婴儿病毒性中枢神经系统感染中无脑脊液细胞增多症反映淋巴细胞耗竭与细胞因子激活

《Nature Communications》：Absent pleocytosis in infant viral central nervous system infections reflects lymphocyte depletion and cytokine activation

　　

肠道病毒和副肠孤病毒感染是婴幼儿发热的常见原因，常需评估是否存在脑膜炎。这些感染的一个显著特征是，许多婴儿的脑脊液中可检测到病毒遗传物质，但白细胞没有增加。这种无脑脊液细胞增多症（pleocytosis）被归因于早期表现、免疫反应不成熟或受抑制，或全身感染期间病毒的偶然检测，而非真正的中枢神经系统（CNS）感染或脑膜炎。在此，研究人员利用血浆蛋白质组学分析和来自一个前瞻性多中心发热婴儿队列的详细临床数据，阐明了婴儿病毒性CNS感染中无脑脊液细胞增多症的临床和生物学意义。研究人员发现，无脑脊液细胞增多症的婴儿表现出淋巴细胞减少（lymphopenia）和血浆中炎症及凋亡通路的显著激活，提示淋巴细胞耗竭损害了脑脊液白细胞募集，并支持真正的中枢神经系统感染。

**论文解读：婴儿病毒性中枢神经系统感染中无脑脊液细胞增多症的免疫机制**

**研究背景与问题**
肠道病毒（enterovirus，EV）和副肠孤病毒（parechovirus，PeV）是婴幼儿发热的常见病原，常引发中枢神经系统（central nervous system，CNS）感染。临床诊断病毒性脑膜炎通常依赖脑脊液（cerebrospinal fluid，CSF）中病毒检测合并脑脊液细胞增多症（pleocytosis，即CSF白细胞升高）。然而，在90天以下的婴儿中，尽管CSF中检出病毒RNA，却常无脑脊液细胞增多症，这一现象引发了对是否为真正CNS感染的争议。既往解释包括：早期就诊（症状出现后白细胞尚未迁移入CSF）、免疫系统不成熟或受抑制、以及全身感染时病毒RNA偶然渗入CSF而非真正CNS感染。但症状持续时间与脑脊液细胞增多症的关系研究结果不一致，且外周血白细胞计数降低是否反映免疫抑制或病毒诱导的耗竭尚不明确。因此，研究人员开展本研究，旨在通过血浆蛋白质组学分析，阐明无脑脊液细胞增多症的临床与生物学意义。

**研究方法**
本研究基于一项前瞻性多中心队列（FIDO研究），纳入2022年7月至2023年8月英国和爱尔兰35家儿科急诊的≤90天发热婴儿，共603例，其中197例CSF病毒阳性（EV 173例，PeV 21例）。主要技术方法包括：1）血浆蛋白质组学分析：使用Olink平台检测724种炎症与神经相关蛋白，通过差异表达分析和相关性分析比较不同感染组；2）临床数据统计：比较病毒阳性与阴性组、有无脑脊液细胞增多症组的外周血细胞计数、症状持续时间等；3）聚类分析与功能富集：基于CSF白细胞和外周淋巴细胞计数相关蛋白进行层次聚类，并利用Metascape进行基因本体（GO）与通路富集。

**研究结果**
1. **患者特征与临床比较**：病毒阳性婴儿外周血白细胞计数显著低于病毒阴性组（8.6 vs 10.3×10⁹/L，P<0.001），该差异主要由淋巴细胞减少（lymphopenia）驱动（3.1 vs 4.0×10⁹/L，P<0.001）。PeV感染组所有婴儿均无脑脊液细胞增多症，而EV感染组仅34.8%出现脑脊液细胞增多症。无脑脊液细胞增多症的EV感染婴儿淋巴细胞计数更低（2.7 vs 4.7×10⁹/L，P<0.001），淋巴细胞减少比例更高（78.4% vs 24.1%，P<0.001）。

2. **血浆反应与CSF病毒类型**：Olink蛋白质组学分析（n=131）显示，PeV感染组血浆有32种差异表达蛋白，呈均一上调；EV感染组有11种差异蛋白，但表达模式异质性高，与脑脊液细胞增多症和淋巴细胞减少状态相关。有脑脊液细胞增多症的EV婴儿血浆蛋白变化微弱（经FDR校正后无显著差异），而无脑脊液细胞增多症的EV婴儿则表现出强烈的细胞因子和趋化因子激活。

3. **血浆蛋白质组变化与CSF脑脊液细胞增多症及淋巴细胞减少的关联**：在病毒阳性CSF婴儿中，外周淋巴细胞计数与30种血浆蛋白呈显著正相关或负相关；CSF白细胞计数与30种蛋白呈显著负相关，仅3种呈正相关。将EV阳性CSF婴儿按有无脑脊液细胞增多症分组后，无脑脊液细胞增多症组与病毒阴性组比较有35种差异蛋白，而有脑脊液细胞增多症组无显著差异（FDR<0.05）。

4. **血浆反应聚类与功能富集分析**：基于与CSF白细胞或外周淋巴细胞显著相关的39种蛋白进行层次聚类，将55例病毒阳性CSF婴儿分为三个簇。簇1（n=17）全部有脑脊液细胞增多症，外周淋巴细胞计数中位数4.5×10⁹/L，富集“适应性免疫应答”通路，无CNS相关或凋亡通路。簇2（n=19）仅10.6%有脑脊液细胞增多症，年龄最小（中位27天），淋巴细胞计数最低（1.7×10⁹/L），富集促炎、抗病毒、神经元凋亡调控及小胶质细胞迁移等CNS相关通路，以及凋亡过程正向调控。簇3（n=13）15.4%有脑脊液细胞增多症，年龄居中（中位57.5天），淋巴细胞计数3.5×10⁹/L，富集通路兼具簇1和簇2的特征，包括NMDA受体活性调控等神经元凋亡相关通路。

5. **发热持续时间与宿主反应**：在Olink队列中，发热<6小时与>6小时的婴儿间无差异表达蛋白（FDR<0.05）。在全临床队列中，CSF白细胞计数和外周淋巴细胞计数在不同发热时长类别（<6h、6-12h、12-24h、>24h）间均无显著差异。

**讨论与结论**
研究人员总结认为，婴儿EV和PeV CNS感染中无脑脊液细胞增多症并非由早期就诊或偶然病毒血症所致，而是反映一种独特的免疫表型：血浆中强烈的干扰素和细胞因子（如CXCL9、CXCL10、CXCL11、IL-6、TNF、IL-15）激活，伴随淋巴细胞耗竭，可能通过凋亡机制（如TNF家族成员TNF、TNFSF10、TNFRSF6B及CD274上调）实现。这种细胞因子驱动的淋巴细胞减少可能限制白细胞通过血脑屏障迁移进入CSF，导致脑脊液细胞增多症缺失，但全身炎症反应依然存在。研究结论：CSF中检出EV或PeV RNA应视为真正CNS感染，无论是否伴有脑脊液细胞增多症；临床定义病毒性脑膜炎不应依赖脑脊液细胞增多症。论文发表在《Nature Communications》。