脊柱真菌感染的诊断：11例病例分析

杜春艳 李其一 王志超 王亭 殷楚强 李书忠 孙元亮 王杰

（1.青岛大学附属医院脊柱外科，山东青岛 266003；2.中国医学科学院北京协和医学院北京协和医院骨科，北京 100730）

真菌是一类具有细胞壁、细胞核、线粒体和核糖体等完整细胞器的异养生物，又称“真核细胞型微生物”，可以通过寄生的方式对人类产生致病作用[1]。近年来，随着社会的老龄化、广谱抗生素、抗肿瘤药物、免疫抑制剂、介入治疗的广泛应用，深部真菌感染的发病率明显增加[2]。脊柱真菌感染作为深部真菌感染的一种，在临床上较为罕见，有报道真菌感染在脊柱感染中占0.5%～1.6%[3]。因其症状、体征及实验室检查与其他类型的脊柱感染差别不明显，影像学表现也缺乏特征性改变，因此诊断相对困难。通常依靠病变穿刺活检或手术获得病理以及标本的真菌培养明确[4]。因此脊柱真菌感染易于造成误诊，进而导致治疗的延误。

同其他类型的脊柱感染一样，脊柱真菌感染的治疗效果及转归很大程度上取决于早期诊治。如果能够获得早期诊断，病变部位炎症改变轻微，单纯抗真菌药物即可获得满意疗效[5,6]。但对于病情进展，出现脊髓及神经受压，或脊柱稳定性受破坏者，往往需要手术治疗。

脊柱真菌感染相对少见，对其研究多为例数不多的个案报道，因此往往造成临床工作中的认识不足，容易延误诊断。本文对青岛大学附属医院近5年来确诊的脊柱真菌感染病例进行回顾性分析，以增加对其认识，提高早期诊断率。

1 资料与方法

2015年1月至2020年1月，青岛大学附属医院共收治确诊脊柱感染患者359例，其中脊柱真菌感染11例。对患者的临床表现、实验室检查、影像学检查以及病变组织的培养和病理学检查进行回顾性分析。临床表现分析包括患者的主要症状及症状持续时间，是否合并真菌感染的前置性因素，原发性或继发性感染。实验室检查包括血常规、红细胞沉降率（erythrocyte sedimentation rate，ESR）、C 反应蛋白（Creaction protein，CRP）、降钙素原（procalcitonin，PCT）等感染指标；并对部分患者进行了1,3-β-D葡聚糖抗原（G试验）和半乳糖甘露醇聚糖（GM试验）检测。影像学分析主要包括病变累及的部位及节段，是否合并明显的椎旁组织感染。所有患者最终通过CT引导下穿刺活检或手术获取的病变组织标本，进行病理学检查以及培养，确认致病性真菌的类型。本研究经医院伦理委员会批准，所有患者均知情同意并签署同意书。

2 结果

2.1 临床特点

11例患者中，男8例，女3例，年龄43～71岁，平均58 岁。4 例有免疫力低下的前置性因素，如白血病、肺癌术后放疗、脊髓炎长期服用激素和慢性肾衰竭。2例为脊柱手术后并发真菌感染。5例无明显前置性因素，但有4 例自述确诊前长期劳累，休息不足。患者就诊时主要症状是疼痛，4 例在疼痛基础上，并发神经根刺激性疼痛，无脊髓损伤表现。就诊时只有1例有发热症状（表1）。

表1 11例患者的临床资料

2.2 实验室检查

血常规中白细胞计数（WBC）只有1例患者略高，其他10例在正常范围，其中中性粒细胞比例稍高，淋巴细胞比例稍低，其他无明显变化；5 例患者PCT 异常；5例患者CRP异常；11例患者ESR异常。5例患者检测了G 试验和（或）GM 试验。其中，1 例患者G 试验和GM试验均阳性、1例患者G试验阳性；G试验和GM试验可疑阳性各1例（表2）。

2.3 影像学检查

患者的X 线片表现以骨质破坏为主；CT 可见椎间盘破坏，椎体出现蜂窝状或泡沫状低密度区，周缘伴厚薄不一的高密度硬化环；MRI表现病灶主要累及椎间隙及上下椎体，T1WI 上呈长信号，T2WI 上可呈长、短或等信号影；此外有10例患者同时累及椎旁组织。病变累及腰椎9 例，胸椎2 例。病史短的患者，往往累及一个节段（图1），而病史长的患者可以累及多个节段（图2）。本研究有1例患者表现为累及椎体的感染，穿刺诊断前，影像学难与脊柱肿瘤进行鉴别（图3）。

2.4 真菌培养和病理学

5例患者行CT引导下穿刺活检术，另外6例患者通过手术取得病变组织标本。病理学证实7例，真菌培养阳性9例，病理学和培养皆阳性5例。致病菌包括曲霉菌6例，念珠菌4例，隐球菌1例（表1）。其中，例4患者行手术获取病变组织标本，术中可见L3/4椎间隙脓性肉芽样组织增生，相邻椎体骨质破坏。术后真菌培养可见圆形白色绒毛样菌落，中央白色明显，高倍镜下可见分生孢子头呈圆形，近顶端膨大形成倒立烧瓶状顶囊。顶囊上仅有单层小梗，密集排列呈栅状，符合曲霉菌形态。例7患者行手术获取病变组织标本，术中可见L5-S1 椎间隙脓液存留，终板及髓核组织碎裂，周围骨质病变及肉芽组织增生。术后真菌培养可见菌落平滑或皱纹状，呈白色，高倍镜下可见卵圆形芽孢及假菌丝，符合念珠菌形态。例8患者行CT引导下椎体穿刺活检术获取病变组织标本，术后病理示骨性坏死物，镜下可见呈圆形周围伴有胶质样荚膜的真菌孢子，形态符合隐球菌。

2.5 治疗和转归

本研究11 例患者中3 例行单纯抗真菌药物治疗，其余8例患者行病灶清除加内固定术和抗真菌药物治疗。所有患者的抗真菌治疗均在内科医师指导下规范应用。抗真菌药物为伏立康唑，第一天0.4 g静脉滴注，每12 h一次；次日改为0.2 g，静脉滴注，每12 h一次，治疗2～4周后复查感染指标，改为0.2 g，口服，每12h 一次。以后每2 周复查一次，至感染指标至恢复正常，停用口服药物。所有患者抗真菌药物治疗时间为3.5～6 个月。最终随访所有患者原症状与不适均较入院明显好转，复查血常规、CRP、PCT及ESR等均无异常。

3 讨论

3.1 真菌的分类

真菌广泛存在于自然界中，其中280余种能引起人类全身感染[7]。临床上按照真菌的菌类、菌属和菌种进行分类，将常见引起深部感染的真菌分为酵母菌（念珠菌和隐球菌），霉菌（曲霉菌和毛霉菌），双相型真菌（球孢子菌，副球孢子菌，组织胞浆菌等）和类真菌（肺孢子菌、放线菌等）四大菌类。文献报道常见的脊柱真菌感染包括曲霉菌和念珠菌[8]，本研究真菌感染的类型包括6例曲霉菌、4例念珠菌、1例隐球菌，与文献报道的引起脊柱感染的真菌类型相符。

表2 11例患者的实验室检查结果

图1 患者，女，50岁，腰背部疼痛1月余，加重1周。入院时CRP、PCT、ESR偏高。行后路清创内固定治疗同时获取病理确诊为“真菌性脊柱炎（曲霉菌）”。术后抗真菌药物治疗，术后6个月腰痛症状消失，各项感染指标恢复正常

图2 患者，男，68岁，腰背痛伴双下肢放射痛12周。入院时CRP、ESR偏高。行前后路联合清创内固定治疗同时获取病理确诊为“真菌性脊柱炎（曲霉菌）”。术后抗真菌药物治疗，术后1年复测各项感染指标恢复正常

图3 患者，男，65岁，腰痛伴右腹股沟疼痛8周。入院时ESR偏高。CT引导下椎体穿刺活检术获取病理确诊为“真菌性脊柱炎（隐球菌）”。抗真菌药物治疗，术后3个月各项感染指标恢复正常

感染性真菌按致病性分为致病性真菌和条件致病性真菌。致病性真菌属原发性真菌，可侵袭免疫功能正常宿主，在免疫功能缺陷的患者易致全身播散危及生命。条件致病性真菌又称机会性真菌，在宿主存在真菌感染的易感因素时，会诱发深部真菌感染。绝大多数深部真菌感染的病原体属于条件致病性真菌，在机体免疫力受损时可致播散性系统感染[9]。文献报道真菌感染的相关前置性危险因素包括长期使用抗生素、中心静脉置管、激素和其他免疫抑制剂、恶性肿瘤以及手术等[10,11]。本研究中，6例患者有免疫力减低或手术治疗的前置性因素，4例患者既往免疫力正常，但近日劳累，休息不足导致免疫力减低，属于机会性感染；1例患者免疫力正常，属于原发性感染。因此，除合并常见前置性因素外，对于长期劳累、休息不足的慢性脊柱感染患者也应考虑真菌感染的可能性。

3.2 临床表现

真菌感染患者的临床表现常不典型，多表现为腰背痛，全身症状多不明显。如有硬膜外脓肿或者肉芽肿形成，可出现脊髓神经受压的症状或体征，甚至瘫痪。本研究中所有患者均表现为腰背痛，4例合并双下肢放射痛，1 例合并高热，1 例合并马尾综合征，但无特异性共同表现。因此，临床上对于免疫力低下、有全身真菌感染病史的慢性脊柱感染表现的腰背痛患者要考虑真菌感染的可能性，防止漏诊和误诊。

3.3 实验室检查

常用于感染性疾病的实验室检查指标包括血常规、ESR、CRP 和PCT 等。这些指标对于判断感染的严重程度有帮助，但是对脊柱真菌感染的诊断缺乏特异性。Miller 等[12]回顾了59 例脊柱念珠菌感染的病例，发现87%患者出现红细胞沉降率升高，仅18%患者出现白细胞升高。本研究中发现患者的血常规WBC、PCT 以及CRP 往往不高，却都存在明显的ESR异常，这符合脊柱真菌感染作为一种慢性低毒性感染的表现。因此，对于血常规、CRP 和PCT 不改变或轻微改变，但ESR明显异常的患者，应考虑真菌感染的可能性。

真菌血清抗原检测是早期真菌感染的重要手段[13,14]。其中，1,3-β-D 葡聚糖广泛存在于各类真菌（除毛霉菌、隐球菌）的细胞壁中，其含量占50%以上；而半乳糖甘露醇聚糖为曲霉菌细胞壁的特有成分。目前两者已被国内外的指南/专家共识用于临床诊断，但在某些应用抗肿瘤药物、抗菌药物、溶血、血液净化等情况下，可出现假阳性[15,16]。此外，白云雪等[17]对深部真菌感染的GM 试验和G 试验的研究中发现GM 试验敏感度较高，G 试验特异度高。两种检测方法联合诊断，得出敏感度达100%，特异度82%，更能提高诊断准确性。并且两者在感染早期即升高，并在病程全程均有含量变化，还可以用于真菌感染治疗效果的观察[18,19]。本研究中5例患者进行了G试验或GM试验，其中4例阳性或可疑阳性。因此，对于存在真菌感染征象或怀疑真菌感染的患者，应早期进行G试验和GM试验联合检测，这有助于患者的诊断与治疗。

3.4 影像学检查

由于真菌的致病力相对较弱，所以脊柱真菌感染的影像学检查往往显示慢性炎症的改变，但缺乏特征性改变，与其他慢性炎症所致脊柱感染难以鉴别。早期的真菌脊柱炎的MRI 表现可以只累及椎体，需要与椎体肿瘤进行鉴别[20]。本研究中1例患者MRI 表现为单一椎体受累，表现同脊柱肿瘤难以鉴别。Vinas 等[21]总结30 余年文献中报告的41 例脊柱曲霉菌骨髓炎病例，累及腰椎占53%，累及胸椎占46%，颈椎最少占2%。从这些病例分离出的曲霉菌中，大多数是烟曲霉菌（70.7%）。因此，对胸椎或腰椎影像学表现为慢性感染的患者，无法明确诊断时，建议早期行CT引导下穿刺活检明确诊断。

3.5 病理学检查和真菌培养

由于脊柱真菌感染的影像学表现缺乏特异性，对病灶组织活检培养和病理学检查是诊断的关键[22]。一般通过CT 引导下穿刺进行活检，在多次活检后仍不能明确病原学结果或在难以穿刺部位的病灶情况下，可以考虑开放手术活检。病理学诊断真菌感染的证据是发现真菌相关成分，如霉菌检出菌丝或球形体（非酵母菌的丝状真菌），酵母菌检出酵母菌细胞和（或）假菌丝，孢子菌检查包囊、滋养体或囊内小体。对于真菌培养，可取病变组织接种于沙氏培养基，35℃下培养24～72 h，生长出可疑菌落经革兰染色确定为真菌后，用真菌ID 板条进行鉴别分型。同时采用纸片扩散法进行药敏试验，一般于药敏试验的18～24 h 即可判读药敏结果。常见的药物包括5-氟胞嘧啶、两性霉素B、氟康唑、伊曲康唑、酮康唑、伏立康唑等抗真菌药。本研究中，病理学证实7例，真菌培养阳性9例，病理学和真菌培养皆阳性5例。所有患者在药敏结果判定后，排除禁忌证，即刻采用抗真菌药物进行规范治疗。

3.6 分子生物学在脊柱感染诊断的应用

随着分子生物技术的发展，分子检测逐渐在脊柱感染中得到应用。在真菌感染的诊断及耐药基因检测方面，聚合酶链反应（polymerase chain reaction，PCR）和宏基因组二代测序技术（metagenomic next generation sequencing，mNGS）是目前研究的热门。PCR 技术通过真菌通用引物和种属特异引物对样本进行扩增，可以用于真菌的分型、鉴定以及耐药基因的检测[23]。此外，还有基因探针技术、质谱技术等多种分子生物学检测方法可以用于真菌的检测。但是分子生物学检测技术也存在成本较高、操作复杂、容易产生假阳性、假阴性等不足之处。另外，由于真菌因细胞壁厚，有肥厚荚膜，提取DNA 相对困难，也是目前制约真菌感染分子诊断的一个重要因素。

综上，随着真菌感染在人群中的发生率不断上升，对于免疫力低下、常规治疗方法效果不好的慢性脊柱感染的病例，应考虑到脊柱真菌感染的可能。早期诊断依赖于临床医师的诊断意识，详尽的病史询问，相关的实验室及影像学检查。对病灶部位的穿刺活检或手术获取病变组织进行培养和病理学检查是脊柱真菌感染确诊的金标准。