腦脊液降鈣素原在顱內(nèi)感染中的表達(dá)及意義

向 昊，陳偉明

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腦脊液降鈣素原在顱內(nèi)感染中的表達(dá)及意義

向 昊，陳偉明

(?？谑腥嗣襻t(yī)院中南大學(xué)湘雅醫(yī)學(xué)院附屬海口醫(yī)院神經(jīng)外科，海南 ?？?570208)

顱內(nèi)感染是神經(jīng)外科常見(jiàn)并發(fā)癥之一，由于顱腦生理結(jié)構(gòu)的特殊性，臨床上很難早期確診顱內(nèi)感染。近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn)降鈣素原是一種與細(xì)菌性感染密切相關(guān)的感染標(biāo)志物。由于降鈣素原生成、代謝迅速且不受其他因素干擾，目前已經(jīng)廣泛用于臨床各科室細(xì)菌性感染的診斷與鑒別。本文主要討論顱內(nèi)感染的臨床確診方法以及降鈣素原的臨床特點(diǎn)、腦脊液降鈣素原在顱內(nèi)感染診斷中的應(yīng)用價(jià)值。

顱內(nèi)感染；腦脊液；降鈣素原

顱內(nèi)感染是臨床上常見(jiàn)的中樞神經(jīng)系統(tǒng)感染性疾病，其病情發(fā)展迅速，治療困難，是神經(jīng)外科危急重癥之一。文獻(xiàn)報(bào)道開(kāi)顱手術(shù)后顱內(nèi)感染率為1.75%～15.00%，感染死亡率在10%之間[1]。感染加重患者病情，影響預(yù)后，嚴(yán)重者導(dǎo)致患者死亡。因此如何早期診斷顱內(nèi)感染具有重要意義。

1 顱內(nèi)感染的診斷

臨床確診顱內(nèi)感染是通過(guò)臨床診斷加病原學(xué)檢查綜合分析。臨床診斷包括患者發(fā)熱、顱高壓癥狀(頭痛、嘔吐、意識(shí)障礙加深)、腦膜刺激征(頸抵抗、布、克氏征陽(yáng)性、角弓反張)、腦脊液(CSF)炎性改變、腦脊液白細(xì)胞輕至中度升高，或經(jīng)抗菌藥物治療后癥狀體征消失，腦脊液恢復(fù)正常。病原學(xué)診斷包括：(1)腦脊液中培養(yǎng)出病原菌；(2)腦脊液病原微生物免疫學(xué)檢測(cè)陽(yáng)性；(3)腦脊液涂片找到病原菌。但是各種診斷均不具備特異性。發(fā)熱在腦出血術(shù)后患者中常見(jiàn)，顱內(nèi)出血、手術(shù)應(yīng)激、肺部感染、尿路感染、中樞神經(jīng)損傷均會(huì)導(dǎo)致發(fā)熱[2]。顱腦手術(shù)后患者往往有一段時(shí)間的昏迷期，很難早期通過(guò)意識(shí)狀態(tài)判斷感染，腦室內(nèi)血液刺激可誘發(fā)腦膜刺激征及腦室無(wú)菌性炎癥[3]。正常情況下腦脊液中白細(xì)胞增多能客觀反映顱內(nèi)感染情況，但在腦出血的患者中由于血液破入腦室、手術(shù)應(yīng)激、血腦屏障破壞等使術(shù)后腦脊液白細(xì)胞升高[4]，很難通過(guò)腦脊液白細(xì)胞計(jì)數(shù)判斷早期顱內(nèi)感染。雖有腦出血時(shí)腦脊液白細(xì)胞校正公式，如當(dāng)WBC未校正/(RBCCS×WBC血液/RBC血液)的比值大于10時(shí)，對(duì)細(xì)菌性腦膜炎的診斷靈敏度為88%、特異性為90%[5]。但校正的公式需要手工計(jì)數(shù)，換算繁瑣且精確性差很容易出現(xiàn)錯(cuò)誤。最終以培養(yǎng)為金標(biāo)準(zhǔn)也有其局限性：(1)報(bào)告時(shí)間長(zhǎng)(48～72 h)；(2)臨床陽(yáng)性率較低，為5.4%～50%[6](可能與醫(yī)院檢驗(yàn)水平或感染菌的性狀等有關(guān))。顱內(nèi)感染早期診斷仍是臨床面臨的難題之一，神經(jīng)外科需要一種能早期確診顱內(nèi)感染的檢驗(yàn)方法。

2 PCT病理生理

降鈣素原(Procalcitonin，PCT)是20世紀(jì)90年代首先在膿毒血癥患者的血清中檢測(cè)到的蛋白。PCT的基因定位于11號(hào)染色體上(11p15，4)，該基因包含2 800堿基對(duì)，同時(shí)含6個(gè)外顯子與5個(gè)內(nèi)含子。轉(zhuǎn)錄后在甲狀腺濾泡旁細(xì)胞的粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)翻譯成降鈣素原前體(Preproca lciton in)，降鈣素原前體包括N端84個(gè)氨基酸、降鈣蛋白和活性降鈣素三部分。降鈣素原前體在內(nèi)源多肽酶作用下剪掉nPro-CT端單一序列，生成相對(duì)分子質(zhì)量為13×103、包含116個(gè)氨基酸的PCT，PCT和降鈣素在基因60～91位上具有相同的氨基酸的序列，PCT是無(wú)激素活性的降鈣素前肽物質(zhì)。生理狀態(tài)下，PCT在甲狀腺c細(xì)胞或其他內(nèi)分泌細(xì)胞內(nèi)合成，病理狀態(tài)下，PCT也可由腦、肝、心、肺、腎、腎上腺、胰腺等甲狀腺以外的器官合成[7]。研究顯示，PCT在健康個(gè)體中的濃度非常低(＜0.1 ng/ml)，并且在活體內(nèi)外都是非常穩(wěn)定的蛋白，收集標(biāo)本24 h后，PCT濃度在室溫下大約下降12%，在4℃大約下降6%。PCT在細(xì)菌內(nèi)毒素、脂多糖等細(xì)胞因子誘導(dǎo)下，2～3 h開(kāi)始增加，2 h血漿中可檢測(cè)到，6～8 h體內(nèi)濃度快速升高，12～48 h到達(dá)峰值，2～3 d后恢復(fù)正常。PCT是次級(jí)炎癥因子，本身不直接參與啟動(dòng)膿毒血癥反應(yīng)，但可放大并加重膿毒血癥病理過(guò)程。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證明在體內(nèi)注射內(nèi)毒素，血清PCT 2 h內(nèi)達(dá)到高峰，并且超過(guò)了基礎(chǔ)水平的100倍，持續(xù)升高了24 h。給健康志愿者靜脈內(nèi)注射內(nèi)毒素，血清PCT均在24 h達(dá)到高峰[8]。Tavares[9]研究倉(cāng)鼠發(fā)現(xiàn)，將人類的PCT注入膿毒血癥的倉(cāng)鼠中加快了它的死亡，而同樣將人類PCT注入健康倉(cāng)鼠未引起任何變化。同樣在膿毒血癥的倉(cāng)鼠中注入CT抗原能明顯降低膿毒血癥倉(cāng)鼠的死亡率。

PCT代謝途徑目前尚未明了，臨床研究顯示腎功能衰竭患者與健康受試者PCT濃度的變化無(wú)顯著性差異。血清PCT的腎臟清除率遠(yuǎn)小于1 ml/min。研究顯示在膿毒癥患者與正常人的尿液與血清PCT比值相對(duì)恒定，約在1:4之間。因此，對(duì)有腎功能損傷的患者而言，仍可用PCT來(lái)做診斷。

3 PCT的測(cè)定

降鈣素原的測(cè)定主要有放射免疫學(xué)分析法、雙抗夾心免疫化學(xué)發(fā)光法(ILMA)、膠體金比色法(B.R.A. H.M.SPCT-Q-半定量快速實(shí)驗(yàn))，透射免疫濁度法四種。雙抗夾心免疫化學(xué)發(fā)光法(ILMA)采用雙單克隆抗體，一個(gè)抗體為降鈣素抗體，另一個(gè)為抗鈣素抗體，分別結(jié)合到PCT分子的降鈣素和抗鈣素部位，可排除交叉反應(yīng)。其中一個(gè)抗體包含光標(biāo)記，另一個(gè)未標(biāo)記的抗體固定在試管內(nèi)壁，反應(yīng)過(guò)程中兩個(gè)抗體與PCT分子結(jié)合形成三明治復(fù)合體，其發(fā)光部位于反應(yīng)管的表面。該法操作簡(jiǎn)便，特異性強(qiáng)，敏感性高，2 h可以出結(jié)果，臨床較常用[10-11]。

4 PCT在感染中的運(yùn)用

生理情況下PCT在成人血清含量極少(＜0.1 ng/ml)，病理狀態(tài)時(shí)PCT升高與病情嚴(yán)重度相關(guān)。研究表明當(dāng)血清PCT＜0.05 ng/ml時(shí)處于正常范圍內(nèi)；0.05～0.5 ng/ml時(shí)機(jī)體有局部感染；0.5～2 ng/ml機(jī)體有全身感染(膿毒癥)；2～10 ng/ml機(jī)體嚴(yán)重的膿毒感染；＞10 ng/ml時(shí)膿毒性休克[12]。2001年國(guó)際膿毒癥會(huì)議把PCT作為膿毒癥診斷指標(biāo)之一并且目前已經(jīng)廣泛運(yùn)用于血液腫瘤科、麻醉科、內(nèi)科、移植外科、新生兒科、兒科、外科等領(lǐng)域感染性疾病的早期診斷[13]。Tamura等[14]研究發(fā)現(xiàn)在社會(huì)獲得性肺炎的患者中PCT明顯升高，且PCT變化情況與病情發(fā)展程度密切相關(guān)。Berg等[15]通過(guò)對(duì)4 221例呼吸道感染患者抗生素的運(yùn)用中發(fā)現(xiàn)，PCT作為細(xì)菌性感染的敏感指標(biāo)能在一定程度上可以指導(dǎo)抗生素的使用和停用，有效地控制患者病情，減少耐藥性細(xì)菌出現(xiàn)。由于PCT在新生兒期不受母體PCT水平高低和窒息低氧損傷引起的急性炎癥反應(yīng)影響，僅與新生兒自身細(xì)菌感染嚴(yán)重程度相關(guān)，在新生兒感染病診斷中有特殊意義[16-17]。Ray等[18]研究發(fā)現(xiàn)，在細(xì)菌性腦膜炎患者患者中CRP、PCT、腦脊液白細(xì)胞和中性粒細(xì)胞計(jì)數(shù)、腦脊液葡萄糖/血糖水平均顯著高于正常組，并且作為早期診斷細(xì)菌性腦膜炎的指標(biāo)，降鈣素原的診斷敏感性為87%，特異性100%，顯著優(yōu)于其他診斷指標(biāo)。

誘發(fā)PCT產(chǎn)生的主要原因是機(jī)體在細(xì)菌感染時(shí)產(chǎn)生的白介素-1β的刺激反應(yīng)。在病毒性感染時(shí)不僅產(chǎn)生白介素-1β同時(shí)也有γ-干擾素生成，γ-干擾素抑制了白介素-1β對(duì)機(jī)體的刺激性反應(yīng)導(dǎo)致PCT水平在病毒性感染時(shí)無(wú)變化。故PCT可用于鑒別診斷細(xì)菌性和病毒性感染[19]。馬曉薇等[20]在研究真菌與細(xì)菌感染時(shí)發(fā)現(xiàn)以血清PCT值＜0.5 ng/ml為標(biāo)準(zhǔn)，真菌感染組陽(yáng)性率為73.47%,細(xì)菌感染組陽(yáng)性率為9.62%；當(dāng)PCT≥0.5 ng/ml時(shí)，真菌感染組陽(yáng)性率為26.53%，細(xì)菌感染的陽(yáng)性率為90.38%。單單一次PCT檢測(cè)不容易鑒別細(xì)菌感染與真菌感染，連續(xù)監(jiān)測(cè)PCT濃度變化，更容易看出真菌感染時(shí)的變化規(guī)律。在對(duì)比革蘭氏陰性菌、革蘭氏陽(yáng)性菌、厭氧菌方面，目前國(guó)外普遍認(rèn)為：PCT升高的幅度在區(qū)分不同類型細(xì)菌感染時(shí)沒(méi)有太大意義，但是革蘭氏陰性菌無(wú)論是存活階段、還是菌體死亡都會(huì)釋放內(nèi)毒素，可能存在一個(gè)二次刺激導(dǎo)致PCT濃度較高于其他感染。故當(dāng)lnPCT＞30或40，或者更高，臨床在經(jīng)驗(yàn)性選用抗生素時(shí)應(yīng)偏重考慮陰性菌感染。

神經(jīng)外科顱內(nèi)感染有別于其他學(xué)科。在神經(jīng)外科患者由于長(zhǎng)期臥床，留置尿管使血清PCT受到干擾[21]，同時(shí)由于血腦屏障的存在早期的局部顱內(nèi)感染可能不能在血清中有明顯表現(xiàn)。因此有學(xué)者提出用腦脊液中的PCT直接反映顱內(nèi)感染情況。周振軍等[22]研究開(kāi)顱術(shù)后顱內(nèi)感染患者腦脊液和血清PCT，腦脊液和血液白細(xì)胞計(jì)數(shù)等指標(biāo)并進(jìn)行做受試者特征工作曲線，以PCT濃度≥0.1 ng/ml、腦脊液WBC計(jì)數(shù)≥20×106/L、血液WBC計(jì)數(shù)≥10×109/L為陽(yáng)性閾值，腦脊液PCT、腦脊液WBC計(jì)數(shù)、血清PCT和血液WBC計(jì)數(shù)對(duì)顱內(nèi)感染診斷的敏感度分別為95.0%、90.5%、60.0%和70.0%，特異性分別為90.0%、55.0%、80.0%、50.0%。其中腦脊液PCT在敏感度與特意度上均高于其他兩者，提示腦脊液PCT在顱內(nèi)感染中更具有診斷價(jià)值。腦脊液中PCT值升高主要原因可能與顱腦手術(shù)后應(yīng)激，血腦屏障破壞血液破入腦室，以及腦細(xì)胞在顱內(nèi)感染時(shí)也可以生成PCT有關(guān)。

Konstantinidis等[23]通過(guò)分析重癥ICU病房中細(xì)菌性腦膜炎患者(19例)，病毒性腦膜炎(11例)和對(duì)照組無(wú)腦膜炎患者(28例)的腦脊液PCT水平變化情況時(shí)發(fā)現(xiàn)，取PCT≥0.5 ng/ml為陽(yáng)性診斷標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，細(xì)菌性腦膜炎中的19例患者腦脊液PCT值均高于0.5 ng/ml。而在所有病毒性腦膜炎和正常對(duì)照組中腦脊液PCT值均＜0.5 ng/ml。這一結(jié)果提示腦脊液中的PCT與血清中的PCT在鑒別不同種類感染時(shí)有相同效果。

臨床研究發(fā)現(xiàn)顱內(nèi)感染患者未處理之前血清和腦脊液PCT(以PCT=0.5 ng/ml為標(biāo)準(zhǔn))均有明顯增高。而在運(yùn)用抗生素治療之血清和腦脊液PCT值均有下降，與治療時(shí)腦脊液培養(yǎng)陽(yáng)性結(jié)果比較血清和腦脊液PCT在顱內(nèi)感染的診斷上陽(yáng)性率明顯高于前者。并且比較血清和腦脊液PCT值時(shí)發(fā)現(xiàn)腦脊液中PCT值下降幅度要小于血清PCT，這說(shuō)明對(duì)于通過(guò)腦脊液PCT判斷應(yīng)用抗生素后患者是否仍存在顱內(nèi)細(xì)菌感染有更好的參考價(jià)值，更能反映療效，指導(dǎo)治療[24]。

盡管目前臨床上尚未有廣泛認(rèn)可的方法去早期診斷顱內(nèi)感染。但是PCT在顱內(nèi)感染中的診斷價(jià)值已經(jīng)被大多數(shù)人所認(rèn)可。未來(lái)研究可能更加傾向于PCT的閾值與不同部位、不同細(xì)菌引起的顱內(nèi)感染之間的關(guān)系上。

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陳偉明。E-mail：125028654@qq.com