兒童不同病原菌所致化膿性腦膜炎的影像學(xué)特征

趙瑩瑩 劉佳佳 張家偉 葉 平 劉嶺嶺 雷 婷 陳志強(qiáng)*

化膿性腦膜炎是世界范圍內(nèi)危害人體健康的嚴(yán)重的中樞神經(jīng)系統(tǒng)炎性病變，發(fā)病率和死亡率都很高，兒童尤其是嬰幼兒免疫防御功能較弱，病原菌易通過血腦屏障到達(dá)腦膜而形成腦膜炎。由于早期不規(guī)范治療及抗生素的廣泛應(yīng)用，致腦膜炎臨床表現(xiàn)及實(shí)驗(yàn)室檢查越來越不典型，而腦膜炎病情急、進(jìn)展快、致殘率高、后遺癥多，早期準(zhǔn)確診斷和治療對(duì)于避免造成長期腦損害至關(guān)重要。顱腦MRI作為一種無創(chuàng)且精細(xì)的檢查方法，越來越廣泛地運(yùn)用于腦膜炎的診斷，可動(dòng)態(tài)監(jiān)測患兒病情進(jìn)展。很多病原體引起的腦膜炎在影像學(xué)上無特異性表現(xiàn)，但仍有部分具有一定的特征性。本研究試圖從病原菌的角度來尋找不同病原菌性化腦的特征性影像學(xué)改變，這將有助于放射科醫(yī)生區(qū)別病原體，尤其是血液和腦脊液培養(yǎng)陰性者，從而為臨床診斷提供一定的幫助。

方 法

1.一般資料

選取2011年1月至2017年12月在本院確診為化腦并且行顱腦MRI檢查的123例患兒為研究對(duì)象。納入標(biāo)準(zhǔn)：①具有腦膜炎的典型臨床特征；②腦脊液和/或血液培養(yǎng)出病原菌。排除標(biāo)準(zhǔn)：兒童病毒性腦膜炎、真菌性腦膜炎、結(jié)核性腦膜炎、人類免疫缺陷病毒感染、免疫抑制治療及診斷不明確者。

2.方法

由一位低年資和一位高年資神經(jīng)放射學(xué)醫(yī)生在無臨床數(shù)據(jù)且未參與原始讀片的前提下獨(dú)立評(píng)估，對(duì)疑難病例討論并確定最終診斷。若在同一住院期間行多次/多種顱腦影像學(xué)檢查，則對(duì)最初診斷腦膜炎的MRI圖像進(jìn)行評(píng)估，對(duì)進(jìn)展性或新的并發(fā)癥進(jìn)行回顧性研究。

3.統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

采用SPSS 22.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。本組資料采用卡方檢驗(yàn)，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié) 果

1.一般資料

共有123名患兒納入到本研究中。其中，男78例（63.4%），女45例（36.6%），男女比例為1.75：1；患兒首次MRI檢查時(shí)的年齡為0～14歲，中位數(shù)為5.1個(gè)月，1歲以內(nèi)患兒90例（73.2%）。

2.病原學(xué)結(jié)果

根據(jù)腦脊液培養(yǎng)陽性105例，血培養(yǎng)陽性31例，腦脊液和血培養(yǎng)陽性13例。最常見的致病菌是肺炎鏈球菌（35/123，28.5%）、大腸埃希菌（26/123，21.1%）和葡萄球菌（27/123，22.0%）。其他細(xì)菌包括流感嗜血桿菌6例、糞/屎腸球菌5例，微球菌屬、陰溝腸桿菌、棒狀桿菌、羊種布魯菌及鮑曼不動(dòng)桿菌各3例，肺炎克雷伯菌、李斯特菌及腦膜炎奈瑟菌各2例，嗜水氣單胞菌、侵肺巴斯德菌、沙雷菌各1例。由于各組病例較少，將相同菌屬的歸為一組。所有化腦患兒的病原菌分布及影像學(xué)表現(xiàn)（表1）。

3.影像學(xué)特征

123例患兒顱腦MRI中有74例異常（60.2%），其中80例患兒行增強(qiáng)檢查。軟腦膜強(qiáng)化(57.5%，46/80)是最常見的影像學(xué)表現(xiàn)，不同致病菌之間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。硬膜下積液（33.3%）、腦炎(21.2%)、腦梗死/軟化灶(17.9%)、腦積水(16.3%)、硬膜下積膿(11.4%)是其常見并發(fā)癥，室管膜炎（4.0%）及腦出血(8.1%)較少見。在20例腦積水患兒中，45.0%(9/20)由腸桿菌引起，鏈球菌及葡萄球菌各20.0%（4/20），流感嗜血桿菌、屎腸球菌、沙雷菌各5.0%(1/20)。22例合并腦梗死/軟化灶的患兒，分別為鏈球菌12/22(54.5%)、大腸桿菌5/22（22.7%）、流感嗜血桿菌3/22(13.6%)、葡萄球菌2/22（9.1%）。26例腦組織異常信號(hào)患兒中，19/26（73.1%）為斑點(diǎn)狀或斑片狀異常信號(hào)/密度，7/26（26.9%）為大片廣泛異常信號(hào)，分別為流感嗜血桿菌3/7（42.9%），肺炎鏈球菌、大腸埃希菌、屎腸球菌及金葡菌各1/7（14.3%）（圖1～4）。

表1 123例化腦患兒病原菌分布及影像學(xué)表現(xiàn)

圖1 女，7個(gè)月，肺炎鏈球菌性腦膜炎。 A.T1WI；B.T2WI；C.DWI；D.增強(qiáng)T1WI。右側(cè)額顳葉及雙側(cè)枕葉腦梗死，增強(qiáng)柔腦膜廣泛增厚、強(qiáng)化，左側(cè)基底節(jié)異常信號(hào)，雙側(cè)額顳部硬膜下積液。

圖2 男，11天，大腸埃希菌性腦膜炎。 A.T1WI；B.T2WI；C.DWI；D.增強(qiáng)T1WI。雙側(cè)額顳枕頂葉部分腦回腫脹，幕上腦室擴(kuò)張、積水，雙側(cè)側(cè)腦室周圍軟化灶形成，增強(qiáng)柔腦膜廣泛增厚、強(qiáng)化，室管膜強(qiáng)化。

圖3 男，239天，流感嗜血桿菌性腦膜炎。 A.T1WI；B.T2WI；C.DWI；D.增強(qiáng)T1WI。雙側(cè)額顳葉廣泛異常信號(hào)灶，增強(qiáng)掃描雙側(cè)額顳葉呈腦回狀強(qiáng)化，雙側(cè)額顳部少量硬膜下積膿，左側(cè)側(cè)腦室后角少量積膿。

圖4 男，13歲，沙雷菌性腦膜炎。A.T1WI；B.T2WI；C.DWI；D.增強(qiáng)T1WI。右側(cè)額葉、枕葉及縱裂內(nèi)多發(fā)腦膿腫。45天后復(fù)查增強(qiáng)示腦膜及病灶邊緣明顯強(qiáng)化，右枕葉膿腫消退、右額葉病灶縮小，左枕葉新發(fā)腦膿腫。

討 論

肺炎鏈球菌、流感嗜血桿菌、腦膜炎奈瑟菌和大腸桿菌是細(xì)菌性腦膜炎最常見的嗜神經(jīng)電位性致病菌[1]，因此，在世界范圍內(nèi)，這4種細(xì)菌就成為兒童化腦的主要病原體，占兒童化腦的90%[2]。隨著疫苗的逐漸推廣，化腦的發(fā)病率明顯下降、整體預(yù)后改善，但仍有較高的發(fā)病率（34.0/10萬）和病死率（14.4%）[2]，尤其是5歲以下的兒童。并且，化腦的流行特點(diǎn)也在變化著，國內(nèi)的一項(xiàng)流行病學(xué)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，最常見的致病菌為腦膜炎雙球菌及肺炎鏈球菌，流感嗜血桿菌較少見[3]。蔣鴻超等[4]報(bào)道的116 株菌株中最常見的病原體也是肺炎鏈球菌，但未檢出流感嗜血桿菌和腦膜炎雙球菌。本研究中最常見的致病菌是肺炎鏈球菌、葡萄球菌及大腸埃希菌，僅6例流感嗜血桿菌及2例奈瑟菌，這與上述報(bào)道較一致。

肺炎鏈球菌是本研究中最常見的致病菌，也是導(dǎo)致神經(jīng)系統(tǒng)后遺癥的主要病原菌。一項(xiàng)Meta分析顯示，腦膜炎患者所致的長期后遺癥在肺炎球菌中尤為常見[5]。在本研究中，72%的肺炎鏈球菌性腦膜炎至少有一個(gè)并發(fā)癥，在其他的研究中也證實(shí)了這一點(diǎn)[6]。該菌比其他細(xì)菌具有更強(qiáng)的致病能力，這是由于肺炎球菌的特殊毒力因子——莢膜所致[7]。莢膜是肺炎鏈球菌毒力的主要決定因素，是細(xì)胞壁外的一層膠狀物，莢膜多糖可以保護(hù)肺炎鏈球菌不被中性粒細(xì)胞吞噬，并影響細(xì)菌與上皮細(xì)胞的黏附。據(jù)估計(jì)，肺炎球菌性腦膜炎病死率高達(dá)16%～37%，幸存者中30%～52%可能發(fā)生神經(jīng)系統(tǒng)后遺癥，造成嚴(yán)重的疾病負(fù)擔(dān)[7]。在我們的研究中，多中心性梗死具有特異性，34.3%(12/35)的鏈球菌腦膜炎患者中至少有一個(gè)梗死灶，絕大多數(shù)患者(10/12)有多個(gè)血管區(qū)的多發(fā)性和/或匯合性梗死。Jaremko等也曾報(bào)道，多灶性梗死是鏈球菌性腦膜炎典型的影像學(xué)表現(xiàn)，很少見于其他致病菌[8]。Jorens等也有類似的發(fā)現(xiàn)，作者推測可能是小血管炎或腦炎引起[9]，另有研究顯示由肺炎鏈球菌所致的腦膜炎更易發(fā)生腦卒中[10]。此外，鏈球菌性腦膜炎患兒易出現(xiàn)硬膜下積液，但積膿較少見，這與Gendelman等[11]報(bào)道較一致。

有研究發(fā)現(xiàn)革蘭陰性菌如大腸埃希菌引起的腦膜炎發(fā)病率和死亡率都很高，可導(dǎo)致嚴(yán)重的腦組織壞死、腦室炎及腦膿腫，預(yù)后差，常遺留神經(jīng)系統(tǒng)后遺癥[12]。可能是由于大腸埃希菌的致病因子多糖莢膜K1抗原有抗吞噬、抗抗體及抗補(bǔ)體作用，毒力強(qiáng)且機(jī)體較難清除。在我們的研究中，腦室擴(kuò)張、腦室炎及出血在大腸桿菌性腦膜炎中較鏈球菌性腦膜炎常見。大腸桿菌性腦膜炎硬膜下積液不常見，但硬膜下積膿較常見，可能是因?yàn)榇竽c埃希菌產(chǎn)生脂多糖后誘導(dǎo)單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞產(chǎn)生大量細(xì)胞因子作用于腦血管內(nèi)皮細(xì)胞，致血腦屏障通透性增高，各種白細(xì)胞及蛋白質(zhì)大量滲入腦脊液中，導(dǎo)致腦室內(nèi)或硬膜下積膿。Jaremko等也曾報(bào)道大腸桿菌性腦膜炎患兒似乎更易出現(xiàn)腦積水/積膿及室管膜炎[8]。此外，大腸埃希菌性腦膜炎梗死的發(fā)生率明顯低于鏈球菌性腦膜炎，與鏈球菌導(dǎo)致的典型的廣泛性梗死不同，3/5例大腸桿菌腦膜炎梗死的患者只有一個(gè)腦膜炎直接相鄰的小面積梗死灶。因此，在我們的研究中，腦膜炎合并腦積水/積膿、腦室炎的最有可能是由于大腸桿菌所致。

流感嗜血桿菌曾經(jīng)是小兒腦膜炎的主要病因，但自從Hib疫苗使用以來流感嗜血桿菌引起的兒童化腦就少見了，到目前為止較少有相關(guān)報(bào)道。流感嗜血桿菌性腦膜炎病情重、并發(fā)癥多，但不易復(fù)發(fā)，其機(jī)制尚未闡明。Persidsky曾指出流感嗜血桿菌及肺炎球菌易出現(xiàn)硬膜下積液[11]，通常是由硬膜下靜脈炎導(dǎo)致。Vinchon也指出流感嗜血桿菌是引起硬膜下積液和積膿的常見細(xì)菌[13]。本研究結(jié)果與以往的研究結(jié)果一致，5/6例流感嗜血桿菌性腦膜炎出現(xiàn)硬膜下積液，3/6例出現(xiàn)硬膜下積膿。此外，Centeno等還發(fā)現(xiàn)流感嗜血桿菌性腦膜炎易廣泛累及腦組織，這是其另一特征性表現(xiàn)，作者認(rèn)為其潛在機(jī)制是靜脈阻塞而導(dǎo)致的腦壞死[14]。在本研究中，3/6例出現(xiàn)腦實(shí)質(zhì)廣泛異常信號(hào)灶，與上述描述一致。因此，本研究中出現(xiàn)硬膜下積液/積膿并腦組織廣泛異常信號(hào)/密度，提示流感嗜血桿菌感染。其他致病菌如腸桿菌及沙雷氏菌可能與多發(fā)腦膿腫形成有關(guān)[15]，本研究1例沙雷菌性腦膜炎，MRI上顯示腦實(shí)質(zhì)及縱裂內(nèi)多發(fā)腦膿腫符合上述文獻(xiàn)報(bào)道。葡萄球菌所致腦膜炎雖常見，但其影像學(xué)無特征性，因此未作詳細(xì)解釋。

影像學(xué)所見異常可能是由特定細(xì)菌引起，認(rèn)識(shí)到某一致病菌性腦膜炎的特征性表現(xiàn)，可以幫助醫(yī)生診斷并影響早期治療。在我們的研究中，腦膜炎合并多發(fā)性梗死提示鏈球菌病因，而腦室炎、腦積水和積膿提示大腸桿菌，硬膜下積液/積膿并腦組織廣泛異常信號(hào)/密度提示流感嗜血桿菌感染，多發(fā)大面積的實(shí)質(zhì)膿腫提示沙雷菌。這些影像學(xué)改變有一定的獨(dú)特性，但要確定其具體程度，仍需進(jìn)行更大規(guī)模前瞻性研究。