儿童不同病原菌所致化脓性脑膜炎的影像学特征

赵莹莹 刘佳佳 张家伟 叶 平 刘岭岭 雷 婷 陈志强*

化脓性脑膜炎是世界范围内危害人体健康的严重的中枢神经系统炎性病变，发病率和死亡率都很高，儿童尤其是婴幼儿免疫防御功能较弱，病原菌易通过血脑屏障到达脑膜而形成脑膜炎。由于早期不规范治疗及抗生素的广泛应用，致脑膜炎临床表现及实验室检查越来越不典型，而脑膜炎病情急、进展快、致残率高、后遗症多，早期准确诊断和治疗对于避免造成长期脑损害至关重要。颅脑MRI作为一种无创且精细的检查方法，越来越广泛地运用于脑膜炎的诊断，可动态监测患儿病情进展。很多病原体引起的脑膜炎在影像学上无特异性表现，但仍有部分具有一定的特征性。本研究试图从病原菌的角度来寻找不同病原菌性化脑的特征性影像学改变，这将有助于放射科医生区别病原体，尤其是血液和脑脊液培养阴性者，从而为临床诊断提供一定的帮助。

方 法

1.一般资料

选取2011年1月至2017年12月在本院确诊为化脑并且行颅脑MRI检查的123例患儿为研究对象。纳入标准：①具有脑膜炎的典型临床特征；②脑脊液和/或血液培养出病原菌。排除标准：儿童病毒性脑膜炎、真菌性脑膜炎、结核性脑膜炎、人类免疫缺陷病毒感染、免疫抑制治疗及诊断不明确者。

2.方法

由一位低年资和一位高年资神经放射学医生在无临床数据且未参与原始读片的前提下独立评估，对疑难病例讨论并确定最终诊断。若在同一住院期间行多次/多种颅脑影像学检查，则对最初诊断脑膜炎的MRI图像进行评估，对进展性或新的并发症进行回顾性研究。

3.统计学处理

采用SPSS 22.0 软件进行统计分析。本组资料采用卡方检验，P＜0.05为差异有统计学意义。

结 果

1.一般资料

共有123名患儿纳入到本研究中。其中，男78例（63.4%），女45例（36.6%），男女比例为1.75：1；患儿首次MRI检查时的年龄为0～14岁，中位数为5.1个月，1岁以内患儿90例（73.2%）。

2.病原学结果

根据脑脊液培养阳性105例，血培养阳性31例，脑脊液和血培养阳性13例。最常见的致病菌是肺炎链球菌（35/123，28.5%）、大肠埃希菌（26/123，21.1%）和葡萄球菌（27/123，22.0%）。其他细菌包括流感嗜血杆菌6例、粪/屎肠球菌5例，微球菌属、阴沟肠杆菌、棒状杆菌、羊种布鲁菌及鲍曼不动杆菌各3例，肺炎克雷伯菌、李斯特菌及脑膜炎奈瑟菌各2例，嗜水气单胞菌、侵肺巴斯德菌、沙雷菌各1例。由于各组病例较少，将相同菌属的归为一组。所有化脑患儿的病原菌分布及影像学表现（表1）。

3.影像学特征

123例患儿颅脑MRI中有74例异常（60.2%），其中80例患儿行增强检查。软脑膜强化(57.5%，46/80)是最常见的影像学表现，不同致病菌之间差异无统计学意义。硬膜下积液（33.3%）、脑炎(21.2%)、脑梗死/软化灶(17.9%)、脑积水(16.3%)、硬膜下积脓(11.4%)是其常见并发症，室管膜炎（4.0%）及脑出血(8.1%)较少见。在20例脑积水患儿中，45.0%(9/20)由肠杆菌引起，链球菌及葡萄球菌各20.0%（4/20），流感嗜血杆菌、屎肠球菌、沙雷菌各5.0%(1/20)。22例合并脑梗死/软化灶的患儿，分别为链球菌12/22(54.5%)、大肠杆菌5/22（22.7%）、流感嗜血杆菌3/22(13.6%)、葡萄球菌2/22（9.1%）。26例脑组织异常信号患儿中，19/26（73.1%）为斑点状或斑片状异常信号/密度，7/26（26.9%）为大片广泛异常信号，分别为流感嗜血杆菌3/7（42.9%），肺炎链球菌、大肠埃希菌、屎肠球菌及金葡菌各1/7（14.3%）（图1～4）。

表1 123例化脑患儿病原菌分布及影像学表现

图1 女，7个月，肺炎链球菌性脑膜炎。 A.T1WI；B.T2WI；C.DWI；D.增强T1WI。右侧额颞叶及双侧枕叶脑梗死，增强柔脑膜广泛增厚、强化，左侧基底节异常信号，双侧额颞部硬膜下积液。

图2 男，11天，大肠埃希菌性脑膜炎。 A.T1WI；B.T2WI；C.DWI；D.增强T1WI。双侧额颞枕顶叶部分脑回肿胀，幕上脑室扩张、积水，双侧侧脑室周围软化灶形成，增强柔脑膜广泛增厚、强化，室管膜强化。

图3 男，239天，流感嗜血杆菌性脑膜炎。 A.T1WI；B.T2WI；C.DWI；D.增强T1WI。双侧额颞叶广泛异常信号灶，增强扫描双侧额颞叶呈脑回状强化，双侧额颞部少量硬膜下积脓，左侧侧脑室后角少量积脓。

图4 男，13岁，沙雷菌性脑膜炎。A.T1WI；B.T2WI；C.DWI；D.增强T1WI。右侧额叶、枕叶及纵裂内多发脑脓肿。45天后复查增强示脑膜及病灶边缘明显强化，右枕叶脓肿消退、右额叶病灶缩小，左枕叶新发脑脓肿。

讨 论

肺炎链球菌、流感嗜血杆菌、脑膜炎奈瑟菌和大肠杆菌是细菌性脑膜炎最常见的嗜神经电位性致病菌[1]，因此，在世界范围内，这4种细菌就成为儿童化脑的主要病原体，占儿童化脑的90%[2]。随着疫苗的逐渐推广，化脑的发病率明显下降、整体预后改善，但仍有较高的发病率（34.0/10万）和病死率（14.4%）[2]，尤其是5岁以下的儿童。并且，化脑的流行特点也在变化着，国内的一项流行病学调查发现，最常见的致病菌为脑膜炎双球菌及肺炎链球菌，流感嗜血杆菌较少见[3]。蒋鸿超等[4]报道的116 株菌株中最常见的病原体也是肺炎链球菌，但未检出流感嗜血杆菌和脑膜炎双球菌。本研究中最常见的致病菌是肺炎链球菌、葡萄球菌及大肠埃希菌，仅6例流感嗜血杆菌及2例奈瑟菌，这与上述报道较一致。

肺炎链球菌是本研究中最常见的致病菌，也是导致神经系统后遗症的主要病原菌。一项Meta分析显示，脑膜炎患者所致的长期后遗症在肺炎球菌中尤为常见[5]。在本研究中，72%的肺炎链球菌性脑膜炎至少有一个并发症，在其他的研究中也证实了这一点[6]。该菌比其他细菌具有更强的致病能力，这是由于肺炎球菌的特殊毒力因子——荚膜所致[7]。荚膜是肺炎链球菌毒力的主要决定因素，是细胞壁外的一层胶状物，荚膜多糖可以保护肺炎链球菌不被中性粒细胞吞噬，并影响细菌与上皮细胞的黏附。据估计，肺炎球菌性脑膜炎病死率高达16%～37%，幸存者中30%～52%可能发生神经系统后遗症，造成严重的疾病负担[7]。在我们的研究中，多中心性梗死具有特异性，34.3%(12/35)的链球菌脑膜炎患者中至少有一个梗死灶，绝大多数患者(10/12)有多个血管区的多发性和/或汇合性梗死。Jaremko等也曾报道，多灶性梗死是链球菌性脑膜炎典型的影像学表现，很少见于其他致病菌[8]。Jorens等也有类似的发现，作者推测可能是小血管炎或脑炎引起[9]，另有研究显示由肺炎链球菌所致的脑膜炎更易发生脑卒中[10]。此外，链球菌性脑膜炎患儿易出现硬膜下积液，但积脓较少见，这与Gendelman等[11]报道较一致。

有研究发现革兰阴性菌如大肠埃希菌引起的脑膜炎发病率和死亡率都很高，可导致严重的脑组织坏死、脑室炎及脑脓肿，预后差，常遗留神经系统后遗症[12]。可能是由于大肠埃希菌的致病因子多糖荚膜K1抗原有抗吞噬、抗抗体及抗补体作用，毒力强且机体较难清除。在我们的研究中，脑室扩张、脑室炎及出血在大肠杆菌性脑膜炎中较链球菌性脑膜炎常见。大肠杆菌性脑膜炎硬膜下积液不常见，但硬膜下积脓较常见，可能是因为大肠埃希菌产生脂多糖后诱导单核细胞、巨噬细胞产生大量细胞因子作用于脑血管内皮细胞，致血脑屏障通透性增高，各种白细胞及蛋白质大量渗入脑脊液中，导致脑室内或硬膜下积脓。Jaremko等也曾报道大肠杆菌性脑膜炎患儿似乎更易出现脑积水/积脓及室管膜炎[8]。此外，大肠埃希菌性脑膜炎梗死的发生率明显低于链球菌性脑膜炎，与链球菌导致的典型的广泛性梗死不同，3/5例大肠杆菌脑膜炎梗死的患者只有一个脑膜炎直接相邻的小面积梗死灶。因此，在我们的研究中，脑膜炎合并脑积水/积脓、脑室炎的最有可能是由于大肠杆菌所致。

流感嗜血杆菌曾经是小儿脑膜炎的主要病因，但自从Hib疫苗使用以来流感嗜血杆菌引起的儿童化脑就少见了，到目前为止较少有相关报道。流感嗜血杆菌性脑膜炎病情重、并发症多，但不易复发，其机制尚未阐明。Persidsky曾指出流感嗜血杆菌及肺炎球菌易出现硬膜下积液[11]，通常是由硬膜下静脉炎导致。Vinchon也指出流感嗜血杆菌是引起硬膜下积液和积脓的常见细菌[13]。本研究结果与以往的研究结果一致，5/6例流感嗜血杆菌性脑膜炎出现硬膜下积液，3/6例出现硬膜下积脓。此外，Centeno等还发现流感嗜血杆菌性脑膜炎易广泛累及脑组织，这是其另一特征性表现，作者认为其潜在机制是静脉阻塞而导致的脑坏死[14]。在本研究中，3/6例出现脑实质广泛异常信号灶，与上述描述一致。因此，本研究中出现硬膜下积液/积脓并脑组织广泛异常信号/密度，提示流感嗜血杆菌感染。其他致病菌如肠杆菌及沙雷氏菌可能与多发脑脓肿形成有关[15]，本研究1例沙雷菌性脑膜炎，MRI上显示脑实质及纵裂内多发脑脓肿符合上述文献报道。葡萄球菌所致脑膜炎虽常见，但其影像学无特征性，因此未作详细解释。

影像学所见异常可能是由特定细菌引起，认识到某一致病菌性脑膜炎的特征性表现，可以帮助医生诊断并影响早期治疗。在我们的研究中，脑膜炎合并多发性梗死提示链球菌病因，而脑室炎、脑积水和积脓提示大肠杆菌，硬膜下积液/积脓并脑组织广泛异常信号/密度提示流感嗜血杆菌感染，多发大面积的实质脓肿提示沙雷菌。这些影像学改变有一定的独特性，但要确定其具体程度，仍需进行更大规模前瞻性研究。