D-乳酸和降鈣素原對細菌性腦膜炎的診斷價值

范文兵 周銀鎖

細菌性腦膜炎是嚴重威脅人類健康的疾病，致殘率和病死率非常的高，及時有效的治療措施是減低風險危害的最好方法［1］。傳統(tǒng)的檢測鑒別方法包括細胞計數(shù)和分類，腦脊液生化檢查，革蘭氏染色，細菌培養(yǎng)等，但均存在敏感性差，特異性不強，花費時間長等問題［2］。如何早期快速確切地診斷細菌性腦膜炎，是有效準確治療細菌性腦膜炎的關(guān)鍵。研究表明D-乳酸和降鈣素原（procalcitonin，PCT）在人體細菌性感染性疾病中有很高的診斷價值［3-4］。因此，本研究通過分析D-乳酸和降鈣素原對細菌性腦膜炎診斷的敏感性和特異性，探討早期利用D-乳酸聯(lián)合降鈣素原診斷細菌性腦膜炎的臨床價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料

收集2016年3月至2017年6月在內(nèi)蒙古醫(yī)科大學附屬醫(yī)院確診為腦膜炎患者68例的腦脊液標本。納入標準：①所有研究對象均行胸片影像學檢查、結(jié)核菌素試驗、腦脊液常規(guī)檢查、腦脊液生化檢查、細胞培養(yǎng)等；②年齡＞18歲；③初次發(fā)病患者。排除標準：①合并其他顱內(nèi)感染性疾?。虎谟酗B內(nèi)手術(shù)史；③合并其他部位感染；④合并其他血液性疾病、免疫系統(tǒng)疾病或腫瘤等重大疾病。通過生化檢查和臨床診斷，根據(jù)不同感染類別分為3組，即病毒性腦膜炎（viral meningitis，VM）組17例；結(jié)核性腦膜炎（tuberculosis meningitis，TM）組20例；細菌性腦膜炎（bacterial meningitis，BM）組31例。同時，選擇無神經(jīng)系統(tǒng)癥狀和疾病，無血液性疾病和無感染癥狀需要外科手術(shù)腰麻的患者的腦脊液標本28例作為對照組。本研究經(jīng)患者知情同意，并經(jīng)本院倫理委員會審核通過（倫理號：20160113）。

1.2 方法

1.2.1 試劑和儀器

總蛋白檢測試劑盒（上海樊克生物科技有限公司）；C反應(yīng)蛋白試劑盒（上?？道缮锟萍加邢薰荆唤碘}素原測定試劑盒（南京澳林生物科技有限公司）；D-乳酸檢測分析試劑盒（日本Sigma公司）；離心機（上海安亭離心機廠）；AU640全自動生化分析儀（日本奧林巴斯公司）；顯微鏡（日本奧林巴斯公司）。

1.2.2 腦脊液相關(guān)指標實驗室檢查

采用腰椎穿刺術(shù)采集患者腦脊液標本，放入無菌專用試管內(nèi)，送檢。送至實驗室后立即離心（3 000 r/min，15 min），收集上清液，采用AU640全自動生化分析儀，2 h內(nèi)測定腦脊液總蛋白、氯離子和葡萄糖濃度。其中，腦脊液總蛋白檢測采用鄰苯三酚紅鉬法［5］。氯離子檢測采用的是離子選擇間接法［5］。葡萄糖檢測采用葡萄糖激酶法［5］。采用免疫比濁法［6］測定C反應(yīng)蛋白（C-reactive protein，CRP）水平，完全按照C反應(yīng)蛋白測定試劑盒說明書操作。采用免疫透射比濁法［7］測定降鈣素原（PCT）水平，完全按照試劑盒說明書操作。CRP和PCT均采用全自動生化分析儀測定。D-乳酸檢測采用比色法［5］。紅細胞和白細胞的數(shù)量檢測是由檢驗科專職人員按照第四版全國臨床檢驗操作規(guī)程［8］進行鏡檢。

1.3 統(tǒng)計學分析

采用的是SPSS 16.0軟件進行分析，采用F檢驗是否服從正態(tài)分布。計量資料采?。▁±s）表示，正態(tài)分布計量資料采取t檢驗和單因素方差分析；非正態(tài)計量資料采取Kruskal-Wallis秩和檢驗和Mann-Whitney檢驗。受試者工作特征曲線（receiver operator characteristic curve，ROC）采用的是MedCalC15.1軟件分析。逐步概率化處理采用二元Logistic分析。P＜0.05表示具有統(tǒng)計學差異。

2 結(jié)果

2.1 各組臨床資料和腦脊液相關(guān)指標實驗室檢查結(jié)果

見表 1，D-乳酸、PCT、CRP、紅白細胞計數(shù)、腦脊液生化三項指標在實驗組間差異有統(tǒng)計學意義。通過F檢驗，所列資料均為非正態(tài)分布。通過Mann-Whitney秩和檢驗可以發(fā)現(xiàn)D-乳酸、PCT、CRP、紅白細胞計數(shù)、腦脊液總蛋白、氯離子和葡萄糖在BM組與對照組間有統(tǒng)計學差異（u=25.0、32.5、60.5、76.0、90.0、10.5、46.5、40；P＜0.05）。而 D-乳酸、PCT、CRP、紅白細胞計數(shù)、腦脊液總蛋白和葡萄糖在BM組與VM組間有統(tǒng)計學差異（u=110.0、100.5、95.5、185.0、177.5、150.0、80.5；P＜0.05）。在 BM 組與 TM 組的比較中，D-乳酸、PCT、CRP、白細胞計數(shù)是有統(tǒng)計學差異（u=51.5、45.0、60.0、54.5；P＜0.05）。

2.2 ROC曲線分析細菌性腦膜炎各診斷指標的曲線下面積（area under the curve，AUC）

見圖1和表2，在這些診斷指標中，D-乳酸的AUC面積最大，可達 0.907，其次是 PCT，為0.878。而CRP、紅白細胞計數(shù)、氯離子、腦脊液總蛋白和葡萄糖的AUC面積分別為0.826、0.788、0.836、0.630、0.644、0.845。將AUC面積最大的D-乳酸和PCT進行二元Logistic逐步概率化處理［9］，組成名為聯(lián)合診斷1的AUC面積可以達到0.933。此外，將這8個項目組成的聯(lián)合診斷2的AUC面積可達0.957。

表1 實驗分組的臨床資料和腦脊液相關(guān)指標實驗室檢查結(jié)果（±s）Table 1 Clinical data and laboratory examination results of cerebrospinal fluid related indexes in experimental groups（±s）

表1 實驗分組的臨床資料和腦脊液相關(guān)指標實驗室檢查結(jié)果（±s）Table 1 Clinical data and laboratory examination results of cerebrospinal fluid related indexes in experimental groups（±s）

指標年齡（歲）性別（男/女）葡萄糖（mmol/L）氯離子（mmol/L）總蛋白（mg/L）白細胞(/μL)紅細胞(/μL)CRP（mg/L）PCT（μg/L）D-乳酸（mmol/L）對照組42.5±10.6 16/12 4.1±1.3 119.8±8.9 294.9±31.6 2±1.8 7±5.8 0.239±0.092 0.048±0.075 3.77±1.97 VM組44.6±8.9 8/9 3.3±1.2 113.7±7.3 367.9±42.5 10.3±7.6 136.3±98.6 0.411±0.185 0.052±0.024 10.23±5.26 TM組38.5±8.7 12/8 2.9±1.0 115.3±6.9 2035.3±837.6 685.6±427.6 191.6±133.3 0.627±0.312 0.057±0.033 32.59±14.3 BM組45.8±11.3 17/14 2.66±0.9 111.1±7.2 2465.6±1021 812.9±471.3 211.2±173.2 0.678±0.252 0.165±0.183 43.58±14.3 F值9.6 15.3 68.3 85.9 12.3 42.6 52.6 62.7 P值0.006 0.002＜0.001＜0.001＜0.001＜0.001＜0.001＜0.001

圖1 細菌性腦膜炎相關(guān)診斷指標ROC曲線Figure 1 ROC curve of diagnostic index related to bacterial meningitis

表2 腦脊液各診斷指標AUC面積Table 2 AUC of cerebrospinal fluid diagnostic indexes

2.3 細菌性腦膜炎各診斷指標的診斷界值、敏感性和特異性

見表3，在這些診斷指標中，D-乳酸cutoff值為37.9 mmol/L，敏感性為91.7%，其敏感性在所有指標中最高。而PCT的cutoff值為0.168 μg/L，敏感性和特異性分別為85.6%和98.6%，其特異性在所有指標中最高。將D-乳酸和PCT進行二元Logistic逐步概率化處理，組成名為聯(lián)合診斷1的敏感性和特異性分別為85.1%和99.5%。此外，將這8個項目組成的聯(lián)合診斷2的敏感性和特異性分別為83.9%和100%。

表3 腦脊液各診斷指標的cutoff值、敏感性和特異性Table 3 Cutoff value，sensitivity and specificity of cerebrospinal fluid diagnostic indicators

3 討論

腦膜炎依據(jù)微生物感染類型可主要分為病毒性腦膜炎、結(jié)核性腦膜炎和細菌性腦膜炎。其中，細菌性腦膜炎是中樞神經(jīng)系統(tǒng)嚴重的感染性疾病，預(yù)后較差［10］。許多細菌均可引起本病，其中腦膜炎球菌所致者最多，其余依次為流感桿菌、肺炎球菌、厭氧菌等。傳統(tǒng)的實驗室鑒別診斷手段包括腦脊液常規(guī)檢測、腦脊液生化檢查以及腦脊液涂片和培養(yǎng)等。腦脊液常規(guī)和生化檢查靈敏度較高，但是特異性較差，難以有效鑒別感染類型。而腦脊液涂片和培養(yǎng)特異性雖可以，但是檢出率太低，假陰性率可達70%，且需要3 d時間，非常耗時［11］。所以，有效的鑒別細菌性腦膜炎是治療的關(guān)鍵。

本研究將主要的細菌性腦膜炎診斷指標進行統(tǒng)計學分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，BM組D-乳酸、PCT水平顯著高于其他3組。說明D-乳酸、PCT在細菌性腦膜炎中表達顯著升高。李幽然等［12］研究發(fā)現(xiàn)D-乳酸水平與PCT水平在細菌性腦膜炎患者中表達明顯增高，研究結(jié)果與本研究結(jié)果一致。商懷玉等［13］得出相同結(jié)果。分析原因，當機體收到嚴重細菌感染時，機體內(nèi)除甲狀腺C細胞以外的細胞如肝臟的巨噬細胞、單核細胞，肺部、腸道組織的淋巴細胞等，會收到細菌內(nèi)毒素的誘導(dǎo)合成分泌PCT，所以細菌腦膜炎PCT水平升高。乳酸是糖代謝的中間產(chǎn)物，當細菌性腦膜炎時，感染的病原體和被破壞的細胞均能釋放出酶分解葡萄糖，腦脊液中的葡萄糖被消耗產(chǎn)生乳酸，所以細菌腦膜炎D-乳酸水平升高。但更深入具體的發(fā)生機制，還有待深入的探討研究。

本研究通過ROC曲線分析各指標的診斷價值，發(fā)現(xiàn)D-乳酸ROC曲線下面積在各診斷指標中最高，達到0.907，說明其診斷價值最高。其次是降鈣素原，AUC面積達0.878。說明這兩個指標在診斷細菌性腦膜炎中有可信價值。Li等［14］研究發(fā)現(xiàn)腦脊液中D-乳酸對細菌性腦膜炎有較高的診斷價值。張國新等［15］研究發(fā)現(xiàn)，降鈣素原對細菌性腦膜炎有較高的診斷價值。聯(lián)合診斷1和2的AUC面積可以達到更高，分別為0.933和0.957，進一步說明多指標聯(lián)合診斷的重要性。進一步分析細菌性腦膜炎各診斷指標的敏感性和特異性，發(fā)現(xiàn)D-乳酸敏感性為91.7%，特異性為89.9%，敏感性最高。PCT對細菌性腦膜炎診斷敏感性和特異性分別為85.6%和98.6%，特異性在所有指標中最高。進一步說明二者聯(lián)合診斷的重要性，敏感性和特異性達到99.5%和100%。陳嘉蕾［16］研究發(fā)現(xiàn)腦脊液乳酸聯(lián)合降鈣素原是顱內(nèi)感染的有效輔助診斷指標。此研究結(jié)果與本文一致。分析原因，D-乳酸作為L-乳酸的同分異構(gòu)體，是細菌發(fā)酵的產(chǎn)物，而人體細胞產(chǎn)生的僅是L-乳酸［17-18］。大部分細菌可以產(chǎn)生D-乳酸脫氫酶，催化丙酮酸和D-乳酸之間快速的轉(zhuǎn)化，所以D-乳酸對細菌性感染有較高的敏感性及診斷價值。降鈣素由甲狀腺C細胞產(chǎn)生，是降鈣素相關(guān)多肽A基因的產(chǎn)物［19］。目前普遍認為，在免疫反應(yīng)過程中產(chǎn)生的細菌內(nèi)毒素和細胞因子阻止了降鈣素合成過程的最后一步，從而造成降鈣素前體PCT的大量蓄積，而在病毒性感染中水平變化不大，所以PCT對于診斷細菌腦膜炎的診斷價值、特異性、敏感性均較高。

因此，細菌性腦膜炎中D-乳酸和降鈣素原的含量是增加的，結(jié)合上述的ROC曲線下面積，敏感性和特異性的分析，將D-乳酸和降鈣素原作為細菌性腦膜炎早期診斷指標是非常有必要和有可行性的。當然，如果可以結(jié)合上述的傳統(tǒng)實驗室診斷指標聯(lián)合診斷效果會更好。