The current outbreak of Zika virus (ZIKV) infection has been associated with an apparent increased risk of congenital microcephaly. We describe a case of a pregnant woman and her fetus infected with ZIKV during the 11th gestational week. The fetal head circumference decreased from the 47th percentile to the 24th percentile between 16 and 20 weeks of gestation. ZIKV RNA was identified in maternal serum at 16 and 21 weeks of gestation. At 19 and 20 weeks of gestation, substantial brain abnormalities were detected on ultrasonography and magnetic resonance imaging (MRI) without the presence of microcephaly or intracranial calcifications. On postmortem analysis of the fetal brain, diffuse cerebral cortical thinning, high ZIKV RNA loads, and viral particles were detected, and ZIKV was subsequently isolated.

Metagenomic next-generation sequencing (NGS) of cerebrospinal fluid (CSF) has the potential to identify a broad range of pathogens in a single test.In a 1-year, multicenter, prospective study, we investigated the usefulness of metagenomic NGS of CSF for the diagnosis of infectious meningitis and encephalitis in hospitalized patients. All positive tests for pathogens on metagenomic NGS were confirmed by orthogonal laboratory testing. Physician feedback was elicited by teleconferences with a clinical microbial sequencing board and by surveys. Clinical effect was evaluated by retrospective chart review.We enrolled 204 pediatric and adult patients at eight hospitals. Patients were severely ill: 48.5% had been admitted to the intensive care unit, and the 30-day mortality among all study patients was 11.3%. A total of 58 infections of the nervous system were diagnosed in 57 patients (27.9%). Among these 58 infections, metagenomic NGS identified 13 (22%) that were not identified by clinical testing at the source hospital. Among the remaining 45 infections (78%), metagenomic NGS made concurrent diagnoses in 19. Of the 26 infections not identified by metagenomic NGS, 11 were diagnosed by serologic testing only, 7 were diagnosed from tissue samples other than CSF, and 8 were negative on metagenomic NGS owing to low titers of pathogens in CSF. A total of 8 of 13 diagnoses made solely by metagenomic NGS had a likely clinical effect, with 7 of 13 guiding treatment.Routine microbiologic testing is often insufficient to detect all neuroinvasive pathogens. In this study, metagenomic NGS of CSF obtained from patients with meningitis or encephalitis improved diagnosis of neurologic infections and provided actionable information in some cases. (Funded by the National Institutes of Health and others; PDAID ClinicalTrials.gov number, NCT02910037.).

The treatment of symptomatic congenital cytomegalovirus (CMV) disease with intravenous ganciclovir for 6 weeks has been shown to improve audiologic outcomes at 6 months, but the benefits wane over time.

Metagenomic next-generation sequencing (mNGS) for pan-pathogen detection has been successfully tested in proof-of-concept case studies in patients with acute illness of unknown etiology but to date has been largely confined to research settings. Here, we developed and validated a clinical mNGS assay for diagnosis of infectious causes of meningitis and encephalitis from cerebrospinal fluid (CSF) in a licensed microbiology laboratory. A customized bioinformatics pipeline, SURPI+, was developed to rapidly analyze mNGS data, generate an automated summary of detected pathogens, and provide a graphical user interface for evaluating and interpreting results. We established quality metrics, threshold values, and limits of detection of 0.2–313 genomic copies or colony forming units per milliliter for each representative organism type. Gross hemolysis and excess host nucleic acid reduced assay sensitivity; however, spiked phages used as internal controls were reliable indicators of sensitivity loss. Diagnostic test accuracy was evaluated by blinded mNGS testing of 95 patient samples, revealing 73% sensitivity and 99% specificity compared to original clinical test results, and 81% positive percent agreement and 99% negative percent agreement after discrepancy analysis. Subsequent mNGS challenge testing of 20 positive CSF samples prospectively collected from a cohort of pediatric patients hospitalized with meningitis, encephalitis, and/or myelitis showed 92% sensitivity and 96% specificity relative to conventional microbiological testing of CSF in identifying the causative pathogen. These results demonstrate the analytic performance of a laboratory-validated mNGS assay for pan-pathogen detection, to be used clinically for diagnosis of neurological infections from CSF.

Despite worldwide spread of severe acute respiratory syndrome coronavirus-2, few publications have reported the potential for severe disease in the pediatric population. We report 177 infected children and young adults, including 44 hospitalized and 9 critically ill patients, with a comparison of patient characteristics between infected hospitalized and nonhospitalized cohorts, as well as critically ill and noncritically ill cohorts. Children <1 year and adolescents and young adults >15 years of age were over-represented among hospitalized patients (P = .07). Adolescents and young adults were over-represented among the critically ill cohort (P = .02).

CDC has updated its interim guidance for U.S. health care providers caring for infants with possible congenital Zika virus infection (1) in response to recently published updated guidance for health care providers caring for pregnant women with possible Zika virus exposure (2), unknown sensitivity and specificity of currently available diagnostic tests for congenital Zika virus infection, and recognition of additional clinical findings associated with congenital Zika virus infection. All infants born to mothers with possible Zika virus exposure* during pregnancy should receive a standard evaluation at birth and at each subsequent well-child visit including a comprehensive physical examination, age-appropriate vision screening and developmental monitoring and screening using validated tools (3-5), and newborn hearing screen at birth, preferably using auditory brainstem response (ABR) methodology (6). Specific guidance for laboratory testing and clinical evaluation are provided for three clinical scenarios in the setting of possible maternal Zika virus exposure: 1) infants with clinical findings consistent with congenital Zika syndrome regardless of maternal testing results, 2) infants without clinical findings consistent with congenital Zika syndrome who were born to mothers with laboratory evidence of possible Zika virus infection,

Inflammatory syndromes, including those caused by infection, are a major cause of hospital admissions among children and are often misdiagnosed because of a lack of advanced molecular diagnostic tools. In this study, we explored the utility of circulating cell-free RNA (cfRNA) in plasma as an analyte for the differential diagnosis and characterization of pediatric inflammatory syndromes. We profiled cfRNA in 370 plasma samples from pediatric patients with a range of inflammatory conditions, including Kawasaki disease (KD), multisystem inflammatory syndrome in children (MIS-C), viral infections, and bacterial infections. We developed machine learning models based on these cfRNA profiles, which effectively differentiated KD from MIS-C—two conditions presenting with overlapping symptoms—with high performance [test area under the curve = 0.98]. We further extended this methodology into a multiclass machine learning framework that achieved 80% accuracy in distinguishing among KD, MIS-C, viral, and bacterial infections. We further demonstrated that cfRNA profiles can be used to quantify injury to specific tissues and organs, including the liver, heart, endothelium, nervous system, and the upper respiratory tract. Overall, this study identified cfRNA as a versatile analyte for the differential diagnosis and characterization of a wide range of pediatric inflammatory syndromes.

Metagenomic next-generation sequencing (mNGS) for pan-pathogen detection has been successfully tested in proof-of-concept case studies in patients with acute illness of unknown etiology, but to date has been largely confined to research settings. Here we developed and validated an mNGS assay for diagnosis of infectious causes of meningitis and encephalitis from cerebrospinal fluid (CSF) in a licensed clinical laboratory. A clinical bioinformatics pipeline, SURPI+, was developed to rapidly analyze mNGS data, automatically report detected pathogens, and provide a graphical user interface for evaluating and interpreting results. We established quality metrics, threshold values, and limits of detection of between 0.16 to 313 genomic copies or colony forming units per milliliter for each representative organism type. Gross hemolysis and excess host nucleic acid reduced assay sensitivity; however, a spiked phage used as an internal control was a reliable indicator of sensitivity loss. Diagnostic test accuracy was evaluated by blinded mNGS testing of 95 patient samples, revealing 73% sensitivity and 99% specificity compared to original clinical test results, with 81% positive percent agreement and 99% negative percent agreement after discrepancy analysis. Subsequent mNGS challenge testing of 20 positive CSF samples prospectively collected from a cohort of pediatric patients hospitalized with meningitis, myelitis, and/or encephalitis showed 92% sensitivity and 96% specificity relative to conventional microbiological testing of CSF in identifying the causative pathogen. These results demonstrate the analytic performance of a laboratory-validated mNGS assay for pan-pathogen detection, to be used clinically for diagnosis of neurological infections from CSF.

Lyme disease is the most common vector-borne disease in the United States. Recent environmental and socioecological changes have led to an increased incidence of Lyme and other tick-borne diseases, which enhances the urgency of identifying and mitigating adverse outcomes of Lyme disease exposure. Lyme disease during pregnancy, especially when untreated, may lead to adverse pregnancy and neonatal outcomes; however, long-term child outcomes following utero exposure to Lyme disease have not yet been systematically assessed. This concise review describes the current state of knowledge of Lyme disease as a congenital infection and the potential effects of in utero exposure to Lyme disease infection on the neurodevelopment of infants and children. We highlight the importance of distinguishing between acute Lyme disease and a chronic condition termed Post-Treatment Lyme Disease Syndrome, as the impacts of both conditions on the developing fetus and subsequent child development may differ. The importance of placental pathology for patients with acute or chronic symptoms of Lyme disease in pregnancy is explored. Future research aiming to understand and protect neurodevelopment after antenatal Lyme disease must carefully collect potentially confounding variables such as symptomatology and treatment, use clear and standard case definitions, and follow children into school-age and beyond.