- 神經外科學(第2版)
- 楊樹源 張建寧
- 10956字
- 2020-06-28 15:38:04
第五章 腦脊液與腦脊液循環
腦脊液(cerebrospinal fluid,CSF)是腦室內脈絡叢組織分泌的無色透明液體,經過腦室、腦和脊髓蛛網膜下腔內的一系列循環后,通過蛛網膜絨毛或蛛網膜顆粒回流至硬腦膜竇。腦脊液是顱內容物的重要組成部分,約占顱內容積的10%。其不僅對腦和脊髓組織發揮物理屏障和保護的作用,而且還參與調節顱內壓力、免疫調節和營養神經的作用。臨床醫務工作者需全面掌握腦脊液的理化屬性、動力學特征及生理作用。
第一節 腦脊液的產生、循環和重吸收
一、腦脊液的產生
約80%的腦脊液由位于側腦室和四腦室內的脈絡叢分泌。正常情況下脈絡叢血流的25%過濾成腦脊液。脈絡叢是由富于血管的軟膜與室管膜上皮組成的脈絡組織,向腦室內突出而構成的。其結構主要由三種成分組成:以毛細血管網為中心,周圍是源于軟膜的結締組織,腦室面為源于室管膜的脈絡叢上皮細胞。毛細血管的內皮細胞有窗孔,這些窗孔被厚約6nm的隔膜封蓋,內皮細胞之間并非緊密連接,存在著一定的間隔。脈絡叢的上皮細胞富含線粒體和吞飲小泡,細胞側面基部有突起和內褶、近腔面處相鄰細胞之間緊密連接,細胞的腔面有微絨毛。相鄰的脈絡叢上皮細胞之間的緊密連接具有屏障功能,構成了“血-腦脊液屏障”。這些結構特征決定了離子或分子是主動運輸,水是被動運輸。它們在一定的壓力下產生超微過濾,先經由血管內皮的窗孔和細胞間隙進入脈絡叢絨毛下方的結締組織基質,而后經脈絡叢上皮細胞的側面和底面進入該細胞,再由胞質內的小泡將其送到細胞頂端的微絨毛。脈絡叢上皮細胞分泌時,這些微絨毛以水泡樣破裂的方式最終將這些物質排入腦室,成為腦脊液。研究發現:微絨毛猶如單向開放的“瓣膜”,當毛細血管內壓增高時,可促使水和蛋白質分子進入腦脊液,而腦脊液壓力增大時液體不會逆流。在脈絡叢部位Na+、K+的轉運由Na+-K+-ATP酶調節,通過Na+-K+-ATP酶的作用,Na+進入腦脊液,而K+進入細胞。水的移動是繼發于Na+-K+-ATP酶建立的滲透壓梯度。生理狀態下,在Na+進入腦脊液的同時可伴有HCO3-的同向轉運和K+、H+的逆向轉運。脈絡叢絨毛上皮細胞內CO2在碳酸酐酶的催化下產生H+和HCO3-,H+、HCO3-和Cl-跨膜移動的主要作用是平衡Na+、K+轉運所攜帶的電荷,維持細胞膜上Na+-K+-ATP酶調節的正常生理功能。在缺乏H+和HCO3-的情況下脈絡叢上皮細胞主動轉運Na+的功能大約降低50%。
除脈絡叢外,腦組織細胞間質和室管膜內皮細胞也參與了腦脊液的產生。有學者利用閃爍攝影技術發現腦和脊髓的蛛網膜下隙本身也是腦脊液的重要來源。室管膜的多種細胞皆可向腦室內分泌物質,其中包括生物活性物質和神經遞質等。室管膜上皮產生的物質,除經室管膜上皮間隙直達腦室外,還可由長突細胞主動運入腦脊液。另外,在產生腦脊液的同時,脈絡叢的毛細血管和室管膜的長突細胞等均又主動地、有選擇地從腦脊液中重吸收一些物質。因此,可以說腦脊液的產生是分泌、濾過和選擇性吸收等綜合作用的結果。
成人腦脊液的總量在不同人、不同生理情況及不同病理情況下皆有不同。一般認為成人腦脊液總量在約140~150ml。其中25%的腦脊液位于腦室內:每個側腦室約含10~15ml,第三、四腦室共含5~10ml。腦蛛網膜下隙內的腦脊液約25~30ml,約占總量的17%~20%。脊髓蛛網膜下隙內的腦脊液約70~75ml,占50%左右。腦室脈絡叢分泌腦脊液的速度為0.3~0.4ml/min,日分泌量約為400~600ml。因為各腦室和蛛網膜下隙的總容量只有140ml或150ml,由此可見腦脊液在事實上是不斷更新的。每晝夜更新3~4次,即每6~8小時即更新一次,更新速率約為每分鐘0.25%(表5-1-1)。
表5-1-1 正常腦脊液的產生、體積和壓力

影響腦脊液產生的因素很多,已知的有神經、內分泌、營養、年齡、體液出入量、體溫、疾病和藥物等。但與腦室、蛛網膜下隙內的壓力以及體循環系統的血壓似無大的關系。以往的研究證實:在腦室內壓顯著增高以前,腦脊液的生成與腦室內壓無關。當顱內壓異常升高導致腦灌注壓下降時,隨著脈絡叢的毛細血管血流量的減少,腦脊液的生成也相應減少。機體溫度的改變也能影響腦脊液的產生,動物實驗發現:貓在麻醉狀態下,在31~41℃間體溫每升高或降低1℃,腦脊液的生成速率將相應升高或降低11%。在某些原因造成急性血漿高滲狀態時腦脊液的產生減少,反之可造成腦脊液的產生增加。此外,由于交感和副交感神經纖維在脈絡叢血管及脈絡膜上皮中分布廣泛,當頸交感神經節受到刺激時,腦脊液的產生顯著減少,而刺激副交感神經時腦脊液的產生顯著增加,但脈絡叢的血流量并不受影響。
二、腦脊液的循環
正常腦脊液循環的大體途徑為:由側腦室脈絡叢分泌至側腦室內的腦脊液,經室間孔流入第三腦室,在此匯集了第三腦室脈絡叢產生的腦脊液,經中腦水管流至第四腦室,第四腦室脈絡叢也向室腔內分泌腦脊液,各室脈絡叢產生的腦脊液除少量進入脊髓中央管以外,大部分經第四腦室正中孔和外側孔流入小腦延髓池。腦脊液一旦進入小腦延髓池,既可向下流入椎管的蛛網膜下腔,也可向上經小腦幕切跡流向顱頂部的蛛網膜下腔,擴展到整個蛛網膜下隙(圖5-1-1),最終通過蛛網膜絨毛或蛛網膜顆粒回流至硬腦膜竇。不難看出,所謂腦脊液循環,不是在腦室和蛛網膜下隙范圍內周而復始的循環,而是一個半封閉的動態系統,它來自循環系統,最后又回歸循環系統。其有特定的產生部位和獨特的循環部位或路線,該循環系統與其功能密不可分。


圖5-1-1
A.腦脊液循環示意圖;B.蛛網膜絨毛進入腦靜脈竇示意圖
腦脊液的流體靜力末壓約為0.294~0.588kPa。在此壓力下,腦脊液不流動。高于此壓力后,腦脊液的流量和腦脊液與硬腦膜竇靜脈間的壓力差成正比,壓力差越大流量越大。一般情況下,腦室內的腦脊液為1.47kPa的流體靜力壓驅動,進入蛛網膜下隙。在正常情況下,蛛網膜下隙內的腦脊液也為此靜力壓推動,經蛛網膜絨毛或顆粒進入硬腦膜竇。除此之外,腦脊液在蛛網膜下隙內的運動還與呼吸、心血管的搏動、體位、腦脊液的比重、彌散等因素有一定的關系。例如注入小腦延髓池或終池內的一些麻醉藥或其他檢查用藥,可隨腦脊液彌散到蛛網膜下隙各處,乃至腦室。上矢狀竇的海綿狀間隙系統對腦脊液回流亦有調節作用。
腦脊液流體靜力壓,即通常所謂的腦脊液壓或顱內壓,是一項重要的生理學指標。正常人腦脊液的壓力與檢測的部位,及被測者的體位有關。側臥位時,成人腰部脊液的壓力是100~150mmH2O(0.98~1.47kPa),小腦延髓池為80~140mmH2O(0.79~1.37kPa),側腦室為70~120mmH2O(0.69~1.18kPa)。端坐位時,腰部的腦脊液壓力為250~300mmH2O(2.45~2.94kPa),側腦室壓力僅為0~40mmH2O(0~0.40kPa)。腦脊液流體靜力壓(顱內壓)取決于腦脊液的生成和吸收量。腦脊液的生成和吸收處于動態平衡狀態,故腦室和蛛網膜下隙內的壓力通常是恒定的。但腦脊液的生成、回流和吸收受到諸如分泌和吸收、脈搏、血壓、體溫、藥物以及某些疾病的影響。生成和吸收任何一方的改變,均可影響腦脊液的靜力壓。例如循環回路受阻,則腦脊液壓力升高。因此,檢測腦脊液的壓力、性狀等對某些疾病的診斷亦具有一定的參考意義。
三、腦脊液的重吸收
腦脊液主要經由上矢狀竇及橫竇兩側的蛛網膜顆粒引流回歸頸靜脈。但也有研究發現除了腦、脊神經鞘的淋巴間隙也可吸收腦脊液外,顱內其他部位也可以重吸收腦脊液。其中,顱底部的蛛網膜顆粒或蛛網膜絨毛可將腦脊液導入顱底部的硬腦膜竇、軟腦膜和蛛網膜內的毛細血管以及脊神經根附近“墨水套囊”處的蛛網膜絨毛或蛛網膜顆粒大約可吸收20%的腦脊液。
腦脊液吸收機制目前較主流的觀點是蛛網顆粒上的微絨毛的單向“瓣膜”作用。即腦脊液的壓力大于硬腦膜竇內的靜脈壓時,“瓣膜”開啟,腦脊液流入靜脈竇;當靜脈竇內的靜脈壓大于腦脊液壓力時,此“瓣膜”關閉,靜脈血不會逆流入腦脊液。但腦脊液的重吸收機制也許不會如此簡單。電鏡觀察羊的蛛網膜顆粒發現,蛛網膜下隙和上矢狀竇之間確實有襯著內皮細胞的細管,這些細管有瓣膜作用。也有證據說,此處有許多大小不等的孔,大分子物質可以通過。但也有相反的報道:蛛網膜顆粒為一層無孔的上皮細胞所覆蓋,并不存在管道,腦脊液中的物質不能直接通過,蛋白質和其他大分子物質是通過白細胞的吞噬作用運走的。
第二節 腦脊液的成分
正常腦脊液為無色透明水樣溶液,其比重為1.004~1.007,pH值為7.319,略偏于堿性,滲透壓大致與血漿平衡,其化學成分與腦的細胞外液接近。
腦脊液中含有微量的蛋白質。在人體生長發育的不同時期,腦脊液中蛋白質的含量略有不同,胚胎時期由于脈絡叢組織和腦細胞的蛋白質合成的較多、腦室系統內的腦脊液流速較慢、血-腦脊液屏障的發育尚未成熟,腦脊液中蛋白質含量最高。出生后腦脊液中蛋白質含量隨著年齡的增長而下降。此外,在腦脊液循環過程中不同部位腦脊液的蛋白質含量也略有不同。通常,脊髓蛛網膜下腔(腰大池)的腦脊液中約含蛋白0.15~0.45g/L,顱內腦池(枕大池)的腦脊液中蛋白質含量為0.1~0.25g/L,腦室內(側腦室)的腦脊液蛋白質含量為0.1~0.15g/L。腦脊液的蛋白質中大部分為清蛋白,球蛋白很少,其僅占蛋白總量的16%(2.4~4.8mg/100ml)。在某些病理情況下,例如:顱內或椎管內腫瘤、中樞神經系統炎癥時,腦脊液中的蛋白質總量將明顯升高,球蛋白的比例也可以增高。
腦脊液中含有少量的葡萄糖,其濃度較血漿中低,生理狀態下腦脊液中的葡萄糖濃度為2.8~4.2mmol/L,腦脊液中葡萄糖的含量與血漿中葡萄糖的含量呈正相關,通常約為血糖的1/3~1/2。當中樞神經系統出現化膿性炎癥等病變時腦脊液中葡萄糖的含量可明顯降低。
生理狀態時腦脊液中的細胞成分很少,每微升約有1~3個,主要為單核細胞和淋巴細胞。以往文獻報道腦脊液中偶爾還有極少量神經膠質細胞、類組織細胞和與腦脊液接觸的神經元、神經纖維等。
腦脊液中還含有一些重要的離子成分,如:K+、Na+、Cl-、HCO3-、Mg2+、Ca2+。以往認為腦脊液中的離子成分與血漿的超濾液相似,近年來的研究結果表明:腦脊液既不同于血漿,也不同于血漿的超濾液。通過比較發現腦脊液中二氧化碳分壓(PaCO2)為6.398kPa,明顯高于血漿中的4.799kPa,腦脊液的pH為7.319略低于血漿,而滲透壓為314mmol/L略高于血漿,此外腦脊液中H+、Ca2+、K+的含量低于血漿,而Na+、Mg2+、Cl-、HCO3-、乳酸(Lact)含量則高于血漿。腦脊液中還有氨基酸、尿素、維生素、酶、環-磷酸腺苷(cAMP)和微量重金屬等(表5-2-1)。
表5-2-1 腦脊液與血漿成分比較

第三節 腦脊液的功能
生理情況下,腦脊液肩負多種生理功能。腦脊液作為腦和脊髓的液體墊,可緩沖震動、分散壓力,發揮物理保護作用。此外,腦脊液可以為浸泡的腦和脊髓提供穩定的內環境,提供營養供給并清除代謝產物。近年來,腦-腦脊液神經體液通路學說的提出,為腦脊液的生理功能研究開辟了新的方向。
一、支持和保護功能
腦和脊髓的結構脆弱,幾乎不能承受任何擠壓。整個中樞神經系統完全處在蛛網膜下隙中,由腦脊液所形成的液體墊包裹,并且蛛網膜小梁的存在,保證了該層液體墊的恒定厚度。腦組織和腦脊液的比重分別為1.040和1.007。空氣中重約1500g的腦組織,浸泡在腦脊液中只相當于50g。這50g重量所產生的壓力也由大腦鐮、小腦幕等的種種分隔和腦脊液液體墊的傳遞,均勻分布在腦和脊髓的被膜上。如果腦底部面積以200cm2計算,每平方米受到的壓力﹤0.25g,故腦脊液對于抵抗腦本身的重力壓迫,維持腦各部分的正常功能具有重要意義。當頭部或脊椎受到外力沖擊時,由于腦脊液的緩沖作用而有效地減少腦和脊髓的震蕩或移位,外界通過顱骨和椎管局部施于腦和脊髓上的力在未達到腦和脊髓之前已被緩沖和分解。故腦脊液對于腦和脊髓發揮著重要的支持和保護作用。
二、維持內環境的穩定
正常情況下,人體內中樞神經系統以外的組織中,組織液不斷生成,又不斷被重吸收,保持動態平衡,故血量和組織液量能維持相對穩定。如果這種動態平衡遭到破壞,發生組織液生成過多或重吸收減少,組織間隙中就有過多的液體潴留,形成組織水腫。而在中樞神經系統中,腦脊液生成的多少、吸收的快慢,在生理條件下皆可與顱內血容量保持某種平衡,使顱內壓始終保持在相當恒定的水平上,甚至在病理條件下,也有相當大的代償能力。例如切除部分腦組織后,顱內空出來的容積可被增加的腦脊液所填補,以維持顱內壓的恒定。腦脊液與中樞神經系統的關系十分密切,腦脊液與神經細胞外液的細胞和化學成分較為接近。腦脊液的這些生理功能與外周系統中的組織液十分相似,可以說中樞神經系統中腦脊液扮演著“組織液”的角色。
三、參與神經系統的營養和代謝
腦脊液在中樞神經系統中,發揮著淋巴液的功能,為神經組織提供營養和代謝支持。在腦脊液的循環路徑上,腦脊液不斷地與鄰近腦組織的細胞外液進行交換,不但腦細胞外液的成分可以進入腦脊液,腦脊液中的成分也可反向進入腦細胞外液,從而影響腦組織的活動。有研究證實:腦脊液中Ca2+、K+、Mg2+濃度的改變將影響血壓、血管反射、呼吸節律、胃腸運動、肌張力調節和情緒穩定性等生理活動。
四、參與神經內分泌轉運
腦脊液在中樞和外周內分泌功能中發揮重要作用。近年來研究發現:腦脊液中存在大量的神經遞質、神經激素或神經介質。進一步針對接觸腦脊液的神經纖維和神經元的研究又發現腦脊液參與了中樞神經系統的信息交流。因此,在傳統的中樞、周圍神經系統線性神經通路之外,又提出了由腦脊液中介的神經體液通路。這一通路的結構基礎是接觸腦脊液的神經元、室管膜及腦-腦脊液屏障的選擇性,其往返調節的機制是突觸釋放和非突觸釋放。參與調節的物質有神經遞質、內分泌激素和其他介質。它們的調節范圍廣泛,不僅可以實施局部整合(如下丘腦和垂體)也可以實施遠距離調整(如睡眠因子)。
第四節 腦脊液檢驗的臨床應用
通常情況下腦脊液具有腦組織保護、調節顱內壓力、參與神經系統的營養和代謝等多種生理功能。當中樞神經系統發生疾病時,對腦脊液壓力、成分的檢測將有助于疾病的臨床診斷。腦脊液的壓力及動力學檢測將在本書其他章節論述,本章節主要對腦脊液的化驗檢查進行討論。應該注意的是:任何腦脊液化驗檢查的分析都應該緊密結合患者的臨床實際,正常的化驗檢查結果并不能完全除外中樞神經系統疾病。
一、腦脊液的外觀
正常腦脊液無色透明,若腦脊液渾濁(可呈米湯樣或膿樣)或呈色(紅色、黃色或綠色)則提示為病理性腦脊液。渾濁腦脊液離體后靜置1~2小時可見凝結物沉淀于管底,多見于化膿性腦膜炎。腦脊液靜置12~24小時后出現薄膜樣物,提示含有大量纖維蛋白,見于結核性腦膜炎。腦脊液呈紅色或粉紅色,提示含有血性液,可為穿刺損傷或病理性出血所致。穿刺損傷時流出的腦脊液紅色先濃后淡,離心沉淀后上層液體澄清無色;病理性出血時流出的腦脊液均勻一致,離心沉淀后上層液體呈淡紅色或黃色。黃色腦脊液常見于顱內出血吸收晚期或神經系統腫瘤導致腦脊液滯留。椎管內腫物導致腦脊液循環不暢、蛋白含量顯著增高時腦脊液不但“黃變”且離體后可自行凝固,稱為Froin綜合征。此外,黃色腦脊液還可見于全身黃疸的患者。綠色腦脊液可見于銅綠假單胞菌、腦炎鏈球菌、甲型鏈球菌引起的腦膜炎。
二、蛋白檢查
腦脊液的蛋白質檢測包括定性檢查、定量檢查、蛋白分類測定、血清與腦脊液蛋白比例測定。其中,定性檢查、定量檢查、蛋白分類測定在臨床上已經普遍被采用,而tau蛋白、β2-微球蛋白、14-3-3腦蛋白、鐵蛋白、髓鞘堿蛋白等一些特殊蛋白測定在中樞神經系統疾病診斷中的應用也已越來越受重視。隨著人們對疾病認識的深入和新技術的應用,一些特異性好、靈敏度高的測定指標將會不斷被臨床采用。
(一)蛋白定性
又稱潘迪試驗(Pandy test),用于檢測腦脊液中的球蛋白。正常情況下腦脊液含微量球蛋白,因此潘迪試驗呈陰性。陽性結果提示腦脊液內球蛋白增高,可見于各種腦膜炎、腦炎、脊髓神經炎及顱內出血。此外,腰椎穿刺損傷性出血時潘迪試驗也可呈陽性反應。
(二)蛋白定量
正常腦脊液的蛋白含量隨著腦脊液采集部位的不同而略有差異,脊髓蛛網膜下腔(腰大池)的腦脊液中約含蛋白0.15~0.45g/L,顱內腦池(枕大池)的腦脊液中蛋白含量為0.1~0.25g/L,腦室內(側腦室)的腦脊液蛋白質含量為0.1~0.15g/L。與潘迪試驗一樣蛋白增高見于各種神經系統炎癥、腫瘤等。血性腦脊液的蛋白含量可因紅細胞的影響而增高,為除去紅細胞對腦脊液蛋白含量的影響,臨床上可按700/μl紅細胞可提高0.01g/L蛋白含量來粗略推算:血性腦脊液的蛋白含量減去因紅細胞而提高的蛋白量即為腦脊液原有蛋白質含量。
(三)腦脊液與血清清蛋白比例
生理狀態下由于血-腦屏障(BBB)及血-腦脊液屏障的存在,血中蛋白質難以直接進入腦脊液,正常人腦脊液蛋白含量較低且較為恒定。而當中樞神經系統疾病導致上述屏障損害時,血中的蛋白質可以通過損害的屏障進入腦脊液,使腦脊液與血清清蛋白比例發生變化。由于清蛋白在血中和腦脊液中比例最高而易于檢測,且清蛋白較為穩定不易受到其他因素的影響,因此可以通過觀測腦脊液與血清清蛋白比例(腦脊液/血清白蛋白)來反映血-腦屏障的損害。以往的研究顯示年齡在6個月以上的正常人腦脊液/血清清蛋白比值﹤8×10-3(新生兒﹤25×10-3,1個月幼兒﹤15×10-3),在中樞神經系統炎癥、腦腫瘤、顱腦創傷等病理狀態下,腦脊液/血清清蛋白比值隨著血-腦屏障損害程度的增加而增高,血-腦屏障輕度損害時腦脊液/血清清蛋白比值為(8~10)×10-3,中度損害時為(10~30)×10-3,重度損害時為﹥30×10-3。
(四)特殊蛋白質檢測
1.tau蛋白
tau蛋白存在于正常腦組織的神經元軸突中,參與微管交聯。腦脊液中的tau蛋白可能來自死亡或退化變性的神經細胞。近年來歐美、日本已經利用腦脊液中的tau蛋白測定來診斷中樞神經系統疾病,特別是針對早老性癡呆(Alzheimer’s)癥。在早老性癡呆癥早期tau蛋白即可比對照組(﹤160ng/L)升高3~5倍。
2.β2-微球蛋白(β2-MG)
作為組織相容性抗原的一部分,β2-MG存在于所有的有核細胞表面。分子量11800D。β2-MG在腦脊液中的升高是急性淋巴細胞性白血病或淋巴瘤累及中樞神經系統的一個敏感指標,并且其水平與相應臨床癥狀的出現與消失高度相關。以往的研究顯示:腦脊液中β2-MG水平超過血清中β2-MG水平時中樞神經系統受累的可能性更大。β2-MG升高還可見于原發性和轉移性的惡性腫瘤,而良性腫瘤的β2-MG水平正常。
3.14-3-3腦蛋白
正常人腦組織中存在著大量的14-3-3腦蛋白,而在血漿中14-3-3腦蛋白并不存在。近年來,隨著人類對克-雅病(Creutzfeldt-Jakob disease,CJD)——海綿體狀腦病(瘋牛病)的研究,發現:正常人腦脊液中14-3-3腦蛋白檢測呈陰性反應,而在克-雅病患者腦脊液中14-3-3腦蛋白測定的敏感性達96%,特異性為88%。Zerr I(1998)在一項前瞻性對照研究中證實:腦脊液中14-3-3腦蛋白檢測對于克-雅病的陽性預計值為94.7%,陰性預計值為92.4%。
4.鐵蛋白(FP)
正常人腦脊液中鐵蛋白的含量極低,一般為2~10ng/ml。腦脊液中鐵蛋白的升高見于絕大多數炎癥性病變和轉移性腫瘤,而非炎癥性中樞神經系統病變和非轉移性顱內腫瘤時腦脊液中鐵蛋白的含量較低。因此,腦脊液中的鐵蛋白測定是中樞神經系統腫瘤和炎癥性病變鑒別診斷的靈敏指標,但它的特異性較差。
5.甲胎蛋白(AFP)
為一種糖蛋白分子,在卵黃囊中合成。正常人腦脊液中甲胎蛋白為陰性,當腦脊液中甲胎蛋白升高時提示中樞神經系統內存在著分化較差的胚胎性腫瘤,如原發或轉移性絨毛膜癌、來源于原始生殖細胞的腫瘤、畸胎瘤。同時腦脊液中甲胎蛋白的水平可作為監測病情、評價療效、判斷腫瘤復發的重要手段。
6.髓鞘堿蛋白(myelin basic protein,MBP)
髓鞘堿蛋白含有較多的堿性氨基酸,等電點高達10.6,特異的存在于中樞神經系統髓鞘少突膠質細胞的胞漿內,約占髓鞘總蛋白的30%。正常人髓鞘結構穩定,極少有髓鞘堿蛋白進入腦脊液,放射免疫法測定的腦脊液髓鞘堿蛋白正常值為﹤5μg/L,血清中不含該蛋白。由于髓鞘外層沒有膠質細胞包裹,直接與其他細胞或細胞間隙接觸,當髓鞘受損傷,如中樞神經系統創傷、脫髓鞘疾病、感染或腫瘤時,髓鞘堿蛋白向腦脊液中釋放,如同時伴有血-腦屏障的破壞,髓鞘堿蛋白可出現于血清中,其釋放程度與髓鞘破壞的程度成正比,因此有報道認為髓鞘堿蛋白是反映中樞神經系統、尤其是白質損傷程度和判定疾病預后的良好指標。
三、糖含量
臨床腦脊液的糖含量檢測常包括葡萄糖定性和定量測定。定性常采用五管實驗,正常腦脊液五管定性實驗為陽性,若出現陰性則提示糖含量降低。定量測定更為準確。正常腦脊液葡萄糖濃度為2.8~4.2mmol/L。當中樞神經系統出現感染或腦膜癌等惡性顱內腫瘤時,腦脊液中葡萄糖的含量則降低。值得注意的是腦脊液中葡萄糖的含量與血漿中葡萄糖的含量呈正相關,通常約為血糖的1/3~1/2,因此糖尿病患者或靜脈注射葡萄糖時腦脊液中葡萄糖的含量也會相應增高,臨床分析時對此應予以注意。
四、氯化物含量
細菌或真菌引起中樞神經系統感染時,病原菌可將葡萄糖分解成乳酸,導致腦脊液中的氯化物含量降低。正常腦脊液中氯化物的含量為197.5~214.4mmol/L。應引起注意的是腦脊液中氯化物的含量與血液中氯化物的含量呈正相關,腎上腺皮質功能不全、長期嘔吐的患者也會出現腦脊液中氯化物的含量降低。此外,當某些因素導致血氨升高時,腦脊液中氯化物的含量也將相應降低。
五、顯微鏡檢查
(一)白細胞計數
正常兒童和成人腦脊液中白細胞數為(0~10)×106/L,嬰兒腦脊液中白細胞數為(0~20)×106/L(表5-4-1)。白細胞輕度增高[(11~30)×106/L]見于病毒性腦炎、顱內出血、顱內大型腫瘤;中度增高[(31~200)×106/L]常見于結核性腦膜炎、脊髓灰質炎;高度增加(﹥200×106/L)多見于中樞神經系統化膿性炎癥,如化膿性腦膜炎、腦膿腫破潰。
表5-4-1 不同年齡腦脊液成分的差別

(二)白細胞分類
當腦脊液中白細胞因各種原因出現病理性增加時,應進行白細胞分類。正常腦脊液中,大多數為淋巴細胞(70%),還有少數單核細胞(30%),極少見到中性粒細胞。中性粒細胞增加多見于化膿性腦膜炎、乙型腦炎及部分早期結核性腦膜炎;淋巴細胞增加常見于結核性腦膜炎、真菌性腦炎、部分腦腫瘤及中樞神經系統病毒感染;嗜酸性粒細胞增加多見于腦囊蟲病等顱內寄生蟲感染。
(三)紅細胞檢測
腦脊液中出現紅細胞提示中樞神經系統存在損傷出血。應該注意的是:穿刺采樣時也可能出現損傷出血,在鏡檢時這種出血的紅細胞形態與自發性蛛網膜下腔出血等其他病理性出血略有不同,前者紅細胞形態基本無變化,后者紅細胞膜皺縮。但這種觀察較為粗略,應結合臨床進行判斷。
(四)涂片檢查
對腦脊液進行離心、沉淀后,取沉淀物進行涂片檢查,有時可以發現病原體。再結合臨床選擇革蘭染色、墨汁染色、抗酸染色進行觀測,將大大提高病原體的檢出率。
(五)腫瘤細胞檢測
腦脊液腫瘤細胞檢測的陽性率較低,在采樣時應注意留取足夠的腦脊液標本。在白血病侵犯中樞神經系統出現腦浸潤時,腦脊液中可見到白血病細胞;若顱內腫瘤經腦脊液直接播散時腦脊液中可見到相應的腫瘤細胞。
六、細菌和病毒的培養及分離
對臨床疑有細菌、真菌感染的病例可以借助細菌培養提高病原體的檢出率。培養方法包括:需氧培養和厭氧培養,同時對有菌落生長的腦脊液標本進行藥物敏感試驗,以指導臨床治療。對臨床疑有病毒感染的病例可以借助病毒分離技術查找病原體。近年來人們將聚合酶鏈式反應(PCR)技術應用于病原體檢測,它不但對多種不易培養、分離的細菌和病毒診斷意義較大,同時檢測時間大大縮短,靈敏度較高,對臨床的指導意義更大。
七、免疫學檢查
腦脊液的免疫學檢查有助于間接發現特異性的、明確的中樞神經系統病原體,指導臨床診療。常用的免疫學檢查包括囊蟲、血吸蟲的酶標實驗及補體結合試驗,梅毒檢測的康華反應以及一些病毒的特異性抗原、抗體測定。近年來,對腦脊液中免疫球蛋白IgG的檢測已經越來越受到人們的重視。正常人腦脊液中IgG的含量極低,約為3mg/100ml,而IgG的增高見于多發性硬化、脫髓鞘疾病和惡性腦腫瘤,其他中樞神經系統病變導致血腦屏障破壞時腦脊液中IgG也可升高。
八、腫瘤生化標志物測定
腦脊液中已被發現存在著多種腫瘤標志物。這些標志物對中樞神經系統腫瘤的臨床診斷具有重要價值,許多標志物的血清或血漿檢測已被廣泛應用,但在腦脊液中的意義和臨床價值常被人們忽略。
(一)癌胚抗原
神經組織中不表達癌胚抗原(CEA),腦脊液中癌胚抗原的水平對于能產生癌胚抗原的腫瘤向中樞神經系統轉移的監測是一個非常敏感的指標。有研究觀測了204例不同神經系統疾病(包括35例腦腫瘤)患者,共有10例腦脊液中的癌胚抗原升高,這10例均被證實為轉移瘤。在懷疑腦轉移性癌的病例中,腦脊液細胞學檢查常為陰性,但對于能產生癌胚抗原的乳腺癌、結腸癌、胃癌、肺癌等,腦脊液中癌胚抗原的升高對臨床診斷腫瘤向中樞神經系統轉移具有重要價值。
(二)絨毛膜促性腺激素
人體中絨毛膜促性腺激素(HCG)主要由合胞體滋養層細胞分泌。導致腦脊液中絨毛膜促性腺激素升高的中樞神經系統腫瘤以絨毛膜上皮癌最為明顯,然后依次是生殖細胞瘤、胚胎癌及內胚竇瘤。腦脊液中絨毛膜促性腺激素的水平與治療中腫瘤的增殖活性呈正相關,并且絨毛膜促性腺激素的升高常常早于腫瘤增殖或轉移的臨床表現和影像學發現。
(三)乳酸脫氫酶
乳酸脫氫酶(LDH)在體內分布廣泛,許多疾病都可能導致其升高。乳酸脫氫酶雖然較靈敏,但特異性低。在中樞神經系統中感染、創傷、腫瘤等多種因素均能導致腦脊液中的乳酸脫氫酶升高。為了提高其特異性可對乳酸脫氫酶的同工酶(LD1~5)進行測定。其中,LD5的升高多為顱內感染和轉移癌所致,在淋巴瘤和淋巴細胞性白血病時乳酸脫氫酶的同工酶譜為“帳篷”性,即LD3和LD4升高明顯,而LD1和LD5相對較低。
(四)基質金屬蛋白酶譜(MMPx)
基質金屬蛋白酶譜(MMPx)屬于含鋅的金屬蛋白酶家族成員,是有底物特異性的多種鈣離子依賴肽內切酶。現已發現人腦中存在著明膠酶A(MMP2)、明膠酶B(MMP5)、膠原酶(MMP1)和基質溶素(MMP3)等多種基質金屬蛋白酶。MMPx是以無活性的形式分泌,其活性取決于激動劑、抑制劑等多種因子的平衡調節。在腦腫瘤時中樞神經系統內的MMPx可以過度產生和激活。一項對66例細胞數﹤5×106/L的腦脊液標本所作的研究顯示:所有標本均存在明膠酶A前體,而明膠酶B前體僅見于原發性腦瘤和轉移性腦瘤患者的腦脊液中,研究中所有健康組(19例)和非腦瘤患者(8例)均未檢出明膠酶B前體。明膠酶A僅見于腦膜癌和伴腦膜擴散的惡性膠質瘤患者。因此認為:腦脊液中的MMPx測定是中樞神經系統腫瘤診斷的一項靈敏指標,它有助于鑒別腦腫瘤(原發性和轉移性)與非腦腫瘤患者,此外它還有助于判斷顱內腫瘤的腦膜擴散。
(張建寧)
參考文獻
1.楊樹源,江德華.最新神經內外科手冊.天津:天津科學技術出版社,1997
2.楊萍,辛穎.腦脊液和血清白蛋白的比值與神經損傷.腦與神經疾病雜志,2001,9(4):253
3.楊新宇,楊樹源,王明璐,等.中樞神經系統腫瘤患者腦脊液、血清髓鞘堿蛋白測定的臨床意義.天津醫藥,1997,25(10):600-602
4.Perez-Figares JM,Jimenez AJ,Rodriguez EM.Subcommissural organ,cerebrospinal fluid circulation,and hydrocephalus.Microsc Res Tech,2001,52(5):591-607
5.Ganzer S,Arlt S,Schoder V,et al.CSF-tau,CSF-Ass1-42,ApoE-genotype and clinical parameters in the diagnosis of Alzheimer’s disease:combination of CSF-tau and MMSE yields highest sensitivity and specificity.J Neural Transm,2003,110(10):1149-1160
6.Zhong J,Dujovny M,Park HK,et al.Advances in ICP monitoring techniques.Neurol Res,2003,25(4):339-350
7.Mitchell A,Brindle N.CSF phosphorylated tau—does it constitute an accurate biological test for Alzheimer’s disease?Int J Geriatr Psychiatry,2003,18(5):407-411
8.Herbowski L.The maze of the cerebrospinal fluid discovery.Anatomy research international,2013,2013:596027
9.Stangel M,Fredrikson S,Meinl E,et al.The utility of cerebrospinal fluid analysis in patients with multiple sclerosis.Nature reviews Neurology,2013,9(5):267-276
10.Silverman CA,Linstrom CJ.How to measure cerebrospinal fluid pressure invasively and noninvasively.Journal of glaucoma,2013,22 Suppl 5:S26-S28
11.Lehtinen MK,Bjornsson CS,Dymecki SM,et al.The choroid plexus and cerebrospinal fluid:emerging roles in development,disease,and therapy.J Neurosci,2013,33(45):17553-17559
12.Leen WG,Wevers RA,Kamsteeg EJ,et al.Cerebrospinal fluid analysis in the workup of GLUT1 deficiency syndrome:a systematic review.JAMA neurology,2013,70(11):1440-1444
13.Lam CH,Hansen EA,Hall WA,et al.Application of transport phenomena analysis technique to cerebrospinal fluid.Journal of neurosurgical sciences,2013,57(4):317-326
14.Jonas JB,Wang N.Cerebrospinal Fluid Pressure and Glaucoma.Journal of ophthalmic&vision research,2013,8(3):257-263
15.Damkier HH,Brown PD,Praetorius J.Cerebrospinal fluid secretion by the choroid plexus.Physiological reviews,2013,93(4):1847-1892
16.Chikly B,Quaghebeur J.Reassessing cerebrospinal fluid(CSF)hydrodynamics:a literature review presenting a novel hypothesis for CSF physiology.Journal of bodywork and movement therapies,2013,17(3):344-354
17.Blennow K,Zetterberg H.The application of cerebrospinal fluid biomarkers in early diagnosis of Alzheimer disease.Med Clin North Am,2013,97(3):369-376