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王佳伟主任医师 北京同仁医院 神经内科 中国现代神经疾病杂志2013年2月第13卷第2期Chin J Contemp Neurol Neurosurg, February 2013, Vol. 13, No. 2中枢神经系统感染性疾病脑脊液检查的临床应用王佳伟 宋兆慧doi：10.3969/j.issn.16726731.2013.02.001作者单位：100050 首都医科大学附属北京友谊医院神经内科通讯作者：王佳伟（Email：wangjw2000@yahoo.com.cn）【关键词】中枢神经系统感染； 脑脊髓液； 微生物学技术； 聚合酶链反应； 综述 目前，对于中枢神经系统感染性疾病的诊断仍需依赖脑脊液检查结果，尤其是病原微生物的检查结果。不同炎症反应（包括细菌性、病毒性、肉芽肿性）脑脊液成分特点不同。一般病原微生物培养最具特异性但敏感性较低，实际上，大多数病毒、寄生虫、真菌和慢性细菌性中枢神经系统感染其脑脊液培养常为阴性。血清病原抗体阳性仅能证明体内存在病原微生物感染，唯有脑脊液检出病原抗体才表明存在中枢神经系统感染性免疫反应。脑脊液聚合酶链反应（PCR）检测病原微生物的敏感性和特异性较高，优于病原微生物培养和血清学检测，但是受到专业技术要求高和检测费用昂贵的限制而不能在临床推广应用。而且PCR检测敏感性极高，容易出现假阳性结果。总之，这些脑脊液检查方法有时具有误导性，可出现假阳性或假阴性结果，其敏感性和特异性亦取决于不同病种和病原微生物。因此，详细了解这些检测方法的敏感性和特异性对临床诊断与治疗至关重要。对于中枢神经系统感染性疾病的脑脊液检测结果，临床医师需结合临床症状与体征，以及其他辅助检查结果进行综合判断。为了规范临床诊断程序，笔者扼要总结中枢神经系统感染性疾病的诊断思路如下。一、病毒性感染1.单纯疱疹病毒感染（1）Ⅰ型单纯疱疹病毒（HSV.1）感染：PCR检出HSV.1对诊断单纯疱疹病毒性脑炎（HSE）有帮助，并可鉴别轻症或不典型病例。美国国家过敏性疾病与感染病研究所联合抗病毒研究组（NIAID.CASG）对54例经病理证实为单纯疱疹病毒性脑炎患者的临床资料进行分析显示，53例（98.15%）患者PCR检测HSV.1阳性［1］；其他多项研究也表明，PCR检测灵敏度高达90% ~ 100%，较少出现假阳性结果［2.5］。PCR检测的高阳性率可能提示脑脊液病毒表达量高。Mitchell等［6］对经分子微生物学实验室检测的2106例脑脊液PCR结果进行分析，HSV.1阳性检出率达100%，无一例出现假阳性结果；而且出报告平均时间也由以往的3天缩短至数小时［7］。由此可见，在保证实验室严格预防假阳性结果和避免发生样品遗留污染的前提下，PCR用于检测脑脊液单纯疱疹病毒具有较高的敏感性。但是，目前通过PCR检测HSV.1仍存在一些困难。这是因为单纯疱疹病毒性脑炎患者经治疗后其脑脊液中仍能检测到HSV.1 DNA，且持续时间不明。一项回顾性研究显示，19例HSV.1感染患者经抗病毒治疗2周后，仍有4例脑脊液PCR检测呈阳性［1］。PCR检测持续阳性是否提示仍存在病毒复制或仅代表在活跃期病毒感染终止后仍有病毒DNA残留，尚不十分清楚。有研究者应用PCR技术成功地从单纯疱疹病毒性脑炎患者尸脑中检出单纯疱疹病毒，支持后者的结论。因此，脑脊液检出HSV.1 DNA可能并不提示存在持续感染。也有个案报道，与单纯疱疹病毒性脑炎同样存在脑脊液、MRI和脑电图异常改变的病例，经阿昔洛韦治疗后其脑脊液PCR检测结果呈阴性［8］。但是对于可疑病例，即使已经开始应用阿昔洛韦治疗，仍然建议复查脑脊液PCR。然而抗病毒药物治疗多久方可对PCR检测敏感性产生影响，尚不清楚。对于病因不明的脑炎恢复期患者，PCR检测效果并不十分理想，而血清和脑脊液病原抗体分析可能有一定帮助。对PCR检测结果阴性、临床疑似单纯疱疹病毒性脑炎，而病毒学检测无法明确病原体的患者，脑脊液抗体水平升高比血清学检测更有诊断意义［9］。综上所述，对于单纯疱疹病毒性脑炎患者，在脑炎急性期，脑脊液HSV.1 PCR检测结果具有特异性且灵敏度高达95%，发病2 周~3 个月时，脑脊液/血清抗病毒抗体滴度比值更具诊断价值。（2）Ⅱ型单纯疱疹病毒（HSV.2）感染：HSV.2导致的单纯疱疹病毒性脑炎主要好发于新生儿，而且HSV.2也是引起复发性脑膜炎的常见原因。采用特殊PCR引物序列可区分HSV.1和HSV.2，此法目前已常规应用于临床检测。对于PCR检测结果呈阴性的病例，尚不清楚是由于HSV.2发生逃逸还是存在其他引起复发性脑膜炎的因素。对于复发性脑膜炎患者，目前尚无关于PCR检测的大样本临床试验证据；亦无文献报道关于脑脊液样本采集时间对检测敏感性影响的相关数据。目前临床一般采用发病4天内的脑脊液样本，也缺乏关于HSV.2复发性脑膜炎首次发病或复发后，脑脊液中是否存在或持续存在HSV.2特异性抗体的研究数据。脑脊液/血清抗病毒抗体滴度比值>1∶20则可证实病毒鞘内合成和中枢神经系统感染。（3）重点提示：对于HSV.2感染导致的新生儿脑炎，经脑脊液PCR检出HSV.2具有明确诊断价值；对于复发性脑膜炎，脑脊液PCR检测HSV.2以发病前3天特异性和敏感性较高。2. EB 病毒感染（1）实验室检查：EB 病毒（Epstein.Barr virus）衣壳抗原（VCA）IgM通常产生于发病10天内，感染6周后消失；IgG大多出现于发病2周内，可终身呈持续性低滴度阳性。抗EB病毒核抗原（EBNA）抗体，一般在发病6周内出现，终身持续阳性。因此，若脑脊液中VCA IgG与抗EBNA抗体同时阳性，提示患者曾经感染并长期潜伏感染EB病毒；当脑脊液VCA IgM或IgG阳性而抗EBNA抗体阴性时，则表明存在近期感染。一般情况下，免疫系统正常的患者较少出现EB病毒性脑炎或脑脊髓炎。EB病毒感染中枢神经系统后，脑脊液细胞总数升高，若同时有血清学证据，则表明近期感染通过PCR检测脑脊液EB病毒DNA更具特异性，但是由于EB病毒性脑炎临床少见，故对于PCR检测的敏感性目前尚无法提供确切的临床证据。由于在外周血单核细胞中可检出EB病毒DNA，因此也可因脑脊液被血液污染而导致其PCR检测结果呈假阳性。EB病毒的PCR检测对获得性免疫缺陷综合征（艾滋病，AIDS）或器官移植者至关重要。存在局灶性脑损害或罕见脑膜淋巴瘤的患者，脑脊液EB病毒PCR检测有助于明确诊断；HIV相关性淋巴瘤患者PCR检测灵敏度可高达89%，但存在较高的假阳性率，即使HIV血清学检测阳性的淋巴瘤患者也有8% ~ 10%的假阳性率［10］。同样，EB病毒PCR检测阴性亦不能排除中枢神经系统淋巴瘤的可能。（2）重点提示：对于EB病毒感染综合征［如吉兰巴雷综合征（GBS）、脊髓病、小脑炎、脑脊髓炎］患者，若脑脊液检测VCA IgM或VCA IgG阳性而抗EBNA抗体阴性，则提示存在近期感染；EB病毒性脑炎或脊髓炎患者，脑脊液EB病毒PCR分析可检测其中枢神经系统有无病毒入侵；器官移植或HIV相关性中枢神经系统淋巴瘤患者，脑脊液EB病毒PCR检测可协助诊断，但可出现假阳性。3. 肠道病毒感染肠道病毒（enterovirus）是微小RNA（miRNA）病毒科的正链RNA病毒。对于肠道病毒的检测，传统细胞培养方法平均需要6天。相比之下，实时PCR（RTPCR）分析可于检测当日即获得实验室检查结果，且肠道病毒RNA PCR检测是诊断该类疾病最为敏感的方法。4.西尼罗河病毒感染（1）实验室检查：感染西尼罗河病毒（WNV）后患者脑脊液成分一般无特殊改变，蛋白定量可有异常，平均（1040±1170）mg/L，葡萄糖水平正常，平均（4.44±1.11）mmol/L［11］。脑膜炎患者脑脊液细胞总数平均为226 × 106/L、脑炎患者平均为227 × 106/L，均以多形核中性粒细胞占优势［12］。明确诊断中枢神经系统感染的指标是脑脊液检出IgM，约80%患者可于发病7 天内检出IgM，若检测结果呈阴性，亦不能排除诊断；几乎全部患者可于发病14天时呈阳性反应。脑脊液西尼罗河病毒IgG出现较晚，且可与其他黄病毒属抗原（如圣路易斯脑炎病毒）发生交叉反应，因此脑脊液检出IgM更具特异性。西尼罗河病毒RNA PCR检测的可能性相对较低，一般在发病5天内灵敏度约55%，血清学检测阳性率约10%，但特异度可近100%；当体内尚未产生特异性抗体时，PCR技以帮助检测脑脊液西尼罗河病毒RNA。（2）重点提示：检测西尼罗河病毒感染性脑炎或脑膜炎患者，脑脊液IgM表达水平更具特异性。5. 水痘.带状疱疹病毒感染（1）实验室检查：单纯带状疱疹感染患者，即使免疫系统正常也会出现轻度脑脊液白细胞计数和蛋白定量升高。脑脊液中存在水痘.带状疱疹病毒（VZV）表明中枢神经系统病毒复制活跃。免疫功能减弱或正常的患者，其皮肤表现不典型，此时脑脊液检出抗水痘.带状疱疹病毒抗体有助于诊断。水痘.带状疱疹病毒引起的中枢神经系统相关症状可表现为节段性运动麻痹、脊髓病变、脑神经病变或脑膜脑炎，脑脊液PCR检测能够明确病因。脑脊液存在IgG，表明存在鞘内病毒合成，并处于中枢神经系统感染活动期［13］。存在免疫抑制的宿主可在无症状性感染或非临床显性感染过程中合成抗体而进入脑脊液，虽然PCR检测已经在很大程度上取代脑脊液抗水痘.带状疱疹病毒抗体检测，但抗病毒抗体检测对明确中枢神经系统感染仍有一定作用。（2）重点提示：对于由水痘.带状疱疹病毒引起的脑膜脑炎，PCR检测具有明确诊断价值，脑脊液/血清抗病毒抗体滴度比值也有辅助诊断意义；对于由水痘.带状疱疹病毒导致的脊髓病变、血管炎、偏瘫、白质脑炎以及无疹性带状疱疹，脑脊液PCR或抗体检测可能有诊断价值，但是特异性和敏感性尚未获得确切的临床证据。6. JC病毒感染（1）实验室检查：JC病毒主要侵袭免疫功能低下的患者，引起罕见的亚急性脱髓鞘疾病，即进行性多灶性白质脑病（PML）［14］。脑脊液检查一般于正常水平，蛋白定量可轻度升高（<1000 mg/L），细胞总数较少升高（<20×103/L）；JC病毒培养多呈阴性。脑脊液PCR检出JC病毒DNA具有特异性，灵敏度约为76%，假阴性率为2%，可能与脑脊液病毒DNA低拷贝有关。（2）重点提示：脑脊液PCR检测呈阳性反应可支持进行性多灶性白质脑病的诊断，但阴性结果亦不能排除诊断。唯有脑脊液检出JC病毒和脑组织活检才能明确诊断进行性多灶性白质脑病。二、细菌和寄生虫感染1.细菌性脑膜炎脑脊液检测具有重要临床评价意义，蛋白定量、葡萄糖水平、细胞总数、革兰染色和细菌培养为基本检测项目。细菌性脑膜炎脑脊液蛋白定量>1000 mg/L，葡萄糖水平约低于血清的40%，白细胞计数> 500 × 106/L并以多核例占优势。肺炎球菌、脑膜炎球菌及疫苗相关性细菌性脑膜炎的流行病学改变均可能影响脑脊液细菌抗原试验（BAT）的阳性预测值，因此对其临床实用性存有疑虑［15］。大样本回顾性临床研究发现，细菌抗原试验筛选细菌性脑膜炎的诊断价值并不优于革兰染色［15］，因此，许多实验室已经停用该试验。不过，由于该试验所需时间比细菌培养更少，且对细菌培养阴性的细菌性脑膜炎尚有诊断价值，目前仍有实验室在继续应用。2.结核性脑膜炎（1）实验室检查：脑脊液检出结核分枝杆菌是目前唯一能够明确诊断和协助治疗的方法。第四军医大学西京医院、河北医科大学第二医院等单位采用改良方法检测脑脊液分枝杆菌，明显提高了阳性检出率［16］。发病后患者脑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围，以淋巴细胞反应为主，但仍有32%患者以多形核中性粒细胞反应占优势。其他脑脊液指标异常还包括腺苷脱氨酶（ADA）水平升高、氯化物水平降低，但均无特异性。脑脊液抗酸染色灵敏度较低，仅为4% ~ 24%；酶联免疫吸附试验（ELISA）检出结核分枝杆菌IgG亦可协助诊断，但敏感性较差。脑脊液结核分枝杆菌培养仍是诊断金标准，但敏感性较差、培养时间较长，故临床应用滞后。脑脊液PCR检测不适用于结核性脑膜炎，故不推荐作为常规检测项目。目前，脑脊液结核分枝杆菌PCR检测仅用于疑似结核性脑膜炎的患者，但不同实验室应注明检测的敏感性和特异性［17］。其他结核分枝杆菌RNA扩增技术，如结核分枝杆菌直接试验（MTD）敏感性与细菌培养阳性率相似［18］。2004年，美国食品与药品管理局（FDA）推荐采用干扰素.γ释放试验（IGRA）检测外周血结核分枝杆菌。经结核分枝杆菌特异性蛋白早期分泌抗原靶.6（ESAT.6）和培养分泌蛋白.10（CFP.10）刺激后，通过T细胞免疫反应可使外周血干扰素.γ水平升高，由此间接检测外周血结核分枝杆菌含量。据文献报道，该项检测方法对抗结核药物治疗前脑脊液细菌培养阳性的结核病患者的灵敏度约达89%［19］。（2）重点提示：对于结核性脑膜炎，脑脊液PCR检测速度快，但诊断价值较低，不推荐作为常规实验室检测项目；脑脊液结核分枝杆菌培养敏感性低，但具有明确诊断价值。通过改良方法检测脑脊液分枝杆菌，可以提高阳性率。3. Whipple 病（1）实验室检查：Whipple（WD）的致病菌，是利用现代分子生物学技术从1例Whipple病患者十二指肠组织中扩增出RNA序列信息，通过对其进行分析进而分类，发现该菌为革兰阳性放线菌，与已知的任何菌属均不十分相似，基于此而被命名为Tropheryma whipplei（T. whipplei）菌［20］。发病后患者脑脊液蛋白定量、葡萄糖水平和细胞总数可于正常值范围，约46%患者也可有蛋白定量升高，鞘内免疫球蛋白合成率无明显变化；淋巴细胞比例可增多，约47%患者白细胞计数≥ 5 ×103/L。中枢神经系统受累可通过脑脊液PCR检测证实，即通过扩增T. whipplei菌DNA寻找16SrRNA基因。目前该项技术已经规范为一项敏感性较高并且能够明确中枢神经系统Whipple病患者脑脊液是否存在T. whipplei菌的实验室检测指标［2122］。脑脊液PCR检测呈阴性反应，非T. whipplei菌对结果的影响仍未可知；也有明确诊断为中枢神经系统Whipple病的患者脑脊液PCR检测结果呈阴性，但抗菌治疗有效［2325］。（2）重点提示：脑脊液PCR检测是目前获得临床诊断证据的最佳实验室检测方法，但敏感性尚未确定。4. 弓形虫病脑脊液PCR检测有助于明确脑组织内是否存在弓形虫活动性感染，疑似中枢神经系统弓形虫感染的患者脑脊液PCR检测灵敏度为60% ~ 80%。PCR检测呈阳性可以明确诊断，但阴性结果亦不能排除诊断.2013年04月26日
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