS总分更高（P<0.001）；重症混合型LD发生率更高（P<0.001），重症言语学习障碍（verbal learning disability，VLD）与非言语学习障碍（nonverbal learning disability，NLD）发生率均高于轻症（P=0.003，P=0.002）。LD组（n=30）与非LD组（n=184）比较，LD组重症更多（P<0.001）、女性比例更高（P=0.001）、阴道分娩率更高（P=0.018）、出生体重更高（P=0.019）、发病至就诊间隔更长（P=0.017）、住院时间更长（P=0.002）、EV-A71感染率更高（P=0.021）、急性期MRI病变比例更高（P=0.001）；混合型LD组（n=12）与非混合型LD组（n=18）各指标无显著差异（P>0.05）；VLD组（n=7）与NLD组（n=11）在性别、居住地、体力活动水平方面无显著差异（P>0.05），NLD组发病年龄多为2～3岁而VLD组主要为1～2岁（P=0.022），NLD组热峰高于VLD组（P=0.046）。
讨论部分总结：本研究系统阐明中国北方四城市住院HFMD患者的疾病特征与预后，建立基于解剖定位的MRI-后遗症相关图谱，为评估神经功能预后提供影像学证据，并构建多时间点后遗症预测模型以实现预后评估的全周期管理。Kaplan-Meier分析证实重症长期累积风险显著高于轻症，与既往肠道病毒长期神经后遗症研究一致。多因素Cox回归识别五个独立预测因素：混合喂养与母乳喂养较配方奶喂养后遗症风险更低，可能反映母乳免疫球蛋白对早期免疫调节的作用而非直接因果保护效应，且喂养方式与后遗症关联可能受社会经济、营养、就医行为或早期生活因素混杂，尽管已多因素校正，疾病严重程度、治疗时机、病原类型、医疗可及性及未测量神经发育因素的残余混杂不能排除；较高热峰可能反映更强烈的全身炎症反应或更严重的急性神经受累；补体C3降低、血清钠降低与肌酐升高独立关联后遗症风险增加。列线图显示的时间依赖性预测特征提示后遗症发生可能存在累积生物学效应，模型6年临床转化价值显著优于短期效果，特别适合指导HFMD患儿长期预后分层管理。从临床角度，上述发现支持对住院HFMD患儿进行风险分层发育随访，重症、MRI/EEG异常、高热峰、电解质紊乱、补体C3降低、肌酐升高、就诊延迟或EV-A71感染者可能从结构化出院后监测中获益，随访应包括神经系统检查、发育筛查、行为评估及必要时康复或教育支持转介，且不应限于近期恢复阶段，因为部分神经发育、行为和学习困难可能仅在儿童进入后期发育或学龄阶段后才显现。脑桥背侧、小脑齿状核、延髓和骶段脊髓是最常受累解剖部位，EEG异常亦被观察到，该分布与重症HFMD神经受累的既定模式基本一致。MRI/EEG异常患者中EV-A71相对常见，鉴于EV-A71已知嗜神经性，该观察具有生物学合理性，但应谨慎解读，因研究期间循环肠道病毒型别分布发生显著变化。需考虑2015—2023年研究期间中国肠道病毒谱变化：2016年EV-A71疫苗引入后EV-A71对HFMD的贡献下降，包括CV-A6在内的非EV-A71肠道病毒日益突出；因肠道病毒型别与日历年相关，日历年亦影响潜在随访时长，病原特异性比较可能受时间混杂和随访时间差异影响，故EV-A71相关发现应解读为描述性关联而非独立血清型效应证据。病原特异性嗜神经性可部分解释不同肠道病毒型别间严重程度与长期结局的异质性；EV-A71所致HFMD脑干脑炎常累及脑桥背侧和延髓，并可随疾病进展扩展至中脑、丘脑和小脑；既往MRI研究还记录到EV-A71相关脑干脑炎的中脑受累，包括中脑被盖、黑质及小脑上脚异常；但复核现有影像记录后本队列未记录到明确中脑异常，该差异可能反映疾病严重程度、肠道病毒分布、MRI时机、成像方案及影像报告实践差异。与MRI/EEG正常组相比，异常组发病至就诊间隔和住院时间更长；就诊间隔较长可能导致诊断和治疗延迟，进而引起并发症或更严重疾病进展，但本回顾性分析无法确定就诊延迟本身是否促成神经异常发生。本队列中EV-A71在重症HFMD及急性MRI/EEG异常患者中更常见，但鉴于循环肠道病毒型别的时间变化和其他潜在混杂因素，该模式应谨慎解读；相反，CV-A6等其他肠道病毒型别可能更常引起黏膜皮肤疾病而CNS受累较少。更广泛而言，观察到的病原特异性模式不应解读为直接因果效应，因病原类型还可能与疾病严重程度、临床管理、诊断强度、日历年及宿主易感性相关。对应分析识别的病变-结局聚类应按观察异常的频率和生物学合理性以不同置信水平解读：第一聚类涉及垂体、枕叶与社交损害，垂体通过激素调节机体生理功能并有助于调节社会行为，下丘脑-神经垂体系统从垂体神经叶释放催产素和精氨酸加压素进入外周血，参与调节大脑多种社交和应激相关行为，催产素系统功能障碍与孤独症和焦虑等精神疾病相关；枕叶是视觉信息处理关键区域，该区域障碍可导致视幻觉和错觉，其与前扣带皮层和辅助运动区协同处理视觉信息并控制注意，枕叶活动异常可能引起视觉-注意网络代偿性功能障碍，从而影响个体对社会线索的感知和反应。第二聚类包括脊髓、脑干和小脑，与运动、语言及注意缺陷或多动障碍相关，与文献报道的脑和脊髓作用一致；脊髓是神经系统重要组成部分，在脑与身体其余部分之间传递神经信号，损伤可致肢体瘫痪和肌张力异常，导致运动功能受限；脑干连接上方间脑和下方颈髓，调节机体循环和呼吸，具有觉醒和睡眠周期调节等复杂功能，并与端脑、小脑及下级脊髓中枢有广泛联系，脑干损伤可致肢体瘫痪和肌无力；小脑不仅参与运动协调和平衡，还参与认知和情绪发育，包括孤独症谱系障碍和注意缺陷/多动障碍。第三聚类包括胼胝体压部与智力障碍；胼胝体是脑内最大的半球间白质束，连接两大脑半球新皮层区域，胼胝体发育不全可破坏参与执行功能、加工速度和问题解决能力等特定认知过程的脑区间功能交互；胼胝体异常与癫痫、脑性瘫痪、运动障碍、智力障碍、发育性协调障碍、语言障碍、LD及注意缺陷/多动障碍等疾病强相关。第四聚类包括大脑皮层、侧脑室体、髓鞘改变、EEG异常波、蛛网膜下腔增宽、癫痫、发育障碍和精神障碍；EEG异常波是癫痫的重要诊断依据，异常放电是癫痫发作的电生理基础，癫痫发作时EEG可显示棘波、尖波、棘慢复合波和多棘波等异常；髓鞘是包绕神经元轴突的外膜，起绝缘和加速神经传导作用，髓鞘改变（如脱髓鞘和髓鞘形成不良）可减慢神经传导速度，从而影响神经发育并导致运动、感觉和视觉损害等多种神经障碍；蛛网膜下腔增宽提示蛛网膜下腔内部空间异常扩大，提示脑萎缩或脑发育异常，常见于病毒感染、慢性脑缺血、创伤后脑损伤和脑发育不良。MRI/EEG发现与对应分析识别的病变-结局模式应解读为探索性和假设生成性而非确证性；同时具有急性期MRI/EEG异常和后遗症记录的患者亚组相对较小，限制对应分析的稳定性和可推广性；此外，MRI和EEG检查并非在所有住院儿童中统一进行，病情更重、有神经系统症状或怀疑CNS受累者更可能接受神经影像或电生理评估，增加了鉴别诊断强度和适应证混杂的可能性，因此观察到的解剖-功能聚类不应解读为直接解剖因果证据，未来需采用标准化MRI/EEG方案、预定义随访计划和更大神经影像亚组的前瞻性研究验证。本研究系统揭示HFMD患者预后相关LD的多维特征，显示重症HFMD病例LD发生率显著高于轻症，提示HFMD严重程度与LD发生密切相关；进一步分析显示LD组与非LD组在性别、分娩方式、出生体重、病原感染状态、发病至就诊时间间隔、住院时间及MRI病变特征方面存在显著差异，这些因素可能在HFMD预后相关LD发生中起关键作用。HFMD患者LD的潜在机制可能涉及病原特异性神经损伤及与社会认知环境因素的交互作用：一方面，EV-A71感染相关神经元损伤可能促成后遗症发生，既往研究提示EV-A71可能通过直接神经侵袭和/或宿主免疫反应引起神经细胞损伤和功能障碍，从而影响儿童认知发育和学习能力，但本队列未证实直接CNS病毒侵袭，因缺乏系统性脑脊液病毒学数据；另一方面，家庭支持系统和教育资源可及性等社会认知环境因素可能与神经损伤交互作用，加剧或减轻LD的发生与进展，强有力的积极家庭支持系统可为儿童提供情感慰藉和学业帮助，有效缓解神经损伤对认知功能的负面影响，从而在一定程度上降低LD风险或延缓其进展；获得高质量教育资源可确保儿童在关键生长期获得充分认知刺激和技能训练，有助于代偿神经损伤所致认知缺陷并增强学业应对能力。因此，在探讨LD发病机制和制定干预策略时，必须充分考虑社会认知环境因素与神经损伤的交互作用。本研究主要优势在于整合住院HFMD患儿的多中心、多维数据，包括临床表现、实验室指标、MRI/EEG发现、长期神经与发育后遗症、行为结局及学习相关评估，该综合设计使研究人员能够比仅关注急性严重并发症或单一结局领域的研究更广泛地评估HFMD后结局，并为识别出院后可能需要风险分层发育随访的儿童提供临床相关证据；纳入多中心轻重症住院HFMD病例增加了人群多样性，并允许按疾病严重程度比较长期结局；此外，对应分析用于探索急性期MRI/EEG异常与后续后遗症之间的潜在病变-结局模式，提供探索性神经解剖-功能证据以指导未来前瞻性研究。本研究亦存在若干局限性：第一，作为基于医院的队列，研究人群可能不代表社区HFMD全谱，门诊或初级保健管理的轻症儿童未被纳入，轻症对照组为住院轻症病例，可能不同于未住院轻症HFMD患者；第二，大量失访及因联系方式变更、参与者拒绝调查、随访信息不完整或其他因素排除许多符合条件病例，可能引入选择偏倚并限制长期结局评估的全面性；第三，LD子研究在郑州较小参与者亚组中开展，限制其对所有参与中心或更广泛HFMD人群的推广；此外，若干单一肠道病毒类别结局事件稀疏，无法进行可靠的血清型特异性多因素或病变-结局分析；而且各参与中心MRI采集方案、成像序列、对比剂使用及影像报告未标准化，无法一致评估详细信号和强化特征，影像分析主要限于记录异常的解剖分布；患者层面脑脊液生化和病毒学数据、病毒载量或Ct值及EV-A71中和抗体滴度未系统获取，因此CNS受累通过临床和MRI/EEG发现评估而非直接病毒学确认CNS侵袭；此外，日历年与循环肠道病毒谱及潜在随访时长均相关，病原特异性比较不能排除残余时间混杂；最后，作为观察性回顾性队列研究，识别的临床和实验室变量应解读为预后标志物而非后遗症因果决定因素。
研究结论翻译：本多中心回顾性队列研究显示，在有随访资料的住院患儿中，重症HFMD与轻症HFMD相比，与长期神经、神经发育及行为后遗症风险升高相关。热峰、喂养方式、血清肌酐、血清钠及补体C3被识别为预后标志物，并纳入预测长期后遗症的模型。急性期磁共振成像（MRI）和脑电图（EEG）异常与后续神经结局相关，探索性分析提示特定神经解剖病变与后遗症类型之间可能存在关联。此外，学习障碍在重症HFMD患儿中更常见。综上，上述发现凸显早期风险分层以及长期神经、发育和行为随访的潜在价值，随访应延伸至学龄期，此时学习困难可能更为明显。有必要开展采用标准化随访评估并对预后模型进行外部验证的前瞻性多中心研究，以确认上述发现，并为受HFMD影响儿童的个体化随访和康复策略提供依据。
