中枢神经系统感染的病理生理机制及治疗原则一、中枢神经系统(CNS)感染时细胞及体液反应的重要作用由于个体免疫反应的差异,同一病原体可以引起轻的、反复的甚至致死的疾病,也可以不引起疾病。
血液中的蛋白不能轻易地弥散进入CNS,因此不利于抗体的产生。
脑脊液(CSF)正常时可见到IgG及IgA但无IgM,因为IgM分子量要大些。
体液免疫反应,往往形成抗原抗体复合体;这种反应常在血管内进行,导致神经组织内或邻近组织的严重的血管炎性反应。
1. CNS感染引起的炎性反应:由于病原体的毒力及机体的反应可表现: (1)化脓性炎性反应,常由于化脓性细菌引起;(2),非化脓性炎性反应,如由于斑疹伤寒;(3)出血性反应,见于炭疽及某些病毒感染时;(4)组织细胞及肉芽肿性反应,见于慢性炎症过程。
2. CNS感染时常有髓鞘的破坏:髓鞘的破坏可继发于神经元的受损,即神经元溶解性脱髓鞘(neuronolytic demyelination),另外一种称为轴周脱髓鞘(periaxial demylination)。
后者可见于病毒感染时,也可见于脱髓鞘疾病时。
炎性过程中引起脱髓鞘的机制可能有下列5种:①病毒对少突胶质细胞的直接细胞病理效应;②免疫介导的病毒对少突胶质细胞向性的改变;③免疫介导的对感染的少突胶质细胞的破坏;④病毒诱导的自身免疫性脱髓鞘;⑤旁观者”脱髓鞘。
伴随脱髓鞘可能出现髓鞘再生,导致症状的缓解。
一度以为只有周围神经髓鞘再生。
这对恢复是非常重要的。
3. 脑膜炎是最常见的CNS感染:细菌引起脑膜炎与其有关的三种成分:(1)细菌包膜;(2)细菌的细胞壁;(3)脂多糖物质。
某些细菌如流感杆菌、脑膜炎球菌等均在细胞外有一含多糖的包膜,这种包膜使细菌易于侵入宿主。
革兰阳性菌与阴性菌的区别主要基于细胞壁。
阳性菌壁含有大量多糖肽(peptidoglycan),而阴性菌则只含少量;阳性菌胞壁还包含壁酸(teichoicacid),而阴性菌则无。
这两种物质都引起强烈的脑膜炎性反应。
但阴性菌有脂多糖分子附着于外膜上,含有毒性脂质物质“脂质A”(lipid A),细菌死亡时释出,作用似内毒素,也引起强烈的脑膜炎性反应。
在脑膜炎过程中某些细胞因子起重要的炎性反应介导作用。
如肿瘤坏死因子(TNFα; cachectin)以及白细胞介素-1。
这两种物质均刺激血管内皮细胞粘附及促使中性白细胞进入CNS而触发炎性过程。
血小板活化因子,花生四烯酸代谢物及其他白细胞介素亦参与这一炎性过程。
而在CSF中体液因子及吞噬细胞的不足,病原体迅速分裂衍殖,并释出细菌胞壁或膜的成分,导致脑膜炎的迅速演变并损伤血管内皮细胞,血脑屏障(BBB)通透性亦因而增加,产生血管性水肿。
由于大量多核白细胞进入蛛网膜下腔,释出毒性物质,这些毒性物质虽然是用以防御对抗病原体,但由于对“外来”及“自体”的鉴别能力的不足也引起细胞毒性水肿。
这些情况都会进一步影响CSF动力学,脑代谢及脑血管的自我调节,如炎症不能得到控制,则将会产生严重脑水肿,颅内压增高及脑血循减少,进而导致神经元的损害,发生不可逆转的局灶性或弥散性脑损害。
二、若干CNS感染的治疗问题治疗原则主要是消灭或抑制病原体,这常常需要外力的介入,如抗菌药物以及清除病灶等。
激发或促使机体的体液及细胞免疫机制有适度的改善,以增强防御及修复能力也很重要。
另外,校正或调节病理生理机制以减轻炎性反应对靶器官的损害,保护脑的功能,注意水电解质的平衡等亦是冶疗的极为重要的辅助手段。
1.化脓性脑膜炎: 美国疾病控制中心1990年根据1986年五个州和洛杉矶地区的调查认为流感杆菌(haemophilus influenzae)是最常见的化脓性脑膜炎的感染源,约占45%,其他有肺炎球菌占18%,脑膜炎双球菌14%。
是那一种感染源感染?与年龄及季节有关。
新生儿(<1个月)以B族链球菌为主(如缺乳链球菌)。
婴幼儿(1个月至4岁)以流感杆菌为多。
儿童及一般成人则以肺炎球菌及脑膜炎双球菌多些。
治疗第一步是维持血压及纠正休克,并及时给予抗菌药物。
如临床高度怀疑化脓性脑膜炎,不一定等腰穿或等待腰穿的结果,先根据年龄、季节特点针对性地给予抗菌药物,然后根据CSF化验结果调整药物。
应选择较易进入BBB者,一般都采用静脉给药途径,以期有较高的血药浓度。
新生儿首选氨苄青霉素加广谱头孢菌素,如头孢噻肟(cefotaxime)50 mg/kg体重,每6小时1次或头孢三嗪(ceftriaxone;菌必治)50~100 mg/kg体重,每12小时1次,均静脉给药。
也可以氨苄青霉素加氨基甙类抗菌素,但要警惕听力或前庭功能受到损害。
婴幼儿用广谱头孢菌素或加氯霉素。
儿童及一般成人则静脉每日给予青霉素(儿童30万 U/kg体重,成人2 000万U,均分为4小时1次)或予头孢菌素(头孢噻肟2 g静脉滴注,每6小时1次,头孢三嗪2 g静脉滴注,每12小时1次)。
年龄超过50岁成人除头孢菌素外最好再加氨苄青霉素。
对那些有免疫功能受损或神经外科手术后的病人,根据病情可能需要应用或加用头孢他定(ceftazidime;fortum)或万古霉素。
选择头孢菌素时应选择CSF中浓度较高者或炎症时CSF中能达到治疗浓度者。
常用的有头孢三嗪、头孢噻肟、头孢呋肟等。
先锋必素(cefoperazone)虽为第三代头孢菌素,但不易通过BBB,不宜用于化脓性脑膜炎。
在应用抗菌素的同时,是否给予肾上腺皮质类固醇药物?仍是一个有争论的问题。
近年多数学者认为可有助于减轻炎症、降低颅内压、改进脑灌注压、增加CSF中细胞因子(cytokine)的浓度,从而提高存活率,减少儿童的听力受损及其他神经系统后遗症的危险。
因此儿童应加用皮质类固醇。
可辅助给予地塞米松0.15 mg/kg体重,静脉滴注,每6小时1次,共给4天。
2.结核性脑膜炎: 典型病人诊断不难,但也有个别初期症状持续较长,表现为人格改变等;或发病急遽,进展快,很像化脓性脑膜炎。
因此,对有结核性脑膜炎可能的病人应多次查CSF,包括细胞计数、分类、测血和CSF糖的比值、多次涂片找抗酸杆菌等。
免疫诊断方法,如ELISA及PCR等灵敏度及特异性均尚不够理想。
治疗:从流行病学角度判断,如所患为敏感菌株,根据WHO建议采用三联疗法:每日异烟肼10mg/kg体重,合用利福平及吡嗪酰胺(pyrazinamide)。
这3种药在炎症情况下通过BBB均较好,治疗3个月,停吡嗪酰胺,异烟肼及利福平再继续用7个月。
如系耐药菌株引起,则加用第四种药,链霉素或乙胺丁醇(ethambutol)。
如致病菌对利福平不耐药,则治疗9个月已够。
如发现系对利福平耐药菌株引起,则需要连续治疗18~24个月。
也有人主张由于中国人对异烟肼为快速代谢型,因此,每日剂量可加大至600~1 200 mg,但以此种剂量与利福平合用很容易影响肝功能,因此,可舍弃利福平,用大剂量异烟肼加链霉素治疗结核性脑膜炎。
对是否合并应用皮质类固醇仍有争议,多数人认为对降颅压,减轻脑水肿,减轻颅底粘连及椎管梗阻有帮助,有好转后逐渐撤停。
3.螺旋体感染:(1)梅毒: 近年有上升趋势,但多为Ⅰ、Ⅱ期梅素,主要是脑膜血管梅毒。
青霉素仍是首选药物,大剂量时仍可在CSF中获得有效的杀菌浓度。
建议每日剂量为1 200~2 400万U/日,分为4小时1次,静脉滴注,10~14天为一疗程。
如对青霉素过敏,则可用头孢三嗪1 g肌注,每日1次,连用14天。
或强力霉素(doxycycline)200 mg,每日2次,连用21天。
(2)莱姆病: 为Borrelia burgdorferi感染引起。
我国流行病学研究,有23个省市有此螺旋体分布。
经蜱咬传染,但被感染的蜱咬后不一定患莱姆病,因为人血清中有杀此种螺旋体的活性物质。
但如发现有高滴定度的抗B.burgdorferi抗体,虽然没有症状,也应进行CSF检查,如异常则治疗,如正常则追随观察。
对神经系统莱姆病的治疗,原则上同梅毒。
对钩端螺旋体的治疗也是相同的。
4. 霉菌感染:多种霉菌可侵入中枢神经系统,在免疫功能低下时发生机会增多。
常见的有新形隐球菌,念珠菌,曲霉菌,毛霉菌等,以隐球菌为多见。
(1)新形隐球菌:CNS的新形隐球菌感染主要是脑膜炎,也可发生脑膜脑炎。
当然也可累及颅神经,如视神经病变。
隐球菌脑膜炎常表现为以高颅压为特点的亚急性脑膜炎。
近年来多采取二性霉素B和氟康唑(fluconazole)联合治疗。
氟康唑口服吸收良好,每日200~400 mg,5~10天可达稳态,血药浓度达到10.1 mg%~18.9 mg%,超过对隐球菌的抑菌浓度(0.39~6.25 mg%)。
二性霉素静脉滴入,应逐渐增加剂量,总剂量为2~3 g,有人主张同时椎管内给药,以增加CSF中二性霉素浓度。
近年出现以微脂粒(liposome)包裹的二性霉素制剂,副作用减少,剂量可增大。
这两种药也可以单独治疗。
有人以二性霉素B与氟胞嘧啶(5FC)联合用药,可增强疗效。
其他咪唑类抗霉菌药尚有咪康唑、酮康唑等,虽然价格要便宜,但疗效稍逊,酮康唑肝毒性也大一些。
(2)毛霉菌病:为条件致病感染,可分为全身型与鼻眼脑型。
全身型多发生于免疫功能低下时,鼻眼脑型则多见于糖尿病酸中毒病人。
毛霉菌侵犯血管,发生血管炎导致血管闭塞,造成干性坏死,因而药物不易达到病灶处。
毛霉菌病死亡率极高,必须早期诊断,配合外科切除病灶,积极抗霉菌药物治疗,才有存活希望。
药物用二性霉素B或氟康唑,或联合用药。
5.寄生虫感染:(1)囊虫病:为常见病,由于摄入猪绦虫卵在人体内发育为囊尾蚴,成为囊尾蚴病或囊虫病。
CNS囊虫病为我国症状性癫痫的最主要原因。
根据囊尾蚴在CNS的部位及表现可分为6型:①无症状型;②脑实质型;③蛛网膜下腔型;④脑室型;⑤脊髓型;⑥眼型。
上述类型可以合并发生于同一病人。
临床表现与个体反应与囊尾蚴所在部位,数量以及是活的、正在死亡或已死亡有关。
囊尾蚴的寿命平均为4~6年,因此,无症状的病人是不必治疗的。
但应寻找感染的来源,如检查病人及接触密切的人有无猪绦虫病,如有则应进行驱绦虫治疗。
脑室型因药物不易达到,一般需要手术摘除。
其他类型在抗癫痫(如有)治疗的同时是否需要杀囊虫治疗?存在不同的看法。
一部分人认为囊尾蚴有一定的寿限,只要断绝其新的来源,让其分期分批自然死亡较好,以免在抗囊虫药物作用下,囊尾蚴大批死亡,释出的毒素及异性蛋白反应会导致急性脑病,出现谵妄、意识迷乱、颅内压增高,甚至脑疝等,可以危及生命。
但不少人认为抗囊虫治疗可以减少癫痫发作,减轻症状。
即使出现反应,用皮质类固醇及渗透性利尿剂一般都能控制。
Vazquez等报道240例有癫痫发作的脑囊虫病,经药物治疗后,囊虫减少82%,平均发作频度减少95%。