神經(jīng)型布氏桿菌感染腦膜炎的研究進(jìn)展*

劉美玲 崔宏偉 石樹君 張哲林

1 內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)，內(nèi)蒙古自治區(qū)呼和浩特市 010000； 2 臨床醫(yī)學(xué)研究中心/內(nèi)蒙古自治區(qū)醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；3 內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科

布氏桿菌病經(jīng)常通過攝入未經(jīng)巴氏消毒的奶制品或職業(yè)性接觸受感染的動(dòng)物(如綿羊、駱駝、牛、山羊和豬)傳播給人類[1]，主要的傳播途徑是消化道、皮膚、黏膜和呼吸道與體液和氣溶膠的接觸[2]。全世界每年約有50萬人患有布氏桿菌病，其中大多數(shù)病例來自牧區(qū)和農(nóng)村地區(qū)[3]，患病率超過每100 000例出現(xiàn)10例[4]，最新文獻(xiàn)表明我國布氏桿菌病的流行趨勢呈上升趨勢[5]。它是一種多系統(tǒng)感染疾病，幾乎可涉及任何器官，具有廣泛的臨床表現(xiàn)，累及神經(jīng)系統(tǒng)最嚴(yán)重卻十分罕見，有時(shí)可能是人患布氏桿菌病的唯一表現(xiàn)[6]。當(dāng)布氏桿菌累及神經(jīng)系統(tǒng)后即導(dǎo)致神經(jīng)型布氏桿菌病(Nervous brucellosis, NB)。其臨床表現(xiàn)錯(cuò)綜復(fù)雜、變化多樣，早期患者的臨床表現(xiàn)無顯著特異性，大部分被確診為神經(jīng)型布氏桿菌病的患者常常已出現(xiàn)較嚴(yán)重的神經(jīng)系統(tǒng)損傷。經(jīng)研究表明布氏桿菌對腦膜具有高度親和力，即在疾病早期可通過血液循環(huán)累及中樞神經(jīng)系統(tǒng)，并且可能作為唯一的感染部位或在全身性疾病不明的情況下發(fā)生[7-8]。

神經(jīng)型布氏桿菌病中樞受累的臨床特征為腦膜炎癥性改變、顱內(nèi)血管受累、中樞神經(jīng)系統(tǒng)脫髓鞘樣變、外周神經(jīng)病變和顱內(nèi)壓升高，其中腦膜炎或腦膜腦炎是最為常見的臨床表現(xiàn)[9-11]。除此以外，中樞神經(jīng)系統(tǒng)布氏桿菌病還可致一個(gè)或多個(gè)顱神經(jīng)受累，其中聽神經(jīng)受累最常見，其次是外展神經(jīng)、面神經(jīng)及視神經(jīng)損害[8]。腦膜炎是布氏桿菌累及神經(jīng)系統(tǒng)最常見且最早期的臨床表現(xiàn)，通常表現(xiàn)為頭痛、嘔吐和頸部疼痛這些共有特征，但實(shí)際臨床工作中腦膜炎的臨床表現(xiàn)并不十分典型[2]。神經(jīng)型布氏桿菌感染引起腦膜炎并無特異性表現(xiàn)，甚至在輔助檢查中與其他病原體感染引起腦膜炎具有一定的相似性，難以分辨，增加了臨床工作者診斷神經(jīng)型布氏桿菌病的難度，阻礙了后續(xù)的治療。目前，神經(jīng)型布氏桿菌病早期診斷的難題一直沒有解決，因其沒有特定的腦部受累形式，往往因?yàn)樵缙谠\斷的困難延誤治療，所以明確布氏桿菌如何通過血腦屏障、感染腦膜引發(fā)腦膜炎發(fā)病機(jī)制，找到特異性的臨床表現(xiàn)，診斷方式以及有力的治療方式，將大大縮短神經(jīng)型布氏桿菌病的治療周期，改善預(yù)后及減少并發(fā)癥。本文對目前神經(jīng)型布氏桿菌感染腦膜炎的發(fā)病機(jī)制、臨床特點(diǎn)、輔助檢查、診斷及治療進(jìn)行概述。

1 發(fā)病機(jī)制

布氏桿菌無直接傷害真核細(xì)胞的典型致病因子，如外毒素、胞溶素、外蛋白酶或其他外酶，也沒有表現(xiàn)出致病性的決定因素，例如膠囊、菌毛、鞭毛、抗性形式、抗原變異、質(zhì)?；蛉茉允删w[12]。通過對布氏桿菌的基因組測定，顯示常規(guī)毒力因子均不存在功能序列，表明其引起機(jī)體炎癥反應(yīng)是通過間接方式誘導(dǎo)炎癥的發(fā)生[13]。有研究表明，布氏桿菌基因組包含許多編碼外膜蛋白(Omp)的基因，重要的布氏桿菌抗原是脂蛋白而不是脂多糖(LPS)，可通過多種天然免疫細(xì)胞誘導(dǎo)促炎性細(xì)胞因子分泌[13]。最有可能通過模式識(shí)別受體識(shí)別布氏桿菌抗原后激活宿主的先天免疫應(yīng)答，并且布氏桿菌觸發(fā)的炎癥反應(yīng)程度較其他細(xì)菌較低，可在定植部位形成長期刺激，可產(chǎn)生持續(xù)炎性破壞反應(yīng)[14]。

布氏桿菌對腦膜具有高度親和度，累及神經(jīng)系統(tǒng)早期即出現(xiàn)腦膜炎，表現(xiàn)出炎癥表征和癥狀。布氏桿菌與其他細(xì)菌感染不同，其他細(xì)菌感染引起腦膜炎和脊髓炎等都是細(xì)菌直接作用在腦組織和脊髓，而布氏桿菌是通過引起小膠質(zhì)細(xì)胞的過度激活及其他未知的間接方式引起炎癥細(xì)胞因子釋放，導(dǎo)致神經(jīng)元損傷，但這些介質(zhì)的誘導(dǎo)并非使小膠質(zhì)細(xì)胞直接殺死神經(jīng)元細(xì)胞，目前已明確布氏桿菌感染星形膠質(zhì)細(xì)胞和小膠質(zhì)細(xì)胞誘導(dǎo)炎性細(xì)胞因子IL-6、IL-1β、TNF-α的分泌[15]。經(jīng)前期文獻(xiàn)報(bào)道，在牛、山羊、綿羊、豬、或犬等宿主中未發(fā)現(xiàn)神經(jīng)型布氏桿菌病，而在靈長類和鯨類中發(fā)現(xiàn)了神經(jīng)型布氏桿菌病。目前，尚不清楚布氏桿菌對靈長類和鯨類神經(jīng)系統(tǒng)的侵嗜性是否與血腦屏障(BBB)的特殊特征或這些哺乳動(dòng)物的神經(jīng)系統(tǒng)的任何其他特征有關(guān)，從而使布氏桿菌侵入中樞神經(jīng)系統(tǒng)[14]。布氏桿菌通過何種機(jī)制優(yōu)先作用于腦膜引起腦膜炎，是否與血腦屏障以及其他結(jié)構(gòu)的某些特征有關(guān)，以及如何引起炎癥因子釋放都尚需進(jìn)一步研究。

2 臨床表現(xiàn)

布氏桿菌可以侵犯全身各個(gè)系統(tǒng)表現(xiàn)出多系統(tǒng)癥狀[16]，累及中樞神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)病率很低，但是布氏桿菌病最嚴(yán)重的并發(fā)癥多數(shù)遺留有神經(jīng)系統(tǒng)受損的后遺癥狀，影響患者生活質(zhì)量，卻缺乏用于臨床診斷的特異性體征[17]。布氏桿菌對腦膜高度的親和力，其突破血腦屏障后即可累及中樞神經(jīng)系統(tǒng)表現(xiàn)為神經(jīng)型布氏桿菌性腦膜炎。當(dāng)出現(xiàn)神經(jīng)系統(tǒng)癥狀時(shí)可能布氏桿菌已經(jīng)侵及其他鄰近神經(jīng)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)腦炎、神經(jīng)炎、脫髓鞘疾病、血管病變[18]等。神經(jīng)型布氏桿菌病以腦膜炎、腦炎和腦脊髓膜炎、脊髓炎最為常見(頭痛、腦膜刺激征陽性、痙攣性下肢輕癱、尿便潴留)，相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)排尿和排便問題發(fā)生率很高的原因可能是其他國家已經(jīng)制定了針對神經(jīng)型布氏桿菌病的標(biāo)準(zhǔn)化治療方案，具有完善的畜牧業(yè)慣例，并且對神經(jīng)型布氏桿菌病有更好的認(rèn)識(shí)；因此，患有這種疾病的人可能會(huì)出現(xiàn)較輕癥狀，而外周神經(jīng)系統(tǒng)受累較少。但是，在我國西北地區(qū)的畜牧業(yè)受到限制，神經(jīng)型布氏桿菌病的治療尚無規(guī)范，這可能導(dǎo)致以后出現(xiàn)包括顱神經(jīng)在內(nèi)的中樞神經(jīng)系統(tǒng)受累。在相關(guān)研究中，有些病例被誤診為多系統(tǒng)萎縮癥，這突出表明對于自主神經(jīng)功能障礙患者，尤其是存在排尿和排便障礙的患者，應(yīng)注意神經(jīng)型布氏桿菌病[19]。中樞神經(jīng)系統(tǒng)損害中顱神經(jīng)損害常累及聽神經(jīng)(聽力受損)、外展神經(jīng)(復(fù)視)及面神經(jīng)(面癱),亦可引起周圍神經(jīng)損害[20]。神經(jīng)型布氏桿菌病甚至還可引起腦缺血發(fā)作及缺血性卒中的發(fā)生，機(jī)制目前尚不清楚。布氏桿菌感染的臨床表現(xiàn)不特異，表現(xiàn)為全身性感染，根據(jù)各系統(tǒng)受累情況可有不一的臨床表現(xiàn)。當(dāng)有臨床癥狀不相符合疾病時(shí)，可考慮有無全身性疾病所致的局部器官受累情況。問診、查體中獲得的信息往往是疑難病例診治上的突破口。布氏桿菌引起的慢性腦膜炎的臨床特征與結(jié)核病的特征相似，并且腦脊液檢查指標(biāo)改變也相似，不能過于依賴實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)和影像學(xué)檢查[21]。

綜上所述，對于神經(jīng)型布氏桿菌病腦膜炎的臨床表現(xiàn)缺乏特異性，并且神經(jīng)型布氏桿菌病的臨床表現(xiàn)多種多樣，但大多數(shù)都是慢性發(fā)病過程，可能被忽略的早期腦膜炎癥狀是診斷神經(jīng)型布氏桿菌病最重要的一步，臨床工作者對于其診斷十分困難，容易出現(xiàn)漏診、誤診。

3 診斷

在診斷學(xué)上菌培養(yǎng)是診斷感染性疾病的金標(biāo)準(zhǔn)，腦膜炎的標(biāo)志性診斷操作是腰椎穿刺(LP)，通過腦脊液菌培養(yǎng)作為感染性腦膜炎的診斷金標(biāo)準(zhǔn)，但是布氏桿菌生長相對較慢、耗時(shí)長、陽性率低[6]，不能以此作為神經(jīng)型布氏桿菌病腦膜炎診斷的主要依據(jù)。目前神經(jīng)型布氏桿菌病的診斷需要滿足以下標(biāo)準(zhǔn)：(1)與已知的神經(jīng)布魯氏菌病綜合征相適應(yīng)的疾病的臨床特征；(2)典型的腦脊液變化(細(xì)胞增多，蛋白質(zhì)濃度升高)；(3)血液或骨髓或CSF培養(yǎng)物或適當(dāng)?shù)难鍖W(xué)檢測呈陽性結(jié)果(例如，血液中凝集試驗(yàn)滴度> 1∶160或CSF中任何陽性滴度); (4)開始適當(dāng)治療后的臨床改善；(5)無法證明更合適的替代診斷[22]。

但是在臨床工作中診斷神經(jīng)型布氏桿菌病一直是難題，因?yàn)槠錄]有特定的腦部受累模式，缺少對神經(jīng)型布氏桿菌病腦膜炎明確的早期診斷方式。一旦對神經(jīng)型布氏桿菌病有足夠的懷疑，就應(yīng)竭盡所能進(jìn)行迅速診斷以開始治療，因?yàn)樽R(shí)別的延遲會(huì)導(dǎo)致廣泛而不可逆的腦損傷。而現(xiàn)在的診斷方法大多耗時(shí)長，易錯(cuò)過治療的最佳時(shí)期。所以目前在診斷上，該病主要依靠詳細(xì)的病史采集、體格檢查，臨床表現(xiàn)、暴露史、職業(yè)和既往感染史以及實(shí)驗(yàn)室檢查，解讀實(shí)驗(yàn)室檢查結(jié)果時(shí)應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)亓餍胁W(xué)特征?？朔\斷思維方法上的片面性，思考癥狀檢驗(yàn)間的內(nèi)在聯(lián)系并建立疾病的整體觀念[5]。目前基因組學(xué)，下一代測序和代謝組學(xué)等技術(shù)的擴(kuò)展使神經(jīng)型布氏桿菌病發(fā)病機(jī)理的入分析成為可能，為我們打開新思路。通過設(shè)計(jì)體內(nèi)和體外實(shí)驗(yàn)，可尋找增強(qiáng)診斷的生物標(biāo)志物以及藥物靶向治療的方法，以更有效的治療神經(jīng)型布氏桿菌病[23]。

4 輔助檢查

神經(jīng)型布氏桿菌病既沒有高度特異性的影像學(xué)表現(xiàn)，也沒有具有特異性的腦脊液改變。目前診斷神經(jīng)型布氏桿菌病依靠血液學(xué)和腦脊液布氏桿菌分離檢測陽性，是目前布魯氏菌性腦膜炎診斷的金標(biāo)準(zhǔn)，但因布氏桿菌培養(yǎng)非常耗時(shí)，陽性率較低并不作為主要依據(jù)，診斷通?；陂g接血清學(xué)檢測[19]。目前尚無方法在早期即可提示神經(jīng)型布氏桿菌病感染腦膜炎，主要依靠血清和腦脊液中的布氏桿菌抗體結(jié)合流行病學(xué)及病史進(jìn)行診斷。即使是腦膜炎最特異的檢查腦脊液化驗(yàn)也只能提示中樞神經(jīng)系統(tǒng)感染，而不能通過指標(biāo)直接顯示出該病為神經(jīng)型布氏桿菌病引起的腦膜炎。

4.1 血化驗(yàn) 可通過玫瑰孟加拉板凝集實(shí)驗(yàn)(RBPT)對血清及腦脊液樣本進(jìn)行抗原篩選；標(biāo)準(zhǔn)管凝集試驗(yàn)(STAT)的STAT抗原進(jìn)行測試，血清樣品的1∶160效價(jià)被認(rèn)為是有效的，特異性及敏感性最高，而CSF的效價(jià)被認(rèn)為是重要的；酶聯(lián)免疫吸附測定(ELISA)檢測抗小球藻抗體IgG和IgM，滴度≥11 NTU被認(rèn)為是陽性[24-25]。血化驗(yàn)是目前最常用的檢測方法，準(zhǔn)確性較高，但耗時(shí)較長、陽性率低。

4.2 腦脊液檢查 布魯氏菌病病例的中性粒細(xì)胞分布與病毒感染相似[26]。腦脊液檢查常常顯示為：蛋白和細(xì)胞數(shù)輕度升高，以淋巴細(xì)胞為主，葡萄糖和氯化物正常，后期類似于結(jié)核性腦膜炎，細(xì)胞數(shù)中度升高，以淋巴細(xì)胞為主，葡萄糖和氯化物降低，應(yīng)注意與結(jié)核性腦膜炎鑒別，臨床上容易誤診。常規(guī)指標(biāo)中無特異改變，而布氏桿菌腦脊液培養(yǎng)陽性率較低，通常進(jìn)行布氏桿菌抗體IgM和IgG檢測，有研究表明陽性率可達(dá)100%[24]。

4.3 影像學(xué)檢查 進(jìn)行頭顱CT及MRI檢查。相關(guān)研究顯示，神經(jīng)型布氏桿菌的影像學(xué)表現(xiàn)分為四種類型：正常表現(xiàn)、炎癥、白質(zhì)改變和血管損傷[19]。腦實(shí)質(zhì)感染的早期是腦炎期，在腦炎期，可在T2像看到病灶呈高信號(hào)，而在疾病晚期，中央壞死區(qū)在T2像為高信號(hào)，在FLAIR像表現(xiàn)出彌漫高信號(hào)。有研究報(bào)道，影像學(xué)表現(xiàn)反映出炎癥或脫髓鞘過程或血管損傷，但不總是與臨床表現(xiàn)相關(guān)[27]，并且大多數(shù)患者的影像學(xué)檢查常常未見異常征象。

4.4 代謝組學(xué)和PCR 通過結(jié)合代謝組學(xué)在其他類似中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的應(yīng)用，可以運(yùn)用代謝組學(xué)研究中樞型神經(jīng)型布氏桿菌病患者血清、腦脊液的特征性生物標(biāo)志物，從而有助于早期、有效、準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)并診斷神經(jīng)型布氏桿菌病[28]，可以克服布氏桿菌培養(yǎng)周期長、陽性率低的缺點(diǎn)[29]。但目前尚未發(fā)現(xiàn)明確診斷指標(biāo)，未廣泛應(yīng)用于臨床。生物分子診斷方法(實(shí)時(shí)PCR)在神經(jīng)型布氏桿菌病的診斷和隨訪中為我們提供了一種敏感度和特異度高的方法[30]。聚合酶鏈反應(yīng)(PCR)使用引物序列bcsp31F5’-CGCGCTTGCCTTTCAGGTCTG-3’,bcsp31R5’-TGGCTCGGTTGCCAATATCAA-3’，將編碼布魯氏菌屬的31kDa免疫原性外膜蛋白bcsp 31的基因中的223bp靶序列用于PCR擴(kuò)增。使用含有20pmol每種引物的反應(yīng)混合物進(jìn)行PCR擴(kuò)增，每個(gè)引物0.5μl，2×濃度PCRmastermix(印度Takara)和4μl of templateDNA。擴(kuò)增使用Pathak等人的方法進(jìn)行。多重實(shí)時(shí)PCR(Multiplexreal-time PCR，MRT-PCR)是PCR的一種變體，比實(shí)時(shí)PCR診斷更加準(zhǔn)確，能夠同時(shí)測序2個(gè)或多個(gè)目標(biāo)序列，加快了神經(jīng)型布氏桿菌腦膜炎和結(jié)核性腦膜炎的鑒別診斷[21]。但是該方法參與因素較多、價(jià)格昂貴，需進(jìn)一步推廣應(yīng)用臨床。

5 治療

目前國際上仍缺乏具體指南意見，臨床上建議應(yīng)用多西環(huán)素、利福平藥物三聯(lián)治療，聯(lián)合靜脈使用易通過血腦屏障的廣譜抗菌藥物，如頭孢曲松[26]。臨床上治療布氏桿菌常用藥物主要為兩大類，殺菌類(利福霉素類、喹諾酮類等)和抑菌類(氨基糖苷類、磺胺類和四環(huán)素類)，部分藥物不良反應(yīng)大，且容易產(chǎn)生耐藥導(dǎo)致治療失敗，目前臨床治療上強(qiáng)調(diào)抗生素聯(lián)合應(yīng)用。有研究表明強(qiáng)力霉素、利福平和頭孢曲松聯(lián)合應(yīng)用對神經(jīng)布魯氏菌病患者的治療效果最佳，可有效治療及減輕神經(jīng)型布氏桿菌病[20]。療程為頭孢曲松(2次/d，2g/次)和利福平(1次/d，600mg/次)和強(qiáng)力霉素(2次/d，100mg/次)的不同組合治療至少4個(gè)月，并且建議標(biāo)準(zhǔn)化、充分及聯(lián)合用藥，以提高療效及預(yù)后[31]。在某些情況下，還給予環(huán)丙沙星，甲氧芐啶—磺胺甲基惡唑和鏈霉素作為第二線治療[25]?？股氐膽?yīng)用對布氏桿菌引起的顱神經(jīng)麻痹的預(yù)后效果多為理想，但是對于慢性中樞神經(jīng)系統(tǒng)感染常常是永久性神經(jīng)功能缺損。

6 小結(jié)與展望

目前已經(jīng)明確神經(jīng)型布氏桿菌病可以使小膠質(zhì)細(xì)胞過度激活，促進(jìn)炎癥細(xì)胞因子釋放，引發(fā)炎癥反應(yīng)，但其早期即可以通過血腦屏障引發(fā)腦膜炎的機(jī)制并不明確，對腦膜的高度親和力的作用機(jī)制的研究尚處于初級(jí)階段?，F(xiàn)階段神經(jīng)型布氏桿菌的診斷耗時(shí)長、陽性率低，臨床工作者對于該病沒有足夠重視，致使臨床診斷的漏診、誤診率很高，易錯(cuò)過早期診斷時(shí)機(jī)，對患者的長期預(yù)后及疾病的轉(zhuǎn)歸具有不良影響，可能會(huì)遺留后遺癥，降低患者生活質(zhì)量，加重家庭及社會(huì)的負(fù)擔(dān)。

基因檢測、代謝組學(xué)等技術(shù)可尋找生物學(xué)標(biāo)志物，或可為我們提供發(fā)病的機(jī)制流程過程，繼而找到特異性診斷方式以及具有針對性的治療方法。激素、免疫抑制劑等對控制顱內(nèi)的炎癥，如腦膜炎、腦炎等具有有利作用，但是否對于由布氏桿菌引起的顱內(nèi)感染具有有益作用尚無證據(jù)，控制炎癥的作用機(jī)制需進(jìn)一步明確其信號(hào)通路，以及找到適合于作用靶點(diǎn)的有效藥物，希望可明確其分子機(jī)制，早期診斷、早期治療從而大大減少該病的并發(fā)癥、后遺癥，提高病患的治愈率及其日后的生活質(zhì)量。