神经梅毒的实验室检测指标
神经梅毒实验室检测指标研究进展
引用:韦子瀚,陈锐,王永镜,牛建军,杨天赐.神经梅毒实验室检测指标研究进展[J].中国艾滋病性病,2022,28(03):377-381.
神经梅毒(neurosyphilis,NS)是由梅毒螺旋体(Treponema pallidum,Tp)侵犯中枢神经系统导致脑膜、血管和/或脊髓等损害引起的一组临床综合征,可发生于梅毒感染病程的任何时期。
近年随着梅毒感染数的增加,NS的发病数也呈上升趋势。
NS的临床表现复杂多变,加之HIV感染可改变NS的临床表现,使其很难与其他病因引起的神经系统疾病相鉴别。
现有实验室检查缺乏敏感、特异和简便的方法,其漏诊和误诊率很高,临床需要更好的指标辅助诊断NS。
近年来,围绕Tp侵入神经系统后引发的炎症、免疫反应和代谢等变化展开了系列研究,为NS的诊断提供潜在实验室指标。
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本文就神经梅毒实验室现有诊断指标和潜在检测指标进行综述,为其临床应用提供参考,也为科学研究提供思路。
1 诊断指南中神经梅毒实验室诊断指标
NS的诊断主要依据患者流行病学史,临床表现和实验室检查等综合考虑,目前还没有公认的金标准。
一般是在确诊梅毒的前提下,结合临床表现和脑脊液(CSF)检查结果进行诊断。
各指南共同推荐的CSF检查指标包括非梅毒螺旋体血清学试验、梅毒螺旋体血清学试验、CSF白细胞计数和总蛋白量。
1.1 CSF-非梅毒螺旋体血清学试验
非梅毒螺旋体血清学试验是针对Tp感染宿主细胞释放的类脂质及Tp表面脂质所产生的非特异性抗体的检测,包括性病研究实验室试验(VDRL)、RPR和TRUST。
非梅毒螺旋体血清学试验用于各期梅毒的诊断,早期梅毒经治疗后血清滴度下降或转阴,可用于疗效观察;该试验可用于CSF检查。
CSF-VDRL是国内外指南诊断NS的重要参考试验。
CSF-VDRL诊断NS的特异性较高,但敏感性不足,一项Meta分析指出,CSF-VDRL对NS诊断的特异性高于90%,敏感性为50%。
合并HIV感染的NS患者CSF-VDRL结果阳性的占比更高,且经常规治疗后,CSF-VDRL更难恢复正常。
目前,VDRL试剂尚需依赖进口,较难在临床推广。
RPR和TRUST操作简单,结果稳定,不需要显微镜观察。
研究表明CSF-VDRL,CSF-TRUST和CSF-RPR诊断效能相当,中国和欧洲指南指出在无条件做CSF-VDRL的情况下,可用CSF-TRUST或CSF-RPR代替。
CSF-非梅毒特异性血清学试验是目前诊断NS最重要的指标,但由于其难以自动化,肉眼观察结果较主观,且敏感性不高,因此,需要寻找诊断NS更敏感的实验室指标,作为CSF-非梅毒特异性血清学试验的补充试验。
1.2 CSF-梅毒螺旋体血清学试验
梅毒螺旋体血清学试验是用Tp提取物或重组蛋白作为特异性抗原,检测血清中抗梅毒螺旋体IgG或IgM抗体,包括TPPA和荧光梅毒螺旋体抗体吸附试验(FTA-ABS)等。
梅毒螺旋体血清学试验敏感性和特异性均较高,可用作梅毒的证实试验和筛查试验,但不能用于观察疗效和判断复发。
该试验也可用于CSF,有文献报道,CSF-FTA-ABS和CSF-TPPA诊断NS的敏感性均在95%以上,且不受HIV状态的影响。
由于抗梅毒螺旋体IgG抗体可由血液经血脑屏障进入CSF而造成假阳性,其作为NS的诊断指标存在争议。
美国和欧洲指南将其阴性作为排除指标,中国指南则将CSF-FTA-ABS作为NS诊断指标,指出在无条件做CSF-FTA-ABS的情况下,可用CSF-TPPA替代。
CSF-梅毒螺旋体血清学试验是目前诊断NS的重要方法,敏感性高,但特异性不足,其阳性结果需结合临床表现,CSF-VDRL,CSF白细胞计数和蛋白量等证据综合判断。
1.3 CSF-白细胞计数和总蛋白量
CSF-白细胞计数(WBC)和总蛋白量的增加提示神经组织存在炎性和免疫反应。
多国指南均将CSF-WBC和总蛋白量的增加作为NS的诊断指标。
NS患者CSF存在炎性反应,CSF-WBC通常升高(>5×10^6/L)。
若NS患者合并HIV感染则以CSF-WBC>20×10^6/L作为临界值,用来提高NS诊断的特异性。
另有研究显示NS患者CSF-WBC越多,总蛋白量越高,预后越差,提示CSF-WBC和总蛋白量对NS疗效的判断有重要意义。
但CSF-WBC和总蛋白量缺乏特异性,仅能辅助NS的诊断,其结果必须结合其他特异性指标综合分析。
2 CSF-梅毒螺旋体病原学检查
2.1 兔感染试验,暗视野显微镜检查、银染色
兔感染试验(rabbit infectivity testing,RIT)是将可疑NS患者CSF接种至兔睾丸,观察兔感染梅毒情况。
RIT是确认Tp侵入神经系统最直接的证据,但其操作烦琐,检测周期长,且随着抗生素的大量使用,CSF-RIT敏感性降低,阳性率仅为3.17%,不适用于临床检查。
暗视野显微镜检查、银染色等直接镜检法,需要丰富的临床经验,主观性大,易漏诊,无法满足临床要求。
2.2 CSF-PCR检测
由于RIT和直接镜检法的局限性,且Tp难以体外培养,Tp的病原学检查一直受限。
近年随着核酸检测的兴起,可检测Tp基因的PCR法有着巨大前景。
为提高检出率,PCR法检测Tp应根据梅毒的疾病进程,选择相应类型的标本进行检测,一期梅毒患者采集溃疡分泌物检测,二期梅毒患者采集血液检测。
PCR法可用于CSF检测,一项Meta分析显示,CSF-PCR对NS的敏感性为40%~70%,特异性为60%~100%。
但近期一项研究中8名临床确诊NS患者的CSF-PCR结果均为阴性,提示其距离临床应用还有一定距离。
PCR法检测Tp的技术尚不成熟,检出率不高可能是因为NS患者CSF中Tp缺失或较少;一方面应探究Tp在侵入神经系统后的运行规律以及Tp进入CSF的时间和临床意义;另一方面应研究如何提高低载量Tp的检出率。
可检测微量基因的数字PCR有望解决低载量Tp问题,但目前关于数字PCR检测Tp的研究较少。
3 梅毒螺旋体侵犯神经系统的炎症和免疫指标
3.1 CSF-CXCL13
CSF中CXCL13由小胶质细胞分泌,在神经系统发生炎症和感染时升高,大量升高的情况仅见于神经莱姆病和NS。
NS患者CSF-CXCL13水平较未感染者升高100倍,在抗生素治疗后CSF-CXCL13明显下降,可用于疗效观察。
由于不同研究的NS诊断标准不尽相同、CSF-CXCL13的界值也不同,其敏感性和特异性存在差异。
MARRA等以CSF VDRL阳性或CSF-WBC>20×10^6/L定义无症状NS,以视力或听力丧失定义症状性NS,发现CSF CXCL13≥250 pg/mL对无症状NS和症状性NS的敏感性均为41%,特异性分别为93%和79%。
LI等以CSF-VDRL或CSF-TRUST阳性,且CSF-WBC>10×10^6/L和/或蛋白高于500 mg/L定义NS,结果表明NS患者CSF中CXCL13的浓度≥13.37pg/mL的诊断敏感性为84.9%,特异性为78.87%。
HIV感染会使CSF-CXCL13轻度升高,在NS患者CSF-CXCL13大量升高的情况下可忽略,也有学者认为CSF-CXCL13更适用于NS合并HIV感染患者的诊断。
需要指出的是,CSF-CXCL13是目前研究相对成熟,最接近临床应用的诊断螺旋体性神经疾病的潜在指标,我国2020版指南将CSF CXCL13升高列为NS参考诊断依据。
3.2 CSF-Tau蛋白
Tau蛋白与微管蛋白结合促进其聚合形成微管,并维持微管的稳定性。
PARASKEVAS等发现NS患者CSF的Tau蛋白明显高于非NS患者。
ZHANG等发现NS和阿尔兹海默症患者CSF-Tau蛋白含量有着显著差异,提示Tau蛋白可用于鉴别有梅毒病史合并认知功能减退的NS患者。
然而,Tau蛋白是急性时相反应蛋白,在多种神经系统疾病尤其是神经退行性疾病中会有不同程度的增高,特异性较低。
Tau蛋白能否成为NS的鉴别指标有待进一步研究。
3.3 其他炎症和免疫指标
CSF巨噬细胞迁移抑制因子(Macrophage migration inhibitory factor,MIF)由神经细胞或非神经细胞分泌,参与机体多种炎性病理生理改变过程,可在多种神经系统疾病中升高,特异性不高。
LIN等的研究表明CSF-MIF诊断NS患者敏感性为74.42%,高于CSF-RPR(39.53%)和CSF蛋白质含量增加(48.84%),与CSF-WBC升高相当(67.44%),结合四项试验,总敏感性可提高至100%。
CSF可溶性髓样细胞触发受体2(soluble triggering receptor expressed on myeloid cells 2,sTREM2)是一种免疫球蛋白受体,与细胞成熟,吞噬和炎症调节等多种功能有关。
LI等发现CSF-sTREM2水平在NS患者中升高并在晚期达到高峰,提示其在NS病程中具有一定的作用。
CSF基质金属蛋白酶-9(matrix metalloproteinase-9,MMP-9)是一种具有降解功能的锌依赖性内肽酶,在神经系统生理发育及病理损伤过程中起重要作用。
TSAI等检测的20名梅毒合并HIV感染患者CSF-MMP-9明显高于对照组,其中10名(50%)合并NS患者的MMP-9水平明显高于非NS患者,表明MMP-9具有一定的鉴别价值。
上述三个指标在NS患者和非NS患者中表现出差异性,可用于NS的鉴别诊断,或者通过综合多项免疫学指标,描绘NS的免疫图谱,形成NS诊断。
但目前三个指标均是单文献或单中心的研究,需要更多的临床研究以明确其诊断价值。
4 其他
4.1 神经梅毒风险预测指标
在梅毒感染早期,Tp即可侵入中枢神经系统。
对有神经系统症状的NS患者进行CSF检查是毫无争议的,但对无症状NS患者是否也需要行CSF检查仍存在争议,甚至有专家建议对所有HIV阳性的梅毒患者都进行CSF检查。若能寻找一些指标预测疑似NS患者,便能尽早发现病例,同时避免不必要的穿刺。
Tp三基因联合分型系统是梅毒分子流行病学重要的研究手段,Tp分型和梅毒临床症状存在一定联系,部分Tp型别可能与NS有关。
MARRA等从50%的NS患者CSF中分离出14 d/f亚型Tp,与其他亚型的分离率(23%)相比具有显著性差异,推测14 d/f亚型Tp更具有神经系统侵袭力。
另有研究指出19 d/c也可能与NS有关。
Tp基因分型或可作为NS的预测指标。
由于样本量不足,不同基因型Tp和NS的相关性需进一步研究。
从技术和经济方面考虑,Tp基因分型相对复杂和昂贵,若能通过血液检查指标筛选出高风险NS人群,则对NS的诊治具有积极意义。
XIAO等发现,血清高滴度的RPR和TPPA与NS可能存在联系,血清RPR≥1∶4和TPPA≥1∶2 560联合使用可使灵敏度提高至88.1%,并能筛查出97.6%的确诊NS病例。
梅毒血清学指标或可作为NS简单和无创性的预测指标。
4.2 CSF代谢组学分析
代谢组学分析为能量代谢、生理学、疾病诊断标志物和病原体的干预提供大量的信息,对阐明梅毒的发病机制有一定意义。
LIU等对NS患者CSF进行非靶向组学分析,发现几种代谢物明显改变,包括d-甘露醇,N-乙酰-酪氨酸,次黄嘌呤,s-甲基-5’硫代腺苷,其中NS患者CSF的N-乙酰-酪氨酸相比于非NS梅毒患者和非梅毒患者分别升高了87.4倍和7.5倍。
这些差异代谢物有望成为NS代谢图谱而应用到NS的诊断。
4.3 microRNA表达谱(miRNA)
miRNA在动植物中参与转录后基因表达调控。
CHEN等分析NS患者血清和CSF中miRNA的表达谱,研究显示与未发展为NS的梅毒患者相比,NS患者血清和CSF中miR-590-5p,miR-570-3p显著上调,miR-93-3p的表达显著下调。
有趣的是,miR-21-5p的表达仅在NS患者CSF中上调,表明miRNA表达谱是NS的潜在生物标志物。
5 小结与展望
目前神经梅毒的实验室检查是在确诊梅毒的前提下,以CSF非梅毒螺旋体血清学试验和/或CSF梅毒血清学试验阳性为确诊依据,CSF-WBC和总蛋白量升高作为可疑NS的重要依据,但现有诊断不能满足临床需求。
近年以来,CXCL13的研究较多,表现出良好的诊断效能,最有望应用于临床;PCR技术的进步,使CSF-PCR检测Tp逐渐成为可能。
MIF、sTREM2、CSF代谢组和miRNA等指标具有一定的潜力,可综合多个指标描绘NS患者的实验室诊断图谱,但这些指标的特异性不高,研究也较少。
值得注意的是,HIV状态会影响部分实验室指标结果。
总的来说,NS的诊断仍充满挑战,综合多个诊断标志物联合判断,寻找新的高灵敏高特异诊断标志物,并开展高质量的多中心临床研究是今后NS实验室诊断研究的重要方向。
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