中樞神經系統感染患者腦脊液中可溶性白介素 -2受體和可溶性細胞間黏附分子 -1水平及其臨床意義

張建強,王滿俠,劉利寧,秦 敏

中樞神經系統 (CNS)感染是常見病、多發病,多數病情較重,病死率相對較高,后遺癥嚴重,其中最常見的為結核性腦膜炎 (結腦)、化膿性腦膜炎 (化腦)及病毒性腦膜炎 (病腦)。最近幾年的研究表明細胞因子介導并擴大了 CNS感染時的炎癥反應,加重 CNS損傷[1]。有關細胞因子在 CNS感染中的作用及鑒別診斷價值的研究也在不斷深入。本研究檢測了 3種腦膜炎患者急性期腦脊液中可溶性白介素 -2受體 (sIL-2R)、可溶性細胞間黏附分子 -1(sICAM-1)水平,探討sIL-2R和 sICAM-1在 CNS感染發病機制中的作用及其臨床意義。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取蘭州大學第二醫院神經內科和急診科2008年 6月—2009年 8月住院腦膜炎患者 65例為觀察組。其中結腦 25例,年齡 14～78歲,男 15例,女 10例;化腦 15例,年齡 18～62歲,男 8例,女 7例;病腦 25例,年齡 14～69歲,男 14例,女 11例。依據 CNS感染的臨床表現分為輕癥組 (30例,其中結腦 13例,化腦 6例,病腦 11例)和重癥組 (35例,其中結腦 12例,化腦 9例,病腦 14例)。重癥組應滿足下列條件中的至少2項:(1)高熱且持續不退;(2)頻繁抽搐或驚厥持續狀態;(3)意識障礙:昏迷;(4)神經缺失癥狀:癱瘓;(5)出現腦干癥狀:如血壓波動、呼吸節律改變等;(6)影像學改變:腦 CT或 MRI示腦實質或 (和)腦干內異常密度灶。同期選取 20例頭痛患者作為對照組,其中緊張性頭痛 6例,偏頭痛 14例;男 8例,女 12例;年齡14～45歲。兩組均除外以下情況:(1)伴發惡性腫瘤;(2)伴發免疫性疾病;(3)伴發血液系統疾病;(4)伴發心、肝、腎疾病;(5)服用影響免疫功能的藥物。

1.2 方法 患者均于入院 1～3 d內在無菌條件下腰椎穿刺采集腦脊液 4 ml。所有標本當天取 2 ml做常規生化檢查,剩余的 2 ml置 -80℃冰箱保存,集中檢測。采用 ELISA法測定sIL-2R和 sICAM-1,試劑盒由上海西唐生物科技有限公司提供。具體操作方法嚴格按說明書要求進行。

1.3 統計學方法 應用 SPSS 13.0 for windows軟件進行統計學分析,所有計量資料以 (x±s)表示,CNS感染組間比較用方差分析,進而用 q檢驗進行組間兩兩比較,輕癥組和重癥組的組內比較用獨立樣本 t檢驗。

2 結果

2.1 CNS感染各組急性期與對照組腦脊液 sIL-2R和 sICAM-1水平比較 CNS感染各組及對照組的腦脊液 sIL-2R、sICAM-1水平間差異均有統計學意義 (P＜0.05,見表1)。sIL-2R除化腦組與病腦組比較差異無統計學意義 (P＞0.05)外,其他各組之間比較差異均有統計學意義 (P＜0.05);而sICAM-1除結腦組與化腦組比較差異無統計學意義 (P＞0.05)外,其他各組之間比較差異均有統計學意義 (P＜0.05,見表 2)。

2.2 輕癥感染和重癥感染患者腦脊液 sIL-2R及 sICAM-1水平比較 CNS感染各組急性期輕癥患者和重癥患者比較 sIL-2R及 sICAM-1水平間差異均有統計學意義 (P＜0.05,見表3)。

3 討論

CNS感染一直是危害人們健康的常見感染性疾病,具有相對較高的病死率和后遺癥率。由于抗生素的廣泛使用導致有些腦膜炎患者在入院時腦脊液的改變已不夠典型,從而給臨床早期診斷造成困難,因此尋找對 CNS感染具有鑒別診斷價值的方法很有必要。同時也為病情嚴重程度及預后的判斷提供更為客觀的實驗室依據。

表 1 CNS感染各組急性期與對照組腦脊液 sIL-2R和 sICAM-1水平比較(x±s)Table 1 Comparison of CSF sIL-2R and sICAM-1 level between CNS infection groups in acute phase and control group

表 2 CNS感染各組急性期與對照組腦脊液 sIL-2R和 sICAM-1水平組間兩兩比較Table 2 Pairwisecomparison of CSFsIL-2R and sICAM-1 level between CNS infection groupsin acute phase and control group

表 3 CNS感染各組急性期輕癥患者和重癥患者腦脊液 sIL-2R及 sICAM-1水平比較 (x±s)Table 3 Comparison of CSF sIL-2R and sICAM-1 level between mild patients and severe patients of CNS infection in acute phase

20世紀 80年代中后期研究發現,血管內皮細胞表面表達多種黏附分子 (AMS),AMS是介導細胞與細胞間或細胞外基質相互接觸和結合的一類膜表面單鏈糖蛋白,屬于免疫球蛋白超家族成員,在體內分布較廣,從血管內皮表面脫落后即成為sICAM,如 sICAM-1是由 ICAM-1的膜外段脫落而形成。在正常情況下,血管內皮細胞僅有少量的 sICAM-1表達,白細胞和內皮細胞間的黏附也很少,而且短暫,主要參與正常組織形態、結構的維持,影響內皮細胞間的連接以及細胞 -基底膜間的黏附,以保證細胞層的連續性和通透屏障功能,而不會引起機體的病理性損傷。而在缺血損傷和炎癥過程中,內毒素和細胞因子的刺激可使血管內皮細胞表達 sICAM,脫落的 sICAM明顯增加[2]。CNS感染時,免疫系統被激活,產生多種細胞因子和體液因子,如 IL-1和 IL-8等,能激活肥大細胞釋放組胺等活性遞質,促進血管內皮細胞表達 ICAM-1,從而導致組織液中 sICAM水平升高。近年來國內報道兒童腦脊液中sICAM-1水平的檢測對病毒性腦炎的診斷具有重要的指導意義[3];國外研究也有報道兒童腦脊液 sICAM-1可作為細菌性腦膜炎與病毒性腦炎鑒別的生物標記[4]。本研究結果表明急性期結腦、化腦和病腦患者的腦脊液中 sICAM-1水平均較對照者高,尤其是結腦、化腦升高更明顯,這與國內外報道相一致,但結腦與化腦組間差異無統計學意義。CNS感染的各組重癥患者腦脊液 sICAM-1水平明顯高于輕癥患者,表明 sICAM-1參與 CNS感染的病理過程,其水平高低可以反映病情輕重,病情越重其水平越高;并可作為結腦、化腦與病腦的鑒別指標,為 CNS感染的鑒別診斷提供實驗室依據。

活化的淋巴細胞能同時表達 IL-2R的 a鏈、β鏈,IL-2R和 IL-2發生作用后,a鏈脫落至體液而成為 sIL-2R。有研究表明 sIL-2R是淋巴細胞活化的標志之一[5]。一方面 IL-2調控 sIL-2R的表達,sIL-2R水平和 IL-2的水平平行;另一方面 sIL-2R具有 IL-2的結合位點,sIL-2R的產生異常影響 IL-2依賴的免疫應答過程,與IL-2、單核因子等其他細胞因子相互調節、相互影響。故 sIL-2R升高預示著 IL-2、單核因子等其他細胞因子的表達升高,細胞因子網絡的激活。sIL-2R在正常人的腦脊液中水平較低,與血清中水平相差很大,提示 sIL-2R不易透過血 -腦脊液屏障,腦脊液中sIL-2R水平的高低反映神經系統的病變情況[6]。本研究結果顯示結腦、化腦及病腦急性期腦脊液中 sIL-2R水平均明顯高于對照組,而且結腦組明顯高于化腦和病腦組,而化腦組與病腦組腦脊液中 sIL-2R水平無明顯差異,因此,腦脊液中 sIL-2R對結腦的鑒別診斷有重要價值,但對化腦與病腦鑒別有一定局限。CNS感染的各組重癥患者腦脊液 sIL-2R水平明顯高于輕癥患者,由此可以看出 sIL-2R參與 CNS感染的病理過程,其水平高低可以反映病情輕重,病情越重其水平越高。這和朱彥暄等[7]有關兒童腦脊液中 sIL-2R水平的報道基本一致。這表明 sIL-2R在 CNS感染中起了重要作用,不僅可將其作為兒童,而且可用于成人結腦與化腦、病腦的鑒別診斷指標,因此與腦脊液中 slCAM-1聯合檢測能將 3種不同類型的感染鑒別開來,同時還能作為病情嚴重程度及預后的判斷指標。

總之,sIL-2R與 slCAM-1廣泛參與了 CNS感染的病理生理過程,其水平的高低可反映病情輕重,腦脊液中 sIL-2R與 slCAM-1聯合檢測可用于成人結腦、化腦及病腦早期鑒別診斷的實驗室依據之一。

1 Leist TP,Fre K,Kam-Hansen MS,et al.Tumor necrosis factor in eerebrospinal fluid duing bacterial meningitis but not viral meningius[J].Ex P Med,1988,167(1):1743.

2 Davies MJ,Gordon JL,Gearing AL,et al.The expression of the adhesion molecules ICAM-1,VCAM-1,PECAM,and E-selectin in human atherosclerosis[J].Pathol,1993,171(3):223-229.

3 徐敏慧,王凱旋.病毒性腦膜炎患兒腦脊液中 slCAM-1、IFN-γ的檢測價值 [J].放射免疫學雜志,2007,20(2):187-188.

4 Shapiro S,Miller A,Lahat N,et al.Expression of matrix metalloproteinases,sICAM-1 and IL-8 in CSF from children with meningitis[J].Journal of the Neurological Sciences,2003,206(1):43-48.

5 Greene WC,Leonard WJ,Depper JM,et al.The human interlcukin-2 receptors:normal and abnormal expression in T cells and inleukemias induced by the human T-lymphotropic retrovirus[J].Ann Intern Med,1986,105(4):560-572.

6 Chang CS,Liu HW,Liu SF,et al.Soluble interleukin-2 receptor in cerebrospinal fluid specimen of patientswith acute lymphocytie leukemia[J].Leuk Res,1989,13(2):949.

7 朱彥暄,王穎,李琦.腦脊液 SIL-2R、IL一 8檢測在小兒中樞神經系統感染鑒別診斷中的意義 [J].中國實驗診斷學,2000,4(1):15-17.