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王佳偉主任醫(yī)師 北京同仁醫(yī)院 神經(jīng)內(nèi)科 中國現(xiàn)代神經(jīng)疾病雜志2013年2月第13卷第2期Chin J Contemp Neurol Neurosurg, February 2013, Vol. 13, No. 2中樞神經(jīng)系統(tǒng)感染性疾病腦脊液檢查的臨床應(yīng)用王佳偉 宋兆慧doi：10.3969/j.issn.16726731.2013.02.001作者單位：100050 首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京友誼醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科通訊作者：王佳偉（Email：wangjw2000@yahoo.com.cn）【關(guān)鍵詞】中樞神經(jīng)系統(tǒng)感染； 腦脊髓液； 微生物學(xué)技術(shù)； 聚合酶鏈反應(yīng)； 綜述 目前，對(duì)于中樞神經(jīng)系統(tǒng)感染性疾病的診斷仍需依賴腦脊液檢查結(jié)果，尤其是病原微生物的檢查結(jié)果。不同炎癥反應(yīng)（包括細(xì)菌性、病毒性、肉芽腫性）腦脊液成分特點(diǎn)不同。一般病原微生物培養(yǎng)最具特異性但敏感性較低，實(shí)際上，大多數(shù)病毒、寄生蟲、真菌和慢性細(xì)菌性中樞神經(jīng)系統(tǒng)感染其腦脊液培養(yǎng)常為陰性。血清病原抗體陽性僅能證明體內(nèi)存在病原微生物感染，唯有腦脊液檢出病原抗體才表明存在中樞神經(jīng)系統(tǒng)感染性免疫反應(yīng)。腦脊液聚合酶鏈反應(yīng)（PCR）檢測病原微生物的敏感性和特異性較高，優(yōu)于病原微生物培養(yǎng)和血清學(xué)檢測，但是受到專業(yè)技術(shù)要求高和檢測費(fèi)用昂貴的限制而不能在臨床推廣應(yīng)用。而且PCR檢測敏感性極高，容易出現(xiàn)假陽性結(jié)果?？傊@些腦脊液檢查方法有時(shí)具有誤導(dǎo)性，可出現(xiàn)假陽性或假陰性結(jié)果，其敏感性和特異性亦取決于不同病種和病原微生物。因此，詳細(xì)了解這些檢測方法的敏感性和特異性對(duì)臨床診斷與治療至關(guān)重要。對(duì)于中樞神經(jīng)系統(tǒng)感染性疾病的腦脊液檢測結(jié)果，臨床醫(yī)師需結(jié)合臨床癥狀與體征，以及其他輔助檢查結(jié)果進(jìn)行綜合判斷。為了規(guī)范臨床診斷程序，筆者扼要總結(jié)中樞神經(jīng)系統(tǒng)感染性疾病的診斷思路如下。一、病毒性感染1.單純皰疹病毒感染（1）Ⅰ型單純皰疹病毒（HSV.1）感染：PCR檢出HSV.1對(duì)診斷單純皰疹病毒性腦炎（HSE）有幫助，并可鑒別輕癥或不典型病例。美國國家過敏性疾病與感染病研究所聯(lián)合抗病毒研究組（NIAID.CASG）對(duì)54例經(jīng)病理證實(shí)為單純皰疹病毒性腦炎患者的臨床資料進(jìn)行分析顯示，53例（98.15%）患者PCR檢測HSV.1陽性［1］；其他多項(xiàng)研究也表明，PCR檢測靈敏度高達(dá)90% ~ 100%，較少出現(xiàn)假陽性結(jié)果［2.5］。PCR檢測的高陽性率可能提示腦脊液病毒表達(dá)量高。Mitchell等［6］對(duì)經(jīng)分子微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室檢測的2106例腦脊液PCR結(jié)果進(jìn)行分析，HSV.1陽性檢出率達(dá)100%，無一例出現(xiàn)假陽性結(jié)果；而且出報(bào)告平均時(shí)間也由以往的3天縮短至數(shù)小時(shí)［7］。由此可見，在保證實(shí)驗(yàn)室嚴(yán)格預(yù)防假陽性結(jié)果和避免發(fā)生樣品遺留污染的前提下，PCR用于檢測腦脊液單純皰疹病毒具有較高的敏感性。但是，目前通過PCR檢測HSV.1仍存在一些困難。這是因?yàn)閱渭儼捳畈《拘阅X炎患者經(jīng)治療后其腦脊液中仍能檢測到HSV.1 DNA，且持續(xù)時(shí)間不明。一項(xiàng)回顧性研究顯示，19例HSV.1感染患者經(jīng)抗病毒治療2周后，仍有4例腦脊液PCR檢測呈陽性［1］。PCR檢測持續(xù)陽性是否提示仍存在病毒復(fù)制或僅代表在活躍期病毒感染終止后仍有病毒DNA殘留，尚不十分清楚。有研究者應(yīng)用PCR技術(shù)成功地從單純皰疹病毒性腦炎患者尸腦中檢出單純皰疹病毒，支持后者的結(jié)論。因此，腦脊液檢出HSV.1 DNA可能并不提示存在持續(xù)感染。也有個(gè)案報(bào)道，與單純皰疹病毒性腦炎同樣存在腦脊液、MRI和腦電圖異常改變的病例，經(jīng)阿昔洛韋治療后其腦脊液PCR檢測結(jié)果呈陰性［8］。但是對(duì)于可疑病例，即使已經(jīng)開始應(yīng)用阿昔洛韋治療，仍然建議復(fù)查腦脊液PCR。然而抗病毒藥物治療多久方可對(duì)PCR檢測敏感性產(chǎn)生影響，尚不清楚。對(duì)于病因不明的腦炎恢復(fù)期患者，PCR檢測效果并不十分理想，而血清和腦脊液病原抗體分析可能有一定幫助。對(duì)PCR檢測結(jié)果陰性、臨床疑似單純皰疹病毒性腦炎，而病毒學(xué)檢測無法明確病原體的患者，腦脊液抗體水平升高比血清學(xué)檢測更有診斷意義［9］。綜上所述，對(duì)于單純皰疹病毒性腦炎患者，在腦炎急性期，腦脊液HSV.1 PCR檢測結(jié)果具有特異性且靈敏度高達(dá)95%，發(fā)病2 周~3 個(gè)月時(shí)，腦脊液/血清抗病毒抗體滴度比值更具診斷價(jià)值。（2）Ⅱ型單純皰疹病毒（HSV.2）感染：HSV.2導(dǎo)致的單純皰疹病毒性腦炎主要好發(fā)于新生兒，而且HSV.2也是引起復(fù)發(fā)性腦膜炎的常見原因。采用特殊PCR引物序列可區(qū)分HSV.1和HSV.2，此法目前已常規(guī)應(yīng)用于臨床檢測。對(duì)于PCR檢測結(jié)果呈陰性的病例，尚不清楚是由于HSV.2發(fā)生逃逸還是存在其他引起復(fù)發(fā)性腦膜炎的因素。對(duì)于復(fù)發(fā)性腦膜炎患者，目前尚無關(guān)于PCR檢測的大樣本臨床試驗(yàn)證據(jù)；亦無文獻(xiàn)報(bào)道關(guān)于腦脊液樣本采集時(shí)間對(duì)檢測敏感性影響的相關(guān)數(shù)據(jù)。目前臨床一般采用發(fā)病4天內(nèi)的腦脊液樣本，也缺乏關(guān)于HSV.2復(fù)發(fā)性腦膜炎首次發(fā)病或復(fù)發(fā)后，腦脊液中是否存在或持續(xù)存在HSV.2特異性抗體的研究數(shù)據(jù)。腦脊液/血清抗病毒抗體滴度比值>1∶20則可證實(shí)病毒鞘內(nèi)合成和中樞神經(jīng)系統(tǒng)感染。（3）重點(diǎn)提示：對(duì)于HSV.2感染導(dǎo)致的新生兒腦炎，經(jīng)腦脊液PCR檢出HSV.2具有明確診斷價(jià)值；對(duì)于復(fù)發(fā)性腦膜炎，腦脊液PCR檢測HSV.2以發(fā)病前3天特異性和敏感性較高。2. EB 病毒感染（1）實(shí)驗(yàn)室檢查：EB 病毒（Epstein.Barr virus）衣殼抗原（VCA）IgM通常產(chǎn)生于發(fā)病10天內(nèi)，感染6周后消失；IgG大多出現(xiàn)于發(fā)病2周內(nèi)，可終身呈持續(xù)性低滴度陽性?？笶B病毒核抗原（EBNA）抗體，一般在發(fā)病6周內(nèi)出現(xiàn)，終身持續(xù)陽性。因此，若腦脊液中VCA IgG與抗EBNA抗體同時(shí)陽性，提示患者曾經(jīng)感染并長期潛伏感染EB病毒；當(dāng)腦脊液VCA IgM或IgG陽性而抗EBNA抗體陰性時(shí)，則表明存在近期感染。一般情況下，免疫系統(tǒng)正常的患者較少出現(xiàn)EB病毒性腦炎或腦脊髓炎。EB病毒感染中樞神經(jīng)系統(tǒng)后，腦脊液細(xì)胞總數(shù)升高，若同時(shí)有血清學(xué)證據(jù)，則表明近期感染通過PCR檢測腦脊液EB病毒DNA更具特異性，但是由于EB病毒性腦炎臨床少見，故對(duì)于PCR檢測的敏感性目前尚無法提供確切的臨床證據(jù)。由于在外周血單核細(xì)胞中可檢出EB病毒DNA，因此也可因腦脊液被血液污染而導(dǎo)致其PCR檢測結(jié)果呈假陽性。EB病毒的PCR檢測對(duì)獲得性免疫缺陷綜合征（艾滋病，AIDS）或器官移植者至關(guān)重要。存在局灶性腦損害或罕見腦膜淋巴瘤的患者，腦脊液EB病毒PCR檢測有助于明確診斷；HIV相關(guān)性淋巴瘤患者PCR檢測靈敏度可高達(dá)89%，但存在較高的假陽性率，即使HIV血清學(xué)檢測陽性的淋巴瘤患者也有8% ~ 10%的假陽性率［10］。同樣，EB病毒PCR檢測陰性亦不能排除中樞神經(jīng)系統(tǒng)淋巴瘤的可能。（2）重點(diǎn)提示：對(duì)于EB病毒感染綜合征［如吉蘭巴雷綜合征（GBS）、脊髓病、小腦炎、腦脊髓炎］患者，若腦脊液檢測VCA IgM或VCA IgG陽性而抗EBNA抗體陰性，則提示存在近期感染；EB病毒性腦炎或脊髓炎患者，腦脊液EB病毒PCR分析可檢測其中樞神經(jīng)系統(tǒng)有無病毒入侵；器官移植或HIV相關(guān)性中樞神經(jīng)系統(tǒng)淋巴瘤患者，腦脊液EB病毒PCR檢測可協(xié)助診斷，但可出現(xiàn)假陽性。3. 腸道病毒感染腸道病毒（enterovirus）是微小RNA（miRNA）病毒科的正鏈RNA病毒。對(duì)于腸道病毒的檢測，傳統(tǒng)細(xì)胞培養(yǎng)方法平均需要6天。相比之下，實(shí)時(shí)PCR（RTPCR）分析可于檢測當(dāng)日即獲得實(shí)驗(yàn)室檢查結(jié)果，且腸道病毒RNA PCR檢測是診斷該類疾病最為敏感的方法。4.西尼羅河病毒感染（1）實(shí)驗(yàn)室檢查：感染西尼羅河病毒（WNV）后患者腦脊液成分一般無特殊改變，蛋白定量可有異常，平均（1040±1170）mg/L，葡萄糖水平正常，平均（4.44±1.11）mmol/L［11］。腦膜炎患者腦脊液細(xì)胞總數(shù)平均為226 × 106/L、腦炎患者平均為227 × 106/L，均以多形核中性粒細(xì)胞占優(yōu)勢［12］。明確診斷中樞神經(jīng)系統(tǒng)感染的指標(biāo)是腦脊液檢出IgM，約80%患者可于發(fā)病7 天內(nèi)檢出IgM，若檢測結(jié)果呈陰性，亦不能排除診斷；幾乎全部患者可于發(fā)病14天時(shí)呈陽性反應(yīng)。腦脊液西尼羅河病毒IgG出現(xiàn)較晚，且可與其他黃病毒屬抗原（如圣路易斯腦炎病毒）發(fā)生交叉反應(yīng)，因此腦脊液檢出IgM更具特異性。西尼羅河病毒RNA PCR檢測的可能性相對(duì)較低，一般在發(fā)病5天內(nèi)靈敏度約55%，血清學(xué)檢測陽性率約10%，但特異度可近100%；當(dāng)體內(nèi)尚未產(chǎn)生特異性抗體時(shí)，PCR技以幫助檢測腦脊液西尼羅河病毒RNA。（2）重點(diǎn)提示：檢測西尼羅河病毒感染性腦炎或腦膜炎患者，腦脊液IgM表達(dá)水平更具特異性。5. 水痘.帶狀皰疹病毒感染（1）實(shí)驗(yàn)室檢查：單純帶狀皰疹感染患者，即使免疫系統(tǒng)正常也會(huì)出現(xiàn)輕度腦脊液白細(xì)胞計(jì)數(shù)和蛋白定量升高。腦脊液中存在水痘.帶狀皰疹病毒（VZV）表明中樞神經(jīng)系統(tǒng)病毒復(fù)制活躍。免疫功能減弱或正常的患者，其皮膚表現(xiàn)不典型，此時(shí)腦脊液檢出抗水痘.帶狀皰疹病毒抗體有助于診斷。水痘.帶狀皰疹病毒引起的中樞神經(jīng)系統(tǒng)相關(guān)癥狀可表現(xiàn)為節(jié)段性運(yùn)動(dòng)麻痹、脊髓病變、腦神經(jīng)病變或腦膜腦炎，腦脊液PCR檢測能夠明確病因。腦脊液存在IgG，表明存在鞘內(nèi)病毒合成，并處于中樞神經(jīng)系統(tǒng)感染活動(dòng)期［13］。存在免疫抑制的宿主可在無癥狀性感染或非臨床顯性感染過程中合成抗體而進(jìn)入腦脊液，雖然PCR檢測已經(jīng)在很大程度上取代腦脊液抗水痘.帶狀皰疹病毒抗體檢測，但抗病毒抗體檢測對(duì)明確中樞神經(jīng)系統(tǒng)感染仍有一定作用。（2）重點(diǎn)提示：對(duì)于由水痘.帶狀皰疹病毒引起的腦膜腦炎，PCR檢測具有明確診斷價(jià)值，腦脊液/血清抗病毒抗體滴度比值也有輔助診斷意義；對(duì)于由水痘.帶狀皰疹病毒導(dǎo)致的脊髓病變、血管炎、偏癱、白質(zhì)腦炎以及無疹性帶狀皰疹，腦脊液PCR或抗體檢測可能有診斷價(jià)值，但是特異性和敏感性尚未獲得確切的臨床證據(jù)。6. JC病毒感染（1）實(shí)驗(yàn)室檢查：JC病毒主要侵襲免疫功能低下的患者，引起罕見的亞急性脫髓鞘疾病，即進(jìn)行性多灶性白質(zhì)腦病（PML）［14］。腦脊液檢查一般于正常水平，蛋白定量可輕度升高（<1000 mg/L），細(xì)胞總數(shù)較少升高（<20×103/L）；JC病毒培養(yǎng)多呈陰性。腦脊液PCR檢出JC病毒DNA具有特異性，靈敏度約為76%，假陰性率為2%，可能與腦脊液病毒DNA低拷貝有關(guān)。（2）重點(diǎn)提示：腦脊液PCR檢測呈陽性反應(yīng)可支持進(jìn)行性多灶性白質(zhì)腦病的診斷，但陰性結(jié)果亦不能排除診斷。唯有腦脊液檢出JC病毒和腦組織活檢才能明確診斷進(jìn)行性多灶性白質(zhì)腦病。二、細(xì)菌和寄生蟲感染1.細(xì)菌性腦膜炎腦脊液檢測具有重要臨床評(píng)價(jià)意義，蛋白定量、葡萄糖水平、細(xì)胞總數(shù)、革蘭染色和細(xì)菌培養(yǎng)為基本檢測項(xiàng)目。細(xì)菌性腦膜炎腦脊液蛋白定量>1000 mg/L，葡萄糖水平約低于血清的40%，白細(xì)胞計(jì)數(shù)> 500 × 106/L并以多核例占優(yōu)勢。肺炎球菌、腦膜炎球菌及疫苗相關(guān)性細(xì)菌性腦膜炎的流行病學(xué)改變均可能影響腦脊液細(xì)菌抗原試驗(yàn)（BAT）的陽性預(yù)測值，因此對(duì)其臨床實(shí)用性存有疑慮［15］。大樣本回顧性臨床研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)菌抗原試驗(yàn)篩選細(xì)菌性腦膜炎的診斷價(jià)值并不優(yōu)于革蘭染色［15］，因此，許多實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)停用該試驗(yàn)。不過，由于該試驗(yàn)所需時(shí)間比細(xì)菌培養(yǎng)更少，且對(duì)細(xì)菌培養(yǎng)陰性的細(xì)菌性腦膜炎尚有診斷價(jià)值，目前仍有實(shí)驗(yàn)室在繼續(xù)應(yīng)用。2.結(jié)核性腦膜炎（1）實(shí)驗(yàn)室檢查：腦脊液檢出結(jié)核分枝桿菌是目前唯一能夠明確診斷和協(xié)助治療的方法。第四軍醫(yī)大學(xué)西京醫(yī)院、河北醫(yī)科大學(xué)第二醫(yī)院等單位采用改良方法檢測腦脊液分枝桿菌，明顯提高了陽性檢出率［16］。發(fā)病后患者腦脊液蛋白定量可升高至1000~2000 mg/L；葡萄糖水平降低或于正常值范圍，以淋巴細(xì)胞反應(yīng)為主，但仍有32%患者以多形核中性粒細(xì)胞反應(yīng)占優(yōu)勢。其他腦脊液指標(biāo)異常還包括腺苷脫氨酶（ADA）水平升高、氯化物水平降低，但均無特異性。腦脊液抗酸染色靈敏度較低，僅為4% ~ 24%；酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)（ELISA）檢出結(jié)核分枝桿菌IgG亦可協(xié)助診斷，但敏感性較差。腦脊液結(jié)核分枝桿菌培養(yǎng)仍是診斷金標(biāo)準(zhǔn)，但敏感性較差、培養(yǎng)時(shí)間較長，故臨床應(yīng)用滯后。腦脊液PCR檢測不適用于結(jié)核性腦膜炎，故不推薦作為常規(guī)檢測項(xiàng)目。目前，腦脊液結(jié)核分枝桿菌PCR檢測僅用于疑似結(jié)核性腦膜炎的患者，但不同實(shí)驗(yàn)室應(yīng)注明檢測的敏感性和特異性［17］。其他結(jié)核分枝桿菌RNA擴(kuò)增技術(shù)，如結(jié)核分枝桿菌直接試驗(yàn)（MTD）敏感性與細(xì)菌培養(yǎng)陽性率相似［18］。2004年，美國食品與藥品管理局（FDA）推薦采用干擾素.γ釋放試驗(yàn)（IGRA）檢測外周血結(jié)核分枝桿菌。經(jīng)結(jié)核分枝桿菌特異性蛋白早期分泌抗原靶.6（ESAT.6）和培養(yǎng)分泌蛋白.10（CFP.10）刺激后，通過T細(xì)胞免疫反應(yīng)可使外周血干擾素.γ水平升高，由此間接檢測外周血結(jié)核分枝桿菌含量。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，該項(xiàng)檢測方法對(duì)抗結(jié)核藥物治療前腦脊液細(xì)菌培養(yǎng)陽性的結(jié)核病患者的靈敏度約達(dá)89%［19］。（2）重點(diǎn)提示：對(duì)于結(jié)核性腦膜炎，腦脊液PCR檢測速度快，但診斷價(jià)值較低，不推薦作為常規(guī)實(shí)驗(yàn)室檢測項(xiàng)目；腦脊液結(jié)核分枝桿菌培養(yǎng)敏感性低，但具有明確診斷價(jià)值。通過改良方法檢測腦脊液分枝桿菌，可以提高陽性率。3. Whipple ?。?）實(shí)驗(yàn)室檢查：Whipple（WD）的致病菌，是利用現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)從1例Whipple病患者十二指腸組織中擴(kuò)增出RNA序列信息，通過對(duì)其進(jìn)行分析進(jìn)而分類，發(fā)現(xiàn)該菌為革蘭陽性放線菌，與已知的任何菌屬均不十分相似，基于此而被命名為Tropheryma whipplei（T. whipplei）菌［20］。發(fā)病后患者腦脊液蛋白定量、葡萄糖水平和細(xì)胞總數(shù)可于正常值范圍，約46%患者也可有蛋白定量升高，鞘內(nèi)免疫球蛋白合成率無明顯變化；淋巴細(xì)胞比例可增多，約47%患者白細(xì)胞計(jì)數(shù)≥ 5 ×103/L。中樞神經(jīng)系統(tǒng)受累可通過腦脊液PCR檢測證實(shí)，即通過擴(kuò)增T. whipplei菌DNA尋找16SrRNA基因。目前該項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)規(guī)范為一項(xiàng)敏感性較高并且能夠明確中樞神經(jīng)系統(tǒng)Whipple病患者腦脊液是否存在T. whipplei菌的實(shí)驗(yàn)室檢測指標(biāo)［2122］。腦脊液PCR檢測呈陰性反應(yīng)，非T. whipplei菌對(duì)結(jié)果的影響仍未可知；也有明確診斷為中樞神經(jīng)系統(tǒng)Whipple病的患者腦脊液PCR檢測結(jié)果呈陰性，但抗菌治療有效［2325］。（2）重點(diǎn)提示：腦脊液PCR檢測是目前獲得臨床診斷證據(jù)的最佳實(shí)驗(yàn)室檢測方法，但敏感性尚未確定。4. 弓形蟲病腦脊液PCR檢測有助于明確腦組織內(nèi)是否存在弓形蟲活動(dòng)性感染，疑似中樞神經(jīng)系統(tǒng)弓形蟲感染的患者腦脊液PCR檢測靈敏度為60% ~ 80%。PCR檢測呈陽性可以明確診斷，但陰性結(jié)果亦不能排除診斷.2013年04月26日
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