吴伟光 郭海龙

脊柱结核是骨关节结核最常见的类型，是一种由结核分枝杆菌引起的慢性感染。脊柱的任何部位都可能感染结核分枝杆菌，以腰椎发病率最高，胸椎次之，尾椎罕见[1]。脊柱结核严重者可引起脊柱不稳、后凸畸形，甚至瘫痪等，严重影响患者的健康及生活质量。因此，早期诊断对脊柱结核具有重要意义。

脊柱结核的临床特点

脊柱结核是常见的继发性肺外结核。通常，脊柱结核症状起病隐匿，病情进展缓慢，诊断前患者的症状持续时间从2周到几年不等[1]。脊柱结核的症状包括结核中毒症状、神经系统症状、神经功能缺损。体格检查可出现局部压痛、肌肉痉挛和活动受限。最初的神经系统症状包括肢体轻度疼痛并软弱无力和麻木，如果不及时治疗可能会进展至完全瘫痪，截瘫是脊柱结核最具破坏性的并发症之一[1]。脊柱结核中神经功能缺损的发生率从23%到76%不等[2]。对于此类患者，临床工作中通常可以轻松识别及诊断。但是，随着人们生活水平的提高，脊柱结核的临床表现越来越不典型[2]，如同时存在肺、胸膜及其他部位的结核，部分患者可能存在持续发热、食欲不振等，有时会被呼吸系统、神经系统的疾病所掩盖。早期可呈现不同程度的疼痛，多为钝痛，劳累时加重，休息后缓解，但不会完全消失。颈椎结核疼痛常局限于颈肩部或双上肢；胸椎和腰椎结核可有局限的背部或腰骶部疼痛。有些放射性疼痛往往不在病变所在部位，而在相应的脊神经根所支配的皮支部位。有些患者仅以慢性背痛为唯一症状，有些仅表现为脊柱僵硬。值得注意的是，这些临床表现也会存在于其他脊柱疾病患者中，需询问是否曾有过肺结核病史或结核病接触史。

脊柱结核的早期诊断

脊柱结核起病缓慢，通常情况下，患者只有在严重疼痛、明显畸形或有神经症状时，才会寻求治疗。然而，在疾病晚期往往会并发不可逆的神经功能缺损，因此，早期诊断至关重要。

一、脊柱结核的实验室检测技术

(一)细菌学检测(传统检测方法)

由于患者和医生的延误，大多数脊柱结核患者在发病初期没有被准确诊断，这种延误可能会导致严重的脊髓损伤[2]。实验室检查中诊断脊柱结核的金标准为分枝杆菌培养阳性，菌种鉴定为结核分枝杆菌，但对脊柱结核临床诊断的敏感度及特异度均较低[3]。使用传统方法，从临床标本中培养分枝杆菌需要6～8周，且敏感度只有约50%。

(二)免疫学检测

1.血清学检测：血清学检测结核分枝杆菌是以特异性分泌蛋白MPB64为检测目标，操作简便，检测时间短。与传统的结核分枝杆菌菌种鉴定技术相比，其敏感度和特异度都非常高，分别能达到99.1%和100%[4]。血清学检测是一种敏感度、准确度均较高的结核分枝杆菌快速检测技术，在脊柱结核早期，可快速检测是否存在结核分枝杆菌。

2.结核菌素皮肤试验：结核菌素皮肤试验虽常被应用，但其结果存在假阳性或假阴性的可能，检测的敏感度及特异度较低,有近似20%的患病个体终身结核菌素皮肤试验阴性[3]。结核菌素皮肤试验在成人脊柱结核早期，仅能起到提示作用，但在婴幼儿结核病的诊断中意义较大。

3.γ干扰素释放试验(interferon gamma release assay，IGRA)：IGRA采用酶联免疫吸附试验(enzyme-linked immunosorbent assay，ELISA)或酶联免疫斑点试验(enzyme-linked immunospot assay，ELISPOT)方法，通过检测γ干扰素(interferon-γ，IFN-γ)的水平进行诊断。目前主要包括Quanti FERON-TB Gold试验(QFT-G)和结核感染T细胞斑点试验(T-SPOT.TB)；T-SPOT.TB与QFT-G相比在诊断结核分枝杆菌方面有更高的敏感度[5]。IGRA已被证实在判断是否存在结核分枝杆菌感染方面是有意义的，其可区分活动性结核病和结核分枝杆菌潜伏感染，并判定疗效[4]。IGRA作为辅助诊断肺外结核的新方法，是一种更敏感的无创、快速的辅助诊断方法，敏感度可达90%[6]，能够在脊柱结核早期进行辅助诊断。

4.蛋白芯片：蛋白芯片是近几年的研究热点之一。能够测定血清中结核分枝杆菌蛋白相对分子质量为16 000(16 kDa)和38 000(38 kDa)及脂阿拉伯甘露糖3种抗体，并通过芯片识别系统进行结果分析。通过芯片识别系统，实现上述3种抗体同步检测，其中一种阳性即为检测结果阳性[7]。整个检测过程一般不超过30 min。冯英凯等[7]进行的回顾性研究将655例患者分为肺结核组、肺外结核组、肺结核并发肺外结核组及非结核病组，其中非结核病组为对照组，采用蛋白芯片技术、IGRA、聚合酶链式反应(polymerase chain reaction, PCR)对各组样本进行检测分析，评价蛋白芯片检测对结核病的诊断价值；结果显示蛋白芯片技术的敏感度(66.26%)与PCR(67.02%)相似，明显低于IGRA(91.30%)；其特异度(83.47%)明显高于PCR(69.76%)，与IGRA(89.92%)相似。Zhu等[8]的研究也显示，蛋白芯片检测对肺结核及肺外结核患者具有较好的诊断价值，在脊柱结核早期，其可与IGRA取长补短，优势互补。

5.脂阿拉伯甘露聚糖(lipoarabinomannan，LAM)检测试纸：LAM检测试纸条是近年来一种新的检测技术，其通过对尿液样本中的LAM抗原检测从而进行诊断，全程仅需25 min。一项研究表明，LAM检测试纸条能够快速、高效、低成本地诊断HIV与结核分枝杆菌双重感染患者[9]，为并发HIV感染的早期脊柱结核患者提供了一种新的检查方法。

(三)分子生物学技术

1. PCR：PCR是一种快速、敏感度和特异度均较高的检测痰液中结核分枝杆菌的方法[10]。包括结核分枝杆菌DNA(TB-DNA)检测、结核分枝杆菌RNA(TB-RNA)检测、利福平耐药实时荧光定量核酸扩增(GeneXpert MTB/RIF)检测技术、环介导等温扩增技术(loop-mediated isothermal amplification，LAMP)等。利用PCR方法检测敏感度高、速度快，可判断是否存在结核分枝杆菌，鉴别结核分枝杆菌潜伏感染与活动性结核病[11]。潘爱珍等[10]采用TaqMan-MGB探针的荧光定量PCR技术，检测了186份痰液样本，其敏感度为84.47%，特异度为100%。TB-RNA检测是主要以病原体RNA为扩增靶标的核酸恒温扩增检测技术，因病原体死亡后RNA会很快降解，所以TB-RNA 检测技术可区分“死菌”和“活菌”，同时，该方法可以诊断出活动性结核病，减少无效治疗[11]。GeneXpert MTB/RIF检测技术可以检测结核分枝杆菌的rpoB基因81 bp 利福平耐药核心区是否发生突变，检测在2 h内完成，该技术对痰标本结核分枝杆菌检测的敏感度和特异度分别为90.0%、89.5%；对利福平耐药检测的敏感度和特异度分别为87.7%、96.6%[12]。这种检测技术为结核分枝杆菌的检出及利福平的耐药性检测提供快速、准确的诊断依据[12]。LAMP是2016年世界卫生组织正式推荐的结核病诊断技术，可作为痰涂片检测方法的替代方案。其扩增速度快，所需设备简单，不需要昂贵的PCR仪器，只需一个恒温器，通过目测可得到清晰结果，敏感度为89.6%，特异度为94%[13]。总之，PCR快速、敏感度和特异度高的优点，可提高早期脊柱结核的检出率并减少漏诊、误诊的发生。

2.基因芯片：基因芯片技术作为一种大规模、高通量的检测技术，应用于疾病的诊断，其优点包括：快速简便，敏感度和准确度高，可同时检测多种疾病。基因芯片可以高通量检测基因组的表达，因而能够诊断分枝杆菌混合感染[4]。张立群等[14]通过对172例样本进行检测，结果表明其敏感度和阳性率分别为81.6%和100%。使用基因芯片技术，其早期诊断率将大幅提高，同时有利于帮助医生综合了解各个系统疾病状况。但由于试剂和仪器较为昂贵，暂未大规模推广。

二、脊柱结核的影像学特征

(一)X线表现

X线摄影检查是诊断脊柱结核不可缺少的一种手段，可用来确定结核病灶部位、侵犯范围、有无死骨等一般情况。其主要表现为骨质减少，在邻近椎体及椎间盘受累时，由于骨质破坏可显示椎间隙狭窄、终板侵蚀；多节段脊柱前方受累时，可显示椎体前方骨质破坏甚至继发塌陷、脊柱后凸等特征[15]。但这些典型表现在脊柱结核早期很难被发现。有研究显示，对于在脊柱X线摄影平片上可见的病灶，必须有30%的骨质丢失才能被诊断[16]。因而X线摄影检查对于脊柱结核早期病变的诊断作用十分有限。

(二)磁共振成像(MRI)表现

MRI是不可缺少的常规影像学检查，是评价软组织侵犯范围、结核病灶范围及神经压迫情况最有效的检查手段。MRI对水分含量和蛋白质含量变化非常敏感，因此在结核病灶炎性水肿的早期诊断方面，敏感度要优于其他影像学检查。Lang等[17]研究认为MRI诊断脊柱结核能够在椎体破坏前6～7个月发现椎体改变。对于边缘型脊柱结核，MRI可表现为伴有间隙变窄和大范围的椎旁脓肿；中央型脊柱结核常表现为单个椎体的信号异常，这种MRI表现与脊柱转移瘤相似；骨膜下型常表现为韧带下脓肿形成、椎间隙尚正常及多个椎体信号异常[2]。程春等[18]对67例脊柱结核患者的MRI表现进行分析，结果表明MRI对骨质破坏、椎间盘受累、死骨形成的检出率高于X线及CT，MRI对钙化情况检出率低于CT。增强MRI对于显示异质椎体及在骨内、硬膜外、椎旁脓肿的边缘增强中的敏感度高[1,19]。据Jain[20]报道，MRI对脊柱结核诊断的敏感度可达100%，特异度可达88.2%。综上，MRI可清楚地显示脊柱结核的椎体及终板破坏、椎旁脓肿和神经损伤，对早期和不典型脊柱结核亦有确切诊断价值。

(三)计算机体层摄影术(computed tomography，CT)

与X线平片相比， CT能够早期显示骨质破坏，对确定软组织脓肿的形状和钙化更为有效。同时，CT能更好地显示不规则溶骨性病变、硬化、椎间盘塌陷等细节。然而，与MRI相比，CT较难确定硬膜外病变范围及其对神经结构的影响[1]。在对死骨及钙化的显示方面，CT优于MRI[21]。总之，CT能够更早发现病变部位及病变细节，对于脊柱结核早期诊断具有重要价值。

(四)非典型性脊柱结核影像学特征

没有上述影像特征的非典型性脊柱结核虽然少见，但已有据可查。根据近几年文献报道，非典型性脊柱结核主要表现为受累于椎体后部，无椎间盘受累，无骨性侵犯的硬膜外脊髓压迫。其中，无椎间盘破坏的椎体受累是脊柱结核最常见的非典型形式[22-24]。

Momjian和George[22]对文献进行了回顾，总结了保留椎间盘椎体的MRI表现为信号异常的情况，作者还注意到结核病灶与转移瘤或淋巴瘤没有区别，可以表现为单发或多发病灶。Zhen等[25]报道了6例单发椎体结核患者，表现为孤立的、局限的溶骨性病变，结核感染位于单椎体，没有椎间盘受累；作者认为这可能是由于在感染早期或强免疫系统下感染较低毒力的结核分枝杆菌所致。Kim等[23]报道了1例轻微外伤后出现背部疼痛的患者，表现为胸9至胸11椎体、胸12至腰1棘突的多发溶骨性破坏，作者首先诊断为淋巴瘤，但术后组织病理学提示为慢性肉芽肿、干酪样坏死、无恶性肿瘤细胞，最后诊断为非典型表现的脊柱结核。

中央椎体病变也是非典型性脊柱结核的一种形式，椎体塌陷可能导致椎体扁平外观[26]。主要见于儿童[1]。MRI显示椎间盘内信号异常，此病变与淋巴瘤或转移瘤的表现无法区分。这种非典型性脊柱结核可以是单椎体或多椎体受累，单椎体受累极为罕见。Zhen等[27]报道了5例年轻患者腰椎单发的局部溶骨性椎体病变。由于局灶性感染，与成骨细胞瘤和嗜酸性肉芽肿等其他原因引起的局灶性椎体破坏在影像学上较难鉴别，可以通过CT引导下穿刺活检或手术干预来确诊，CT引导下穿刺病理检查阳性率可达93.3%[28]。另一种罕见的非典型性脊柱结核形式是椎体后部孤立受累[26]。据Khattry等[26]报道，这种情况以肺结核为特征，在化脓性脊椎炎中并未发现。近期，Thammaroj等[29]报道的非典型性脊柱结核，其MRI表现包括：多发跳跃性病变、孤立性椎体病变、椎板及棘突病变、单椎体塌陷和髓内结核瘤，跳跃型病变是其中最常见的非典型病变，发病率为11.5%。因此，临床医师应该警惕更多的非典型表现，以确保早期诊断和及时有效的治疗。然而，无论是临床检查还是MRI都不能区分脊柱感染和肿瘤，无论是影像引导下活检还是外科活检都是早期诊断的必要措施[30]。

脊柱结核的鉴别诊断

早期脊柱结核临床症状不典型，需与其他疾病相鉴别。包括：(1)脊柱转移瘤。常累及多个不连续椎体，椎间隙完好，后柱累及多于椎弓根，动态增强MRI可有一定的鉴别诊断价值[17]，结核菌素皮肤试验阳性可加以鉴别。(2)布鲁杆菌性脊柱炎。患者一般有牛羊接触史，临床有发热症状(39 ℃)，椎旁脓肿较少，主要呈现骨质“筛孔样”破坏[31]；病理穿刺很难确诊，只有通过临床综合分析进行临床诊断和细菌培养确诊。(3)化脓性脊柱炎。常见于腰椎，发病多急剧，体温常持续升高；疼痛剧烈，早期血培养可为阳性；累及2个椎体和椎间盘时，椎间隙常变窄，椎体边缘增生及相邻椎体融合；依据全身中毒表现、实验室检查分离出化脓性致病菌即可确诊。(4)真菌性脊柱炎。虽然少见，但与脊柱结核很难鉴别。真菌性脊柱炎的临床症状常不典型，多表现为腰背部疼痛，活动受限，全身症状不明显，多见于免疫功能低下的患者；可采用病椎穿刺活检或真菌培养明确诊断，最后确诊需细菌学检查。

脊柱结核疫苗

有效的疫苗接种是防治和控制结核病流行的重要举措。卡介苗是目前世界上许多国家批准应用于预防人体感染结核分枝杆菌的唯一结核疫苗。现有的卡介苗已被证明可以防止在幼儿中传播结核病[32]。然而，卡介苗仍存在一定毒力，作为一种预防性疫苗，卡介苗不能有效治疗结核分枝杆菌潜伏感染。改良的结核病疫苗包括多种结核分枝杆菌分泌蛋白/基因嵌合的重组卡介苗，新的疫苗包括改良型痘苗病毒安卡拉85A，以腺病毒Ad35作为载体的重组融合蛋白疫苗AERAS-402[33]、H56:IC31、H4:IC31[34]和M72/AS01。多种结核病候选疫苗尚需在进一步的临床试验中验证其有效性和安全性，腺病毒作为载体的优良特性为新型结核病疫苗的研发增加了成功的概率。

总 结

典型的临床表现、实验室方法和成像技术有助于脊柱结核的早期诊断。早期治疗不但可以缩短治疗疗程，还能减轻患者经济压力。我们应该清楚，手术作为治疗结核病的一种重要手段，并不能完全根治活动性结核病，抗结核药物治疗才是治愈结核病的关键，早期诊断是需要重点关注的问题[35]。由于疾病的进展和随后的并发症可能导致患者出现高死亡率的风险，脊柱结核的早期诊断对防止不良后果具有重要意义。

[1] Ansari S, Amanullah MF, Ahmad K, et al. Pott’s spine: Diagnostic imaging modalities and technology advancements. N Am J Med Sci, 2013, 5 (7): 404-411.

[2] Alvi AA, Raees A, Khan Rehmani MA, et al. Magnetic resonance image findings of spinal tuberclosis at first presentation. Int Arch Med, 2014, 7 (1): 12.

[3] 傅俊伟, 陈卓, 吴俊彪, 等. 脊柱结核早期诊断的研究进展. 中国骨伤, 2015, 28(1): 82-84.

[4] 陈钰, 罗力涵, 张波. 新型结核分枝杆菌快速检测技术研究进展. 中国国境卫生检疫杂志, 2016, 39(5): 373-375.

[5] Serrano M, Elguezabal N, Sevilla IA, et al. Tuberculosis detection in paratuberculosis vaccinated calves: New alternatives against interference. PLoS One, 2017, 12(1): e0169735.

[6] Yu SN, Jung J, Kim YK, et al. Diagnostic usefulness of IFN-gamma releasing assays compared with conventional tests in patients with disseminated tuberculosis. Medicine (Baltimore), 2015, 94 (28): e1094.

[7] 冯英凯, 王勇, 黄正谷, 等. 蛋白芯片技术与其他4种检测方法对结核病诊断价值的比较. 中华肺部疾病杂志(电子版), 2017, 10(4): 427-430.

[8] Zhu L, Liu Q, Martinez L, et al. Diagnostic value of GeneChip for detection of resistantMycobacteriumtuberculosisin patients with differing treatment histories. J Clin Microbiol, 2015, 53(1): 131-135.

[9] Peter JG, Zijenah LS, Chanda D, et al. Effect on mortality of point-of-care, urine-based lipoarabinomannan testing to guide tuberculosis treatment initiation in HIV-positive hospital inpatients: a pragmatic, parallel-group, multicountry, open-label, randomised controlled trial. Lancet, 2016, 387(10024): 1187-1197.

[10] 潘爱珍，赵秀芹，付军，等. TaqMan-MGB荧光定量PCR快速检测痰结核分枝杆菌异烟肼耐药效果的评价.中国预防医学杂志，2012,13(1): 10-14.

[11] 李振生, 李德新, 李春霞, 等. TB-RNA、TB-DNA联合检测在痰菌阴性肺结核诊断中的应用价值. 实用临床医药杂志, 2016, 20(17): 32-34.

[12] 牛海军, 王歌, 李明虎. GeneXpert MTB/RIF 检测在肺结核诊断中的价值评估. 中国防痨杂志, 2017, 39(8): 829-832.

[13] 李辉. 恒温扩增技术在结核病诊断中的应用. 结核病与肺部健康杂志, 2017, 6(2): 102-105.

[14] 张立群, 王云霞, 周敏, 等. 4种不同结核分枝杆菌检测方法对结核病的诊断价值比较. 中华医院感染学杂志, 2010, 20(11): 1633-1635.

[15] Rasouli MR, Mirkoohi M, Vaccaro AR, et al. Spinal tuberculosis: diagnosis and management. Asian Spine J, 2012, 6(4): 294-308.

[16] Zumla A, George A, Sharma V, et al. The WHO 2014 global tuberculosis report-further to go. Lancet Glob Health, 2015, 3(1): e10-12.

[17] Lang N, Su MY, Yu HJ, et al. Differentiation of tuberculosis and metastatic cancer in the spine using dynamic contras-tenhanced MRI. Eur Spine J, 2015, 24(8): 1729-1737.

[18] 程春, 曾勇, 杨超,等. 脊柱结核的MRI表现特点及诊断价值分析. 磁共振成像, 2016, 7(5): 371-375.

[19] Rozell JM, Mtui E, Pan YN, et al. Infectious and inflammatory diseases of the central nervous system-the spectrum of imaging findings and differential diagnosis. Emerg Radiol, 2017， 24(6): 619-633.

[20] Jain AK. Tuberculosis of the spine: a fresh look at an old disease. J Bone Joint Surg Br, 2010, 92(7): 905-913.

[21] 杨虹, 李雪霜, 陆通, 等. CT与MRI对脊柱结核的诊断价值. 磁共振成像, 2016, 7(8): 593-597.

[22] Momjian R, George M. Atypical imaging features of tuberculous spondylitis: case report with literature review. J Radiol Case Rep, 2014, 8(11): 1-14.

[23] Kim JH, Kim SH, Choi JI, et al. Atypical noncontiguous multiple spinal tuberculosis: a case report. Korean J Spine, 2014, 11(2): 77-80.

[24] Sivalingam J, Kumar A. Spinal tuberculosis resembling neoplastic lesions on MRI. J Clin Diagn Res, 2015, 9(11): TC01-3.

[25] Zhen P, Li XS, Lu H. Single vertebra tuberculosis presenting with solitary localized osteolytic lesion in young adult lumbar spines. Orthop Surg, 2013, 5(2): 105-111.

[26] Khattry N, Thulkar S, Das A, et al. Spinal tuberculosis mimi-cking malignancy: atypical imaging features. Indian J Pediatr, 2007, 74(3): 297-298.

[27] Zhen P, Li XS, Lu H. Tuberculosis of a single lumbar vertebra presenting with a solitary local osteolytic lesion in young adults: A report of five cases. J Spine, 2012, 1(2): 112-117.

[28] 郝蓉美, 王传庆, 侯代伦, 等. 脊柱结核非手术治疗临床管理路径研究(附102例临床分析). 中国防痨杂志, 2017, 39(8): 862-869.

[29] Thammaroj J, Kitkhuandee A, Sawanyawisuth K, et al. MR findings in spinal tuberculosis in an endemic country. J Med Imaging Radiat Oncol, 2014, 58 (3): 267-276.

[30] 陈永林, 杨兰生, 王勇平, 等. 六例非典型多发性骨关节结核误诊的临床分析. 中国防痨杂志, 2016, 38(8): 645-648.

[31] 胡家美, 乐敏莉, 徐新华, 等. 脊柱布鲁氏菌属感染与脊柱结核的鉴别诊断. 中华医院感染学杂志,2014, 24(22): 5601-5603.

[32] 赵爱华，徐苗，郑素华，等. 针对世界卫生组织对卡介苗两次文件立场观点差异的探讨. 中国防痨杂志, 2016, 38(2): 87-89.

[33] Kagina BM, Tameris MD, Geldenhuys H, et al. The novel tuberculosis vaccine, AERAS-402, is safe in healthy infants previously vaccinated with BCG, and induces dose-dependent CD4 and CD8T cell responses. Vaccine, 2014, 32(45): 5908-5917.

[34] Geldenhuys H, Mearns H, Miles DJ, et al. The tuberculosis vaccine H4:IC31 is safe and induces a persistent polyfunctional CD4 T cell response in South African adults: A randomized controlled trial. Vaccine, 2015, 33(30): 3592-3599.

[35] Gao Z, Wang M, Zhu W, et al. Tuberculosis of ultralong segmental thoracic and lumbar vertebrae treated by posterior fixation and cleaning of the infection center through a cross-window. Spine J, 2015, 15(1): 71-78.