顱內細菌性感染和病毒性感染的早期鑒別指標研究

鐘熾娟，馮 偉

顱內感染以化膿性腦膜炎、病毒性腦炎最常見，若治療不及時易遺留癲癇、偏癱、智力障礙等一系列后遺癥，甚至危及生命。但早期鑒別顱內感染類型比較困難，尋找靈敏、快捷、高效的檢測指標一直是臨床關注的焦點之一。本文主要綜述腦脊液、血清相關檢測指標在顱內感染診治中的相關研究進展。

1降鈣素原(PCT)

PCT是鑒別細菌和病毒感染敏感性高和特異性強的標記物之一。眾多研究發現化膿性腦膜炎患者血清PCT水平明顯增高，對早期鑒別診斷顱內細菌性感染具有重要的臨床意義[1]。但目前對血清PCT在顱內感染疾病中區分化膿性腦膜炎與病毒性腦炎仍無統一的臨界值。王麗娜[2]建議血清PCT的臨界值設置為0.38ng/ml，診斷化膿性腦膜炎的敏感性、特異性均高達100%；HongYuanShen等[3]認為疑似顱內感染的患者當血清PCT>0.88ng/ml時診斷化膿性腦膜炎診斷準確性為95%。國外一項Mete分析表明血清PCT是一項區分化膿性腦膜炎和病毒性腦炎可靠的生物標記物,PCT值取0.50ng/ml靈敏度為0.96(95%置信區間：0.92～0.98)，特異性為0.88(95%置信區0.86～0.92)，但其所收納的試驗均把已使用抗生素治療的患者排除之外[4]。不同研究試驗設定的血清PCT臨界值存在差異考慮與研究對象(數目、種族、年齡、性別等)、檢測條件(試劑、儀器、方法等)、檢測前已抗生素使用情況等因素有關。對于腦脊液PCT在顱內感染鑒別診斷中的應用目前仍存在爭議，較多研究發現腦脊液PCT也有助于化膿性腦膜炎和病毒性腦炎早期鑒別診斷[5]。但有學者指出在化膿性腦膜炎和病毒性腦炎患者腦脊液PCT的水平無明顯差異。Shimetani等人[6]報道中樞神經系統感染性疾病與非感染性疾病的患者腦脊液中檢測PCT的含量無顯著差異性。Gendrel[7]等人認為在化膿性腦膜炎和病毒性腦炎患者的腦脊液中檢測不出PCT。故需大樣本多地區多試驗中心的進一步探索研究。另外有研究表明血清PCT對顱內感染病情評估、指導用藥、預后判斷也具有一定的參考價值[4]。

2T淋巴細胞亞群

T淋巴細胞根據在機體免疫反應中的不同功能分為多個亞群，其中表面分化標志抗原為CD3+的T細胞代表機體細胞免疫的總體水平,表面抗原為CD3+CD4+的輔助T細胞可激活及促進巨噬細胞、B淋巴細胞、自然殺傷細胞分泌細胞因子等積極參與免疫應答。表面抗原為CD3+CD8+的細胞毒性細胞具有靶細胞殺傷抑制功能。當CD3+CD4+T細胞與CD3+CD8+T細胞比例失調時，機體細胞免疫功能紊亂而造成組織損傷。臨床上常見的T淋巴細胞亞群檢測指標包括CD3+、CD4+、CD8+細胞數量或百分率和CD4+/CD8+細胞的比值等。顱內感染的發病機理與T細胞介導細胞免疫功能下降具有密切的關系。有研究發現病毒性腦炎、化膿性腦膜炎患者外周血CD3+、CD4+T細胞數百分率和CD4+/CD8+細胞的比值較正常健康者明顯降低，而CD8+T細胞百分率明顯增高，且化膿性腦膜炎患者外周血CD3+、CD4+T細胞數百分率和CD4+/CD8+細胞的比值均低于病毒性腦炎者，但差異無統計學意義[8, 9]。近年關于腦脊液淋巴細胞亞群的檢測在神經系統疾病的運用研究日益增加。蔡蓓等研究表明在神經系統疾病中流式細胞術檢測腦脊液檢測T細胞亞群中CD3+、CD4+和CD8+T淋巴細胞的表達情況較傳統的常規腦脊液細胞學等檢測具有更好的敏感性[10]。有研究結果顯示采用流式細胞術檢測各類免疫相關神經系統疾病患者(包括中樞神經系統炎性疾病)腦脊液內CD3+、CD4+和CD8+T淋巴細胞百分率無統計學差異，但均高于其外周血象[11]。與病毒性腦炎患者比較，化膿性腦膜炎和細菌脊髓炎患者中腦脊液細胞免疫狀態以CD3+CD4+T細胞百分率相對增加、CD4+/CD8+細胞的比值相對增高為特征性表現，但差異無統計學意義。淋巴細胞遷移與細胞表面表達黏附分子有關，CD3+CD4+T細胞表面高表達黏附分子CD154促進外周血中CD3+CD4+T細胞更傾向遷移至腦脊液內。總之，外周血與腦脊液中T淋巴細胞亞群分析對于顱內感染病情了解和監測具有一定的臨床意義，但對于顱內感染的應用有限。

3中性粒細胞CD64表達

CD64是一種具有高親和力識別免疫球蛋白IgG的Fc段的受體,IgGFc段受體分3類，包括FcγRⅠ(CD64)、FcγRⅡ(CD32)、FcγRⅢ(CD16)，其主要作用為提呈抗原、促進炎癥因子釋放、機體細胞免疫和體液免疫的連接樞紐等。生理狀態下，中性粒細胞表面CD64表達水平較低，當細菌細胞壁成分(如脂多糖)、干擾素等細胞炎癥因子刺激下，中性粒細胞表面CD64會大量表達[12]。國外的多項研究發現高水平CD64被認為是早期診斷細菌性感染和病毒性感染有效的生物學預測指標[13]。穆文娟等[14]研究發現40例化膿性腦膜炎患兒中性粒細胞CD64表達量明顯高于病毒性腦炎患兒，進一步研究發現中性粒細胞CD64表達量取1.30診斷化膿性腦膜炎，其靈敏度及特異度分別為88.3%、90.4%。

4神經元特異性烯醇化酶(NSE)及S100蛋白

神經元特異性烯醇化酶(Neuron-specificenolase，NSE)是參與糖酵解過程的烯醇化酶的同工酶，主要在神經系統的神經元細胞、神經內分泌細胞、少突膠質細胞內表達。S100蛋白是一種酸性Ca2+結合蛋白，由α、β亞單位組成。其中S100ββ和S100αβ統稱S100β蛋白，其主要分布在中樞神經系統的神經膠質細胞，具有促進神經元細胞生長分化、細胞內信號傳導等重要作用。眾所周知，NSE是神經系統疾病中神經元軸索損傷的標志性生化指標[15]，S100β蛋白高水平可特異性反映神經膠質細胞受損。缺氧缺血、毒素、炎癥因子、損傷等因素作用下，神經元、神經膠質細胞膜完整性被破壞、脫髓鞘病變、甚至細胞壞死，NSE、S100β蛋白可從受損的細胞內“漏出”進入腦脊液，再通過血腦屏障進入血，故腦脊液和血液中在疾病早期NSE、S100β蛋白的濃度明顯升高。缺血性腦卒中、癲癇持續狀態、克-雅腦病、蛛網膜下腔出血、缺氧缺血性腦病、顱腦外傷、顱內感染等中樞神經系統疾病均可在腦脊液或血液中檢測出NSE、S100β蛋白水平顯著增高[16]。有研究發現病毒性腦炎患者血清、腦脊液內的NSE、S100β蛋白濃度顯著高于化膿性腦膜炎組。病毒性腦炎時，病毒主要入侵腦實質，使神經元、膠質細胞受損甚至壞死并釋放出大量NSE、S100β蛋白進入腦脊液和血液中。而化膿性腦膜炎時炎癥主要分布在腦膜，相對而言腦實質損傷程度較病毒性腦炎輕，故腦脊液內NSE、S100β濃度低于病毒性腦炎。可推測出檢測腦脊液、血清NSE、S100β蛋白有助顱內感染的病原體類型鑒別[17]。然而也有學者持不同意見，梅道啟等[18]研究發現病毒性腦炎患者腦脊液NSE水平顯著低于化膿性腦膜炎。Lins等[19]發現腦炎患者與健康人群血清及腦脊液內NSE水平無顯著差異性。腦(膜)炎患者血清、腦脊液NSE、S100β水平除了感染病原體類型有關，病原體毒性、機體免疫應答也是影響腦損傷重要因素。有眾多研究發現，普通型相比，重型顱內感染急性期及恢復期血清、腦脊液NSE、S100β含量顯著增高，表明NSE、S100β可為作為判斷顱內感染神經受損嚴重程度的指標[15,18, 20]。因此通過NSE、S100β蛋白的水平可以早期有效評估顱內感染的嚴重程度、療效及預后。

NSE、S100β臨床運用有一定局限性：1)NSE、S100β水平在多種中樞神經系統疾病增高，病因診斷時缺乏特異性；2)低水平NSE也需警惕病情危重，預后不良。有研究指出：少數危重型患者疾病早期NSE水平正常，3天不增高或輕度增高，但患者病情危重，甚至死亡[15]。腦脊液NSE的水平不僅與神經損傷的程度及數量有關，還與受損神經元的位置或其他因素相關。另外甲狀腺細胞、紅細胞、血小板內也存在NSE相似的γ亞基，NSE與之具有交叉免疫活性，故溶血時會對NSE檢測存在干擾。基于以上因素，NSE、S100β在臨床上運用結合患者臨床表現、體征及其他實驗室指標，對中樞神經系統疾病診斷、病情、預后更準確。對NSE進一步的研究，會發現更大的價值，更好地應用于臨床。

5細胞因子

在顱內IL-1β主要由單核細胞、神經膠質細胞等合成與分泌，其能刺激集落刺激因子等細胞因子的產生，在免疫防御中起作用。國外學者發現化膿性腦膜炎患者血清及腦脊液中IL-1β水平明顯高于病毒性腦炎患者，血清及腦脊液中IL-1β可作為鑒別化膿性腦膜炎與病毒性腦炎的診斷依據[21]。然而也有研究表明細菌性和病毒性顱內感染的患者血清及腦脊液中IL-1β水平明顯增高，但兩者無明顯差異[22]。腫瘤壞死因子-α(tumornecrosisfactor-α,TNF-α)是主要由單核-巨噬細胞產生的炎癥細胞因子，細菌脂多糖是其較強的誘導劑。當病原體入侵中樞神經系統時，星形膠質細胞、少突膠質細胞、部分受損神經元可以分泌TNF-α。化膿性腦膜炎時，細菌的內毒素、磷壁酸等抗原成分激活膠質細胞、巨噬細胞、少量神經元細胞中NF-kB通路短期內分泌大量TNF-α、IL-6。而病毒感染時，由于缺乏內毒素、磷壁酸等強誘導劑，膠質細胞等僅可釋放少量的釋放TNF-α。目前腦脊液TNF-α已成為鑒別化膿性腦膜炎及病毒性腦炎的研究熱點。BociagaJasikM等人研究發現42例化膿性腦膜炎患者腦脊液內TNF-α顯著高于25例病毒性腦炎患者，進一步發現腦脊液TNF-α≥75.8pg/ml為閾值，陽性預測值可達100%[23]。一項關于TNF-αMETE分析數據顯示TNF-α鑒別診斷化膿性腦膜炎的合并敏感度為0.80(95%CI:0.76-0.83)，特異度為0.92(95%CI:0.89-0.94)[24]。國內的學者研究證實在兒童患者中，腦脊液TNF-α同樣能鑒別化膿性腦膜炎及病毒性腦炎[25]，故腦脊液TNF-α對顱內感染早期鑒別診斷具有重要意義。

6其他

腦脊液髓鞘堿性蛋白(MBP)、白介素-6(IL-6)、白介素-10(IL-10)、血管內皮細胞生長因子(VEGF)、血管細胞粘附因子-1(VCAM-1)、基質金屬蛋白酶(MMPs)、基質金屬蛋白酶組織抑制劑(TIMP)、β-微球蛋白等可能有助于鑒別化膿性腦膜炎和病毒性腦炎。但由于研究樣本小還存在爭議，需要進一步研究。

上述相關指標有助于早期鑒別診斷化膿性腦膜炎和病毒性腦炎，但必須結合患者臨床表現、體格檢查、腦脊液細胞學及生化檢測(蛋白、糖、氯化物)以及影像學等相關檢查綜合判斷，早期診斷，合理治療，改善預后，減少并發癥發生。