氧化應(yīng)激指標(biāo)及S100B在低齡化膿性腦膜炎患兒病情嚴(yán)重程度評(píng)估中的價(jià)值*

李靜, 楊贊章, 閆曉靜, 張娜, 張艷玲

1邢臺(tái)市人民醫(yī)院兒三科(河北邢臺(tái) 054001)； 2河北省眼科醫(yī)院重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(河北邢臺(tái) 054001)

化膿性腦膜炎(purulent meningitis)是兒童、尤其是嬰幼兒時(shí)期常見的化膿性細(xì)菌感染導(dǎo)致的腦膜炎癥[1-2]。盡管目前的診療水平已經(jīng)有了極大的提高，但其致殘率和病死率仍然較高[3]。發(fā)達(dá)國(guó)家化膿性腦膜炎患兒的病死率為4%～10%，而發(fā)展中國(guó)家的小兒化膿性腦膜炎病死率可高達(dá)12%～50%，致殘率達(dá)25%～50%[2-6]。由于嬰幼兒血腦屏障不成熟，防御功能弱，化膿性腦膜炎起病多急驟，病情進(jìn)展迅速，處理不及時(shí)可導(dǎo)致顱內(nèi)壓迅速增高，甚至形成腦疝或重度膿毒癥、休克等危癥。部分低齡化膿性腦膜炎患兒在患病早期的臨床表現(xiàn)與疾病嚴(yán)重程度并不相符，如果不能早期識(shí)別，及時(shí)采取措施，?？晌＜吧掖嬲哌z留嚴(yán)重并發(fā)癥[7-8]。因此，尋找重癥化膿性腦膜炎早期預(yù)警的標(biāo)志物，給予及時(shí)恰當(dāng)?shù)木C合搶救治療，降低患兒的病死率和致殘率具有重要的臨床意義。近年來(lái)已有多項(xiàng)研究證實(shí)，化膿性腦膜炎時(shí)爆發(fā)釋放的自由基可攻擊腦及血管組織，導(dǎo)致血腦屏障(BBB)損傷[9-11]，神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞受損，S100B釋放增加[12]，而腦脊液S100B水平升高被認(rèn)為是反映腦損傷嚴(yán)重程度的敏感指標(biāo)[13-15]，但血清S100B水平能否預(yù)測(cè)低齡化膿性腦膜炎患兒病情嚴(yán)重程度目前尚不清楚。鑒于此，本研究聯(lián)合檢測(cè)2歲以下低齡化膿性腦膜炎患兒血清S100B和腦脊液中超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)、一氧化氮(NO)的水平，旨在評(píng)估上述指標(biāo)在早期預(yù)測(cè)低齡化膿性腦膜炎患兒病情嚴(yán)重程度中的價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 以2016年1月至2018年10月在邢臺(tái)市人民醫(yī)院兒科住院的2歲以下化膿性腦膜炎患兒為研究對(duì)象(n=49)。參照《諸福棠實(shí)用兒科學(xué)》中診斷化膿性腦膜炎的標(biāo)準(zhǔn)納入患兒，排除合并顱內(nèi)腫瘤、顱內(nèi)出血、血液病、先天性腦發(fā)育異常、免疫系統(tǒng)疾病、除化膿性腦膜炎以外的感染性腦膜炎以及腰穿前應(yīng)用抗菌藥物超過(guò)2 d的患兒。結(jié)果共納入化膿性腦膜炎患兒49例，其中男31例，女18例，月齡2.5(1.7,6.6)個(gè)月。所有化膿性腦膜炎患兒均有不同程度的發(fā)熱、精神差，其中4例伴有頭痛，15例伴有嘔吐，6例前囟隆起，7例驚厥，12例昏迷，16例伴有硬膜下積液。另選取疑診為化膿性腦膜炎，但腦脊液常規(guī)檢查無(wú)異常，最終排除顱內(nèi)感染疾病的患兒作為對(duì)照組(n=36)。在36例對(duì)照組患兒中，男22例，女14例，月齡3.8(2.8～6.9)個(gè)月；其中熱性驚厥18例、肺炎6例、支氣管炎8例、心包炎4例。兩組患兒在年齡、性別構(gòu)成比方面，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，具有可比性。參照K?pa[16]和宋曉潔[2]等劃分重癥腦炎的方法，依據(jù)患兒CNS功能障礙的程度將化膿性腦膜炎患兒分為兩組，有意識(shí)障礙、昏迷、驚厥者劃為重癥化膿性腦膜炎組(n=16)；無(wú)驚厥和昏迷的劃為普通化膿性腦膜炎組(n=33)。本研究經(jīng)邢臺(tái)市人民醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)(批件編號(hào)：臨床審[2016]005)和患兒家長(zhǎng)知情同意。

1.2 標(biāo)本收集與指標(biāo)檢測(cè) 患兒在入院12 h內(nèi)采集靜脈血2 mL，通過(guò)腰椎穿刺采集腦脊液2 mL。標(biāo)本在300×g下離心10 min，取上清液存放于-80℃冰箱中備用。采用ELISA法測(cè)定腦脊液中SOD、MDA、NO和血清S100B的濃度。

2 結(jié)果

2.1 各檢測(cè)指標(biāo)水平的比較 重癥化膿性腦膜炎組的腦脊液MDA水平[(8.3±3.1)μmol/L]高于普通化膿性腦膜炎組[(5.3±2.0) μmol/L]，普通化膿性腦膜炎組高于對(duì)照組[(3.4±1.3) μmol/L](P均<0.01)。各組患兒腦脊液NO水平，對(duì)照組[(6.8±1.6) μmol/L]、普通化膿性腦膜炎組[(16.0±2.0) μmol/L]、重癥化膿性腦膜炎組[(20.4±4.2) μmol/L]依次升高，組間比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。各組血清S100B水平，對(duì)照組[(0.12±0.02) μg/L]、普通化膿性腦膜炎組[(0.23±0.08) μg/L]、重癥化膿性腦膜炎組[(0.39±0.12)μg/L]依次升高，組間比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。重癥、普通化膿性腦膜炎組腦脊液SOD活性均較對(duì)照組[(12.1±3.6)U/mL]顯著升高，但普通化膿性腦膜炎組[(30.6±8.8) U/mL]與重癥化膿性腦膜炎組[(32.1±5.1) U/mL]相比，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。

2.2 相關(guān)性分析 Spearman相關(guān)分析結(jié)果顯示，化膿性腦膜炎患兒血清S100B水平與腦脊液中MDA(r=0.398,P=0.005)、NO(r=0.389,P=0.006)水平呈顯著正相關(guān)，但與SOD不存在顯著相關(guān)性(r=0.185,P=0.203)。見圖2。

注：*P<0.05，**P<0.01

圖2 化膿性腦膜炎患兒血清S100B水平與腦脊液SOD活性、MDA和NO水平的相關(guān)性

2.3 各指標(biāo)對(duì)化膿性腦膜炎病情嚴(yán)重程度的預(yù)測(cè)價(jià)值 NO、MDA、S100B的AUC均在0.80以上，對(duì)化膿性腦膜炎病情嚴(yán)重程度有一定的預(yù)測(cè)價(jià)值，其中敏感度以NO為最高(87.5%)，但其特異度較低(66.7%)，而特異度以S100B為最高(97.0%)，但其敏感度較低(62.5%)。NO、MDA聯(lián)合S100B預(yù)測(cè)重癥化膿性腦膜炎的AUC為0.968，優(yōu)于單一S100B(AUC=0.851)或MDA(AUC=0.803)或NO(AUC=0.844)，NO、MDA聯(lián)合S100B預(yù)測(cè)重癥化膿性腦膜炎的價(jià)值最大，其特異度、敏感度最優(yōu)。見圖3、表1。

表1 各檢測(cè)指標(biāo)單獨(dú)及聯(lián)合預(yù)測(cè)化膿性腦膜炎患兒病情嚴(yán)重程度的價(jià)值

圖3 各檢測(cè)指標(biāo)單獨(dú)及聯(lián)合預(yù)測(cè)化膿性腦膜炎患兒病情嚴(yán)重程度的ROC曲線

3 討論

化膿性腦膜炎是兒科臨床常見的顱內(nèi)感染性疾病，具有較高的致殘率和致死率。在化膿性腦膜炎的病理生理過(guò)程中，中性粒細(xì)胞和巨噬細(xì)胞受到病原菌及其成分的刺激而被活化，通過(guò)呼吸爆發(fā)和脫顆粒釋放大量自由基以消滅病原菌[17]。自由基是殺滅細(xì)菌的強(qiáng)有力武器，但產(chǎn)生過(guò)多則會(huì)造成氧化應(yīng)激損傷。NO是一種氮自由基，組織中過(guò)量堆積時(shí)可與超氧陰離子反應(yīng)生成氧化能力更強(qiáng)的ONOO-，進(jìn)而引發(fā)嚴(yán)重的氧化應(yīng)激損傷。MDA作為組織脂質(zhì)過(guò)氧化的主要代謝產(chǎn)物，其水平高低間接反映了腦組織遭受自由基損傷的嚴(yán)重程度[18]。SOD是機(jī)體最重要的酶類自由基清除劑，能夠清除體內(nèi)的超氧陰離子，減少M(fèi)DA的生成，以上3個(gè)指標(biāo)可反映組織遭受自由基攻擊的嚴(yán)重程度。本研究顯示，化膿性腦膜炎患兒發(fā)病早期腦脊液中NO和MDA水平均顯著升高，且重度化膿性腦膜炎組高于普通化膿性腦膜炎組，普通化膿性腦膜炎組高于對(duì)照組，提示化膿性腦膜炎早期腦脊液中出現(xiàn)了嚴(yán)重的氧化應(yīng)激反應(yīng)，NO和MDA水平越高，預(yù)示病情越嚴(yán)重，這與既往報(bào)道[12,19]是一致的。本研究還發(fā)現(xiàn)化膿性腦膜炎組的SOD活性也較對(duì)照組顯著升高，說(shuō)明在化膿性腦膜炎急性期抗自由基的酶類也出現(xiàn)代償性活性增高，這與國(guó)內(nèi)外多項(xiàng)研究[12,20]結(jié)果一致。印度的一項(xiàng)研究結(jié)果與本研究的結(jié)果不同[19]，該研究結(jié)果顯示，化膿性腦膜炎患兒血清和CSF中SOD含量均較對(duì)照組顯著下降。但該研究納入患兒的年齡(5.8±4.2)歲遠(yuǎn)大于本研究患兒的年齡(中位年齡3.5個(gè)月)，且沒(méi)有說(shuō)明血清和CSF的采樣時(shí)間，因此結(jié)果不一致可能與患兒年齡及采樣時(shí)間不同有關(guān)。

S100B是一種主要由腦內(nèi)星形膠質(zhì)細(xì)胞合成分泌的鈣結(jié)合蛋白，外周血液中含量極少。腦損傷時(shí)S100B從神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞中漏出，其水平可反映顱腦損傷的程度[21-23]。Kepa等[24]發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重化膿性腦膜炎患者腦脊液中S100B蛋白水平顯著高于普通化膿性腦膜炎患者，腦脊液S100B水平越高，提示病情越嚴(yán)重，發(fā)生神經(jīng)系統(tǒng)后遺癥的風(fēng)險(xiǎn)增高。本研究發(fā)現(xiàn)對(duì)照組、普通化膿性腦膜炎組、重度化膿性腦膜炎組患兒血清S100B水平依次升高(P<0.05)，說(shuō)明血清中S100B水平亦能客觀反映低齡化膿性腦膜炎患兒病情的嚴(yán)重程度，血清S100B檢測(cè)能替代腦脊液S100B檢測(cè)。ROC曲線顯示，血清S100B和腦脊液NO、MDA對(duì)化膿性腦膜炎病情嚴(yán)重程度均具有一定的預(yù)測(cè)價(jià)值，但單獨(dú)檢測(cè)S100B、MDA預(yù)測(cè)重度化膿性腦膜炎的特異度較高而敏感度均不高，單獨(dú)檢測(cè)NO的敏感度較高而特異度不高。而聯(lián)合檢測(cè)NO、MDA、S100B預(yù)測(cè)重度化膿性腦膜炎的敏感度和特異度及AUC均為最高，這說(shuō)明聯(lián)合檢測(cè)可顯著提高預(yù)測(cè)重癥化膿性腦膜炎的準(zhǔn)確度。

化膿性腦膜炎患者血清和腦脊液S100B濃度升高，可能與以下有關(guān)：(1)氧化應(yīng)激反應(yīng)損傷星形膠質(zhì)細(xì)胞，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)的S100B大量流出[12,25]；(2)炎癥因子和自由基等毒性因子損傷BBB，腦脊液中高濃度的S100B經(jīng)受損的BBB進(jìn)入血液[11,26]。與其他文獻(xiàn)相比，本研究首次探討了低齡化膿性腦膜炎患兒血清S100B水平與腦脊液SOD、MDA、NO等氧化應(yīng)激指標(biāo)水平之間的相關(guān)性。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，低齡化膿性腦膜炎患兒血清中S100B水平與腦脊液MDA、NO水平呈正相關(guān)，驗(yàn)證了氧化應(yīng)激與神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞損傷存在密切聯(lián)系，但對(duì)于其具體作用機(jī)制有待于進(jìn)一步深入研究。

綜上所述，低齡化膿性腦膜炎患兒腦脊液中氧化應(yīng)激水平和血清S100B水平均顯著升高，聯(lián)合檢測(cè)腦脊液MDA、NO和血清S100B可顯著提高預(yù)測(cè)重癥化膿性腦膜炎的準(zhǔn)確性。由于本項(xiàng)目為單中心研究，且納入樣本量偏小，數(shù)據(jù)難免存在誤差，試驗(yàn)結(jié)果還需要今后在多中心、大樣本研究中進(jìn)行驗(yàn)證。