結核性腦膜炎評分系統對兒童結核性腦膜炎的 診斷價值

張同強 孫琳 郭偉 周彩麗 任立歆 付卓 李淑靜 申阿東 徐勇勝

結核性腦膜炎(tuberculous meningitis，TBM)是由結核分枝桿菌(Mycobacteriumtuberculosis，MTB)經血行或其他途徑播散到蛛網膜下腔、主要侵犯腦膜和脊髓膜的一種非化膿性炎性疾病[1]。在肺外結核中，TBM為主要類型[1]，有較高的死亡率，往往存在后遺癥，早期診斷該類疾病對于改善預后有重要意義[2]。然而，由于TBM的臨床表現不典型，難以與其他類型的腦膜炎區別。此外，腦脊液實驗室檢查也存在很大的局限性，例如腦脊液涂片抗酸染色的敏感度低，MTB培養陽性率低且耗時長。因此，TBM的診斷目前仍然比較困難。

由于TBM臨床表現復雜、實驗室檢查存在局限性、各國或各研究中關于TBM的診斷標準有所不同，不僅使各個研究資料間缺乏可比性，而且診斷標準的準確性也存在差異，阻礙了對TBM患者進行及時與有效的治療。針對這個問題，2010年，來自7個國家的41個TBM研究領域的國際性組織在南非開普敦召開了為期3 d的研討會。對原有的TBM診斷標準進行評估和討論，在此基礎上達成一致，起草了一份關于TBM的診斷標準，被稱為“TBM評分系統”；并指出這一標準有助于今后對TBM不同研究的比較、整合，提高科研的合作和交流，最終促進TBM的診治[2]。該系統整合了臨床表現、腦脊液、影像學、肺結核/結核病其他表現的綜合評分系統來診斷TBM。本研究對此評分系統在兒童TBM中的診斷價值進行評價，探討其是否適合我國兒童TBM的診斷，以期為今后兒童TBM的早期快速診斷提供一定的思路。

對象和方法

一、研究對象

1. 研究對象的納入：選擇2010年1月1日至2017年12月31日期間于天津市兒童醫院住院的腦膜炎患兒，共計納入腦膜炎患兒227例。根據臨床最終診斷，TBM患兒102例，作為TBM組；病毒性腦炎患兒125例，作為病毒性腦炎組。所有患兒均進行腦脊液檢查、頭顱CT和頭顱MRI檢查。

TBM組患兒中，單純TBM 22例(21.57%)，TBM并發肺結核患兒48例(47.06%)、并發粟粒型肺結核24例(23.53%)、并發腹腔結核9例(8.82%)、并發腎結核2例(1.96%)；其中2例患兒同時并發肺結核和腹腔結核，1例患兒同時并發粟粒型肺結核和腹腔結核。

病毒性腦炎組患兒中，病原學陽性患者31例(單純皰疹病毒10例，腸道病毒7例，埃可病毒6例，柯薩奇病毒5例，EB病毒3例)，臨床診斷患者94例。所有患兒中累及氣管及肺部者98例(78.40%)，肝功能損傷11例(8.80%)，急性胃腸炎9例(7.20%)，心肌損傷6例(4.80%)，中耳炎3例(2.40%)，腎臟損傷1例(0.80%)。

2. 診斷標準：TBM組患兒的診斷標準參考第8版《實用兒科學》[3]，即腦脊液MTB培養陽性、抗酸染色或核酸聚合酶鏈反應(polymerase chain reaction，PCR)陽性者可確診為TBM(因非結核分枝桿菌大多引起肺部感染，神經系統感染發生率低，本研究所有患兒均通過抗結核藥物治療后顯示好轉，因此本研究未考慮非結核分枝桿菌感染的因素)；具有腦膜炎的臨床癥狀和腦脊液特征性表現(外觀清亮、細胞增多、蛋白升高和葡萄糖降低)，同時符合≥2種以下表現者可臨床診斷為TBM：(1)最近體質量減輕；(2)有與痰涂片陽性家屬的密切接觸史；(3)有與TBM符合的CT或MRI表現；(4)胸部X線攝影(簡稱“胸片”)有原發性肺結核的表現；(5)結核菌素皮膚試驗(TST)或γ干擾素釋放試驗(IGRA)陽性；(6)除腦脊液外的其他臨床樣本MTB培養陽性或分枝桿菌抗酸染色陽性。

病毒性腦炎組為根據臨床癥狀、體征、實驗室檢查、腦脊液特點、影像學表現及治療后的反應綜合診斷為病毒性腦炎的患兒[4]。腦脊液病原抗體及PCR陽性者可確診為病毒性腦炎。同時具有以下表現可臨床診斷為病毒性腦炎：(1)急性或亞急性起病，多有發熱；(2)有腦實質或腦膜損傷的癥狀及體征；(3)腦脊液檢查2/3以上患兒可呈非化膿性改變；(4)腦電圖檢查顯示腦電圖呈特征性慢波改變，當大腦皮層廣泛出現重度損傷時，腦電圖顯示廣泛高電壓δ波；(5)除外其他診斷。

3. 兩組患兒基本情況：TBM組患兒平均年齡(4.86±3.57)歲，男58例(56.86%)，女44例(43.14%)；病毒性腦炎組患兒平均年齡(4.55±3.60)歲，男68例(54.40%)，女57例(45.60%)；兩組患兒年齡、性別構成差異均無統計學意義(t=0.64，P=0.524；χ2=0.14，P=0.710)。

二、研究方法

1. 研究設計：本研究為基于醫院的診斷研究，目的在于評價TBM評分系統在兒科臨床實際應用中的價值。敏感度評價在確診和臨床診斷的TBM患兒中進行，特異度評價在病毒性腦炎患兒中進行。

2. TBM評分系統[2]：評分系統將患者分為3類，包括確診患者、臨床診斷患者和可能患者。其中具有腦膜炎癥狀體征、且腦脊液微生物確診或者核酸PCR確診者可直接診斷為確診患者。無腦脊液病原學證據者進行臨床評分，根據最終評分進一步分為臨床診斷患者和可能患者。該系統的評分依據分為臨床標準、腦脊液標準、頭顱影像學表現、肺結核/結核病的其他表現四大類，具體包含的評分指標見表1。臨床診斷患者為評分后得分≥12分者；可能患者為評分后得分為6～11分者；得分越高越有可能診斷為TBM，確診患者和臨床診斷患者為本研究陽性截點，可能患者為排除患者。

3. 資料提取：由1名主治醫師收集患兒性別、年齡、病史、臨床癥狀體征、實驗室檢查結果、診斷等臨床信息，并根據評分系統進行評分。對臨床判斷有異議的患兒，再聯合1名副主任醫師共同討論，減少人為因素判斷導致的偏差。

表1 TBM評分系統的評分指標a

注a：腦脊液病原學檢測結果為陽性的患兒可直接確診為TBM，確診TBM患兒無相關評分；b：為采用核酸擴增檢測(nucleic acid amplification test，NAAT)試劑盒檢測的結果

三、統計學處理

結 果

一、TBM患兒臨床特點和實驗室檢查結果分析

TBM組患兒中接種卡介苗者71例(69.61%)；TST陽性51例(50.00%)，其中硬結平均直徑5～9 mm 者3例，10～19 mm者26例，≥20 mm者20例，局部除硬結外還有水皰、破潰、淋巴管炎者2例；IGRA陽性74例(72.55%)。患兒從癥狀出現到TBM表現的平均病程為(12.73±8.64) d。腦脊液病原學結果陽性16例。從其他部位獲得的病原學陽性結果包括：MTB培養陽性者8例(痰液4例，胃液3例，尿液1例)；抗酸染色陽性26例(痰液12例，胃液9例，腹腔積液3例，尿液2例)；分子生物學檢測陽性21例(痰液16例，胃液11例，腹腔積液2例，尿液2例)。TBM評分系統所涉及的資料見表2。

病毒性腦炎組患兒接種卡介苗112例(89.60%)，TST陽性1例(0.80%)，IGRA陽性1例(0.80%)，從癥狀出現到TBM表現的平均病程為(3.34±1.72) d。

兩組患兒在臨床標準、腦脊液標準、頭顱影像學表現、肺結核或肺外結核的其他表現方面差異均有統計學意義(P值均<0.05)(表2)。

二、TBM評分系統對TBM的診斷價值

1. TBM評分系統對TBM患兒診斷的敏感度和特異度：102例TBM患兒中，16例(15.69%)腦脊液病原學檢測陽性，根據評分系統診斷為確診TBM患兒；其余86例TBM患兒經評分系統評估，平均得分為(13.25±2.22)分，其中≥12分的患兒76例，得分為6～11分的患兒8例，得分<6分的患兒2例。而病毒性腦炎患兒平均得分為(3.79±2.48)分，其中得分為6～11分的患兒22例，得分<6分的患兒103例。兩組平均得分比較，差異有統計學意義(t=29.97，P<0.001)。在TBM患兒中，評分系統的敏感度為90.20%(92/102)，特異度為100.00%(表3)。

TBM組患兒得分為6～11分的8例患兒中，5例為單純TBM，3例為并發肺結核。5例單純TBM患兒中，病程≤5 d者3例，腦脊液正常2例，影像學檢查可見結核球患兒2例，頭部MR正常2例。3例并發肺結核患兒中，病程均>5 d，腦脊液正常1例，頭部MR未見異常表現2例。得分<6分的2例患兒，病程均≤5 d，均為單純TBM，頭部MR未見異常。

2. 其他實驗室輔助診斷方法在TBM患兒中診斷的準確性：102例TBM患兒中，腦脊液MTB培養陽性11例，敏感度為10.78%；腦脊液抗酸染色陽性16例，敏感度為15.69%；采用利福平耐藥實時熒光定量核酸擴增檢測(GeneXpert MTB/RIF)方法進行了腦脊液MTB-DNA檢測者85例，陽性14例，敏感度為16.47%。免疫學檢查方法中，TST的敏感度為50.00%，特異度為99.20%；IGRA方法的敏感度為72.55%，特異度為99.20%。影像學檢查中基底腦膜強化的敏感度為76.47%，特異度為94.40%(表3)。上述實驗室輔助診斷方法的敏感度均明顯低于TBM評分系統，差異均有統計學意義(P值均<0.05)。

三、各檢測方法在兒童TBM診斷中的ROC曲線下面積(AUC)分析

TBM評分的AUC最高，其后依次為IGRA、基底腦膜強化、TST、腦脊液抗酸染色、腦脊液MTB培養、腦脊液DNA(圖1，表4)。TBM評分與其他方法相比差異均有統計學意義(P值均<0.05)。

圖1 各診斷方法的ROC曲線下面積

TBM評分系統參數TBM組(102例)比率(%)病毒性腦炎組(125例)比率(%)χ2值P值臨床標準 癥狀超過5d9593.144334.4081.30<0.001 結核全身中毒癥狀4847.0621.6067.58<0.001 結核病接觸史2120.5921.6017.82<0.001 TST陽性5150.0010.8076.99<0.001 IGRA7472.5510.80130.79<0.001 神經系統局灶缺失表現1110.7810.8011.180.001 腦神經麻痹2423.5310.8026.61<0.001 意識改變5856.863024.0025.55<0.001腦脊液標準 清亮9896.08125100.004.990.025 白細胞數(10～500)×106個/L9492.167761.6028.22<0.001 淋巴細胞比例(>50%)9088.2496a88.890.020.882 蛋白濃度>1.0g/L7674.5100.00140.01<0.001 腦脊液葡萄糖/血葡萄糖濃度<0.5,或腦脊液葡萄糖濃度<2.2mmol/L8583.3321.60158.74<0.001腦影像學表現 腦積水4140.2010.8057.81<0.001 基底腦膜強化7876.4775.60120.44<0.001 結核瘤1110.7800.0014.17<0.001 腦梗死76.8600.008.850.003 強化前基底高密度43.9200.004.990.025肺結核或肺外結核的其他表現 肺結核4847.0600.0074.60<0.001 粟粒型肺結核2423.5300.0032.89<0.001 神經系統外CT/MR/B型超發現有結核病表現1110.7800.0011.920.001 其他部位標本抗酸桿菌染色陽性或(和)培養出MTB1514.7100.0019.78<0.001 神經系統外標本中檢測到MTB核酸2120.5921.6020.18<0.001

注a：腦脊液白細胞異常的患兒，白細胞數在(1～500)×106個/L，共計108例

表3 各種診斷方法的準確性比較

注評分陽性包括確診及臨床診斷患者，不包括可能患者；敏感度=真陽性例數/(真陽性例數+假陰性例數)×100%，特異度=真陰性例數/(真陰性例數+假陽性例數)×100%；a：為各診斷方法的敏感度與TBM評分的敏感度進行比較；b：為各診斷方法的特異度與TBM評分的特異度進行比較

表4 各診斷方法ROC曲線下面積比較

注ROC面積的比較采用Z檢驗；a：各診斷方法與TBM評分比較

討 論

一、兒童TBM的臨床特征分析

1. 兒童TBM的特點：兒童作為一個特殊群體，感染MTB后極易發展為重癥結核病，甚至危及生命。北京兒童醫院2002—2010年的數據顯示，結核病患兒肺外結核的比例高達54%，其中TBM比例為38.8%，血行播散性肺結核的比例為31.3%[5]。TBM病程往往較長，多項研究發現從癥狀出現到TBM表現的病程為5～30 d[6-7]。本研究中，TBM組患兒病程超過5 d者95例(93.14%)，平均病程為(12.73±8.64) d，而成年人的病程為(31.8±23.2) d[8]，提示兒童TBM病程更短，發熱更為迅速。作為結核病診斷的首要環節，病史及流行病學的問詢至關重要。已有研究證實，密切接觸史是兒童發展為活動性結核病的高危因素，且接觸程度與疾病密切相關[9]。由于兒童感染后疾病進展快，多于2年內發病[10]。因此，近期(尤其是一年內)的密切接觸史對于診斷兒童TBM非常重要，影響率超過50%[6, 11]。國內畢美華和熊菀[12]研究報道，具有明確結核病接觸史的TBM患兒達到27%，本研究中肺結核接觸史者21例(20.59%)，均提示肺結核接觸史在兒童TBM的診斷中具有一定意義。

TBM往往有神經系統的癥狀及體征，如意識改變、驚厥、腦神經麻痹、肢體癱瘓等表現[13]，并且面神經麻痹、椎體外系反應、肢體癱瘓對于鑒別兒童TBM與其他類型顱內感染有重要意義[14]。本研究中神經系統局灶性缺失癥狀與體征表現、腦神經麻痹、意識改變均較病毒性腦炎患兒組明顯增高，提示上述改變對于診斷TBM有一定臨床意義。此外，由于結核病主要是通過含有MTB的呼吸道飛沫傳播，因此大多數肺外結核患兒往往同時并發肺結核。研究報道TBM患兒中肺部炎性實變者占33%，粟粒型肺結核占20%[11]。本研究中TBM并發肺結核的比例為47.06%，并發粟粒型肺結核的比例為23.53%，均提示肺部的結核感染與TBM有密切關系。從身體的其他部位發現有結核表現或者分離出MTB，均需警惕發生TBM的可能性，對于早期診斷TBM有一定價值。

2. 兒童TBM腦脊液特征：腦脊液培養是目前診斷TBM特異度最高的方法，并且可以進一步監測耐藥情況[15]，然而由于患兒腦脊液中細菌載量低，培養耗時長，敏感度差，無法為臨床診斷提供及時的幫助。研究數據顯示，TBM患兒腦脊液病原學陽性率低于30%[11]，Kennedy和Fallon[16]發現初次腦脊液抗酸染色陽性率為37%，培養陽性率為52%，當進行4次腦脊液檢查后，病原學陽性率可提高至80%以上。在一項研究成年人TBM的薈萃分析中發現，與腦脊液培養相比，NAAT試劑盒檢測病原的陽性率為64%，特異度為98%[17]，但基層醫院難以普及此種檢查。TBM患兒腦脊液檢查大多外觀清亮，腦脊液細胞數增多[(5～1000)×106個/L；中位數(50～450)×106個/L)]，以淋巴細胞為主，蛋白升高(0.5～3 g/L)，并且腦脊液葡萄糖降低(低于2.2 mmol/L并且腦脊液葡萄糖/血葡萄糖濃度<0.5)[6, 18]。畢美華和熊菀[12]報道159例TBM患兒行腦脊液檢測，143例常規檢測異常，陽性率為89.94%，白細胞計數異常115例，淋巴細胞為主者占67.48%。本研究中TBM患兒腦脊液清亮98例(96.08%)，腦脊液細胞數(10～500)個×106/L者有94例(92.16%)，淋巴細胞比例>0.5者有90例(88.24%)，較上述研究的比例高，考慮與納入患兒分期、分級等有關。本研究中蛋白濃度>1.0 g/L 者有76例(74.51%)，腦脊液葡萄糖濃度/血葡萄糖濃度<0.5，或者腦脊液葡萄糖濃度<2.2 mmol/L者有85例(83.33%)。國外學者研究134例TBM患者(5個月至56歲)和709例細菌性腦膜炎患兒發現腦脊液清亮，白細胞計數<1000×106個/L，淋巴細胞比例>0.3，蛋白濃度>1 g/L對于診斷TBM有重要意義[19]。因此病原未明確前腦脊液常規生化檢查對于疾病早期診斷有輔助作用，也是TBM評分的依據來源。

3. 兒童TBM影像學特征：頭顱影像學是診斷TBM的重要手段[2]。有報道170例TBM患兒中，頭顱CT和MR異常率分別為90%和89%[12]。腦水腫和基底腦膜強化是最常見的表現，約80%的患兒有腦水腫，75%的患兒有基底部腦膜強化[20]，腦梗死患兒達8%～44%，結核瘤患兒達8%～33%[2]。有研究發現，頭部CT增強掃描前基底高密度在兒童TBM診斷敏感度為41%，但特異度為100%[14]。因此，影像學的上述特點被應用于評分系統輔助診斷TBM。頭部MR在檢測腦膜強化、腦梗死、腦結核瘤方面較CT有較高的敏感度，尤其腦干病變[6]。畢美華和熊菀[12]報道TBM患兒頭部MRI陽性率為89%，腦部病變大多表現為腦積水、腦實質病變、基底節病變及腦部鈣化灶，部分患兒同時存在上述腦部影像學表現。臨床工作中頭部MRI可以幫助發現頭部CT未發現的微小病變，盡量完善頭部MR可避免疾病的漏診。其中，基底腦膜強化(76.47%)、腦積水(40.20%)、結核瘤(10.78%)為最常見的影像學表現，與上述文獻報道相似，進一步證實頭部影像學在診斷TBM中有重要作用。

4. 免疫學檢查與兒童TBM的關系：作為目前最常用的免疫學檢查方法，TST和IGRA也被用于兒童TBM的診斷。然而，TST的敏感度在不同的研究中差異較大，約為30%～70%[2]，在嬰兒群體中的檢測敏感度可高達86%[21]。本研究中TST陽性51例(50.00%)，與國內研究相一致，TST的敏感度為56.25%[22]。TST易受多種因素影響，尤其是機體免疫狀態、卡介苗接種及年齡，導致特異度差異較大，而且在重癥結核病患兒中的檢出率低。而外周血IGRA在診斷結核感染時有重要作用，特異度高于TST實驗[23]。母發光等[22]報道其敏感度為87.5%，特異度為93.33%，均高于TST、TB-Ig G、TB-DNA等檢測方法，本研究中IGRA敏感度為72.55%，特異度為99.20%，與之相符合。總之，免疫學方法TST和IGRA對于診斷TBM具有重要意義，因此亦被納入TBM評分系統。

二、兒童TBM診斷評分系統的建立

1. TBM評分系統研究進展：目前TBM病原學診斷標準一致，對于臨床診斷患者診斷標準不一，成年人與兒童不一，各個國家和地區的診斷標準不一，給臨床診斷帶來巨大的挑戰[2]。使用單一數據對于診斷兒童TBM仍然較為困難。因此，建立一個聯合診斷模型或評價系統可有效提高診斷效率。一項納入30例TBM和60例化膿性腦膜炎成年人患者的研究中，將患者年齡、病程、血白細胞計數、血C反應蛋白(CRP)水平、腦脊液白細胞計數和腦脊液淋巴細胞比例進行量化評分，診斷的敏感度為100%，特異度為95.4%[24]。另外一項研究中將患者年齡、病程、血白細胞計數、腦脊液白細胞計數和腦脊液中性粒細胞計數5項標準對TBM及化膿性腦膜炎患兒進行評分，敏感度為98.6%，特異度為43.6%[8]。本研究中TBM評分系統與上述成年人應用的評分系統相比，相同點為將病程、腦脊液白細胞計數及淋巴細胞比例納入研究，但臨床表現方面缺乏肺結核接觸史、TST和(或)IGRA檢測結果等反映結核感染方面的指標，腦脊液未將葡萄糖濃度納入研究，缺乏影像學及其他部位結核感染證據支持。雖然Ersoy等[24]研究的敏感度和特異度均較高，但臨床患者(包括7歲以上患兒及成年患者)數量僅30例，缺乏大樣本數據資料；而Zhang等[8]研究雖然敏感度均較高，但是特異度差異大，而且均未見應用于兒童的研究及報道。

2. 兒童TBM評分應用情況：在兒童應用TBM評分系統的研究中，554例兒童66例(11.9%)為確診TBM患兒，408例(73.6%)為臨床診斷TBM患兒，72例(13.0%)為可能TBM患兒，以≥12分為陽性，診斷的敏感度為86%，特異度為100%[25]，對于臨床無腦脊液病原學依據的臨床診斷患兒有重要的診斷價值，與本研究相符合。但是如果以可能患兒為截止點，敏感度可升高至100%，但特異度會降低至56%[25]，因此以評分≥12分作為陽性患者，診斷價值高。在一項對前瞻性兒童TBM患兒的研究中，79例TBM(35例病原陽性)患兒中66例為臨床診斷患兒，12例為可能患兒，1例除外TBM，診斷的敏感度為84%，特異度為95%；在35例病原學確診患兒中，通過TBM評分，26例為臨床診斷患兒，診斷的敏感度為74%，特異度為95%[26]，無論是確診患兒還是臨床診斷患兒，應用該評分系統，診斷敏感度均高于腦脊液NAAT試劑盒檢測病原的陽性率[17]。然而，在另外一項通過腦脊液病原確診的平均年齡為34(2～78)歲的55例患者中，通過TBM評分，很可能患者(包括兒童及成年人)26例(47.3%)，可能患者(包括兒童及成年人)25例(45.5%)，有7例TBM評分<6分，其原因為有15例患者缺少腦脊液淋巴細胞比例的數據，20例無頭部影像學的數據資料，因此，當患者資料不完善時，應用此評分系統具有一定限制[27]。本研究中得分6～11分的8例患兒中，5例為單純TBM，3例并發肺結核。2例得分<6分的患兒中病程均≤5 d，均為單純TBM，頭部MR未見異常，并且該兩組患兒MTB病原學檢查均為陰性，提示單純TBM患兒及病原學陰性患兒通過該評分易誤判斷為陰性。更多資料完善的臨床研究需要進一步驗證該診斷方法。

目前兒童TBM無法靠單一的診斷方法早期確診，TBM評分系統作為一種聯合診斷評分系統，對各指標進行定量化、標準化、統一化，可有效提高兒童TBM的診斷準確性，具有較高的敏感度和特異度。但是仍然需要更多的前瞻性或回顧性的臨床研究進一步驗證和比較。