顱內(nèi)感染患者腦脊液高遷移率族蛋白-1和RAGE水平及意義*

黎艷暉,張圣岸,蔡業(yè)平,戴新貴

(郴州市第一人民醫(yī)院重癥醫(yī)學(xué)科,湖南　郴州　423000)

?

顱內(nèi)感染患者腦脊液高遷移率族蛋白-1和RAGE水平及意義*

黎艷暉,張圣岸,蔡業(yè)平,戴新貴

(郴州市第一人民醫(yī)院重癥醫(yī)學(xué)科,湖南郴州423000)

目的：觀察顱內(nèi)感染患者血清高遷移率族蛋白-1(HMGB-1)和晚期糖基化終產(chǎn)物受體(RAGE)的腦脊液水平，并探討其對診斷顱內(nèi)感染的價值。方法： 62例擬診為顱內(nèi)感染患者根據(jù)最后診斷分為顱內(nèi)感染(n=48)和非顱內(nèi)感染組(n=14)。酶聯(lián)免疫法吸附法 (ELISA)檢測腦脊液中的HMGB-1和RAGE蛋白水平。并分病腦組、化腦組、結(jié)腦組進(jìn)行亞組分析。受試者工作曲線(ROC)分析其對顱內(nèi)感染的診斷意義。 結(jié)果： 腦脊液的HMGB-1和RAGE水平在顱內(nèi)染組和非顱內(nèi)感染組之間比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。亞分組顯示，病腦組、化腦組、結(jié)腦組HMGB-1和RAGE腦脊液水平均高于非顱內(nèi)感染組(P<0.05)。腦脊液HMGB-1和RAGE水平診斷顱內(nèi)感染受試者工作曲線(ROC)的曲線下面積(AUC)分別為：0.856(95% CI：0.748～0.964)、0.937(95% CI：0.849～1.000)。HMGB-1臨界值分別為75.00 ng·mL-1(敏感性：0.792，特異性：0.856)；RAGE臨界值為101.50 ng·mL-1(敏感性：0.979，特異性：0.856)。結(jié)論：腦脊液HMGB-1和RAGE水平診斷顱內(nèi)感染有較高的靈敏性和特異性，具有重要的診斷價值。

顱內(nèi)感染；高遷移率族蛋白-1；晚期糖基化終產(chǎn)物受體；受試者工作曲線；腦脊液

顱內(nèi)感染是臨床常見的急危重癥，診斷主要依靠臨床癥狀體征和實驗室檢查，但在病史不清、不典型發(fā)病和經(jīng)過不正規(guī)治療等情況時一次性確診具有困難。高遷移率族蛋白(High mobility group box-1，HMGB-1)是重要的晚期促炎癥因子，在正常腦組織不表達(dá)或低水平表達(dá)[1]，在感染性因素或非感染因素刺激下，HMGB-1分泌到細(xì)胞外與其受體晚期糖基化終產(chǎn)物受體(Receptor for advanced glycosylation end products，RAGE)、TLR2等結(jié)合，介導(dǎo)炎癥反應(yīng)[2-3]。我們前期研究發(fā)現(xiàn)，腦脊液HMGB-1及RAGE水平對顱腦外傷術(shù)后患者發(fā)生顱內(nèi)感染具有一定的診斷價值[4]，但對非顱腦外傷術(shù)后患者的診斷價值尚未明確，本研究通過檢測這類顱內(nèi)感染患者腦脊液的HMGB-1水平，為臨床診斷顱內(nèi)感染提供全面的理論依據(jù)。

1　資料與方法

1.1一般資料2013年8月～2015年8月我科收治的擬診為顱內(nèi)感染患者62例，男38例，女24例，年齡15～63歲，平均(38.23±13.94)歲。入選病例根據(jù)診斷分為顱內(nèi)感染組(n=48)和非顱內(nèi)感染組(n=14)。顱內(nèi)感染診斷標(biāo)準(zhǔn)：(1)臨床表現(xiàn)有高熱、頭痛、嘔吐、腦膜刺激征臨床表現(xiàn)；(2)腦脊液中白細(xì)胞數(shù)> 0.01×109·L-1，糖定量<400 mg·L-1，蛋白定量>450 mg·L-1；(3)腦脊液或顱內(nèi)引流管頭細(xì)菌培養(yǎng)陽性。顱內(nèi)感染組：病毒性腦炎(病腦組)18例，化膿性腦膜炎(化腦組)13例，結(jié)核性腦膜炎(結(jié)腦組)17例，其中男30例，女18例，年齡15～58歲，平均(37.73±12.78)歲；非顱內(nèi)感染組：肺炎3例、糖尿病酮癥酸中毒2例、傷寒2例、艾滋病2例、瘧疾1例、其他不明原因4例，其中男8例，女6例，年齡19～63歲，平均(39.94±17.80)歲。兩組性別、年齡比較無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。

排除標(biāo)準(zhǔn)：①有嚴(yán)重的心、肺、肝、腎等臟器疾病的患者；②1個月內(nèi)接受過激素治療的患者；③3個月內(nèi)接受過開顱手術(shù)的患者；④惡性腫瘤患者。

1.2方法 記錄患者一般資料。當(dāng)患者有高熱和腦膜刺激征等臨床表現(xiàn)，擬診發(fā)生顱內(nèi)感染時通過腰椎穿刺留取腦脊液標(biāo)本，3 000轉(zhuǎn)離心5 min，留取上清-80°C保存待檢。采用酶聯(lián)免疫法吸附法(ELISA)檢測腦脊液中的HMGB-1和RAGE水平。試劑盒購自武漢中美科技公司，按照說明書操作。

1.3統(tǒng)計學(xué)處理 資料采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，采取兩獨立樣本t檢驗，多組比較采用單因素方差分析；計數(shù)資料兩組間比較進(jìn)行χ2檢驗。用受試者工作曲線(receiver operating characteristic curve，ROC)得到HMGB-1和RAGE診斷顱內(nèi)感染的曲線下面積(AUC)和95%可信區(qū)間(CI)。處理采用 SPSS 19.0軟件，P<0.05表示差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2　結(jié)　果

2.1顱內(nèi)感染組和非顱內(nèi)感染組HMGB-1和RAGE腦脊液水平比較 腦脊液的HMGB-1和RAGE水平在顱內(nèi)感染組和非顱內(nèi)感染組之間比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，見表1。亞分組顯示，病腦組、化腦組、結(jié)腦組HMGB-1和RAGE腦脊液水平均高于非顱內(nèi)感染組(P<0.05)，見表2。

表1　2組HMGB-1和RAGE的腦脊液水平比較/ng·mL-1

表2　病腦組、化腦組、結(jié)腦組和非顱內(nèi)感染組HMGB-1和RAGE的腦脊液水平比較/ng·mL-1

2.2 腦脊液HMGB-1和RAGE診斷顱內(nèi)感染的ROC檢驗 見圖1。腦脊液HMGB-1和RAGE診斷顱內(nèi)感染有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，ROC結(jié)果顯示，腦脊液HMGB-1和RAGE診斷顱內(nèi)感染的ROC曲線下面積(AUC)分別為：0.856(95%CI：0.748～0.964)、0.937(95%CI：0.849～1.000)。HMGB-1臨界值分別為75.00 ng·mL-1(敏感性：0.792，特異性：0.856), 陽性預(yù)測值(positive predictive value，PPV)為84.0%，陰性預(yù)測值(negative predictive value，NPV)為70.0%，約登指數(shù)(Youden index，YI)為：0.72；RAGE臨界值為101.50 ng·mL-1(敏感性：0.979，特異性：0.856), PPV為89.6%， NPV為80.0%， YI為：0.53。

圖1顱內(nèi)感染腦脊液HMGB-1和RAGE的診斷ROC曲線

3　討　論

顱內(nèi)感染發(fā)病兇險，臨床表現(xiàn)多樣，迅速準(zhǔn)確診斷具有一定困難。顱內(nèi)感染重要的臨床癥狀是持續(xù)性發(fā)熱，體征為腦膜刺激征陽性，腦脊液檢查是顱內(nèi)感染診斷不可缺少的手段，但腦脊液檢查具有一定的片面性，細(xì)菌培養(yǎng)需要一定的時間，因此在腦脊液檢查中尋找其它具有快速診斷價值的生物學(xué)指標(biāo)具有重要意義。炎癥反應(yīng)是顱內(nèi)感染的重要發(fā)病機制，HMGB-1是重要的促炎因子，具有廣泛的生物學(xué)活性，在正常情況下，HMGB-1存在細(xì)胞核內(nèi)，應(yīng)激產(chǎn)生的促炎因子與相應(yīng)受體結(jié)合促發(fā)HMGB-1釋放，釋放到胞外的HMGB-1與相關(guān)受體(如RAGE、TLR2)結(jié)合可刺激細(xì)胞生長、血管發(fā)生、介導(dǎo)炎癥反應(yīng)、誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡以及破壞血腦屏障等[3,5]。研究表明HMGB-1可通過記過NF-κB進(jìn)而產(chǎn)生炎性因子，在星形膠質(zhì)細(xì)胞培養(yǎng)液中加入HMGB-1,可引起COX-2表達(dá)上調(diào)，而給予RAGE抗體可抑制這種表達(dá)[6-7]，HMGB-1和其受體在星形膠質(zhì)細(xì)胞和小膠細(xì)胞中的表達(dá)提示其可能與炎癥的啟動有關(guān)。越來越多的研究表明HMGB-1的升高與顱內(nèi)炎性疾病嚴(yán)重程度和預(yù)后相關(guān)[8-11]。

目前國內(nèi)外關(guān)于顱內(nèi)感染與HMGB-1水平的研究主要集中在外周血液，在CSF中的HMGB-1和RAGE水平診斷顱內(nèi)感染的診斷價值尚未報道。有研究報道正常CSF的HMGB-1和RAGE含量極低[8-9,12]，本研究通過比較顱內(nèi)感染和非顱內(nèi)感染患者腦脊液的HMGB-1和RAGE蛋白水平，發(fā)現(xiàn)前者較后者有明顯增高，ROC曲線分析證實了其對顱內(nèi)感染具有重要的診斷價值，且靈敏性和特異性均較高。亞分組顯示，腦脊液中HMGB-1和RAGE對病毒性腦炎、化膿性腦膜炎、結(jié)核性腦膜炎均具有一定意義，但HMGB-1和RAGE腦脊液水平在三亞組間比較無明顯差異(P>0.05)，說明其無助于顱內(nèi)感染的分型。

綜上所述，對于顱內(nèi)感染的診斷，腦脊液HMGB-1和RAGE蛋白水平具有較高的靈敏性和特異性，有較好的臨床應(yīng)用價值，是臨床較好的參考指標(biāo)，缺點是不能鑒別各種病因的顱內(nèi)感染。

[1]Lee SA, Kwak MS, Kim S, et al. The role of high mobility group box 1 in innate immunity[J].Yonsei Med J, 2014，55 (5):1165-1176.

[2]Yang H, Tracey K J. Targeting HMGB1 in inflammation[J]. Biochim Biophys Acta,2010，1799 (1-2): 149-156.

[3]Musumeci D,Roviello GN,Montesarchio D.An overview on HMGB inhibitors as potential therapeutic agents in HMGB1 related pathologies[J].Pharmacol Ther,2014，141(3):347-357.

[4]戴新貴，付春來，張圣岸，等.重型顱腦外傷術(shù)后顱內(nèi)感染患者腦脊液高遷移率族蛋白-1和RAGE水平的變化及意義[J].川北醫(yī)學(xué)院學(xué)報，2015，30(6)：748-751.

[5]Huang W, Tang Y, Li L. HMGB1, a potent proinflammatory cytokine in sepsis[J]. Cytokine,2010，51(2):119-126.

[6]Palumbo R, Galvez BG, Pusterla T, et al. Cells migrating to sites of tissue damage in response to the danger signal HMGB1 require NF-κB activation[J]. J Cell Biol,2007,179(1):33-40.

[7]Pedrazzi M,Patrone M,Passalacqua M,et al.Selective proinflammatory activation of astrocytes by high mobility group box 1 protein signaling[J].J Immunol,2007,179(12):8525-8532.

[8]Au AK, Aneja RK, Bell MJ, et al. Cerebrospinal fluid levels of high-mobility group box 1 and cytochrome C predict outcome after pediatric traumatic brain injury[J]. J Neurotrauma,2012,29(11):2013-2021.

[9]Glasnovic A, Cvija H, Stojic M, et al. Decreased level of sRAGE in the cerebrospinal fluid of multiple sclerosis patients at clinical onset[J]. Neuroimmunomodulat, 2014, 21(5):226-233.

[10]Miyasho T, Nakamura K, Nomura S, et al. High mobility group box 1 (HMGB1) protein is present in the cerebrospinal fluid of dogs with encephalitis[J]. J Vet Med Sci, 2011, 73 (7):917-922.

[11]Hohne C, Wenzel M, Angele B, et al. High mobility group box 1 prolongs inflammation and worsens disease in pneumococcal meningitis[J]. Brain, 2013,136(6):1746-1759.

[12]Gibot S, Massin F, Cravoisy A, et al.High mobility group box 1 protein plasma concentrations during septic shock[J]. Intensive Care Med, 2007, 33 (9):1347-1353.

Cerebrospinal Fluid Levels and Significance of High Mobility Group Box-1 and RAGE in Patients with Intracranial Infection

LIYan-hui,ZHANGShen-an,CAIYe-ping,DAIXin-gui

(DepartmentofIntensiveCareUnit,TheFirstPeople'HospitalofChenzhou,ChenzhouHunan423000)

Objective:To investigate the changes of cerebrospinal fluid (CSF) levels of high mobility group box 1 (HMGB-1) and receptor for advanced glycosylation end products (RAGE) in patients with intracranial infection, and their diagnostic value for intracranial infection. Methods: Sixty-two polyeystic intracranial infection patients were divided into intracranial infection group (n=48) and non-intracranial infection (n=14) according to the final diagnosis. HMGB-1 and RAGE protein levels in CSF were detected by enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). Subset analysis was performed among viral encephalitis group, purulent meningitis group, and tubercular meningitis group. The diagnostic value of HMGB-1 and RAGE protein levels in CSF for intracranial infection were tested by receiver operating characteristic (ROC) curve. Results:CSF levels of HMGB-1 and RAGE in intracranial infection group were significantly higher than non-intracranial infection group(P<0.05). The results of subgroup analysis showed the statistical difference among viral encephalitis group, purulent meningitis group, tubercular meningitis group and non-intracranial infection group (P<0.05). Area under the curve (AUC) of HMGB-1 and RAGE ROC curve were 0.856 (95%CI：0.748～0.964) and 0.937 (95%CI：0.849～1.000), respectively. The best cut-off value of HMBG-1 for a diagnosis of intracranial infection was 75.00 ng·mL-1(sensitivity and specificity were 0.792 and 0.856), and the best cut-off value of HMBG-1 was 101.50 ng·mL-1(sensitivity and specificity were 0.979 and 0.856). Conclusion: The CSF levels of HMGB-1 and RAGE were suitable biomarkers for diagnosing intracranial infection with high sensitivity and specificity.

Intracranial infection;High mobility group box-1;Receptor for advanced glycosylation end products;Receiver operating characteristic curve;Cerebrospinal fluid

國家自然科學(xué)基金青年項目(81601708)

戴新貴，男，博士，副主任醫(yī)師。研究方向：重癥醫(yī)學(xué)。E-mail: dyce@2008.sina.com

R446.14

A

1001-5779(2016)04-0577-03

10.3969/j.issn.1001-5779.2016.04.022

2015-12-30)(責(zé)任編輯：劉仰斌)