李晶晶 闫铄 薛明 魏连贵 吕志彬 谢汝明
据统计,AIDS并发结核感染患者(包括接受抗逆转录病毒治疗的AIDS患者)的比率是单一结核感染患者的1~27倍[1]。全球有1/3的AIDS患者并发结核感染,在发展中国家50% 的HIV和MTB双重感染者会发展成为活动性结核病,是导致AIDS患者相关死亡的主要原因[2]。AIDS患者并发中枢神经系统结核感染的发病率高,仅次于肺结核及淋巴结结核[3]。AIDS患者并发颅内结核的诊断困难,与AIDS并发其他颅内感染及淋巴瘤等不易鉴别,容易延误治疗,造成患者预后差。笔者回顾性分析了近4年来确诊的46例AIDS并发颅内结核患者的临床资料,重点分析其磁共振成像(MRI)表现及其与CD4+T淋巴细胞计数的关系,发现并总结其特点,为临床早期诊断提供一定参考。
1.患者一般情况:搜集2014年1月至2017年12月首都医科大学附属北京地坛医院收治的AIDS并发颅内结核患者46例,均具备完整的MRI资料。其中男44例,女2例;年龄8~63岁,平均(32.7±7.6)岁。所有患者血液HIV抗体检测初筛及确诊实验均为阳性,患者临床表现和体征均符合《艾滋病诊疗指南》(2011版)[4]的标准;且临床均确诊为颅内结核,其中2例颅内病变切除术病理组织活检确诊,2例颅内病变穿刺病理组织活检确诊,余42例均经临床综合诊断确诊。排除AIDS并发其他颅内感染或诊断不明确患者。
2.观察指标:(1)根据2015年《颅内结核影像学分型专家共识》[5],将AIDS并发颅内结核病变分布分为脑实质型、脑膜型及混合型。为突出病灶的特点本研究将混合型患者中以脑实质为主者并入脑实质型患者中,将脑膜型为主者并入脑膜型患者中讨论。共计脑实质型患者35例,脑膜型11例。观察2种类型患者MRI特点及与CD4+T淋巴细胞计数的关系。(2)观察CD4+T淋巴细胞计数<100个/μl和≥100个/μl的患者间病变的分布、大小、强化方式、并发其他部位结核等的差异。(3)根据文献[5]将病灶按直径大小分为<3 mm、3~5 mm和>5 mm,观察CD4+T淋巴细胞计数与病变大小、与MR增强扫描强化方式(点状、环形)之间的差异是否有统计学意义。
3.检查方法及扫描参数:采用西门子1.5 T AVANTO MR仪对患者病变部位进行MR扫描检查。行轴面、矢状面、冠状面扫描,自旋回波T1WI[重复时间(TR)550 ms,回波时间(TE)9 ms]和T2WI(TR 5000 ms,TE 87 ms),层厚5 mm,层间距1.0 mm;视野(FOV)24 cm×24 cm。随后行弥散加权成像-回波平面成像(DWI-EPI),扫描参数为TR=3800 ms,TE=90 ms,2个弥散强度系数(b值)分别为0 s/mm2和1000 s/mm2,矩阵 192×192,FOV 24 cm×24 cm,层厚 5 mm。患者均行MR增强扫描,经肘静脉或手背静脉团注拜耳药业对比剂钆喷酸葡胺,根据体质量,用量为0.2 ml/kg,注射流速为1.5~2.0 ml/s。
4.统计学处理:应用SPSS 17.0软件进行统计分析。两组间CD4+T淋巴细胞计数为偏态分布计量资料,用中位数(M)[四分位数(P25,P75)]表示,采用Mann-Whitney检验;所有患者病变部位的分布、大小、强化方式、并发其他部位结核等为计数资料,采用χ2检验,对于理论频数<5的数值采用Fisher精确概率检验,均以P<0.05为差异有统计学意义。
1.AIDS并发颅内结核患者的CD4+T淋巴细胞计数情况:46例AIDS并发颅内结核患者中,脑实质型结核患者的CD4+T淋巴细胞计数[47(20.5,131.5)个/μl]低于脑膜型结核[153(130.5,228.5)个/μl],经Mann-Whitney检验,差异有统计学意义(Z=-2.37,P=0.018)。
2.AIDS并发脑实质结核的MRI表现:共35例脑实质结核,其中大脑皮层下31例,小脑23例,基底节21例,脑干7例(表1);以CD4+T淋巴细胞计数统计,计数<100个/μl的患者,分布以皮层下为主。<5 mm病变以点状强化为主,MRI表现可见病变呈点状T1WI稍低信号,T2WI稍高信号;弥散加权成像(DWI)(b=1000)可见12例病变呈稍高信号,23例病变呈等或低信号,其中15例病变周围伴水肿。>5 mm病变以环形强化病变为主,12例T1WI病变中心呈低/等/稍高信号,病变边缘呈环形低/等信号环;15例T2WI病变中心呈稍低/等/稍高信号,周围呈低/等/高信号环;15例患者病变周围伴水肿,22例增强扫描呈环形强化。
典型手术患者1:左额叶多发环形病灶,T1WI呈中心低信号、周围等信号环(图1);T2WI呈中心高信号、周围稍低信号环,病变周围可见片状水肿(图2);DWI(b=1000)病变呈高信号,壁呈稍低信号(图3);增强扫描病灶呈环形强化,多个病灶簇集状分布(图4,5);左额叶皮层下病变手术切除病变行病理检查:显示病变边缘大量炎性细胞浸润,中心灶性干酪样坏死(图6)。
典型手术患者2:病灶位于左侧小脑半球,在T1WI呈不均匀稍低信号,内见灶性等或稍高信号;T2WI呈不均匀低信号,内见灶性高信号;DWI呈不均匀低信号,病灶内呈灶性稍高信号;增强扫描呈不均匀环形强化;病理上大量炎性细胞浸润,组织细胞增生,见多灶性干酪样坏死。
当CD4+T细胞计数<100个/μl时,病变分布以大脑皮层下为主,部分小环形强化病灶呈簇集状分布(图7,8)。
3.AIDS并发脑膜结核的MRI表现:脑膜结核以CD4+T淋巴细胞计数≥100个/μl患者组为主;11例脑膜结核患者的病变分布,其中9例以基底池脑膜为主,7例外侧裂池、7例脑沟周围不均匀增厚伴强化(表1)。MR增强T1WI轴面和冠状面扫描,可见基底池及环池脑膜增厚强化(图9,10);增强T1WI轴面和冠状面扫描,可见基底池脑膜增厚强化,伴多发环形强化的结核瘤(图11,12)。
4.不同CD4+T淋巴细胞计数与病变分布的关系:21例CD4+T淋巴细胞计数≥100个/μl患者在病灶分布上(脑实质12例,占26.0%; 脑膜9例,占19.6%)与25例<100个/μl的患者(脑实质22例,占50.0%;脑膜2例,占4.3%)进行比较,差异有统计学意义(χ2=7.62,P=0.006),且簇集状分布于脑实质[17.4%(8/46)]较脑膜[21.7%(10/46)]差异有统计学意义(χ2=4.13,P=0.042)。在病变分布方面,CD4+T淋巴细胞计数≥100个/μl患者易累及基底池、外侧裂池和脑沟,而<100个/μl患者更容易分布于大脑皮层下,差异均有统计学意义(Fisher精确概率检验,P值分别为0.001、0.008和0.008、0.037),见表1。
5.不同CD4+T淋巴细胞计数与脑实质结核病灶直径及强化方式的关系:35例脑实质结核患者中不同CD4+T淋巴细胞计数与病灶直径及强化方式的关系,见表2。
表1 不同CD4+T淋巴细胞计数在46例AIDS并发颅内结核患者中的病变部位分布
注括号外数值为“患者例数”,括号内数值为“发生率(%)”;a:理论频数<5的数值采用Fisher精确概率检验
图1~6 患者,男,63岁。CD4+T淋巴细胞计数31个/μl,AIDS并发颅内结核。MRI可见颅内多发环形病灶。图1为T1WI,呈中心低信号、周围等信号环;图2为T2WI,呈中心高信号、周围稍低信号环,病变周围可见片状水肿;图3为DWI(b=1000),病灶呈高信号,壁呈稍低信号;图4,5为MR增强扫描,病灶呈环形强化,多个病灶呈簇集状分布;图6为左额叶皮层下病变手术切除标本的病理切片(HE染色 ×40),显示病变边缘大量炎性细胞浸润,组织细胞增生,中心灶性干酪样坏死
图7,8 患者,男,33岁。CD4+T淋巴细胞计数8个/μl,MR增强T1WI轴面和冠状面扫描,病变分布以脑实质内皮层下为主,部分小环形强化病灶呈簇集状分布,脑膜未见异常强化 图9,10 患者,男,29岁。CD4+T淋巴细胞计数166个/μl,MR增强T1WI轴面和冠状面扫描,可见基底池及环池脑膜增厚强化 图11,12 患者,男,25岁。CD4+T淋巴细胞计数240个/μl,MR增强T1WI轴面和冠状面扫描,基底池脑膜增厚强化,伴多发环形强化的结核瘤
CD4+T淋巴细胞计数病变直径强化方式<3mm3~5mm>5mm点状强化环形强化<100个/μl15(42.8)17(48.6)18(51.4)18(51.4)15(42.8)≥100个/μl7(20.0)12(34.2)10(28.6)9(25.7)14(40.0)χ2值0.940.413.81--P值0.3320.5240.5200.478a0.057a
注括号外数值为“患者例数”,括号内数值为“比率(%)”;a:理论频数<5的数值采用Fisher精确概率检验
表3 不同CD4+T淋巴细胞计数在46例并发其他部位结核患者中的分布
注括号外数值为“患者例数”,括号内数值为“比率(%)”;a:理论频数<5的数值采用Fisher精确概率检验
6.不同病灶直径在脑实质结核患者中的病灶个数与强化形式间的关系:共计289个病灶,发现直径3~5 mm的病灶有136个(47.1%)呈点状强化,59个(20.4%)呈环形强化;直径>5 mm的病灶有5个(1.7%)呈点状强化,89个(30.8%)呈环形强化。不同病灶直径间强化形式比较,差异有统计学意义(χ2=105.36,P<0.001)。
7.并发其他部位结核:不同CD4+T淋巴细胞计数在46例并发其他部位结核患者中的分布情况见表3。
HIV破坏机体的CD4+T淋巴细胞,导致机体产生免疫缺陷从而易并发各种机会性感染。CD4+T淋巴细胞计数可反映HIV感染与AIDS患者疾病的严重程度,CD4+T淋巴细胞计数越少,并发肺结核的影像表现越复杂多样,典型肺结核征象减少[6]。AIDS并发结核感染易发生致死率较高的颅内结核,本研究通过总结AIDS并发颅内结核的MR表现及其与CD4+T淋巴细胞计数的关系,总结其特点,为临床早诊断、早治疗、改善患者的预后提供一定的参考。
本研究结果显示,脑实质型结核患者的CD4+T淋巴细胞计数[47(20.5,131.5)个/μl]明显低于脑膜型结核[153(130.5,228.5)个/μl]患者,差异有统计学意义(Z=-2.37,P=0.018),提示当CD4+T淋巴细胞计数<100个/μl时,以脑实质型结核为主,皮髓质交界区及脑室周围常见,病变直径多<1.0 cm,这与赵丽萍等[7]、过丽芳等[8]的研究结果类似,是结核病变血行播散性改变的特点之一。部分患者随着抗逆转录病毒(HAART)治疗,免疫重建,当CD4+T淋巴细胞计数升高至≥100个/μl时,可以出现基底池脑膜强化,以脑膜型结核为主,即基底池狭窄或闭塞,增强扫描可见脑膜呈不规则线样、结节状或环状强化,鞍上池亦容易受累,其次为环池和侧裂池[9];本研究与上述研究一致。
本研究脑实质和脑膜结核患者的病灶均易呈簇集状分布,且脑实质[17.4%(8/46)]较脑膜[21.7%(10/46)]差异有统计学意义(χ2=4.13,P=0.042)。在病变分布方面,CD4+T淋巴细胞计数≥100个/μl的患者易累及基底池、外侧裂池和脑沟,而<100个/μl的患者更容易分布于大脑皮层下,差异均有统计学意义(Fisher精确概率检验,P值分别为0.001、0.008和0.008、0.037),与Meya等[10]的研究一致;其机制为颅内结核是粟粒性结核播散至脑膜及脑皮质内出现的结核病灶,可由室管膜及软脑膜下的结核结节破裂进入脑脊液当中,引起机体的免疫反应,从而在脑干及小脑周围形成结节状渗出。因AIDS患者CD4+T淋巴细胞计数明显低下,自身免疫反应降低,导致脑干及脑膜周围渗出减少,脑膜强化较正常患者明显减少。
脑实质结核MR信号多变,本研究按照病灶大小统计脑实质结核患者所有病灶个数和强化方式的关系,发现病变直径3~5 mm(136个病灶,47.1%)时呈点状强化,>5 mm(89个病灶,30.8%)时呈环形强化,差异有统计学意义(χ2=105.36,P<0.001)。说明病灶越大,越容易发生干酪样坏死,从而表现为环形强化。另外,以CD4+T淋巴细胞计数统计病灶直径及强化方式的差异均无统计学意义(P值均>0.05),说明病灶直径的高低与病变的强化方式无明确关系。提示直径<5 mm的病灶呈点状强化,T1WI呈等或稍低信号,T2WI稍高信号;直径>5 mm的病灶呈环形强化,T1WI病灶中心呈低/等/稍高信号,病灶边缘呈环形低或等信号环;T2WI病灶中心呈稍低/等/稍高信号,周围呈低/等/高信号环,在一定程度上支持了“直径>5 mm的结节诊断为结核瘤”[5]的概念,且与其他学者所得结论类似[8-11],推测可能与病灶较大易发生干酪样坏死,使病灶呈环形强化有关。
环形病变表现为T1WI病灶中心呈低信号,肉芽肿环呈等信号或略高信号,周围可见低信号水肿区;T2WI上,当干酪样坏死(未液化的凝固性坏死)的中心表现为低信号时,肉芽肿环为高信号,周围可见高信号水肿区;当干酪样坏死中心(液化的干酪样坏死)为高信号时,肉芽肿的环则表现为低信号,外周被高信号的水肿区包绕,增强扫描为环形强化。本研究中2例脑实质结核患者均行手术切除病灶,T1WI均呈低信号,T2WI呈低或高信号,DWI(b=1000)呈相应低或高信号,与组织病理成分相关,即:以炎性浸润为主时,T2WI呈高信号;以干酪样坏死为主时,T2WI呈低信号;增强扫描均呈环形强化,在组织病理上强化的部分为炎性肉芽肿性改变[11]。
本研究显示,以CD4+T淋巴细胞计数分析46例患者并发其他部位结核的关系,如血行播散性肺结核、继发性肺结核、淋巴结结核等方面差异均无统计学意义,可能和本研究患者例数较少有关系,这也是本研究的不足,得出的结论可能存在偏倚,下一步将扩大样本量做进一步研究。
AIDS并发颅内结核MRI表现缺乏特征性,需要与以下疾病进行鉴别:
1.弓形体感染:弓形体是AIDS患者较常并发的机会性感染之一,中枢神经系统是其最主要的感染器官。弓形体颅内感染多见于脑皮层下,MR表现为多发病灶,病灶分布弥漫,多位于脑叶皮-髓质交界区,MR增强扫描病变呈环形强化,与颅内结核区分困难。典型MRI表现,在T2WI上呈靶征,即外周低信号环,壁稍高信号,病灶内部呈现不均匀低信号的结节;病变周围水肿范围广泛,病变增强亦可见靶征,其环形增强的病变囊壁张力较颅内结核低[12-13]。临床上脑脊液或血弓形体IgG检测对疾病诊断有提示意义,临床症状好转及病变周围水肿减轻的治疗周期较短,多在治疗后7~10 d明显好转,如果治疗后好转不明显应考虑是否并发其他感染。
2.隐球菌脑病:隐球菌脑炎或脑膜炎是AIDS患者常见的一种机会性感染,鸽粪被认为是最重要的传染源。隐球菌感染主要侵犯中枢神经系统,预后差,死亡率高[14]。发病部位多位于基底节及侧脑室周围。MR 常见征象是基底节区VR 间隙(Virchow-Robin spaces) 扩大;弥散受限的胶样假性囊肿;可继发脑室扩张或脑积液。隐球菌脑膜炎多发生在额、顶、颞叶的脑膜增厚强化,邻近脑组织水肿[15]。本病有特征性的发病部位及较典型的表现,且脑脊液新隐球菌抗原阳性率及诊断准确率高,较容易与颅内结核区分。
3.细菌性脑脓肿:幕上多见,常见致病菌为金黄色葡萄球菌、链球菌和肺炎球菌等,感染途径主要有邻近感染向颅内蔓延,血源性感染,外伤及术后所致等。脓肿壁的内层为炎症细胞带,中层为肉芽和纤维组织,外层是神经胶质层。MRI的典型表现为T1WI脓腔及周围水肿呈低信号,脓肿壁呈等信号;T2WI脓腔及其周围水肿呈高信号,脓壁呈等或低信号;DWI(b=1000)病变中心呈高信号。增强扫描脓肿壁呈明显强化。颅内结核的MRI信号与病变的进程有关,信号较复杂,不典型病变与细菌性脑脓肿鉴别较困难。
综上,AIDS患者CD4+T淋巴细胞计数明显降低,容易并发各种中枢神经系统机会性感染,其临床表现及实验室检查缺乏特异性。MR检查能提示不同颅内感染的影像特点,其特征性表现与AIDS并发脑结核患者的CD4+T淋巴细胞计数密切相关,通过仔细分析,可对AIDS并发脑结核进行早期诊断及早期治疗,从而改善患者的预后。
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