结核性脑膜炎早期诊断的研究进展

常璐 徐勇明

结核性脑膜炎早期诊断的研究进展

常璐 徐勇明

结核性脑膜炎（TBM）是由结核杆菌导致的脑膜发生非化脓性的炎症。TBM发病率占人体全身结核病的1%左右，可导致严重的中枢神经系统病变，其死亡率和致残率有逐年升高的趋势。由于儿童抵抗力差，TBM发病率常高于成人，同时TBM合并HIV感染的患儿死亡率更高。但目前TBM的发病机制尚不清楚，而且由于病初无异状、诊断技术落后等原因经常导致误诊，从而没有及时行抗核治疗而延误病情。为此，寻求更为先进的TBM早期诊断方法对临床治疗和改善患者预后具有重要意义。本文将对近年来TBM的早期诊断方法进行较全面的总结和阐述。

结核性脑膜炎；诊断；早期

结核性脑膜炎（tuberculous meningitis，TBM）属于一种肺外结核病，常累及蛛网膜、脑实质以及脑血管等，常继发于粟粒性肺结核或体内其他部位结核病严重破坏人体的中枢神经系统[1]。据统计，全球每年感染结核的人数约有2亿，其中TBM约占10%；感染人类免疫缺陷病毒（human immunodeficiency virus，HIV）患者中约1/3并发结核病，且极易诱发TBM。在发病率较高的15个的国家里，有13个在落后贫困的非洲，这与非洲地区艾滋病的流行及卫生条件有关，HIV+TBM患者的死亡率较HIV-高。在成人TBM中，HIV-患者死亡率约为25%，而HIV+患者死亡率高达67%[2]。

近年来，因结核杆菌的基因变异、艾滋病患者增多、免疫功能抑制及类固醇类药物的广泛应用及部分地区抗结核药物的不规范使用,再加上诊断方法的匮乏，使得临床表现不典型的TBM患者越来越多,给临床医生诊断和治疗TBM带来了极大的困惑，以致TBM的病死率居高不下[3]。

因此，在临床上迫切需要找到特异性强、灵敏度高、耗时短又简便的TBM早期诊断方法，以便早期行预防性治疗。经不断研究和实验，已有新的早期诊断方法，如酶联免疫吸附测定法（enzyme linked immune sorbent assay，ELISA）、PCR检测结核分枝杆菌DNA等，但应用于临床还有待时日，笔者查阅相关文献，就TBM诊断技术取得的进展综述如下。

一、临床表现

TBM的临床表现无特异性，对李小波[4]收集西京医院2010年6月至2015年7月住院确诊的173例TBM患者的临床资料进行分析，头痛60.1%（104/173），发热55.5%（96/ 173），恶心、呕吐占19.9%（35/173），头晕5%（9/173），意识障碍4%（7/173），颅神经损害22.5%（39/173），少数患者继发癫痫10.4%（18/173），颈强直、克尼格征及布鲁津斯基征等脑膜刺激征阳性占所有病人27.7%（48/173）。Thwaites等[5]对越南143例TBM患者的临床表现进行了总结，发现TBM的常见症状有：头痛（50%～80%），发热（60%～95%），呕吐（30%～60%）等；常见的体征有：颈部抵抗（40%～80%），神志改变（30%～60%），颅神经损害（30%～50%），偏瘫（10%～20%）等。对比发现，TBM的典型临床症状是头痛、发热、恶心、呕吐，体征以颈强直、颅神经损害为主，但是其他中枢神经系统感染也会出现类似症状。单纯依靠临床表现不能确诊为TBM，因此需要通过其他更精准的检测方法来进行辅助诊断。

二、诊断技术

（一）影像学检查

常用的影像学检查方法为CT和MRI，其对患者基底池、鞍池或侧裂池狭窄与闭塞、脑结核瘤、脑梗死等的检出率较高，部分TBM患者头颅CT扫描可见脑膜炎渗出物呈明显强化，有绒毛、斑片、团块和环形强化等[6]。而MRI能更好的显示出脑干及周边的病变情况，可以检测出颅内不易发现的微小病变，检测灵敏度更高，能为临床诊断提供依据，特征性表现主要包括强化的脑膜炎症、脑膜增厚及脑实质中粟粒性结节的特殊信号改变，病灶多位于颅底，上述这些病理变化可以为TBM的早期确诊提供依据[7]。有学者对TBM患者的数据统计结果提示，CT平扫或增强扫描，阳性检出率为67.44%，MRI平扫或增强扫描，阳性检出率为82.56%[8]。因此应用MRI技术对TBM具有较高的阳性检测率，而且是三维成像，分辨率高，特异性敏感性均高于CT检测，优先选择MRI检测可对患者早期TBM给予及时诊断。

（二）脑脊液检测

1.脑脊液常规生化检查

大多数TBM患者脑脊液外观清亮，病理特征的改变包括细胞种类、数量以及糖、氯化物、蛋白含量的改变，细胞数量增多，白细胞计数一般（100～200）×106/l，部分患者可少于10×106/l或高于1 000×106/l，细胞种类早期大多以中性粒细胞升高为主，后期则以淋巴细胞为主。蛋白含量明显升高，一般在（0.45～3）g/l，氯化物降低，糖含量可降低或正常，95%的TBM患者脑脊液和血浆葡萄糖比值＜0.5，脑脊液和血糖检测可作为患者确诊的辅助手段[9]。巨立中等[10]等探索建立TBM早期诊断模型。得出TBM早期诊断的相关因素包括：头痛时间≥6 d、外周血白细胞计数＜14×109/l、脑脊液白细胞计数＜600×106/l、CSF中性粒细胞比例＜0.75。用这4个指标建立的TBM早期诊断模型对应的ROC曲线下面积为0.999（95% CI：0.998～1.000），它们具有较高的诊断价值。

2.脑脊液中腺苷脱氨酶检测

腺苷脱氨酶（adenosine deamianse，ADA）在淋巴组织尤其是活动性T淋巴细胞中水平增高，被认为是细胞免疫的标志物，当结核分枝杆菌侵入中枢神经系统，局部的细胞免疫被激活，T淋巴细胞分化和增殖，脑脊液中ADA活性增高，国内邹永红等[11]研究认为，ADA＞8 U/l是诊断TBM的阳性界限，其敏感性是57.2%，特异性是96.0%。Moghtaderia等[12]研究认为在TBM和非TBM中枢神经感染性疾病中，ADA均可增高，但TBM时ADA增高更显著。认为脑脊液中ADA＞10.5 U/l是诊断TBM的切分点，诊断TBM的敏感性是81%，特异性是86%。但是ADA不推荐作为TBM的常规诊断方法，因为这个检测方法还不够规范，而且ADA检测不能区分临床上有相似的神经疾病患者和HIV感染的TBM患者。

3.脑脊液中干扰素-γ检测

干扰素-γ是由结核杆菌活化的特异性Ⅰ型辅助性T细胞（helper T cellⅠ，Th1）产生的，在TBM的免疫保护中发挥重要的作用，当发生结核杆菌感染时，它会诱导巨噬细胞、粒细胞增殖分化，从而杀伤结核杆菌[13]。赵庆昌和王金兰[14]用ELISA法检测47例TBM患者脑脊中干扰素-γ表达水平，对TBM诊断的灵敏度100%，特异度96.20%，诊断符合率达98%，检测不同标本干扰素-γ水平对TBM诊断价值比较，所以干扰素-γ目前也被认为是TBM早期诊断的敏感指标。

4.脑脊液培养

诊断TBM的金标准为脑脊液中找到结核分支杆菌，但是脑脊液结核分枝杆菌培养阳性率约为20%，且培养时对于培养基要求高、耗时长（4～8周），不能用于临床指导[15]。东京都立保健科学大学微生物学系对100例疑似TBM患儿进行观察研究，利用BACTEC分枝杆菌生长指示管（mycobacteria growt indicator tube，MGIT）960系统进行脑脊液分析，结果为阳性者行一线抗结核药物敏感试验，并与基于临床特征的诊断结果对比，结果发现100份脑脊液标本中只有14份标本培养结果为阳性，提示基于临床特征的TBM诊断结果并不可靠；而MGIT960系统与脑脊液生化检查对TBM的诊断价值间差异无统计学意义（P=2.260），但与脑脊液细胞学检查对TBM的诊断价值间差异有统计学意义（P=0.001），提示MGIT960系统可作为一种快速有效的肺外结核诊断技术。此外，通过自动化系统radiometric Bactec 460、MB Bact和ESP II也可以快速得到诊断结果，但是由于其成本过高他们不适合作为常规诊断。最近研究发现，显微镜下观察药物敏感法提供了一个低成本而且迅速诊断的方法，其使用Middlebrook 7H9液体培养基，但是也受到了无菌条件的限制，暂时不能广泛应用于临床诊断。

5.脑脊液涂片

常规的抗酸染色法检出脑脊液中结核分枝杆菌常需要大量脑脊液标本，大约10～15 ml，但是儿童脑脊液总量就比较少，再取大量的脑脊液就比较困难，而且检测阳性率极低，从10%～60%不等[16]。之后，开发出一种改良抗酸染色法，针对结核杆菌为胞内寄生菌，采用细胞离心涂片及Triton破膜技术进行标本处理，只需要0.5 ml脑脊液，该方法不仅提高了细胞外结核杆菌阳性检出率，还能清晰显示中性粒细胞、单核细胞及淋巴细胞等细胞内结核杆菌，其较常规抗酸染色法更高效、更灵敏，显著提高脑脊液细胞内外结核杆菌的检出率，是一项方便而准确的TBM快速诊断技术。但是，该方法在被确立为一种早期诊断方法之前还是需要进行大量的重复研究。

（三）抗原抗体检测

抗体检测方法如ELISA、酶联免疫、免疫荧光法等是快速检测脑脊液中结核分支杆菌特异性抗体的方法，结核分枝杆菌特异性抗原检测的灵敏度和特异性分别为35%～95%和95%～100%[17]。但是抗体检测无法区分感染前的急性感染和交叉反应的问题，所以抗体和抗原检测不能作为TBM的常规诊断方法。

（四）聚合酶链式PCR反应

常规PCR也已用于结核分枝杆菌DNA的检测，其敏感性为31%～100%，特异性为66%～100%[18]。但是脑脊液中结核分枝杆菌量少且脑脊液中存在扩增抑制剂标本是目前该技术所面临的重要挑战。此外，结核分枝杆菌的细胞壁有一个不透水的复杂结构使细胞溶解困难，从而导致细胞质量差、核酸产量低，用Triton X-100处理后，进行DNA提取，可以从结核分枝杆菌中高效分离出核酸，提高核酸产量用于PCR检测[19]。

通过对传统PCR法改进后，也被用来检测TBM，巢式PCR旨在提高扩增效率和降低非特异性扩增产物，相比常规PCR有较高的敏感性和特异性，介于90%～100%，灵敏度约是传统PCR检测方法的1 000～1 0000倍，巢式PCR也与实时荧光定量PCR（real-time PCR，RT-PCR）相结合进行检测，RT-PCR是在常规PCR的基础上，加入荧光探针，巧妙地把核酸扩增、杂交及光谱技术结合在一起。整个过程在单管中进行，不需打开管盖，基本杜绝了PCR产物对实验室的污染，RT-PCR的实时监控，有效地解决了传统定量只能终点检测的局限性[20]。通过对每个样品Ct值的计算，根据标准曲线获得定量结果。杨柳等[21]分别采用涂片法、RT-PCR法对TBM、疑似TBM以及非TBM患者的脑脊液标本进行检测，并对检测结果进行比较分析。结果涂片法共检出10例阳性，其中TBM 7例（70.00%），疑似TBM 3例（30.00%）；RT-PCR法共检出46例阳性，其中TBM 31例（67.39%），疑似TBM 15例（32.61%）。对TBM患者检测，涂片法阳性率（12.28%）低于RT-PCR法阳性率（54.39%），差异有统计学意义（P＜0.05）；对疑似TBM患者检测，涂片法阳性率（2.91%）低于RT-PCR法阳性率（14.56%），差异有统计学意义（P＜0.05）；脑脊液涂片法检测TBM的灵敏度为12.28%，漏诊率为87.72%，RT-PCR法检测的灵敏度为54.39%，漏诊率为45.61%，差异有统计学意义（P＜0.05）。所以RT-PCR法诊断TBM具有灵敏度好、准确度高的特点。虽然巢式PCR和RT-PCR检测有较高的敏感性和特异性，但这些检测方法很少被用于诊断TBM，不仅费时费力，而且需要高成本和先进的实验设备。

（五）GeneXpert MTB/RIF系统检测

GeneXpert MTB/RIF系统是一项完全自动化，保证样品不受污染，自动进行核酸扩增，和实时荧光定量PCR的综合技术[22]。GeneXpert MTB/RIF系统在痰标本中对结核分枝杆菌的检测已被世界卫生组织承认，但其诊断价值对于非呼吸系统结核病的检测不确定[23]。一项meta分析表明GeneXpert对于肺外结核检测的敏感性随着样本的不同而不同，其对于TBM检测的敏感性处于中等水平[24]。Nhu等[25]研究发现，GeneXpert MTB/RIF对于TBM诊断的敏感性低于涂片和培养（59.3%vs 78.6%and 66.5%），但是大部分研究认为GeneXpert MTB/RIF对于TBM的诊断还是必要的。

三、展望

TBM不能单纯依靠一种方法来确诊，须结合不同的方面综合诊断。影像学检查是临床上检查疾病的一种非常重要的检测手段，包括X线、CT、MRI、超声、核医学等，其中MRI、CT对TBM的诊断意义重大且无创伤，MRI比CT有更高的TBM阳性检出率。脑脊液涂片及培养是诊断中枢神经系统结核的常用检查方法，因其诊断过程复杂、耗时，诊断TBM的灵敏度较低，只作为TBM的辅助诊断依据。

脑脊液细菌学检查出结核分枝杆菌仍是诊断TBM的“金标准”，但脑脊液涂片和培养阳性检出率低，培养周期长，改良抗酸染色法及MGIT 960系统对传统脑脊液涂片方法有所改进，针对结核杆菌为胞内寄生菌，通过脑脊液玻片离心沉淀法保留细胞的完整性，并在萋尼染色同时使用去垢剂Triton提高细胞膜通透性，从而显著提高脑脊液细胞内外结核杆菌的检出率，敏感度更高[26]。

脑脊液中血清ADA、干扰素-γ等生化指标检测是近年来研究的热点，对诊断TBM也有一定帮助。但是ADA检测不能将HIV感染的TBM患者与有神经系统疾病的患者区分开。抗原抗体检测法虽然简便快速，灵敏度和特异性也比较高，但是抗体检测无法区分感染前的急性感染和交叉反应的问题，对TBM的诊断有局限性，限制了其在临床上的应用。

目前PCR技术已非常成熟，且应用广泛，检测脑脊液中的结核杆菌特异性接近90%，且灵敏度高，但核酸扩增过程中可能产生假阳性、价格昂贵，所以诊断具有一定局限性，尚未用于临床诊断。而GeneXpert MTB/RIF系统刚好弥补了这一缺陷，其操作简单，完全自动化，能使样品不受污染，避免了假阳性的出现，可以自动核酸扩增，进行RT-PCR，提高了灵敏度、特异性，是比较有前景的一种TBM早期诊断方法。

改进的巢式PCR可以提高扩增效率和降低非特异性扩增产物，相比常规PCR有较高的敏感性和特异性，结合RTPCR法，在常规PCR的基础上，加入荧光探针，把核酸扩增、杂交及光谱技术结合在一起，对诊断TBM具有灵敏度高、特异性强、重复性好的特点。

综上所述，随着对TBM诊断方法的不断深入研究，诊断技术水平不断提高，TBM的诊断有了进一步发展，但仍然缺乏一种简单、快捷、经济、可靠的实验室诊断技术，目前，TBM发病的具体分子机制尚不清楚，可以先研究其致病机制，从分子机制方面入手来进一步探究灵敏度高、特异性强的诊断技术，也可以开发新的疫苗防止结核分枝杆菌感染。

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Progress in early diagnosis of tuberculous meningitis

Chang Lu,Xu Yongming.Graduate School, Shanxi Medical University,Taiyuan 030001,China

Xu Yongming,Email:xym.2008.cool@163.com

Tuberculous meningitis(TBM)is caused by Mycobacterium tuberculosis meningitis inflammation occurred non suppurative,about the human body tuberculosis accounted for 1%,it can lead to serious central nervous system disease,its mortality and high morbidity and increased year by year. The incidence of children with poor resistance was higher than that of adults,and the mortality rate of children with TBM complicated with HIV infection was very high.Not only that,the pathogenesis of TBM is unclear,no abnormal disease early diagnosis,backward technology,so often leads to misdiagnosis,causing no timely treatment for anti nuclear and delay treatment.To this end,to seek more advanced TBM early diagnosis methods for clinical treatment and improve the prognosis of patients.In this paper,the early diagnosis methods of TBM in recent years are described.

Tuberculous meningitis;Diagnosis;Early

2017-04-17）

（本文编辑:张丽）

10.3877/cma.j.issn.2095-9141.2017.04.014

030001太原，山西医科大学研究生院

徐勇明，Email：xym.2008.cool@163.com

常璐,徐勇明.结核性脑膜炎早期诊断的研究进展[J/CD].中华神经创伤外科电子杂志,2017,3(4):243-246.