腦脊液中纖維連接蛋白、血管內皮生長因子及乳酸脫氫酶水平在兒童細菌性腦膜炎和病毒性腦炎中的診斷價值

杜開先, 胡會會, 李 林, 董 燕, 關 靜,宋春蘭, 白艷敏, 孔麗娜, 賈天明

(鄭州大學第三附屬醫院, 1.神經內科, 2.兒童發育行為科, 河南 鄭州, 450052)

細菌性腦膜炎(BM)和病毒性腦炎(VE)是兒科臨床上常見的中樞神經系統(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、繼發顱內高壓和加重腦損傷的重要因素[2]。BBB通透性增強可導致病原體、炎性細胞因子等進入顱內，引起炎癥反應和大腦損傷，因此腦脊液指標檢測是病原診斷的重要手段[3]。臨床經驗表明, CNS感染具有臨床表現的多樣性和常規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輔助診斷。血管內皮生長因子(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，但關于其在兒童CNS感染類疾病中鑒別BM和VE的報道較少。本研究檢測BM及VE患兒治療前后腦脊液中FN、VEGF及LDH水平變化及相關性，探討其臨床診斷價值，現報告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2020年8—12月在鄭州大學第三附屬醫院小兒內科住院治療的65例CNS感染患兒為研究對象，其中BM患兒31例(BM組), VE患兒34例(VE組)。納入標準: BM及VE患兒符合《諸福棠實用兒科學》[7]及《實用神經病學》[8]的診斷標準，并通過病史、腦脊液檢測、血清學檢測、影像學檢查以及對治療的反應綜合確診。排除標準: 合并有免疫系統疾病、血液系統疾病及腫瘤的患兒。選取同期在本院住院治療的非CNS感染患兒26例為對照組，其中毛細支氣管炎13例，肺炎10例，膿毒癥3例。對照組納入標準: 通過腦脊液檢測、頭顱CT等檢查，以及后期臨床表現排除顱內感染、神經系統損傷、免疫缺陷等疾病。3組患兒的一般資料比較差異無統計學意義，見表1。所有患兒的監護人均對本研究知情同意，且本研究已通過鄭州大學第三附屬醫院醫學倫理委員會的審批(2020醫倫審第78號)。

表1 3組患兒一般資料比較

1.2 方法

VE組、BM組及對照組均于入院48 h內(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送檢驗科進行腦脊液常規、生化細胞學檢查, 2 mL腦脊液樣本于4 ℃、3 000轉/min離心5 min, 取上清液，置于-80 ℃保存待測。

采用酶聯免疫吸附法(ELISA)檢測腦脊液中FN、VEGF和LDH的水平，實驗操作嚴格按照試劑盒(北京索萊寶生物科技有限公司)說明書進行。

1.3 統計學分析

2 結 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組和對照組，差異有統計學意義(P<0.05); VE組FN水平低于對照組，差異有統計學意義(P<0.05), VEGF和LDH水平與對照組比較，差異無統計學意義(P>0.05)。治療后, BM組FN水平高于VE組，差異有統計學意義(P<0.05); VE組的FN水平低于對照組，差異有統計學意義(P<0.05), 其他指標組間比較差異均無統計學意義(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，差異有統計學意義(P<0.05), 而VEGF水平差異無統計學意義(P>0.05)。對照組治療前后FN、VEGF及LDH水平差異均無統計學意義(P>0.05)。見表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指標的AUC較低(<0.6), 診斷性能較差。見圖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組與對照組的鑒別ROC曲線; C: VE組與對照組的鑒別ROC曲線。

2.3 急性期不同組內FN、VEGF及LDH水平的相關性分析

BM組中, FN與VEGF及LDH之間兩兩指標呈正相關性; VE組中, VEGF與LDH之間呈正相關性，而對照組中FN、VEGF及LDH三者之間均無相關性。見表4。

表4 3組內FN、VEGF及LDH水平的相關性分析

3 討 論

BM和VE往往是通過典型的臨床表現、腦脊液生化和細胞學檢查診斷和鑒別，但由于實際臨床工作中抗生素的不合理使用以及顱內感染臨床表現的多樣性，很多顱內感染患兒呈現不典型的臨床表現和非特異的腦脊液檢查結果，使得臨床診斷難以及時明確，進而延誤患兒病情。因此, BM和VE的的早期鑒別診斷尤其重要。

FN是一種多結構域高分子糖蛋白，廣泛存在于細胞外基質、血漿及組織液中，也是構成細胞外基質和基底膜的主要成分，其表達與組織的改變、組織損傷以及炎癥反應等多種病理過程有關[9]。研究[10]表明, FN是許多微生物的靶點，微生物受體與纖維連接蛋白的結合促進了宿主細胞的附著和感染。正常情況下，腦脊液中FN表達水平較低。當BBB通透性增加時, FN可穿過該屏障進入腦脊液中，使其特異性升高。若感染等原因引起腦組織損傷時，也可導致腦脊液中細胞外基質蛋白和神經組織細胞外間隙的內源性FN濃度增加[11]。研究[12]發現BM患者FN表達水平顯著升高。相關研究[13]顯示, BM患者腦脊液中FN水平顯著高于VE組及健康對照組。本研究結果顯示，急性期BM患兒腦脊液FN水平顯著高于VE組和對照組，而VE組顯著低于對照組，提示該指標可以很好地鑒別CNS感染及病原類型，與現有研究一致。VEGF是作用于血管內皮細胞的一種分泌性糖蛋白，具有增強血管通透性的作用[14], 其在腫瘤、炎癥及缺血、缺氧的病理過程中表達顯著升高[15]。研究[16]顯示VEGF作為一種炎癥介質，可增強BBB通透性，參與CNS感染發生發展。一項研究[17]顯示, BM患者腦脊液中VEGF高表達，而VE患者的VEGF表達較低; 程大也等[18]研究也表明, BM患者腦脊液中VEGF水平高于對照組和VE組，而VE患者和對照組的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[19]。LDH是一種糖酵解酶，富含于機體所有組織細胞內，當組織受損時, LDH水平會明顯增加[20]。在BM患者腦組織中，病原體的大量繁殖會導致腦組織水腫和顱內壓增高，造成腦血流量減少和腦組織缺氧缺血，進而導致局部糖酵解加強，腦脊液中LDH含量升高; 此外，病變部位的大量粒細胞浸潤、代謝增加和胞內酶釋放入腦脊液也會進一步導致LDH水平上升。VE主要表現為腦實質病變和單核細胞浸潤, BBB受損程度相對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組和對照組之間無差異。

本研究結果顯示, 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，對照組的VEGF、LDH水平無明顯改變，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，與以往研究結果基本相符。BM發病過程中細菌主要經過血液循環侵入腦膜，大量細菌進入血液，刺激炎性細胞產生并釋放大量細胞因子及炎性介質。而VE發病時病原體入侵腦膜的途徑主要是經周圍神經逆行傳播，所以VE的BBB受損程度及炎性反應均輕于BM, 因此急性期BM的腦脊液炎癥因子水平相對高于VE。治療后腦損傷減輕及炎癥反應改善，推測CNS機制中的相關因子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，提示臨床可針對不同的指標進行區別利用。此外，本研究結果顯示, BM組中FN與VEGF及LDH之間兩兩呈正相關性; VE組中VEGF與LDH之間呈正相關性; 而對照組中FN、VEGF及LDH三者之間均無相關性。推測在CNS細菌感染急性期, FN、VEGF及LDH之間可能存在相互作用，共同促進疾病的發生發展，其機制可能為VEGF提高BBB通透性，諸多病原體、炎癥細胞及腦脊液中相關因子聚集, FN進入血腦屏障后升高，繼而出現腦水腫、顱內高壓以及腦組織缺血、缺氧，導致無氧酵解加強, LDH水平增高，同時腦脊液中炎性細胞代謝過程中釋放的胞內酶也使LDH進一步升高，導致三者之間出現了正相關性。而非CNS感染患兒中則不存在此種作用機制，因而指標間未有相互影響。

綜上所述, BM、VE及非CNS感染急性期內患兒腦脊液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。監測FN、VEGF及LDH表達水平的變化也可作為CNS感染發病機制中的研究方向。