王義義 綜述 張 偉 審校
結核性腦膜炎(tuberculous meningitis ,TBM)屬于神經(jīng)系統(tǒng)結核病,是非常嚴重的肺外結核病。TBM病變累及軟腦膜、蛛網(wǎng)膜、腦實質(zhì)、腦血管,是結核病死亡的主要原因之一,有很高的病死率和致殘率[1]。 TBM預后與診斷早晚以及治療是否及時有密切關系。由于TBM早期臨床表現(xiàn)特異性差,常被誤診為隱球菌性腦膜炎、化膿性腦膜炎、病毒性腦膜炎等疾病而延誤治療,因此臨床診斷困難,病死率和致殘率高。根據(jù)文獻[2,3]報道TBM病死率為10%~36.5%。及時診斷,早期治療是改善TBM預后,減少TBM死亡和致殘的重要策略之一,盡早明確診斷是治療成功的關鍵所在。根據(jù)2011年世界衛(wèi)生組織(World Health Organization,WHO)的數(shù)據(jù),仍有一大部分TBM的患者沒有得到及時的診斷和治療,因而致殘甚至死亡[4]。TBM的誤診率達到31.6%,早期1周內(nèi)診斷率僅為10%[1-4]。近年,TBM的實驗室診斷方法取得很多進展,臨床醫(yī)生需要了解實驗室檢測方法,提高診斷水平。筆者旨在對目前TBM實驗室診斷方法及改進策略進展進行綜述。
1.1 抗酸染色 抗酸染色,也叫齊-尼染色法,由兩名德國醫(yī)師首先描述,已經(jīng)使用一個多世紀。在結核分枝桿菌(mycobacterium tuberculosis,Mtb)鑒定中的作用舉足輕重,但是抗酸染色陽性率低,陽性發(fā)現(xiàn)要求的最低菌量為102個/ml,而可靠的陽性發(fā)現(xiàn)需要的菌量為104個/ml。TBM是少菌型結核病,腦脊液中的菌量只有100~102個/ml[5]。因此,抗酸染色在TBM診斷中陽性率低,文獻[6]報道只有10%~20%。改進策略主要包括增大腦脊液量,延長鏡檢時間和使用熒光顯微鏡鏡檢。有研究報道,增加腦脊液的檢測量(>6 ml),延長檢測時間可以提高陽性率到58%[6]。另有研究報道,熒光顯微鏡鏡檢能提高痰液抗酸染色的陽性率,提高10%的敏感度[7]。但是,對于肺外標本,目前還沒有足夠的證據(jù)證實熒光檢測的診斷價值。
1.2 結核分枝桿菌培養(yǎng) TBM患者腦脊液中的Mtb培養(yǎng)敏感度很低,培養(yǎng)時間長。據(jù)國外文獻[6, 8]報道,敏感度為36%~81.8%。傳統(tǒng)的固態(tài)培養(yǎng)液需要8周培養(yǎng)確定陰性結果。在以肉湯為基礎的培養(yǎng)液中Mtb倍增時間明顯減少(13 dvs26 d)[9],但是仍需要6周才可確定陰性結果。因此Mtb的培養(yǎng)鑒定只能作為TBM的納入檢驗,而不能作為排除檢驗。為了提高陽性率,有研究報道,延長培養(yǎng)時間至10周可以提高培養(yǎng)的陽性率[10]。為了縮短培養(yǎng)時間,一項來自瑞士的報道,研究了Mtb在雙相培養(yǎng)液中培養(yǎng)結果陽性出現(xiàn)的時間,結果顯示58.3%的培養(yǎng)陽性出現(xiàn)在14 d之內(nèi),37.5%出現(xiàn)在21 d之內(nèi),4.2%在28 d之內(nèi),因此建議Mtb快速培養(yǎng)的時間可以縮短至4周[11]。
1.3 藥物敏感性鏡下檢測分析法 藥物敏感性鏡下檢測分析法(microscopic observation drug susceptibility, MODS)在2000年由 Caviedes等[12]提出。將腦脊液置于含有特異的液體培養(yǎng)液的微孔板中培養(yǎng),在倒置顯微鏡下觀察,Mtb形成特征性的索樣結構。據(jù)文獻[13]報道,腦脊液Mtb培養(yǎng)檢測時間中位數(shù)為6 d,敏感度為65%。MODS還可用于藥敏檢查,文獻[14]報道,異煙肼藥敏檢測結果的符合率為95.7%,利福平為96.8%。2011年WHO推薦MODS 作為Mtb培養(yǎng)及耐藥鑒定的方法之一。
TBM是一種少菌型的結核病,因此病原學檢查的應用受到限制。分子生物學技術為Mtb的檢測、鑒定和藥敏實驗提供了極大的方便。主要包括聚合酶鏈反應(polymerase chain reaction, PCR)、核酸探針雜交、DNA序列測定、基因芯片、基因分型等。臨床最常使用的是核酸擴增實驗(nudeic acid amplification technology, NAATs)。自1990年開始NAATs用于腦脊液標本中Mtb核酸的檢測[15]。NATTs可以檢測到的最低菌量為10個/ml以下的臨床標本[16]。
2.1 聚合酶鏈反應(PCR) 是使用最為普遍的分子生物學檢查方法。可選擇的方法包括實時熒光PCR、環(huán)介導等溫擴增法(LAMP)、轉錄介導擴增法(TMA)[17]。對于PCR診斷TBM的敏感度和特異度沒有權威的數(shù)據(jù)評價,文獻報道差異懸殊。大多數(shù)實驗室使用的商業(yè)化試劑盒在腦脊液Mtb的檢測中敏感度低,據(jù)國外文獻[18]報道為56%。因此PCR不能用于TBM的排除診斷,也不能取代傳統(tǒng)的病原學檢測。
2.2 Xpert MTB/RIF分析(Cepheid,Sunnyvale, CA) 可以在2 h內(nèi)檢測Mtb基因以及利福平耐藥。檢測過程全自動,只需兩歩人工步驟,手動時間不超過5 min。所檢測標本中最低只需4.5個基因組。2010年WHO推薦Xpert MTB/RIF分析應用于痰液Mtb的檢測。在痰液檢測中敏感度高于抗酸染色(98% vs 68%)。雖然WHO并未推薦其在腦脊液中的應用,但是研究者也在探索Xpert MTB/RIF檢查在腦脊液中的應用,并取得了成果。據(jù)文獻[19, 20]報道腦脊液中Xpert MTB/RIF的敏感度為27%~86%。但是由于樣本量小,評估還需要擴大樣本。Xpert MTB/RIF檢測Mtb的同時可以用于利福平耐藥檢測,并被WHO推薦。但是Xpert MTB/RIF分析利福平耐藥的特異性較低,WHO推薦需要用傳統(tǒng)的藥敏實驗排除假陽性的結果[21]。
3.1 細胞免疫檢測技術 γ-干擾素釋放實驗(Interferon Gamma Release Assay, IGRAs)是在全血中檢測機體對于Mtb抗原的免疫反應,包括測定全血中γ-干擾素的檢測[QuantiFERON-TB?Gold In Tube (QFT-IT);Cellestis Limited Chadstone, Vic., 澳大利亞]以及周圍血單個核細胞的γ-干擾素的檢測(T-SPOT.TB; Oxford Immunotec, Abingdon, 英國),是一種Mtb感染的細胞免疫檢查。細胞免疫在Mtb感染中發(fā)揮主要的作用,當機體感染Mtb時,巨噬細胞通過toll-樣受體(Toll- like receptor, TLR)識別Mtb,通過胞吞控制Mtb。同時巨噬細胞釋放IL-12,誘導T細胞釋放IFN-γ,IFN-γ再刺激巨噬細胞的胞吞以及對于Mtb的氧化性損傷[22]。IGRAs的敏感度高,因此得到廣泛的關注。但是研究表明,IGRAs在診斷活動性結核病中比較結核菌素試驗,并沒有更高的敏感度[23],不能鑒別結核病是活動性結核病還是潛伏性結核病。在TBM的診斷中,有研究者將其改進,直接檢測腦脊液中IGRAs,用于診斷TBM[24],檢測腦脊液中IFN-γ的表達可用于TBM的診斷,并取得了令人鼓舞的診斷結果。雖然其敏感度在不同的研究中報道不同[25, 26],并且該項檢測需要腦脊液量大(6~10 ml),但是其診斷價值非常值得進一步研究。
3.2 體液免疫檢測 包括Mtb抗原檢測和抗體檢測??贵w檢測方法主要用于檢測結核患者血清中的特異性抗體。目前并沒有取得實質(zhì)性的進展,沒有研究證據(jù)表明抗體檢測有足夠的靈敏度和特異度,并不能作為結核病納入或排除的診斷依據(jù)。因此WHO不推薦將結核抗體檢測作為診斷結核病依據(jù)[27]。2001年,有研究發(fā)現(xiàn)麻風病患者和Mtb致敏的患者體中的T細胞可以識別Mtb6 kD早期分泌蛋白 (ESAT-6)和thologue蛋白[28]。這項發(fā)現(xiàn)促進了將Mtb抗原作為結核病診斷標記物的研究,如將MPB-64抗原用于周圍血和尿液標本的檢測、ESAT-6抗原用于腦脊液標本檢測、脂阿拉伯甘露聚糖(LAM)用于尿標本的檢測[29,30]。這些研究都展現(xiàn)出一定的診斷價值,但是目前尚未廣泛用于臨床。
腦脊液生物化學檢查包括腺苷脫氨酶(adenosine deaminase, ADA)、乳酸脫氫酶(lactate dehydrogenase, LDH)、血管緊張素轉換酶(angiotensin converting enzyme , ACE)等。ADA是用于鑒別TBM與病毒性腦膜炎、化膿性腦膜炎常用的指標之一。ADA是一種核酸分解代謝關鍵酶,在T淋巴細胞中含量最高。ADA的水平與T細胞接受Mtb抗原刺激,產(chǎn)生反應相關。很多研究證實了ADA在TBM診斷中的價值,但是結論有矛盾之處, 且敏感度不高。在一項以病原學確診的TBM患者的研究中,ADA的敏感度為29.9%[31]。腦脊液中臨界值一般定于8 U/L。為了改進ADA在TBM診斷中的靈敏度和特異度,不同的研究探討了ADA的臨界值,改進了ADA的應用,研究的范圍為5.0~15 U/L[32]。不同的臨界值有不同的敏感度和特異度。一項研究提示ADA在1~4 U/L時,其敏感度>93%,特異度 <80%,可用于排除TBM診斷;ADA在4~8 U/L時,既不能確診也不能排除TBM;ADA>8 U/L時, 其敏感度<59%,特異度 >96%,可用于確定TBM診斷。根據(jù)ROC曲線分析,ADA理想的臨界值為5.3 U/L (敏感度和特異度均為84%)[33]。
總之,提高TBM的生存率改善預后的關鍵是快速診斷和啟動抗結核治療。在TBM的診斷方面已經(jīng)取得很大的進展,由于TBM是少菌型結核病,腦脊液中菌量低,限制了一些診斷方法的使用。臨床醫(yī)師仍然要通過臨床檢查、腦脊液檢查、影像學改變及評分系統(tǒng)綜合判斷。臨床醫(yī)師需要了解各項診斷方法的特征,從而綜合判斷TBM的診斷。