腦脊液中纖維連接蛋白、血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子及乳酸脫氫酶水平在兒童細(xì)菌性腦膜炎和病毒性腦炎中的診斷價(jià)值

杜開(kāi)先, 胡會(huì)會(huì), 李 林, 董 燕, 關(guān) 靜,宋春蘭, 白艷敏, 孔麗娜, 賈天明

(鄭州大學(xué)第三附屬醫(yī)院, 1.神經(jīng)內(nèi)科, 2.兒童發(fā)育行為科, 河南 鄭州, 450052)

細(xì)菌性腦膜炎(BM)和病毒性腦炎(VE)是兒科臨床上常見(jiàn)的中樞神經(jīng)系統(tǒng)(CNS)感染性疾病[1]。血腦屏障(BBB)通透性增加是CNS感染后引起腦水腫、繼發(fā)顱內(nèi)高壓和加重腦損傷的重要因素[2]。BBB通透性增強(qiáng)可導(dǎo)致病原體、炎性細(xì)胞因子等進(jìn)入顱內(nèi)，引起炎癥反應(yīng)和大腦損傷，因此腦脊液指標(biāo)檢測(cè)是病原診斷的重要手段[3]。臨床經(jīng)驗(yàn)表明, CNS感染具有臨床表現(xiàn)的多樣性和常規(guī)生化檢查的非特異性，明確病原需要一些高特異性和靈敏度指標(biāo)輔助診斷。血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)、乳酸脫氫酶(LDH)及纖維連接蛋白(FN)均是參與感染類疾病進(jìn)展的蛋白分子，研究[4-6]表明VEGF、LDH與CNS感染類疾病密切相關(guān)，但關(guān)于其在兒童CNS感染類疾病中鑒別BM和VE的報(bào)道較少。本研究檢測(cè)BM及VE患兒治療前后腦脊液中FN、VEGF及LDH水平變化及相關(guān)性，探討其臨床診斷價(jià)值，現(xiàn)報(bào)告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2020年8—12月在鄭州大學(xué)第三附屬醫(yī)院小兒內(nèi)科住院治療的65例CNS感染患兒為研究對(duì)象，其中BM患兒31例(BM組), VE患兒34例(VE組)。納入標(biāo)準(zhǔn): BM及VE患兒符合《諸福棠實(shí)用兒科學(xué)》[7]及《實(shí)用神經(jīng)病學(xué)》[8]的診斷標(biāo)準(zhǔn)，并通過(guò)病史、腦脊液檢測(cè)、血清學(xué)檢測(cè)、影像學(xué)檢查以及對(duì)治療的反應(yīng)綜合確診。排除標(biāo)準(zhǔn): 合并有免疫系統(tǒng)疾病、血液系統(tǒng)疾病及腫瘤的患兒。選取同期在本院住院治療的非CNS感染患兒26例為對(duì)照組，其中毛細(xì)支氣管炎13例，肺炎10例，膿毒癥3例。對(duì)照組納入標(biāo)準(zhǔn): 通過(guò)腦脊液檢測(cè)、頭顱CT等檢查，以及后期臨床表現(xiàn)排除顱內(nèi)感染、神經(jīng)系統(tǒng)損傷、免疫缺陷等疾病。3組患兒的一般資料比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，見(jiàn)表1。所有患兒的監(jiān)護(hù)人均對(duì)本研究知情同意，且本研究已通過(guò)鄭州大學(xué)第三附屬醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)的審批(2020醫(yī)倫審第78號(hào))。

表1 3組患兒一般資料比較

1.2 方法

VE組、BM組及對(duì)照組均于入院48 h內(nèi)(急性期)及治療10 d后采取腰椎穿刺，留取腦脊液樣本5 mL。其中3 mL送檢驗(yàn)科進(jìn)行腦脊液常規(guī)、生化細(xì)胞學(xué)檢查, 2 mL腦脊液樣本于4 ℃、3 000轉(zhuǎn)/min離心5 min, 取上清液，置于-80 ℃保存待測(cè)。

采用酶聯(lián)免疫吸附法(ELISA)檢測(cè)腦脊液中FN、VEGF和LDH的水平，實(shí)驗(yàn)操作嚴(yán)格按照試劑盒(北京索萊寶生物科技有限公司)說(shuō)明書(shū)進(jìn)行。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

2 結(jié) 果

2.1 3組治療前后FN、VEGF及LDH的水平變化比較

在急性期, BM組腦脊液中FN、VEGF和LDH水平均高于VE組和對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05); VE組FN水平低于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05), VEGF和LDH水平與對(duì)照組比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。治療后, BM組FN水平高于VE組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05); VE組的FN水平低于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05), 其他指標(biāo)組間比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。與急性期相比, BM組治療后腦脊液中FN、VEGF及LDH水平降低, VE組FN、LDH水平降低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05), 而VEGF水平差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。對(duì)照組治療前后FN、VEGF及LDH水平差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見(jiàn)表2。

表2 3組治療前后FN、VEGF及LDH水平變化比較

2.2 急性期FN、VEGF及LDH水平對(duì)疾病的鑒別診斷效能

在鑒別BM和VE上, FN、VEGF及LDH的ROC曲線下面積(AUC)均≥0.9, 鑒別性能較好; 在鑒別BM和對(duì)照組(非CNS感染)上, FN、VEGF及LDH的AUC也均≥0.9, 診斷性能較好; 在鑒別診斷VE和對(duì)照組(非CNS感染)上, FN的AUC較高(>0.8), 診斷性能較好，但VEGF及LDH指標(biāo)的AUC較低(<0.6), 診斷性能較差。見(jiàn)圖1、表3。

表3 FN、VEGF及LDH水平鑒別診斷的ROC曲線分析

A: BM組與VE組的鑒別ROC曲線; B: BM組與對(duì)照組的鑒別ROC曲線; C: VE組與對(duì)照組的鑒別ROC曲線。

2.3 急性期不同組內(nèi)FN、VEGF及LDH水平的相關(guān)性分析

BM組中, FN與VEGF及LDH之間兩兩指標(biāo)呈正相關(guān)性; VE組中, VEGF與LDH之間呈正相關(guān)性，而對(duì)照組中FN、VEGF及LDH三者之間均無(wú)相關(guān)性。見(jiàn)表4。

表4 3組內(nèi)FN、VEGF及LDH水平的相關(guān)性分析

3 討 論

BM和VE往往是通過(guò)典型的臨床表現(xiàn)、腦脊液生化和細(xì)胞學(xué)檢查診斷和鑒別，但由于實(shí)際臨床工作中抗生素的不合理使用以及顱內(nèi)感染臨床表現(xiàn)的多樣性，很多顱內(nèi)感染患兒呈現(xiàn)不典型的臨床表現(xiàn)和非特異的腦脊液檢查結(jié)果，使得臨床診斷難以及時(shí)明確，進(jìn)而延誤患兒病情。因此, BM和VE的的早期鑒別診斷尤其重要。

FN是一種多結(jié)構(gòu)域高分子糖蛋白，廣泛存在于細(xì)胞外基質(zhì)、血漿及組織液中，也是構(gòu)成細(xì)胞外基質(zhì)和基底膜的主要成分，其表達(dá)與組織的改變、組織損傷以及炎癥反應(yīng)等多種病理過(guò)程有關(guān)[9]。研究[10]表明, FN是許多微生物的靶點(diǎn)，微生物受體與纖維連接蛋白的結(jié)合促進(jìn)了宿主細(xì)胞的附著和感染。正常情況下，腦脊液中FN表達(dá)水平較低。當(dāng)BBB通透性增加時(shí), FN可穿過(guò)該屏障進(jìn)入腦脊液中，使其特異性升高。若感染等原因引起腦組織損傷時(shí)，也可導(dǎo)致腦脊液中細(xì)胞外基質(zhì)蛋白和神經(jīng)組織細(xì)胞外間隙的內(nèi)源性FN濃度增加[11]。研究[12]發(fā)現(xiàn)BM患者FN表達(dá)水平顯著升高。相關(guān)研究[13]顯示, BM患者腦脊液中FN水平顯著高于VE組及健康對(duì)照組。本研究結(jié)果顯示，急性期BM患兒腦脊液FN水平顯著高于VE組和對(duì)照組，而VE組顯著低于對(duì)照組，提示該指標(biāo)可以很好地鑒別CNS感染及病原類型，與現(xiàn)有研究一致。VEGF是作用于血管內(nèi)皮細(xì)胞的一種分泌性糖蛋白，具有增強(qiáng)血管通透性的作用[14], 其在腫瘤、炎癥及缺血、缺氧的病理過(guò)程中表達(dá)顯著升高[15]。研究[16]顯示VEGF作為一種炎癥介質(zhì)，可增強(qiáng)BBB通透性，參與CNS感染發(fā)生發(fā)展。一項(xiàng)研究[17]顯示, BM患者腦脊液中VEGF高表達(dá)，而VE患者的VEGF表達(dá)較低; 程大也等[18]研究也表明, BM患者腦脊液中VEGF水平高于對(duì)照組和VE組，而VE患者和對(duì)照組的VEGF水平一致。此外，腦脊液中酶活性的變化，也可作為CNS感染程度的診斷依據(jù)[19]。LDH是一種糖酵解酶，富含于機(jī)體所有組織細(xì)胞內(nèi)，當(dāng)組織受損時(shí), LDH水平會(huì)明顯增加[20]。在BM患者腦組織中，病原體的大量繁殖會(huì)導(dǎo)致腦組織水腫和顱內(nèi)壓增高，造成腦血流量減少和腦組織缺氧缺血，進(jìn)而導(dǎo)致局部糖酵解加強(qiáng)，腦脊液中LDH含量升高; 此外，病變部位的大量粒細(xì)胞浸潤(rùn)、代謝增加和胞內(nèi)酶釋放入腦脊液也會(huì)進(jìn)一步導(dǎo)致LDH水平上升。VE主要表現(xiàn)為腦實(shí)質(zhì)病變和單核細(xì)胞浸潤(rùn), BBB受損程度相對(duì)BM較輕[21]。既往研究[22-23]顯示BM患者腦脊液中LDH水平高于VE患者，而VE組和對(duì)照組之間無(wú)差異。

本研究結(jié)果顯示, BM組患兒急性期的腦脊液VEGF、LDH水平均顯著高于VE組和對(duì)照組，治療后BM組的VEGF、LDH水平及VE組的LDH水平均顯著降低，對(duì)照組的VEGF、LDH水平無(wú)明顯改變，提示不同CNS感染疾病中VEGF、LDH的水平及變化有顯著差異，可用于疾病的診斷和鑒別，與以往研究結(jié)果基本相符。BM發(fā)病過(guò)程中細(xì)菌主要經(jīng)過(guò)血液循環(huán)侵入腦膜，大量細(xì)菌進(jìn)入血液，刺激炎性細(xì)胞產(chǎn)生并釋放大量細(xì)胞因子及炎性介質(zhì)。而VE發(fā)病時(shí)病原體入侵腦膜的途徑主要是經(jīng)周圍神經(jīng)逆行傳播，所以VE的BBB受損程度及炎性反應(yīng)均輕于BM, 因此急性期BM的腦脊液炎癥因子水平相對(duì)高于VE。治療后腦損傷減輕及炎癥反應(yīng)改善，推測(cè)CNS機(jī)制中的相關(guān)因子FN、VEGF、LDH可能有助于疾病的鑒別診斷。本研究ROC曲線分析結(jié)果顯示, FN及VEGF、LDH均可以很好地鑒別BM與非CNS感染和BM與VE, 但VEGF和LDH難以鑒別VE和非CNS感染，提示臨床可針對(duì)不同的指標(biāo)進(jìn)行區(qū)別利用。此外，本研究結(jié)果顯示, BM組中FN與VEGF及LDH之間兩兩呈正相關(guān)性; VE組中VEGF與LDH之間呈正相關(guān)性; 而對(duì)照組中FN、VEGF及LDH三者之間均無(wú)相關(guān)性。推測(cè)在CNS細(xì)菌感染急性期, FN、VEGF及LDH之間可能存在相互作用，共同促進(jìn)疾病的發(fā)生發(fā)展，其機(jī)制可能為VEGF提高BBB通透性，諸多病原體、炎癥細(xì)胞及腦脊液中相關(guān)因子聚集, FN進(jìn)入血腦屏障后升高，繼而出現(xiàn)腦水腫、顱內(nèi)高壓以及腦組織缺血、缺氧，導(dǎo)致無(wú)氧酵解加強(qiáng), LDH水平增高，同時(shí)腦脊液中炎性細(xì)胞代謝過(guò)程中釋放的胞內(nèi)酶也使LDH進(jìn)一步升高，導(dǎo)致三者之間出現(xiàn)了正相關(guān)性。而非CNS感染患兒中則不存在此種作用機(jī)制，因而指標(biāo)間未有相互影響。

綜上所述, BM、VE及非CNS感染急性期內(nèi)患兒腦脊液FN、VEGF、LDH水平存在差異, FN、VEGF、LDH可作為BM、VE的早期輔助診斷指標(biāo)。監(jiān)測(cè)FN、VEGF及LDH表達(dá)水平的變化也可作為CNS感染發(fā)病機(jī)制中的研究方向。