β2-轉鐵蛋白在神經外科顱內感染診斷中的研究

楊智君,楊春嬌,王振民,李 朋,張國軍*

(首都醫(yī)科大學附屬北京天壇醫(yī)院 1.神經外科;2.檢驗科，北京100050)

β2-轉鐵蛋白在神經外科顱內感染診斷中的研究

楊智君1,楊春嬌2,王振民1,李 朋1,張國軍2*

(首都醫(yī)科大學附屬北京天壇醫(yī)院 1.神經外科;2.檢驗科，北京100050)

目的 探究、評估腦脊液特異的β2-轉鐵蛋白(β-2 transferrin,β-2Tf)在早期診斷神經外科術后顱內感染中的應用價值。方法 選取64例北京天壇醫(yī)院神經外科術后的病人，根據病人的癥狀及實驗室檢查分為感染組和非感染組，其中感染組23例，非感染組41例，檢測其腦脊液β2-轉鐵蛋白，并計算其與腦脊液總蛋白的比值。結果 感染組β2-轉鐵蛋白明顯高于非感染組，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.001)，β2-轉鐵蛋白與腦脊液總蛋白比值在感染組也高于非感染組(P<0.05)。結論 腦脊液β2-轉鐵蛋白在神經外科術后顱內感染的診斷中具有重要的意義。

顱內感染;顱腦術后;腦脊液;β2-轉鐵蛋白

(ChinJLabDiagn,2017,21:0601)

顱內感染是神經外科術后常見并發(fā)癥之一[1]，我國術后顱內感染的發(fā)生率為1.4%-3.71%，國外術后顱內感染的發(fā)生率是2%-9%。顱內感染具有較高的病死率及致殘率，是導致神經外科手術效果降低、住院時間延長、病死率顯著升高的重要原因[2]。由于診斷的滯后性，臨床醫(yī)生只能進行經驗性治療，導致患者過度治療或者治療不足；早期有效的診斷對及時控制感染，提高生存率，降低住院時間具有重要的意義。

實驗室關于腦脊液的檢查項目越來越多，這些項目對于顱內感染的診斷均具有一定的參考價值，但是特異性差，影響因素多，限制了臨床應用。β2-轉鐵蛋白是一種僅存在于腦脊液中的蛋白質，關于腦脊液β2-轉鐵蛋白的來源，最初認為它是重新合成的，目前的研究認為腦脊液β2-轉鐵蛋白是在神經氨酸苷酶的催化下由β1-轉鐵蛋白(即通常所說的轉鐵蛋白)產生的，而不是腦內重新合成的[3,4]，而多種細菌均可產生神經氨酸苷酶，因此本文主要研究了腦脊液β2-轉鐵蛋白對顱內感染的關系及其診斷價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2013年10月至2014年3月64例來自首都醫(yī)科大學北京天壇醫(yī)院神經外科腦腫瘤術后48-72小時出現發(fā)熱、腦膜刺激征、意識障礙等顱內感染臨床癥狀的患者，根據本院神經外科顱內感染診斷標準，將患者分為感染組(n=23)和非感染組(n=41)。感染組，男10例，女13例，年齡30-58歲，平均44歲；非感染組，男19例，女22例，年齡29-57歲，平均43歲。感染組診斷標準[5]：(1)神經外科術后出現有頭痛、發(fā)熱(>38.5℃)、腦膜刺激征、意識障礙。(2)腦脊液細菌培養(yǎng)或者革蘭染色陽性(金標準)。(3) 腦脊液細菌培養(yǎng)或者革蘭染色陰性，如果有腦脊液白細胞>100/μl，腦脊液多核比>75%，葡萄糖<2.5 mmol/L 或腦脊液糖/血糖<0.4。同時具備(1)、(2)者或者同時具備(1)、(3)者為術后顱內細菌感染組。

1.2 方法

經患者同意，腰椎穿刺留取腦脊液進行腦脊液細菌培養(yǎng)、常規(guī)、生化檢查。無菌試管收集3-5 ml腦脊液，離心5 min(3 000轉/min)，取上清液檢測β2-轉鐵蛋白。細菌培養(yǎng)采用法國生物梅里埃細菌鑒定藥敏分析儀進行細菌培養(yǎng)及藥敏鑒定。腦脊液常規(guī)檢測采用日本sysmex型號i4000血細胞分析儀(蛋白定性采用pandy實驗法)，腦脊液生化采用日本日立008型號全自動生化分析儀。腦脊液降鈣素原的檢測使用VIDAS全自動熒光免疫分析儀，乳酸檢測使用VITROS 5.1FS快速干化學分析儀。β2-轉鐵蛋白采用ELISA(上海華美生物)試劑盒進行檢測。

1.3 數據處理與統(tǒng)計

采用SPSS17.0軟件處理數據，計量資料正態(tài)分布者以均數±標準差表示，非正態(tài)分布采用中位數(最小值-最大值)，采用兩樣本非參數檢驗及四格表卡方檢驗進行分析。P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

感染組β2-轉鐵蛋白中位數為34 mg/L，非感染組為6 mg/L，差異具有統(tǒng)計學意義(P<0.001),見表1。為了排除總蛋白的影響，計算二組β2-轉鐵蛋白與腦脊液總蛋白的比值，結果P<0.05，感染組高于非感染組。同時樣本PCT與乳酸感染組均高于非感染組，差異具有統(tǒng)計學意義(P<0.001)。β2Tf、PCT及LA的ROC曲線見圖1。腦脊液β2-轉鐵蛋白、PCT、乳酸的診斷效能分析見表2。

表1 感染組和非感染組的腦脊液檢測結果的中位數及分布范圍表

圖1 ROC曲線圖

由ROC曲線圖可知，當β2-轉鐵蛋白、PCT、LA的cut-off值分別取18.47 mg/L(AUC=0.916)、0.135 ng/mL(AUC=0.856)、4.25 mmo/L(AUC=0.982)時，其診斷的敏感度分別為82.6%、78%、91%，特異性分別為85%、80%、92%。結果提示對于診斷術后細菌性腦膜炎具有診斷價值。另外，關于這三個指標的其他診斷效能結果，陽性預測值，陰性預測值，陽性似然比，陰性似然比結果見表2。

表2 腦脊液β2-轉鐵蛋白、降鈣素原、LAC的診斷效能表

3 討論

顱內感染是神經外科常見的術后并發(fā)癥之一，具有較高的死亡率和后遺癥發(fā)生率[6]。腦脊液病原學檢測是神經系統(tǒng)感染診斷的“金標準”，包括直接涂片法、細菌培養(yǎng)、基因檢測、質譜等，但是細菌培養(yǎng)周期長、容易污染，出現假陽性，而且陽性率比較低，一般只有6%-8%左右[7,8]，聚合酶鏈反應作為新興手段有著迅速、敏感性高等優(yōu)點，但由于其結果不穩(wěn)定，假陽性率較高目前仍不作為常規(guī)檢測方法[9]。腦脊液檢查是鑒別及診斷中樞神經系統(tǒng)感染的常規(guī)手段，但其各指標缺乏靈敏性和準確性，常規(guī)檢測易受檢查者的主觀影響[10,11]。腦脊液生化包括蛋白、糖、氯化物等檢查指標，CSF糖含量受血糖影響大，氯化物變化不特異，蛋白含量受多種因素的影響，因此不應過份依靠該項檢查[12]。目前臨床迫切需要新的并且具有較高敏感度和特異度的實驗室指標來快速、準確的輔助診斷神經外科術后細菌性腦膜炎。為此很多的學者仍在積極尋找有效的檢驗指標，例如C-反應蛋白(C-reactive protein,CRP)、腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor,TNF-α)、白細胞介素-6(interleukin,IL-6)、降鈣素原(PCT)、乳酸等，但結果都未完全令人滿意。

β2-轉鐵蛋白是一種去唾液酸的轉鐵蛋白同型體，正常情況下只存在于腦脊液中。血清標本蛋白電泳時，只可以在β1區(qū)域中看見一條轉鐵蛋白區(qū)帶，但在腦脊液蛋白電泳時在β1和β2區(qū)帶分別都出現了轉鐵蛋白，這種新發(fā)現的轉鐵蛋白被稱為β2-轉鐵蛋白。1979年Meurman[13]等人提出了β2-轉鐵蛋白可用于酒精濫用及腦脊液漏的診斷標記物。其研究表明正常情況下β2-轉鐵蛋白幾乎僅存在于腦脊液，而在血清、鼻分泌物、唾液、眼淚及內淋巴液中均不會出現，之后不同的實驗均證實了這一說法。不同的研究報道了β2-轉鐵蛋白在診斷腦脊液漏的靈敏度87%-100%，特異性71%-100%[14-16]。有研究表明，B組鏈球菌感染的細菌性腦膜炎時，細菌可產生特異性作用于糖蛋白的神經氨酸苷酶。Warnecke A等人[17]在利用等電聚焦電泳(IEF)的方法檢測182位病人的耳漏或鼻漏液時發(fā)現有1例病人，其標本以被確認并非腦脊液，但是β2-轉鐵蛋白呈陽性，而該病人為慢性鼻竇炎患者，因此研究者懷疑該樣本可能感染了含有神經氨酸苷酶的細菌，而造成假性的升高。由于β2-轉鐵蛋白是由轉鐵蛋白在特定的酶的作用下產生的，而轉鐵蛋白帶負電荷，比白蛋白稍弱，約5.2左右，且分子量較小，因此可以穿過血腦屏障。腦脊液中Tf來自血清，約為血清水平的1/100,二者之間存在著動態(tài)平衡關系[18]，Przyjakowski等[19]認為Tf是體現BBB受損的良好指標。測定腦脊液Tf水平對了解BBB受損情況及估計病情、指導治療均有意義。檀國軍等人[20]研究發(fā)現轉鐵蛋白在小兒結核性腦膜炎、化膿性腦膜炎以及病毒性腦膜炎中均較正常對照組升高，尤其是結核性腦膜炎。細菌感染可能會對β2-轉鐵蛋白產生影響。β2-轉鐵蛋白在顱內感染患者腦脊液中升高存在理論依據。

本研究結果提示，β2-轉鐵蛋白對鑒別顱腦感染及非感染中具有重要的意義，其在感染組明顯高于非感染組，而且其升高并不是由腦脊液總蛋白的升高引起的。這與我們預期的結果一致，且與PCT及乳酸呈現出相同的變化趨勢。PCT和乳酸作為一種新型的感染相關標記物具有較高的敏感度及特異性[21,22]。一項研究表明[8]腦脊液PCT在診斷神經外科術后細菌性腦膜炎時其敏感度和特異性分別為68%和72.7%。本研究的結果顯示β2-轉鐵蛋白在診斷的敏感度和特異性方面均優(yōu)于PCT，且具有更好的陽性及陰性預測效果。腦脊液乳酸主要反應中樞神經系統(tǒng)的代謝，而與血清無關，因此目前在臨床應用較廣泛，Leib SL[23]等人研究顯示乳酸的cut-off值取4 mmol/L時其診斷的靈敏度及特異性為88%與98%，該結果與本研究類似。目前國內外關于腦脊液β2-轉鐵蛋白與顱腦術后感染的相關研究較少。由于β2-轉鐵蛋白僅存在于腦脊液中，具有很好的特異性，有望成為一種特異的新型的顱腦感染標記物。

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The diagnostic value of cerebrospinal fluids β-2transferrin for neurosurgical intracranial infection

YANGZhi-jun，YANGChun-jiao，WANGZhen-min，etal.

(Neurosurgicaldepartment,BeijingTiantanHospitalofCapitalMedicalUniversity,Beijing100050,China)

Objective To explore the differential diagnostic value of β-2 transferrin in cerebrospinal fluids (CSF) for bacterial meningitis in adult brain tumor neurosurgery.Methods 64 patients with suspected intracranial infection after neurosurgery were enrolled,the patients were classified as intracranial infection group (n=23),and non intracranial infection group(n=41) according to patient’s symptom and laboratory results.we tested the cerebrospinal fluid level of β-2 transferrin and calculated the ratio of β-2 transferrin to total CSF protein.Results The levels of β-2 transferrin in infection group were significantly higher than those of the non-infection group (P<0.001).The cut-off values (sensitivity and specificity) of β-2 transferrin were 18.47mg/L(82.6%、85%) The same result was happened in calculating the ratio of β-2 Tf to protein (P<0.05).Conclusion β-2 transferrin is expected to be a novel biomarker for the diagnosis of intracranial infection.

Intracranial infection;Neurosurgical post-operation;Cerebrospinal fluid;β2- transferrin

國家自然科學基金青年項目(81502390)；北京市醫(yī)院管理局“青苗”人才計劃(QML20160505)

1007-4287(2017)04-0601-04

R446.1 R63

A

楊智君(1981-)，男，河北省樂亭縣人，首都醫(yī)科大學附屬天壇醫(yī)院主治醫(yī)師，博士，主要從事神經外科工作。

2016-11-09)

*通訊作者