麻疹样超突变驱动Newcastle disease virus在BCMA×CD3 T细胞重定向免疫治疗中致死性脑炎

《Acta Neuropathologica》：Measles-like hypermutation of a Newcastle disease virus drives fatal encephalitis during BCMA?×?CD3 T-cell-redirecting immunotherapy

　　

Newcastle disease virus（NDV或AOaV-1）是一种禽副黏病毒，通常在人类中仅引起轻度、自限性疾病。本文报告一例在接受teclistamab、daratumumab和lenalidomide维持治疗的多发性骨髓瘤患者中发生的致死性神经侵袭性AOaV-1感染，该患者此前接受过以teclistamab为基础的一线治疗及自体干细胞移植。在快速进展的脑干-小脑脑炎且常规微生物学检测阴性后，对小脑活检组织进行无偏倚宏基因组RNA测序，在小脑实质内以高丰度鉴定出AOaV-1。病毒基因组分析显示，A-to-G和U-to-C替换显著选择性集中于matrix（M）基因，符合ADAR介导的RNA编辑特征。长读长测序解析出两个遗传上独立且各自发生超突变的中枢神经系统单倍型。尸检分析显示病毒在多个脑区广泛播散并持续多样化，而一份外周尿样本中含有突变极少的推定祖先谱系。这些发现支持外周感染后中枢神经系统播种及区室化宿主内进化的模型。选择性M基因超突变与subacute sclerosing panencephalitis（SSPE）中持续性measles virus感染的分子特征高度平行，揭示了副黏病毒适应中枢神经系统的共同机制。严重的免疫治疗相关免疫功能障碍可能创造生态位，使通常低致病性的人兽共患病毒得以持续存在、进化并获得严重神经毒力。

研究背景方面，ADAR介导的病毒matrix（M）基因超突变是subacute sclerosing panencephalitis（SSPE，亚急性硬化性全脑炎）中持续性measles virus（麻疹病毒）感染的标志性特征，RNA编辑损害病毒组装、促进细胞间传播并有利于病毒在神经组织中长期持续存在。疫苗来源mumps virus（腮腺炎病毒）所致慢性脑炎的单例报告中也描述了类似的M基因超突变，提示宿主介导的RNA编辑可能是持续性副黏病毒感染的共享机制。然而，其他副黏病毒感染中是否发生类似的进化机制尚不清楚。Avian orthoavulavirus-1（AOaV-1），俗称Newcastle disease virus（NDV，新城疫病毒），是一种在全球家禽和野鸟中高度传染的副黏病毒，对禽类可致严重呼吸道、神经系统和胃肠道疾病，未免疫禽群死亡率可达100%。虽然AOaV-1可从禽类传播至人类，但人兽共患感染的临床症状通常仅限于轻度自限性结膜炎。研究人员报道了一例在接受BCMA×CD3 T细胞重定向免疫治疗的多发性骨髓瘤患者中发生的致死性AOaV-1神经侵袭性感染，证明了选择性ADAR介导的M基因超突变、区室化中枢神经系统进化和宿主内病毒多样化，与持续性measles virus感染中观察到的分子进化高度平行。该数据揭示了治疗相关低致病性人兽共患副黏病毒进化导致高神经毒力变异株出现的此前未被认识的风险。

研究人员开展的研究方面，一例70岁多发性骨髓瘤患者，在接受以teclistamab为基础的一线治疗（II期MajesTEC-5试验）及自体干细胞移植后，接受teclistamab、daratumumab和lenalidomide维持治疗，表现为急性复视和步态不稳，迅速进展为脑干-小脑综合征，包括眼球运动障碍、眼震、躯干和肢体共济失调及进行性运动障碍，随后进展为延髓功能障碍、四肢瘫和意识障碍。患者常有南部非洲旅行史，最近一次为2025年2月。尽管临床和影像学进展迅猛，反复脑脊液分析仅显示非特异性炎症改变，包括广谱PCR病原筛查在内的广泛微生物学检测均为阴性。鉴于严重治疗相关免疫功能障碍背景下快速进展的脑炎综合征，研究人员进行了立体定向小脑活检。无偏倚宏基因组短读长RNA测序鉴定出AOaV-1（命名为AOaV-1 SMP60/HH/2025）为唯一病原体，确立了神经侵袭性AOaV-1感染的诊断。约1%的测序读段比对至病毒基因组，表明小脑实质内病毒载量极高，经定量RT-PCR证实。对活检前后采集的临床标本进行回顾性检测，在第27天采集的单份尿样本中检测到AOaV-1 RNA，提示残余外周感染库的低水平排毒。小脑活检组织病理学检查显示结构保存，伴软脑膜和实质T细胞浸润（以血管周围最为显著），伴随弥漫性小胶质细胞活化和反应性星形胶质细胞增生，活检中未发现明显的破坏性病变。比对至最密切相关NDV参考序列的宏基因组短读长变异检测显示，病毒M基因中A-to-G和U-to-C替换显著累积（?log10 p值89.92），为ADAR介导RNA编辑的特征性突变签名。突变频率评估进一步提示至少存在两个密切相关的具有不同ADAR相关突变签名的中枢神经系统驻留病毒群体。相比之下，P基因中C-to-U/G-to-A替换的轻度富集被认为可能反映相对于参考序列的自然序列变异。为证实该假设，研究人员对脑活检和尿样本中含有M基因及部分P和F基因的扩增子进行了长读长测序。从尿样本中重建出单一突变极少的单倍型（命名为H0），可能代表原始完全感染性病毒。相比之下，活检样本分析解析出两个遗传上不同的单倍型，分别几乎 exclusive 地携带U-to-C（单倍型H1.1）或A-to-G（单倍型H2.1）超突变模式，分别符合负链（基因组）或正链（抗原基因组）RNA底物的广泛ADAR介导A-to-I编辑。AOaV-1中观察到的显著选择性超突变模式与SSPE中持续性measles virus感染和慢性mumps virus脑炎的分子签名高度平行，提示宿主驱动的副黏病毒在中枢神经系统中向毒力变异株进化的共同机制。宏基因组诊断后，因推测的抗病毒活性和中枢神经系统穿透性，启动了超说明书remdesivir（瑞德西韦）治疗。尽管接受了抗病毒治疗和强化支持治疗，神经系统恶化仍进展为深昏迷伴脑干反射完全消失。根据患者预立医疗指示，撤除生命维持治疗，患者随后死亡。多个死后小脑切片的评估显示淋巴细胞性炎症和胶质反应性，分布与活检大致相似。在所有可进行组织学评估且可检测到AOaV-1 RNA的死后中枢神经系统区域中均鉴定出淋巴细胞性炎症和胶质活化。自溶限制了对神经元丢失和其他生前组织变化的评估。研究人员从多个死后脑区进行长读长单倍型重建，并与先前从活检和尿样本中恢复的序列进行比较。系统发育分析显示H1.1和H2.1相关谱系在中枢神经系统中广泛播散。替换模式检查提示四次主要的分期编辑事件产生了等数量的突变单倍型组（Fig. 1D中主要分支），少数额外替换在部分组间产生微小多样性。因此，研究人员的发现支持一个逐步模型：外周AOaV-1感染播种中枢神经系统，随后由反复ADAR介导RNA编辑驱动的区室化宿主内病毒进化。该进化轨迹提示宿主驱动的高突变、高神经毒力副黏病毒变异株进化不仅限于人类measles和mumps病毒，也可发生于通常被认为低致病性的人兽共患副黏病毒感染中。值得注意的是，近期一项研究报道了开发为疫苗候选株的减毒Newcastle disease virus载体中存在类似的超突变。尽管本研究为单例报告，数据提示严重治疗相关免疫失调可能促进AOaV-1长期持续存在和宿主内进化。鉴于T细胞重定向免疫治疗的快速扩展应用和全球禽群中AOaV-1的反复暴发，这些潜在风险值得在患者管理和传染病监测中加以考虑。更广泛而言，治疗诱导的允许病毒持续存在和进化的免疫生态位可能是严重感染性疾病的一个未被充分认识的驱动因素。在此类情况下，无偏倚宏基因组测序对于鉴定逃避常规诊断检测的意外或高度 divergent 病原体可能特别有价值。

主要关键技术方法方面，研究人员采用定量RT-PCR靶向病毒M和F基因进行诊断检测；采用无偏倚宏基因组短读长RNA测序（Element Biosciences AVITI和Illumina NextSeq 2000平台）结合映射、kmer和de novo组装流程进行病原检测和SNP分析（bcftools v1.17）；采用长读长测序（Oxford Nanopore Technologies PromethION 2 Solo）对病毒基因组核苷酸1984–5217区域进行长范围PCR扩增后进行单倍型重建（strainline）和最大似然系统发育分析；采用超几何检验（R v4.5.2 phyper函数）进行SNP区域富集统计分析。样本来源为单例患者的临床标本（脑脊液、小脑活检组织、尿样本及死后多个脑区组织）。

研究结果方面，第一，宏基因组测序鉴定神经侵袭性AOaV-1感染：通过无偏倚宏基因组短读长RNA测序对小脑活检组织进行分析，鉴定AOaV-1为唯一病原体，约1%读段比对至病毒基因组，表明小脑实质内病毒载量极高，经定量RT-PCR证实。第二，ADAR介导的M基因选择性超突变：通过宏基因组短读长变异检测，发现病毒M基因中A-to-G和U-to-C替换显著累积（?log10 p值89.92），为ADAR介导RNA编辑的特征性突变签名，突变频率分析提示至少两个不同突变签名的中枢神经系统驻留病毒群体。第三，长读长测序解析两个独立超突变单倍型：通过长读长测序和单倍型重建，从尿样本中恢复单一突变极少的祖先单倍型H0，从活检样本中解析出两个遗传上不同的单倍型H1.1（几乎 exclusively U-to-C超突变）和H2.1（几乎 exclusively A-to-G超突变），分别符合负链和正链RNA底物的ADAR编辑。第四，死后多脑区分析揭示病毒广泛播散和持续多样化：通过多个死后脑区的长读长单倍型重建和系统发育分析，证明H1.1和H2.1相关谱系在中枢神经系统中广泛播散，替换模式提示四次主要分期编辑事件产生四个主要突变单倍型组，支持外周感染播种中枢神经系统后区室化宿主内进化的逐步模型。第五，组织病理学显示淋巴细胞性炎症和胶质活化：小脑活检显示结构保存伴软脑膜和实质T细胞浸润、弥漫性小胶质细胞活化和反应性星形胶质细胞增生，死后多个中枢神经系统区域均鉴定出淋巴细胞性炎症和胶质活化。

讨论部分总结：本研究为单例报告，数据提示严重治疗相关免疫失调可能促进AOaV-1长期持续存在和宿主内进化。鉴于T细胞重定向免疫治疗的快速扩展应用和全球禽群中AOaV-1的反复暴发，这些潜在风险值得在患者管理和传染病监测中加以考虑。更广泛而言，治疗诱导的允许病毒持续存在和进化的免疫生态位可能是严重感染性疾病的一个未被充分认识的驱动因素，无偏倚宏基因组测序对于鉴定逃避常规诊断检测的意外病原体可能特别有价值。研究结论翻译：这些发现支持外周感染后中枢神经系统播种及区室化宿主内进化。选择性M基因超突变与subacute sclerosing panencephalitis中持续性measles virus感染高度平行，揭示了副黏病毒适应中枢神经系统的共同机制。严重的免疫治疗相关免疫功能障碍可能创造生态位，使通常低致病性的人兽共患病毒得以持续存在、进化并获得严重神经毒力。