多节段布鲁菌性脊柱炎与脊柱结核MRI特征分析

伍彦辉，董春娇，赵国芳，郭立杰，赵 辉，邢卫红

(1.石家庄市第五医院 放射科，河北 石家庄 050000；2.石家庄市第二医院 放射科，河北 石家庄 050000)

布鲁菌病是由布鲁杆菌感染引起的、人和牲畜共患疾病。近年布鲁菌病的发病率有上升趋势，主要传染源为感染病菌的牛、羊，其通过皮肤破损处、呼吸系统和消化系统进行传播。随着结核杆菌耐药性的提高, 部分经济发达地区的脊柱结核(spinal tuberculosis, ST)患病率呈上升趋势, 而布鲁菌性脊柱炎(brucella spondylitis, BS)发病也不断增加, 其中脊柱感染率达54%[1], ST与BS在临床及影像方面有诸多相似之处，极易混淆, 诊治不及时可能导致严重的脊柱疼痛、畸形，甚至截瘫等，影响患者生活质量[2]，及时诊治对患者的预后尤为重要[3]。多节段BS是指感染侵及一个或者多个椎间盘，椎体包括2个或2个以上, 病变程度重于单节段脊柱炎，我们将收集的多节段BS和ST患者的MRI资料进行回顾性对比研究，目的在于了解两种疾病影像特征异同，以提高其诊断准确率。

1 资料与方法

1.1一般资料 2016年5月至2020年5月由临床及实验室检查确诊为BS患者50例、ST患者48例，其中符合纳入标准的包括33例多节段BS患者和30例多节段ST患者。本课题经本院伦理委员会讨论后批准，并患者签署知情同意书。BS患者男29例(87.8%)，女4例(12.2%)，年龄22～69岁，平均(44.0±12.2)岁；ST患者男21例(70.0%)，女9例(30.0%)，年龄16～66岁，平均(42.8±12.8)岁。两组性别、年龄差异无统计学意义(P>0.05)。BS组：31例患者有养牛、羊史或食用过未灭菌的羊牛肉、部分曾接触与牛、羊皮毛相关的工作，2例曾饮用未消毒的羊奶。临床表现：波状热24例(72.7%)，多汗9例(27.3%)，乏力15例(45.5%)，腰疼30例(90.9%)，活动受限9例(27.3%)，胸背部疼痛10例(30.3%)，睾丸疼痛、肿胀2例(6.1%)。33例患者均进行了MRI检查，其中2例(6.1%)在此之前进行过CT检查。ST组：22例有肺结核病史，5例(16.7%)有消化道结核病史。临床表现：低热21例(70.0%)，盗汗20例(66.7%)，乏力15例(50.0%)，腰背部疼痛22例(73.3%)，单侧或双下肢疼痛10例(33.3%)，脊柱后突或运动障碍12例(40.0%)，截瘫、大小便失禁1例(3.3%)。30例患者均进行了MRI检查，其中5例(16.7%)在此之前进行过X线、CT检查。

1.2入组标准 ①纳入标准：多节段BS和多节段ST经临床表现、血清学凝集实验阳性(凝集效价>1∶160)、结核菌素(PPD)实验阳性及影像学检查确诊。 ②排除标准：患有脊柱免疫病或强直性脊柱炎、脊柱外科手术、脊髓损伤病史等。

1.3仪器及扫描方法 选用GE signal 1.5T扫描仪，常规行矢状位、横断位、冠状位T1WI、T2WI、STIR扫描。1.5TMRI扫描参数：T1WI：TR/TE 1020.00 ms/12.80 ms;T2W1：TR/TE 2240.00 ms/108.10 ms；STIR：TR/TE 4000.00 ms/51.95 ms; 层厚4.5 mm，间隔0.5 mm。所有病例均行MRI增强扫描，实施矢状面、冠状面、矢状面T1WI-FS扫描[4], 给予二乙烯三胺五乙酸钆(GD-DTPA)0.2 mmol/kg静脉注射。

1.4实验室检查 两组患者均进行血沉、超敏C反应蛋白、血清凝集试验、琥红平板凝集试验、特异抗体IgM/TgG、PPD试验(酶联免疫吸附试验)、血清抗结核抗体、结核感染T细胞检测(T-SPOT.TB)，此外，部分进行穿刺活检。

1.5图像分析 由两名从事相关专业10年以上的影像诊断主治医师对所有MRI图像进行回顾性分析，对病变的发生部位、椎体形态、伴随征象及周围组织的影像特点进行记录及对比分析，对异议的病例全科会诊做出一致结论。

2 结 果

2.1实验室检查 BS组血清凝集试验、琥红平板凝集试验、特异抗体阳性率高，ST组PPD试验、血清抗结核抗体、T-SPOT.TB阳性率高，两组比较差异有统计学意义(P<0.05)，见表1。

表1 两组实验室检查比较[例(%)]

2.2MRI征象特点

2.2.1受累椎体分布 33例BS中两个椎体受累者24例(72.7%), C5～6椎体2例(6.1%)，C7～8椎体1例(3.0%)，T11～L2椎体2例(6.1%), L1～2椎体3例(9.1%)，L2～3椎体3例(9.1%)，L3～4椎体4例(12.1%)，L4～5椎体2例(6.1%), L5～S1椎体7例(21.1%)；3个以上椎体受累者9例(30.0%), BS多侵犯2个椎体, 大部分好发于腰骶椎, 且以腰5骶1最多见。ST中两个椎体受侵者18例(60.0%), T10～T11椎体6例(20.0%), L12～L1椎体9例(30.0%), L4～5椎体3例(10.0%), 3个以上椎体受累者5例(16.7%)，病灶胸腰段多发(73.3%，22/30)。见图1～8。

2.2.2椎体形态、破坏 BS椎体骨质破坏较轻，边缘呈虫蚀状骨质破坏，椎体形态基本没有变化，病灶周围明显增生硬化。ST组骨质破坏较重，椎体正常结构消失，塌陷、后突畸形，骨质疏松较明显，多不伴增生硬化。BS与ST在椎体塌陷畸形及椎体增生硬化，差异有统计学意义。见表2。

2.2.3椎间盘及椎间隙变化 BS椎间盘破坏轻, 23例(69.7%)患者无明显椎间隙变窄或消失，ST椎间盘较易受累、变窄、消失者占18例(60.0%)，两者差异有统计学意义(χ2=5.613，P<0.05)。

2.2.4椎旁软组织改变及其他 BS中棘间韧带钙化1例(3%)，前纵韧带钙化4例(12%), 合并睾丸炎2例(39%)，少或无椎旁脓肿形成，死骨或钙化少见。ST无棘间韧带及前纵韧带钙化，椎旁脓肿范围较广，多伴有死骨及钙化。两者在椎旁脓肿、钙化或死骨方面差异有统计学意义(P<0.05)。见表2。

图1～4均为BS 图1 L2-3椎体片状长T2信号，椎体形态未见异常，椎间隙略变窄；图2 腰椎各椎体边缘可见骨赘形成，L3～4椎体前缘可见骨桥形成，椎间盘形态正常；图3 椎体前缘增生呈“花边椎”，周围软组织增厚，可见多发厚壁小脓肿，双侧腰大肌受侵；图4 L4椎体下缘及L5椎体上缘存在骨质破坏，椎体T2WI呈不均匀高信号，棘间韧带受累

表2 两组MRI影像学特征比较[例(%)]

3 讨 论

3.1病史 BS属于人畜共患疾病，由布鲁杆菌感染椎间盘及椎体引起的脊柱炎症，我国患病人群多见于放牧区或有羊牛接触史者，病菌可以通过破损伤口或食用被污染的乳制品及肉类来感染。因此，患者有无在牧区居住及是否接触牛羊对BS的诊断尤为重要。BS组中有31例患者均有喂养及接触牛、羊的病史。ST曾伴其他脏器感染结核杆菌，当人体抵抗力低下时，通过血行播散引起脊柱感染，本组中22例患有肺结核，5例患有消化道结核。

3.2临床表现及病理 布鲁杆菌引起人体多脏器、多系统的损害，临床表现多样，但症状和体征并不典型。主要临床表现：(1)发热(以弛张热为主)，全身无力伴多汗、食欲不振。(2)并发其他脏器感染：生殖及呼吸系统感染较多见，脾、淋巴结肿大常见，本组病例中睾丸肿胀、疼痛2例，其中1例已手术切除。(3)游走性全身肌肉疼痛。(4)持续性腰疼及后背疼，以腰部疼痛多见，部分伴随神经放射痛或脊髓压迫，但肌肉痉挛及腰大肌脓肿少见，部分患者脊柱活动受限。(5)实验室检查：血清凝集试验阳性100%，琥红平板凝集试验阳性84.8%，特异抗体IgM/IgG阳性54.5%。

ST是结核分枝杆菌血行播散而致，其特点[6]:(1)午后盗汗、低热、局部慢性疼痛。(2)大部分患者既往存在其他脏器结核病史。(3)骨结核多部位发生少见。(4)胸腰段结核发病率最高，早期无明显症状，严重者有活动受限，病变部位叩击痛阳性，多伴有腰大肌寒性脓肿。(5)实验室检查：患者血沉及超敏C反应蛋白均增高，大部分患者PPD试验阳性。

BS与ST均是慢性炎症，同属于Ⅳ型变态反应，两者均伴肝脾淋巴结肿大。BS病理表现为渗出性、增生性改变和肉芽肿形成，肉芽肿可以发生纤维化，甚至导致组织器官硬化。ST病理改变是渗出、增生和干酪样坏死，另一方面，BS与ST两者均可引起脊柱侧凸畸形。两者有许多类似表现，在早期尤其难以鉴别[7]。布鲁杆菌经皮肤破损处或消化系统及呼吸系统侵入人体，在邻近淋巴结生长繁殖，部分被巨噬细胞杀灭，未被杀灭者会持续生长繁殖形成感染灶，进入血液形成菌血症，接着累及网状内皮系统。后期肉芽肿会继续纤维化，引起组织器官硬化，布鲁杆菌的荚膜可以形成过氧化氢酶和透明质酸，避免被吞噬细胞的吞噬，因此本病更不易根治。

3.3MRI表现

3.3.1椎体分布、形态 本研究发现BS多累及2个椎体, 且腰骶椎发病率最高, 尤其以腰5骶1最常见，ST中病灶胸腰段多发(73.3%)。对于BS椎体的分布范围，国内外学者众说纷纭。Ulu-Kilic等[8]研究发现BS累及腰椎者高达90%(18/20)，陈对梅、刘海燕等[5,9]研究认为BS侵犯椎体顺序依次为腰椎、骶椎、胸椎、颈椎。许明军等[10]研究表明在ST中胸椎最多见，其次腰椎，颈椎少见。然而刘佳佳、Liu等[11-12]则认为ST最常累及腰椎，而BS也以腰椎受累最为常见，由于椎体动脉的血供特点，因此多累及相邻2个椎体。

本研究结果显示，BS椎体破坏程度较轻，且椎体形态基本维持正常，出现椎体塌陷等较少见。而ST组中椎体破坏较重, 在早期即可引起脊椎结构不完整，椎体呈连续性骨质破坏、塌陷，引起椎体后凸畸形及骨髓炎性水肿。国外部分学者也认同这一观点，Thammaroj等[13]指BS对于椎体的破坏较轻，椎体形态整体基本维持正常，仅部分变扁，骨质破坏部位多位于椎体前缘，邻近终板也可见不规则斑点状骨质破坏。国内高萌[14]研究显示在BS的骨质破坏多表现在椎间盘周围，椎体基本形态得以维持，椎体的严重破坏极少见，很少引起塌陷和后突畸形；而ST的骨质破坏较重，可发生于椎体任何部位，部分引起椎体塌陷及脊柱后突畸形。除此之外，周雯等[15]也认为ST更易出现椎体塌陷及脊柱后突畸形。因此，把椎体的基本形态是否可以保持来作为二者的MRI影像鉴别点之一。

本研究表明BS增生硬化率明显高于ST。分析原因认为BS椎体前上缘、下缘终板处血供丰富，是最常见的初感染部位，尤其是椎体前上缘，当细菌毒力突破机体抵抗力时，可以侵及椎体，严重者会越过邻近终板及椎间盘侵犯相邻椎体[16]，椎体的骨质破坏与增生相伴，形成“鹦鹉嘴”样骨赘(parrot beak osteophyte)。与ST比较，BS对椎体的破坏相对较轻，后者的破坏区周围常伴有硬化及新生骨[17]，ST病变椎体以外的椎间盘基本正常，可能是因为结核杆菌不能产生溶解椎间盘的蛋白水解酶[18]有关。

3.3.2椎间盘形态及椎间隙的破坏 本研究结果显示BS中椎间隙变窄者仅占30.2%，且椎间盘的破坏程度一般较轻，通常发生在病变的中、后期；ST中椎间隙变窄的多达60.4%，椎间盘在早期即被累及，程度及范围较BS广泛，椎间隙呈中、重度狭窄。国内众多学者研究结果存在不同。高萌[14]研究表明BS与ST的椎间隙破坏程度较相似，认为BS椎间隙狭窄多是由间盘直接受到侵犯，而ST则是由椎体终板的累及导致椎体与椎间盘间的血供传递受到影响，椎间盘失去血液供养而萎缩，继而椎间隙狭窄，但由于两者均为慢性病程，所以可能最终统计结果类似。刘佳佳[11]研究发现 ST 早期或通过韧带下播散而继发的多节段椎体受累，其主要病变椎体以外的椎间盘保留正常结构，这可能与结核分枝杆菌缺乏溶解椎间盘的蛋白水解酶有关[18]。刘海燕等[9]研究BS组与ST组在椎间盘破坏范围、椎间隙狭窄程度方面差异有统计学意义，与本研究结果存在一致性。然而，何长林[19]研究则显示两者在椎间盘破坏范围、椎间隙狭窄方面差异无统计学意义。

3.3.3椎旁周围脓肿 本研究显示BS患者36.3%出现椎旁脓肿，脓肿壁较厚而小，边界模糊，上下范围很少超过椎体，很少形成腰大肌流注脓肿；ST的冷脓肿大小、范围不一, 常超过病变椎体, 呈流柱状，上下跨越一个或多个椎体，典型的冷脓肿壁较薄，为边缘光整的蜂窝状改变。Gao等[20]研究与本研究较一致。刘佳佳[11]研究发现，ST较易出现脓肿和椎间隙消失，ST包括溶通性脓肿(72.97%)和椎体内脓肿(94.59%)，而在BS均未发现，认为上述影像学征象有助于两种脊柱感染性病变的鉴别诊断。

国外学者研究发现，椎旁、硬膜外和腰大肌肿块/脓肿的发生率分别为65.6%、59.4%和28.1%[21]。周雯等[15]研究显示，硬膜外脓肿在两种疾病中均比较常见，二者发生率差异无统计学意义；但在韧带下脓肿中，BS多累及≥3个椎体，而ST的脓肿扩散<3个椎体或无扩散。究其原因可能与BS起病隐匿，确诊时间长，易使疾病出现蔓延有关。国外学者Kanna等[22]研究发现，BS特征性的MRI征象包括韧带下播散、椎体塌陷>50%及伴有广泛的薄壁脓肿；其中97.5%的ST患者多出现至少1个影像特征[22]，89.8%的BS患者会出现任意2个影像特征，3个特征同时出现者约占58.2%，这些征象的组合对诊断BS而言有很高的预测价值[22]。

3.3.4多节段BS组及ST组伴随征象 椎小关节炎：多位于脊柱椎体的上下关节突形成的关节，多表现为椎小关节间隙变窄，关节面毛躁，T1WI呈低信号、T2WI呈高信号，部分T2WI呈混杂信号。BS组中4例伴随有椎小关节炎。而ST组均无此表现。

韧带钙化：累及韧带时呈条索状T1WI低信号、T2WI低信号影，前后韧带内呈点片状T2WI高信号影，BS组中5例有伴随有韧带钙化。而ST组均无此影像征象。

由此可见，BS与ST比较更容易引起椎小关节炎及韧带钙化，因此当其他征象不易鉴别，患者出现椎小关节炎及韧带钙化，我们更有理由怀疑可能是BS。

综上所述，MRI能早期发现脊柱感染，有利于评估病变范围及是否合并椎管受累，本研究通过对BS及ST的对比研究发现，BS更易于发生于腰椎，椎体破坏较轻，椎体多无塌陷及后凸畸形，椎旁脓肿范围小，多伴有增生硬化、椎小关节炎及韧带钙化，ST更易发生于胸椎，椎体破坏较重，椎体多塌陷，椎旁脓肿范围大，多不伴有增生硬化、椎小关节炎及韧带钙化，因此MRI检查在BS和ST的鉴别诊断中非常重要，两者的影像学特点具有显著差异，临床可以结合患者病史、MRI检查等来进行诊断。