布鲁菌性脊柱炎临床诊断与治疗策略的回顾性研究：基于200例病例的深入分析

《Frontiers in Immunology》：Clinical and diagnostic insights into Brucella spondylitis: a comprehensive retrospective study

本文对200例布鲁菌性脊柱炎病例进行系统性回顾，揭示了脊柱组织培养在病原学诊断中的优越性（阳性率65.4%），明确了C反应蛋白（CRP）的诊断价值（AUC=0.83），并首次提出女性（OR=2.44）和腰椎受累（OR=1.61）是慢性化的独立预测因素。研究通过多模态诊断（SAT/RBT/CT）和联合治疗方案（多西环素+利福平±手术）实现94.6%的临床缓解，为优化该人畜共患病的诊疗路径提供了循证依据。

　　

引言

布鲁菌性脊柱炎作为布鲁菌病最常见的并发症之一，在流行地区构成非结核性感染性脊柱炎的主要病因。其诊断挑战源于临床表现的非特异性，需结合流行病学史、微生物学证据和影像学特征进行综合判断。实验室诊断传统依赖需氧血培养、标准细菌培养、虎红平板凝集试验（RBT）和标准试管凝集试验（SAT），本研究通过整合血液/脊柱组织培养、血清学检测（SAT/RBT）和计算机断层扫描（CT）成像，系统优化诊断精确度，并深入探讨其独特的临床特征与生物标志物表达模式。

材料与方法

病例资料

本研究回顾性纳入2012年1月至2025年1月期间中国人民解放联勤保障部队第940医院确诊的200例布鲁菌性脊柱炎病例，所有操作均通过科研管理伦理委员会审批（批号：2022KYLL301）。研究队列包含153例男性和47例女性（男女比例3.26:1），中位年龄52.1±10.1岁（范围15-78岁），布鲁菌性脊柱炎占观察期内全部布鲁菌病病例的25.0%（200/800）。设立性别年龄匹配的对照组（n=200；男女比例1.4:1；中位年龄51.4±21.9岁），涵盖2型糖尿病（n=86）、退行性脊柱疾病（n=40）、高血压（n=50）、类风湿关节炎（n=20）和痛风性关节炎（n=4）患者，通过对比设计优化感染性与非感染性脊柱病变的鉴别诊断。

临床实验室检查

血液培养：疑似病例采集10-20mL血液无菌接种至成对厌氧/需氧培养瓶（BacT/ALERT FA/SN或BD BACTEC? Plus系列），在自动化系统（BacT/ALERT 3D^?或BACTEC? FX200）中35°C培养7天。阳性需氧培养瓶出现S型生长曲线后，无菌吸取样本进行革兰染色（显示革兰阴性球杆菌）和改良吉姆萨染色（检测颗粒状/簇状聚集物），同步接种5%绵羊血琼脂平板（Autobio）于常氧环境培养≥72小时。形态学疑似布鲁菌时通过口头沟通预警临床，最终鉴定采用VITEK^? Compact-II GN卡或MALDI-TOF MS，结果经LIS系统正式报告。排除重复血培养数据以确保完整性，建立标准化布鲁菌性脊柱炎诊断路径。

脊柱组织培养：术中采集椎体活检样本（2-6mm3）在生物安全二级 containment 下处理，组织块无菌转移至5%绵羊血琼脂平板（Autobio）进行35°C常需氧常规细菌培养（孵育≥72小时）。分离株通过VITEK^? Compact-II GN生化板（bioMérieux, France）和MALDI-TOF质谱（Microflex LT/SH系统）双重确认，验证结果经LIS系统传输以确保可追溯性。全程严格遵守二级生物安全柜操作规范，最大限度降低交叉污染风险。

血清学检测（RBT和SAT）：采用中国疾控中心提供的SAT/RBT抗原。RBT采用标准化卡片凝集试验，30μL血清与等量抗原在反应卡上混合，4分钟内出现≥1+凝集判为阳性（WHO标准）。SAT测试将系列稀释患者血清（1:12.5–1:400）与布鲁氏菌流产S99抗原在U底微孔板中混合，37°C±1°C孵育24小时。诊断阈值遵循OIE指南：急性期（<12个月）滴度≥1:100（2+颗粒状凝集）或慢性期（≥12个月）滴度≥1:50（2+），且超过比浊对照基线视为确诊。该双测试范式通过标准化抗原抗体定量实现98.6%流行病学符合率。

患者血清炎症生物标志物检测：入院生物标志物分析重点检测血清降钙素原（PCT）和C反应蛋白（CRP），遵循CLSI EP23-A方案。静脉血采集于血清分离管（SSTs），1500×g离心10分钟（采集后120分钟内完成）。PCT采用电化学发光免疫分析法（ECLIA）在Roche Cobas^? E-170分析仪检测（临床决策阈值0.046 ng/mL）。CRP通过散射比浊法在Abbott IMMAGE 800系统（Beckman Coulter, Inc）定量（参考值≤1mg/L）。仅分析首次入院结果以确保数据唯一性，对照组（n=200）通过ICD-10编码审查排除近期感染/炎症状态。该双阶段生物标志物策略实现98.2%分析前合规率，有效区分布鲁菌性脊柱炎与非感染性脊柱病变。

临床诊断标准

布鲁菌病临床诊断基于布鲁菌培养阳性、流行病学史和实验室检测结果。疑似病例定义为症状出现前有牲畜或畜产品密切接触史。确诊病例需满足WHO/OIE整合标准：1）血液/椎体组织培养分离出布鲁菌；2）急性期SAT滴度≥1:100（2+）或慢性期≥1:50（2+），并经发热抗原交叉反应对照验证。所有病例需符合CDC定义的流行病学关联（发病前3个月内牲畜接触史）。200例患者通过以下方法确诊：29例经细菌培养确认，165例经血清学检测（SAT和RBT）诊断，20例同时通过培养和血清学确诊，28例根据症状和接触史归类为临床疑似。

统计学分析

采用IBM SPSS Statistics v22.0软件进行分析，遵循STROBE指南。连续变量（年龄、PCT、CRP）通过Shapiro-Wilk检验（α=0.05）评估正态性。非正态分布生物标志物（PCT/CRP）以中位数[四分位距（IQR）：Q1-Q3]表示，采用Mann-Whitney U检验分析。通过向后逐步法（入选标准p<0.10；保留标准p<0.05）进行多变量逻辑回归识别慢性脊柱炎风险因素，并经Hosmer-Lemeshow拟合优度检验验证。ROC分析通过Youden指数优化（Jmax=敏感性+特异性-1）确定生物标志物效能，AUC比较采用DeLong法（95% CI）。统计学显著性定义为双尾p<0.05，并经Benjamini-Hochberg校正（FDR=0.10）进行多重检验调整。

结果

临床特征分析

200例患者中位年龄52.2±10.1岁，疾病分布跨度15-78岁，男性占主导（男女比例3.26:1）。布鲁菌性脊柱炎占机构布鲁菌病负担的25%。临床时间线显示中位住院时间15天（IQR：9-22），症状慢性化中位时间4.4个月（IQR：1.5-11.5；范围3天-30年）。多变量回归分析确定女性（OR=2.44，95% CI：1.20–4.96）和腰椎受累（OR=1.61，95% CI：0.75–3.46）为疾病慢性化独立预测因素（p<0.05）。治疗结果显示45.5%（91/200）需手术干预（清创和椎管减压）联合标准化12周三联抗菌疗法（多西环素100mg BID+利福平600mg QD），1年随访时达到94.6%（189/200）症状缓解率（改良MacNab标准：优/良）。

诊断方法

在13年队列（2012-2025）的200例布鲁菌病病例中，14.5%（29/200）通过羊种布鲁菌分离获得微生物学确认，腰椎组织培养显示最高阳性率（58.6%；72小时孵育），而血培养阳性率为41.4%（检测时间72.0±19.7小时）。诊断敏感性分层如下：血培养48.0%（12/25），组织培养65.4%（17/26），SAT 91.3%（157/172），RBT 95.9%（165/172），临床诊断14.0%（28/200）。以培养阳性为金标准（n=21），RBT敏感性95.2%（20/21）优于SAT的80.8%（17/21）。200例确诊患者中22例（RBT 7例，SAT 15例）血清学阴性，且均为男性。

topography分布与影像病理特征

布鲁菌性脊柱炎好发于腰骶椎，占布鲁菌病总负担的25%。椎体受累分布为：腰椎（78.3%，L1-L5），颈椎（8.6%，C3-C7），胸椎（5.1%，T4-T12），骶椎（8.8%，S1-S2）。多节段感染（≥2个连续椎体）发生率为24.0%，L4-L5/S1为最常见多节段模式（占全部病例17.5%）。CT成像显示特征性病理形态改变：骨完整性改变包括骨质破坏（53.0%，虫蚀样改变）和反应性骨质增生（2.0%）；椎间盘病理表现为椎间隙狭窄（38.5%）和椎间盘突出（22.0%）；炎症并发症包括椎旁脓肿（5.0%，前纵韧带受累）和脊柱脓肿（9.0%，主要背侧分布）；退行性相关表现包括退行性疾病（4.5%）和椎管狭窄（2.0%，中央管直径<10mm）；晚期后遗症包括骨髓炎（1.0%，骨内脓肿形成）和病理性骨折（2.0%，椎体塌陷>20%）。

生物标志物ROC曲线分析

ROC曲线分析显示炎症生物标志物在布鲁菌病与对照组间具有显著区分能力。CRP成为最强预测因子，AUC达0.83（95% CI：0.77-0.89），最佳决策阈值1.21mg/L（Youden指数J=0.57），敏感性85.2%，特异性71.7%。CRP统计学优越性经DeLong检验确认（Z=6.167，p<0.001）。

讨论

布鲁菌性脊柱炎作为人畜共患布鲁菌病的严重骨关节表现，主要涉及脊柱炎症而非退行性骨关节炎。本回顾性分析显示患者中位年龄52.2±10.1岁，布鲁菌性脊柱炎占布鲁菌病总病例25.0%，与既往研究报道的2-60%患病率范围一致。症状慢性化中位时间4.4个月（IQR：1.5–11.5；范围3天–30年）。多变量回归首次发现女性（OR=2.44）和腰椎受累（OR=1.61）为慢性化独立预测因素。值得注意的是，所有15例血清学假阴性病例（RBT 7例，SAT 15例）均为男性，提示抗体检测存在性别差异。这一发现进一步得到男性CRP水平（4.02±4.57）高于女性（3.21±3.14）的佐证。推测男性患者可能表现出优先增强的细胞免疫应答（T细胞介导），从而影响体液抗体产生，导致血清阳性率降低和炎症标志物升高。治疗方案包含12周三联抗菌 regimen（多西环素100mg BID+利福平600mg QD）联合手术干预（脊柱清创和椎管减压）占45.5%病例。该综合方法1年随访时实现94.6%症状缓解，证实医-外科联合管理的有效性。

在流行地区，布鲁菌是本土性椎体骨髓炎（NVO）的主要病原体。然而常规血培养诊断效用有限，报道阳性率仅7.8–9.5%。本研究显示血培养敏感性（48.0%，12/25）和脊柱组织培养（65.4%，17/26）更高，确立脊柱组织培养为优越诊断 modality——通过标准化采样方案首次证实的新发现。血清学检测显示较高敏感性（SAT：91.3%；RBT：95.9%），但其临床应用受限于特异性不足和反复暴露人群的结果解读挑战。值得注意的是，3–5%患者抗菌治疗成功后≥2年仍可检测到SAT滴度， complicating 活动性感染与残留免疫反应性的血清学区分。尽管组织培养需侵入性操作，它仍是金标准诊断方法，特别推荐用于（1）血清学结果模棱两可的疑似病例和（2）需要与其他脊柱病变鉴别诊断的临床不明确表现。实时PCR通过DNA扩增提供快速准确的布鲁菌检测，尤其适用于血清学阴性或不确定病例。

布鲁菌性脊柱炎主要累及腰椎，其次为胸椎和颈椎，与既往文献一致。本研究显示类似分布模式，腰椎受累占78.3%，其次为颈椎（8.6%）、骶椎（8.8%）和胸椎（5.1%）。值得注意的是，24.0%病例观察到多节段感染（≥2连续椎体），L4-L5/S1组合为最常见多节段模式（占总病例17.5%）。这些结果显示多水平受累患病率高于Bozgeyik Z报道（腰椎受累57.3%，外周关节受累16.1%）。本结果与Lu YP影像学研究一致（布鲁菌性脊柱炎病例85.0%累及腰椎），进一步证实该感染性疾病对腰椎椎体受累的倾向性。

CT成像特征如死骨形成显著有助于区分布鲁菌性脊柱炎与结核性脊柱炎和化脓性脊柱炎。本研究显示主要影像表现涉及骨完整性改变，特征为骨质破坏（53.0%呈现独特虫蚀样改变）和反应性骨质增生（2.0%），与文献记载的骨破坏模式一致。椎间盘相关病理主要表现为椎间隙狭窄（38.5%）和椎间盘突出（22.0%），符合报道的MRI发现（信号强度改变、椎间隙减少、椎管内肿块和脓肿形成）。炎症并发症包括椎旁脓肿（5.0%伴前纵韧带受累）和脊柱脓肿（9.0%主要背侧分布），印证文献报道的特征性MRI表现（上终板受累60.7%、椎间隙狭窄77.9%、椎旁脓肿50.9%和各种脓肿形成）。退行性相关表现在本队列中不常见，退行性疾病（4.5%）和椎管狭窄（2.0%，定义为中心管直径<10mm）罕见，尽管病例报告警示轻度退行性改变的初始影像表现可能导致诊断错误。晚期后遗症包括罕见骨髓炎（1.0%伴骨内脓肿形成）和病理性骨折（2.0%显示椎体塌陷超20%）。该综合分析通过病因学诊断框架系统表征布鲁菌性脊柱炎的多样化病理形态改变，首次尝试在系统诊断背景下描绘这些影像学表现。

慢性炎症或急性期慢性炎症是布鲁菌性脊柱炎的主要病理特征，本研究显示CRP成为最强预测因子，AUC 0.83（95% CI：0.77-0.89），最佳决策阈值1.21mg/L，敏感性85.2%，特异性71.7%，CRP统计学优越性经DeLong检验确认（Z=6.167，p<0.001）。

局限性

我们发现脊柱组织培养作为布鲁菌性脊柱炎关键诊断方法，因发展相对较新且临床实践样本量有限，尚未广泛应用。本医院报道200例慢性布鲁菌性脊柱炎，但布鲁菌性脊柱炎潜伏感染率尚未系统计算。此外，由于生物安全问题，本机构无法常规进行布鲁菌属抗菌药物敏感性试验。因分子检测数据不足，本次分析未纳入脊柱布鲁菌病的PCR诊断。

应用：我们的研究证明脊柱组织培养是培养布鲁菌性脊柱炎标本的有效方法，显著提高病因学诊断阳性率。鉴于其诊断效能，该技术值得临床实践更广泛应用。