泌尿系统结核诊断研究进展

付亮 邓国防

泌尿系统结核(urinary tract tuberculosis，UTB)常常与生殖系统结核并称为泌尿生殖系统结核，而发生在肾脏和泌尿道中的结核病较生殖器中的结核病更为常见[1]。UTB在肺外结核中排第二位，仅次于淋巴结结核[2]。肺结核患者中有2%～20%可并发UTB[2-4]。血行播散性结核病患者中，泌尿道的血源性播散发生率为25%～62%[2-4]。极少数情况下，通过膀胱内滴注减毒活卡介苗而治疗膀胱癌时，结核分枝杆菌(Mycobacterialtuberculous，MTB)可进入泌尿道[5]。UTB的男女发病比例为2∶1，中位年龄为40(5～90)岁[6]，在儿童中少见[7]。UTB的高危因素为各种原因导致的肾损害(如先天性泌尿生殖系统异常、肾囊肿、尿石症、晚期肾脏疾病、肾功能衰竭需要透析和肾移植)和既往结核病史[3, 7-9]。由于临床表现的非特异性和常规检查的准确性较低，UTB的诊断很困难。而且，延迟诊断会严重影响泌尿系统功能，其严重并发症包括输尿管狭窄伴肾积水、膀胱萎缩和肾自截[9]。笔者从病理机制、临床症状、诊断研究进展等方面展开讲述UTB的诊断问题。

一、病理机制

涉及泌尿系统的结核病有两种病理表现。常见表现形式主要涉及尿液收集系统(包括肾盂、肾盏、输尿管和膀胱)。较少见的形式为肾实质病变，包括间质性肾炎和肾小球肾炎[10]。

1. 尿液收集系统病理表现：在发生肺部感染，或体内菌再激活、或粟粒性疾病的情况下，通过血源性扩散的MTB可接种在泌尿生殖道，从而致病。MTB可进入髓质间质并形成肉芽肿，在非重症情况下可进一步纤维化而愈合，或者在最初感染多年后破裂进入管腔、排泄到泌尿道而导致持续性感染播散[11-12]。随后，肾乳头的破坏可导致脓肿形成。感染扩散到输尿管和膀胱，导致输尿管狭窄和(或)梗阻、肾积水和肾功能不全[13-14]。可能发生膀胱纤维化和缩窄，导致输尿管膀胱交界处扭曲变形，伴有侧向移位和输尿管口扩大。单侧肾脏受累通常较双侧受累更常见[12, 15]。然而，也可能累及双侧肾脏，从而发生终末期肾病。

双侧肾结核的发生机制可能有如下3种：(1)血源性扩散最初影响一侧肾脏，同时下降扩散到同侧输尿管和膀胱。由于膀胱的纤维化和缩窄，继而发展为对侧膀胱-输尿管反流，逆行扩散至对侧肾脏。(2)血源性扩散同时累及两侧肾脏。这容易发生在免疫缺陷者和血行播散性肺结核患者中[16]。(3)在没有膀胱缩窄的情况下，双侧肾脏病灶重新激活，下行扩散至收集系统并发生双侧输尿管狭窄，这种情况非常罕见[17-18]。

2. 肾实质病理表现：与结核病相关的罕见病症包括间质性肾炎和肾小球病变。结核相关间质性肾炎的发病机制尚不清楚。在某些情况下，间质性肾炎可能是由其他器官结核病的全身免疫反应所致，而不是MTB直接感染肾脏的结果[19]。来自英国的一个报告中，17例已知患有结核病并接受肾活检的亚裔患者都存在慢性肉芽肿性间质性肾炎[10]。然而，虽然其组织活检显示嗜酸粒细胞增多和肉芽肿性间质炎症，但活检标本均未发现抗酸染色涂片(acid-fast staining，AFB)阳性或分枝杆菌培养阳性。此外，5例进行了聚合酶链反应(polymerase chain reaction，PCR)检测，TB-DNA亦为阴性。部分结核病患者在抗结核药物治疗强化期出现已有病变恶化或新发病灶，被称为反常现象，亦称矛盾反应、暂时恶化或类赫反应，这时发生的间质性肾炎可能是机体免疫功能改善、对感染的炎症反应增加所致[20-21]。部分抗结核药物(例如利福平)也可诱发急性过敏性间质性肾炎[22]。

有许多与结核病相关的肾小球肾炎的病例报告[23-25]。肾小球肾炎似乎与MTB直接感染肾脏有关。国内一项纳入46例结核性肾小球肾炎患者的回顾性研究中，20%的患者中观察到尿液MTB培养阳性，85%的患者肾活检组织PCR检测结果为TB-DNA阳性[23]；76%有肺结核或肺外结核病史。其次，结核病可引起肾小球淀粉样变性[26-27]。淀粉样变性一般是由肾脏中的淀粉样蛋白沉积引起的肾小球病变。而在结核病中，肾淀粉样变性是由慢性炎症引起，其血液循环中急性期反应物、血清淀粉样蛋白A的水平较高[26-27]。

临床上，不论就诊时有无怀疑结核病，间质性肾炎或肾小球肾炎(即尿沉渣检查阳性、血浆肌酐浓度升高)患者经常接受肾脏组织活检。通过肾脏活组织病理检查，证明肾脏组织有淀粉样蛋白沉积，进而确定肾脏继发性淀粉样变性，从而有助于UTB的诊断[26-27]。

二、临床症状

UTB的发病通常是隐匿的，只有36.5%的患者存在既往结核病史或影像学证据[28]。MTB感染肺部与UTB出现临床症状之间的中位时间为22(1～46)年[12]。最初，UTB的症状无特异性。偶可观察到脓尿和(或)显微镜下血尿。一旦疾病累及膀胱，大约1/2患者会出现尿频、尿急、排尿困难和夜尿症状；1/3的患者发生肉眼血尿和腰痛[2, 11-12, 29]。全身症状(如发热、体质量减轻)相对少见[11-12]。晚期疾病的表现包括终末期肾病和难治性高血压(罕见)[30-31]。

UTB的临床诊断通常很困难，需要与多种疾病进行鉴别，如附睾炎和尿道炎、尿道狭窄、前列腺炎和良性前列腺增生、恶性肿瘤(肾细胞癌，睾丸肿瘤)、不孕症、卡介苗(bacillus Calmette-Guérin，BCG)膀胱炎等。UTB的非特异性临床表现和隐匿发病特性经常导致延误诊断，甚至不同地区的UTB在临床表现上也有很大差异[6]。对于有泌尿道炎症的临床表现[尿频、排尿困难、血尿和(或)脓尿]、有流行病学危险因素(既往有潜伏结核感染或结核病史，有明确或可疑的结核病暴露史，包括居住或进入结核病流行地区)、对抗生素(氟喹诺酮类除外)反应欠佳的患者，应怀疑UTB并进一步设法明确诊断[29]。UTB的诊断技术和方法包括尿液常规与生化检验、病原学检查、免疫学检查、病理学检查，以及影像学检查。

三、诊断研究进展

(一)尿液分析与生化检验

UTB的特征性尿液分析结果包括持续性脓尿和酸性尿液，而尿液一般细菌培养未能检出化脓菌。超过90%的患者存在无痛性肉眼血尿或显微镜下血尿[11]。间质性肾炎患者可能患有白细胞管型，肾小球肾炎患者可能有变形红细胞和红细胞管型[32]。在肾小球肾炎和淀粉样变性的情况下可观察到蛋白尿。国内一项纳入46例结核性肾小球肾炎患者的回顾性研究中，70%的患者有蛋白尿，11%的患者有脓尿[23]。淀粉样变性患者常有肾病性蛋白尿(即每天>3.5 g)[26-27]。在单侧肾脏受累时，血浆肌酐浓度通常是正常的。在双侧肾脏受累和(或)间质性肾炎或肾小球肾炎的情况下，血浆肌酐浓度升高[26]。

脂阿拉伯甘露聚糖(lipoarabinomannan，LAM)是MTB细胞壁的糖脂成分，是结核感染病理学中的关键毒力因子之一。结核病患者的循环血中的LAM浓度较低，而尿液中的浓度相对较高[33]，已有研究关注尿液LAM作为活动性结核病标志物的价值[34]。侧流尿-脂阿拉伯甘露聚糖(lateral flow urine LAM，LF-LAM)测定技术被WHO推荐用于诊断HIV阳性(CD4+细胞计数<100个/μl)的可疑结核病(肺结核或肺外结核)成人住院患者，或HIV阳性(不论CD4+细胞计数)的重症结核病患者，或CD4+计数未知的HIV阳性的结核病患者[35]。HIV阳性的结核病患者尿液LF-LAM检测是一种很有前景的诊断结核病的技术，但在HIV阴性结核病患者中的诊断价值则较小[36-37]。然而，关于尿液LF-LAM 在UTB(有或无HIV感染)诊断中的价值，尚未见相关文献报道。

(二)病原学诊断

UTB可以通过尿液中检出MTB来确诊，尿液也可进行MTB基因的PCR检测。与来自肺部的痰相比，尿液易于收集，并且可以重复多次检查。有研究发现MTB在感染患者的尿液中间歇排泄，单个尿液标本比24 h标本更可能呈假阴性[38]。最好的方法似乎是将大量尿液浓缩后再行检测。或者，尽量发送3～6份清晨尿液标本(early morning urine，EMU)用于MTB的抗酸染色、分枝杆菌培养和PCR检测[39]。也有人建议至少留取6份标本、最好9份或9份以上的标本进行分枝杆菌培养，以提高阳性率[40]。EMU标本的低敏感度、高成本和高处理要求意味着此项检测不宜用于泌尿生殖道外的结核病的诊断[41]。

1. 尿液分枝杆菌培养：尿液分枝杆菌培养阳性是UTB的诊断金标准。尿液分枝杆菌培养的敏感度为10%～90%，特异度为100%；常规培养法可能需要6～8周，而自动化肉汤培养法则需要2～3周[42-44]。在使用抗结核或抗菌药物(特别是氟喹诺酮类)的情况下，因其能抑制分枝杆菌生长，故而可能会出现假阴性结果[29]。尿液中存在耻垢分枝杆菌(一种非致病性的分枝杆菌)则可能导致培养产生假阳性结果[45]。

2. 尿液抗酸染色涂片：用于鉴定抗酸杆菌的常见染色法使用的是Ziehl-Neelsen(Z-N)染色剂或金胺染色剂。染色试验的显微镜检查结果可在1 h内获得，荧光显微镜可能比常规显微镜更灵敏。考虑到涂片染色不能够区分MTB与非结核分枝杆菌(NTM)，尿液抗酸染色阳性并不能确定诊断为结核分枝杆菌感染所致的结核病[29]。尿液抗酸染色的阈值是每毫升5000条菌体，其敏感度为42%～52%，特异度为97%[3, 46-47]。

3. 尿液PCR检测：使用核酸扩增试验(nucleic acid amplification testing，NAAT)快速分子检测技术，可以在48 h 内检测出MTB的DNA。虽然使用痰以外的标本进行NAAT目前仍属于超说明书用法[48]，但许多研究已经将其应用于多种标本(包括尿液)，尤其在菌量较少时能显著提高检出率。此外，PCR可以检测出耐药性相关的基因，例如，与利福平耐药性相关的rpoB基因，以及与异烟肼、喹诺酮类和氨基糖苷类耐药性相关的突变[49]。这能够早期识别耐多药结核病(multidrug-resistant tuberculosis，MDR-TB)或广泛耐药结核病(extensively drug-resistant tuberculosis，XDR-TB)[50]。尿液PCR的敏感度为87%～100%，特异度为93%～98%[47, 51-53]。NAAT能迅速获取检查结果，也可以检测耐药性，但关于在UTB中应用NAAT的价值尚未达成共识，多数专家建议在可疑UTB患者中使用PCR作为联合诊断手段[54]。到目前为止还没有获得美国食品和药物管理局(FDA)批准的用于检测尿液中分枝杆菌核酸的商业化PCR产品。

依据WHO推荐，GeneXpert MTB/RIF(简称“GeneXpert”)技术可用于疑似肺外结核患者的非呼吸道标本中检测MTB，可替代培养、显微镜或组织学检查[55]。目前，使用GeneXpert分子系统诊断肺外结核(包括UTB)的数据仍然十分有限。一项对来自疑似结核病或NTM感染患者的91份尿液样本(包括5份培养阳性样本)研究表明，GeneXpert检测的敏感度和特异度分别为100%和98%[56]。一项Meta分析研究纳入11个使用PCR或GeneXpert用于诊断UTB的研究，认为各项PCR研究结果之间是高度异质性的，但GeneXpert的研究质量和同质性较好，其汇总敏感度为87%(66%～96%)，特异度为91%(84%～95%)[57]。一项国内关于UTB的研究发现，以临床确诊为金标准，GeneXpert检测的敏感度为64.4%(38/59),特异度为100.0%(60/60)。在MGIT 960分枝杆菌培养阳性的患者中，GeneXpert检测的敏感度为96.0%(24/25)。涂片和培养均阴性而临床诊断为UTB的患者，GeneXpert检测的阳性率为43.8%(14/32)。作者认为GeneXpert检测尿液标本中结核分枝杆菌的敏感度和特异度高，优于AFB及BACTEC MGIT 960分枝杆菌液体培养等传统泌尿系结核诊断方法，可用于早期诊断HIV阴性的泌尿系结核[58]。

基因检测，特别是与组织病理学评估相结合，几乎可以确诊MTB感染，其作用在肺外结核的诊断中将日益重要[59]。但是需要注意，为了鉴定分枝杆菌并对抗结核药物进行药物敏感性试验(简称“药敏试验”)，用Z-N方法染色或PCR方法是不够的，必须要进行分枝杆菌的培养[60]。

(三) 免疫学诊断

结核菌素皮肤试验(tuberculin skin testing，TST)或γ干扰素释放试验(interferon gamma release assay，IGRA)的阳性结果支持(但不能确诊)UTB的诊断，阴性结果不能排除UTB[3, 61]。在没有广泛接种BCG疫苗的国家，TST可能有助于诊断UTB，其阳性率为85%～95%[11]。中国台湾一项队列研究提示：IGRA用于诊断UTB的敏感度为91.7%，特异度为88.9%，阳性预测值84.6%，阴性预测值94.1%[62]。韩国一项队列研究提示：与UTB特征性影像学所见相比，IGRA敏感度为63.3%，特异度为59.3%；与阳性尿液涂片和培养相比，IGRA敏感度为100%，特异度为54%；与PCR相比，IGRA敏感度为88.9%，特异度为54%[63]。国内一项研究表明，IGRA[采用结核感染T细胞斑点试验(T-SPOT.TB)进行检测]诊断UTB的敏感度为77.23%、特异度为70.97%；TST的敏感度为82.18%、特异度为38.71%[64]。TST、IGRA用于UTB的诊断价值方面的数据十分有限。

(四)病理学诊断

临床疑似结核病，影像学检查有阳性发现，而尿液检验(分枝杆菌培养或PCR)阴性者，需要进行肾细针穿刺、肾活检或膀胱活检，以便进行抗酸染色涂片、MTB培养和组织病理学检查(histopathological examination，HPE)[65]。活检部位的选择取决于主要临床表现和影像学检查结果。

肾活检病理可能会提示：坏死性上皮样肉芽肿、间质性肾炎伴有炎性浸润系膜增生，在晚期疾病中含有多个抗酸杆菌的组织细胞。输尿管或膀胱活检病理可能提示纤维化。而典型的结核病变由融合的上皮样细胞结节组成，中心为干酪样坏死，周边可见郎罕多核巨细胞，外层为淋巴细胞浸润和增生的纤维结缔组织[66]。要证明结核性病变，则需要在病变区找到病原菌。除非找到干酪样坏死或抗酸杆菌，否则HPE不能确定UTB的诊断。

利用PCR技术能对石蜡包埋组织中MTB的DNA进行检测，并与其他抗酸杆菌相鉴别。一些陈旧性结核病变，仅有凝固性坏死和纤维化病变，在抗酸染色阴性情况下，应用PCR检测的敏感度和特异度高，对于确定诊断有较好帮助[66]。一项研究对来自临床疑似UTB的患者共计78份组织标本(肾、前列腺、附睾、阴茎和软组织标本)进行PCR和HPE检查。在87.1%的标本中，PCR和HPE检查的结果一致。PCR检测的假阳性和假阴性分别为5.1%和7.6%。以HPE结果作为金标准， PCR检测的敏感度为87.5%，特异度为86.7%，两种检查之间的一致性良好。PCR检测结果平均3.4 d即可获得，而HPE平均需要7.2 d才能够获得。组织标本行PCR检测是一种敏感度与特异度较高的方法，可以及早诊断UTB[53]。在另一项研究中，评估了通过PCR检测肾活检标本早期快速诊断肾结核的可能性；结果发现，实时PCR检测的敏感度和特异度分别为93.3%和56.7%[67]。

关于获取病理组织的方法，膀胱镜下进行活检是一种安全的手术，可以在临床怀疑UTB而尿分枝杆菌培养阴性时进行，在疾病急性期更为有用。最常见的镜下发现是局部充血、黏膜糜烂和溃疡、结节形成，以及输尿管口不规则。然而，膀胱活检的敏感度仅有18.5%～52%[68-69]。输尿管镜活检在早期UTB和不典型UTB的诊断上有一定价值，经活检病理证实为输尿管结核或结核性膀胱炎的诊断阳性率(8/11，72.7%)高于同期的尿沉渣AFB检查(4/11，36.4%)[70-71]。

(五) 影像学检查

对于怀疑UTB的患者，需要进行泌尿系统的影像学检查。通过X线摄影、静脉尿路造影(intravenous urography，IVU)、超声检查、CT和MRI检查，在高达95%的UTB患者中能发现异常病灶[72]。X线摄影(平片)发现典型的肾结核钙化灶已经越来越少见[73]。根据肾脏受累的严重程度，IVU可以发现许多异常表现[74]，但现在应用较少。UTB的超声扫描特征包括肾实质肿块、空洞、收集系统和膀胱的黏膜增厚，以及收集系统狭窄、膀胱收缩、膀胱-输尿管反流和钙化[75]。CT扫描能提供更多的解剖学细节，因此应优先选择。CT扫描横断面成像可以更好地发现在平片上无法识别的肾脏精细钙化，有助于评估无功能性肾脏，确定UTB的确切程度和病灶在肾周围扩散的情况。CT尿路造影可以更好地描绘整个泌尿道的病理解剖结构。CT还可用于检测UTB并发症和其他腹部器官是否受累[74]。MRI可用于儿童或妊娠妇女患者的检查，或者用于禁止电离辐射和碘对比剂的患者。MRI可以提供肾脏、输尿管和膀胱的形态学细节描绘。MR尿路造影有助于评估肾功能衰竭患者肾盂肾盏和输尿管的异常情况。目前，推荐CT增强扫描和高分辨率超声用于检查UTB，两者可根据各地实际情况选用[11, 72, 75-77]。

泌尿系统的影像学检查发现特征性异常可以支持UTB的诊断，伴随上下泌尿道同时受累的影像学证据强烈提示为结核病。在60%～84%的患者中可观察到尿液收集系统发生的狭窄[78]。其他表现包括不对称的肾盏扩张(反应不均匀的漏斗部瘢痕)、钙化(贯穿整个泌尿道)和肾积水。膀胱缩窄的存在是一个特异性表现，代表疾病已经进入晚期[6]。广泛的肾损伤可能导致肾自截[30, 77, 79-80]。在某些情况下，可以在其他疾病的影像学检查期间偶然发现患有UTB。需要注意的是，应该对所有疑似UTB患者同时进行胸部X线摄影以评估是否存在肺结核。

由于病原学检出率较低，影像学检查是诊断UTB的重要方法。然而，这种方法多适用于疾病晚期[9]。比如，肾脏的空洞性病灶是UTB的特征性改变，但空洞往往意味着已经进入疾病晚期，已经无法通过化疗治愈。

总之，UTB的确诊需要采用尿液和(或)活检组织，进行MTB培养和(或)采用NAAT进行快速分子检测以明确诊断。没有单一的方法可以诊断所有的UTB患者，而联合多种方法可以提高阳性检出率。有时在没有微生物学或组织病理学证据的情况下，也可以根据临床表现、实验室检查、影像学征象及诊断性抗结核药物治疗等进行综合判断，从而做出UTB的诊断，此类患者大约占10.4%[6]。因此，目前UTB的诊断水平尚有待提高，需要加强现有各项检测技术在诊断UTB中的临床应用价值研究。