先天性巨細胞病毒感染胎兒7例的臨床與尸檢特征分析

王景美,余慧萍,林曉倩,陳 玲,吳鴻雁,茹 彤,胡婭莉,孟凡青

人類巨細胞病毒(cytomegalovirus, CMV)是引起宮內感染常見的病原微生物之一,可導致流產、早產、死胎、胎兒宮內生長受限及多發畸形等[1]。CMV通過垂直轉播血行感染胎兒,胎兒的各臟器組織均可能累及,包括中樞神經系統、泌尿系統、生殖系統、呼吸系統及消化系統等器官,對胎兒造成不同程度危害,幸存者可能出現嚴重的后遺癥[2]。目前,國內僅見1例先天性CMV感染尸檢的病例報道[3]。本文回顧性分析7例先天性CMV感染胎兒的臨床及尸檢特征,以提高先天性CMV感染對胎兒嚴重危害的認識。

1 材料與方法

1.1 材料收集2012年5月～2018年12月南京大學醫學院附屬鼓樓醫院產科送檢的7例先天性CMV感染的圍產兒尸體解剖標本,包括胎兒及胎盤。

1.2 方法測量并記錄胎兒的各項體表參數,包括體重、頂臀長、身長、足長、手長、頭圍、胸圍、腹圍、內眥間距、乳頭間距等,進行外觀檢查并描述。解剖內部臟器,肉眼觀察并臟器稱重。各臟器(包括消化系統、呼吸系統、泌尿生殖系統、內分泌臟器及腦組織等)及胎盤常規取材及組織學切片、HE染色,行組織病理學觀察和評估。胎兒外觀及異常內部臟器拍照并留存。

CMV感染診斷標準:組織學可見典型CMV包涵體[4],和(或)胎兒腎臟CMV DNA陽性[5-6]。HE切片觀察到典型的病毒包涵體,并經免疫組化染色證實。CMV抗體購自北京中杉金橋公司(克隆號CCH2+DDG9),免疫組化EnVision兩步法試劑盒購自美國DAKO公司。尸檢時留取新鮮的胎兒腎臟組織,酚/氯仿法提取DNA,應用熒光定量PCR技術進行CMV DNA檢測。PCR試劑盒購自中山大學達安基因公司,StepOne Plus定量PCR儀為美國ABI公司產品。CMV DNA陽性是指>500 copies/mL[7]。

2 結果

2.1 臨床特征男女性胎兒分別為3、4例,孕齡24周至37+5周。孕母年齡21～30歲,所有孕母均未進行孕前TORCH檢查,例6孕母因孕期多次出現陰道流血及異常的胎兒結構篩查,查血示自身免疫性疾病,TORCH檢查提示CMV IgG抗體定量>180 U/mL;例1孕母在備孕及孕早期有用藥史。除1例為宮內死胎,其余6例均為孕期B超和(或)MRI檢查示胎兒嚴重畸形而終止妊娠(表1)。6例胎兒顯示腦發育異常,包括顱后窩囊腫、顱后窩液體增寬、透明隔腔偏小、腦實質囊性變、硬膜下積液、胼胝體發育不良等,其中1例胎兒還顯示先天性心臟病、臍膨出及四肢關節發育異常、羊水增多等。

表1 先天性CMV感染胎兒臨床影像特征及腎臟CMV DNA檢測

2.2 胎兒尸檢

2.2.1外觀及內臟檢查 5例胎兒外觀檢查無明顯異常,2例胎兒顯示外觀發育畸形(表2)。5例胎兒出現肉眼可辨的腦結構異常,包括胼胝體發育不良、腦室擴張(腦積水)、腦實質囊性變等。其他內臟檢查異常包括:膈疝伴肺發育不良、腸道旋轉異常、室間隔缺損及小腸腸管擴張等。例6(24周孕齡)體表參數及內臟器官發育符合孕21周,胎兒腦/肝臟重量比值5.86,且多個內部臟器重量小于相應孕周的正常值范圍,提示非對稱性宮內生長受限。

表2 先天性CMV感染胎兒的尸檢特征

2.2.2鏡檢 7例尸檢胎兒器官切片最明顯的組織學特征為CMV感染,以腎臟最為顯著(表2)。6例胎兒腎臟切片顯示CMV包涵體,HE切片表現為腎小管上皮細胞內大而明顯的圓形紫紅色核內病毒包涵體及嗜堿性顆粒狀胞質內包涵體(圖1A),伴周圍腎間質多少不等的慢性炎癥細胞浸潤。出現CMV包涵體的組織還包括肝及膽管上皮細胞(圖1B)、胰腺腺泡細胞(圖1C)、甲狀腺濾泡上皮、肺泡上皮、血管內皮細胞及腦組織。代表性切片行免疫組化染色顯示CMV抗體陽性(圖1D、E)。次常見的組織學改變見于中樞神經系統,5例胎兒腦實質顯示不同程度的病理形態學變化,包括腦實質壞死、鈣鹽沉積,蛛網膜淋巴漿細胞浸潤及含鐵血黃素沉積(圖1F～H),以及缺血缺氧性腦病相關組織學改變(包括神經元凋亡及噬神經現象)等,而CMV包涵體在腦組織中不常見,僅在2例中觀察到,見于垂體、腦實質。其他異常組織學改變包括:子宮附件周圍腎上腺異位,肺羊水和(或)胎糞吸入,提示胎兒宮內慢性病理應激狀態的胸腺組織學異常,表現為胸腺皮髓質分界不清伴胸腺小體明顯增多。

例2所有器管組織切片均未見明確CMV包涵體,表現為腎皮質內較多量散在微鈣化灶(圖1I)及嚴重的中樞神經系統病理學變化(表2)。

2.2.3CMV DNA檢測結果 例1～5進行了腎臟CMV DNA檢測,結果均為陽性(表1)。

2.3 胎盤檢查7例胎盤均進行了病理學檢查(表3)。除例2胎盤組織學改變不明顯外, 6例胎盤顯示慢性絨毛炎,其中5例胎盤絨毛內見CMV包涵體(圖2A)、漿細胞性慢性絨毛炎(圖2B);例5胎盤HE切片未見明確CMV包涵體,表現為高級別斑片狀慢性絨毛炎,絨毛聚集伴間質單核淋巴細胞、組織細胞聚集,絨毛纖維化及灶性絨毛壞死(圖2C)。此外,4例顯示絨毛發育成熟延遲,1例胎盤底蛻膜螺旋動脈缺乏生理轉化,1例單臍動脈,例4、5胎盤重量異常。

3 討論

CMV屬皰疹病毒β亞科,是已知最大的DNA病毒,其分布廣泛,人是唯一的宿主。正常人群感染CMV后,一般無臨床癥狀或癥狀輕微。隨年齡增加,CMV感染率增高,我國育齡女性CMV IgG陽性率>90%[8-9],歐美等發達國家育齡女性CMV IgG陽性率41%～50%[10-11]。約32%原發性CMV感染和1.4%繼發性感染的妊娠婦女可垂直傳播給胎兒[12-13]。發展中國家女性孕期CMV感染主要為繼發性感染,發達國家女性孕期感染包括原發性感染和繼發性感染。母體原發性感染及繼發性感染均可能導致胎兒先天性感染。先天性CMV感染的主要途徑為孕婦感染CMV后,病毒直接感染胎盤滋養細胞和結締組織細胞,隨后到胎兒體內。胎兒的CMV感染率隨母體原發性感染時胎齡的增加而升高。

胎兒先天性CMV感染的發病率0.2%～2.2%,常累及多系統、多臟器,導致中樞神經系統畸形、感覺神經性耳聾及死胎等,是胎兒發育過程中出現先天性異常的主要感染因素,新生兒出現后遺癥的風險極大[1]。孕早期感染CMV可導致胚胎結構異常,進而流產;而孕晚期感染CMV則會導致神經系統及智力損傷[14]。由于大多數母體感染CMV后無明顯臨床癥狀[15],孕前TORCH檢查發現母體是否出現CMV感染,以及孕期超聲檢查評估胎兒狀態是必要的。本組中所有孕母均未行孕前TORCH檢測,僅1例(例6)孕期檢查提示孕母自身免疫性疾病伴發CMV感染,故而不能明確是原發性還是繼發性CMV感染;其余6例孕期檢查提示胎兒結構異常,其中5例顯示腦發育畸形,進而引產終止妊娠。

CMV感染胎兒宮內死亡罕見,亦不是胎死宮內的主要原因。美國一項大型隊列研究[16]顯示,與感染相關的死產病例中,大腸桿菌、B組鏈球菌和腸球菌是最常見的細菌病原體,而CMV是最常見的病毒病原體。本組前期研究還顯示,嚴重畸形胎兒的CMV宮內感染率僅為1.6%(7/436),提示人群中胎兒嚴重畸形與CMV宮內感染無密切關系[8]。本組中僅例6因彌漫性先天性CMV感染導致宮內死胎,該胎兒還出現了胎兒水腫、內眥間距增寬及雙足內翻等外觀畸形,例4胎兒也顯示多發外觀和內部臟器發育畸形;但先天性CMV感染的胎兒出現結構畸形不除外與并存的染色體或基因異常相關,需要進一步分析。

CMV可感染幾乎所有的器官,由于各器官內病毒復制的程度不同,組織損害程度也不同。CMV在胎兒腎小管上皮定植、復制并排泄至羊水中,因此檢測胎兒腎臟CMV DNA最容易發現病毒感染。半數以上甚至全部胎兒尸檢病例中可發現CMV感染腎臟,典型特征為腎小管上皮內出現特征性病毒包涵體[17]。腎臟疾病患者腎組織中CMV蛋白可陽性[18],但CMV感染累及胎兒腎臟不會導致腎發育畸形或腎功能異常[19]。本組前期研究中檢測例1～5胎兒腎臟的CMV DNA呈陽性[7-8],本組7例尸檢胎兒中6例腎臟腎小管上皮見CMV包涵體,周圍腎間質顯示程度不等的慢性炎癥細胞浸潤,與以往文獻報道相符。例2未見明確病毒包涵體,表現為雙側腎皮質內散在較多量微鈣化灶。結合CMV DNA拷貝數檢測結果,提示病毒DNA拷貝數低時腎臟可能不表現出典型CMV感染的病理學特征,僅表現為腎實質微鈣化灶。

先天性CMV感染是中樞神經損傷的主要原因,常導致胎兒結構畸形。除超聲檢查外,MRI檢查可在部分神經超聲陰性的胎兒中檢測到額外的異常信號[20]。CMV可能導致發育中大腦的微血管結構破壞、血腦屏障受損、神經突觸發生改變、神經干細胞前體細胞丟失,以及細胞遷移異常引起的神經細胞定位紊亂等。病理變化包括:小腦和大腦皮質發育不全、小頭畸形、腦膜/脊髓炎、神經元異位、腦室擴大、結節狀鈣化、出血性病變及含鐵血黃素沉積、腦組織壞死等[21-22]。引起的后遺癥包括感覺神經性聽力減退、智力低下、發育遲緩、腦癱、癲癇等[23-24]。本組有1例因腦組織明顯自溶無法評估,5例顯示腦影像學及肉眼可辨的大體異常,主要為腦室擴張或增寬,其他包括胼胝體發育不良、蛛網膜囊腫、腦實質囊性變等。本實驗3例出現明顯的腦組織學異常,包括腦實質壞死、鈣化、出血及多量炎癥細胞浸潤等,噬神經現象亦較常見。HE切片中,腦組織中CMV包涵體較難識別,進行CMV免疫組化檢測可突出顯示受感染的細胞。

先天性CMV感染傳播的主要途徑為胎盤垂直傳播[25]。CMV感染胎盤的組織學改變包括:淋巴漿細胞性慢性絨毛炎或壞死性絨毛炎、絨毛纖維化/無血管絨毛、絨毛鈣化、絨毛周圍纖維蛋白沉積過多、絨毛發育成熟延遲等,典型CMV包涵體在部分胎盤可見[26-28]。胎盤絨毛的組織學改變損害胎盤的母胎物質交換,可能導致胎兒宮內生長受限,最終導致死胎。本組7例胎盤中,除1例組織學改變不明顯外,6例顯示慢性絨毛炎,其中5例絨毛中見漿細胞浸潤,并見或多或少的CMV包涵體。此外,絨毛發育成熟延遲、絨毛周圍纖維蛋白沉積增多、絨毛纖維化及鈣化也較常見。其他胎盤異常特征包括:單臍動脈、底蛻膜螺旋動脈缺乏生理轉化;1例胎盤重量大于相應孕周的第97百分位數,1例胎盤重量小于相應孕周的第5百分位數。

本組中例2雖然胎兒腎臟CMV DNA拷貝數最低,但出現了顯著的腦發育異常,胎盤檢查表現輕微,HE切片均未觀察到明確病毒包涵體。查閱病案資料顯示,該孕母2年后妊娠并發肝功能損害,孕39周時因胎兒發育異常引產,胎兒尸檢顯示類似的雙腎腎小球鈣鹽沉積,并出現胼胝體發育不良、雙側側腦室明顯擴張及輕度缺血缺氧性腦病等異常,未觀察到CMV包涵體,未進行CMV DNA檢測。2次妊娠之間,該孕母還出現過一次早孕自然流產史。分析原因可能包括:(1)胎兒腦發育異常可能與CMV感染無直接相關性,需進一步行病原學檢測及遺傳學分析;(2)病毒拷貝數低,HE切片觀察CMV包涵體敏感性低,需輔助免疫組化染色,甚至CMV DNA檢測[11];(3)兩次妊娠胎兒尸檢結果類似,推測該孕母兩次妊娠均可能為繼發性CMV感染,提示繼發性先天性CMV感染可能導致嚴重的腦損傷[29]。目前,尚未見與該病例類似的報道。

CMV感染防治方面,疫苗無明顯預防效果,抗病毒治療取得一定進展[11],但經驗有限,需積累更多樣本進一步分析。

總之,先天性CMV感染胎兒的影像學主要表現為腦發育異常,腦組織可出現明顯的病理學變化,提示幸存胎兒出現嚴重的后遺癥。特征性CMV包涵體最常見于腎臟,其次為胎盤、肝臟、胰腺、甲狀腺、肺、腦等組織。CMV感染胎盤的主要組織學變化為漿細胞性慢性絨毛炎及CMV包涵體,其次為絨毛發育成熟延遲、絨毛周圍纖維蛋白沉積增多、絨毛鈣化及纖維化等;免疫組化檢測CMV抗體可增加病毒感染細胞的發現率,出現類似病理特征時應進行染色以查找病因;需進行孕期影像學檢查及病毒監測。