開顱術后顱內感染患者腦脊液促炎性細胞因子及血腦屏障破壞程度與預后的關系分析

【摘要】 目的：分析開顱術后顱內感染患者腦脊液促炎性細胞因子及血腦屏障破壞程度與預后的關系。方法：回顧性分析2019年6月—2023年6月于宜春市人民醫院實施開顱術后發生顱內感染的60例患者的臨床資料。所有患者均檢測腦脊液促炎性細胞因子[高遷移率族蛋白B-1（HMGB-1）、巨噬細胞炎癥蛋白-1α（MIP-1α）、γ干擾素（IFN-γ）、白細胞介素-6（IL-6）]和血腦屏障破壞程度[腦脊液白蛋白/血清白蛋白比值]。根據預后情況[格拉斯哥昏迷量表（GCS）評分]將患者分為預后良好組（GCS評分>8分，n=24）和預后不良組（GCS評分≤8分，n=36），比較兩組腦脊液HMGB-1、MIP-1α、IFN-γ、IL-6水平和腦脊液白蛋白/血清白蛋白比值，使用Pearson相關系數分析腦脊液促炎性細胞因子、血腦屏障破壞程度與預后的相關性。以受試者操作特征（ROC）曲線分析腦脊液促炎性細胞因子聯合血腦屏障破壞程度預測開顱術后顱內感染患者預后情況的價值。結果：預后不良組腦脊液HMGB-1、MIP-1α、IFN-γ、IL-6水平和腦脊液白蛋白/血清白蛋白比值均顯著高于預后良好組，差異均有統計學意義（P<0.05）。Pearson相關系數分析結果顯示，腦脊液HMGB-1、MIP-1α、IFN-γ、IL-6水平和腦脊液白蛋白/血清白蛋白比值與開顱術后顱內感染患者GCS評分均呈負相關（P<0.05）。ROC曲線中，腦脊液HMGB-1、MIP-1α、IFN-γ、IL-6水平聯合腦脊液白蛋白/血清白蛋白比值預測開顱術后顱內感染患者預后情況的曲線下面積（AUC）為0.977，敏感度為94.44%，特異度為92.50%。結論：開顱術后顱內感染患者腦脊液促炎性細胞因子及血腦屏障破壞程度與預后密切相關，臨床可通過檢測其水平，預測患者預后。

【關鍵詞】 開顱術后顱內感染 腦脊液促炎性細胞因子 血腦屏障破壞程度 預后

Analysis of Relationship between Cerebrospinal Fluid Proinflammatory Cytokine and Blood-brain Barrier Disruption Degree and Prognosis in Patients with Intracranial Infection after Craniotomy/WANG Nanfei， LI Pinggen， WU Hao， WANG Chao， LIU Wenxing. //Medical Innovation of China， 2024， 21（27）： -147

[Abstract] Objective： To analyze the relationship between cerebrospinal fluid proinflammatory cytokine and blood-brain barrier destruction degree and prognosis in patients with intracranial infection after craniotomy. Method： The clinical data of 60 patients with intracranial infection after craniotomy in Yichun People's Hospital from June 2019 to June 2023 were retrospectively analyzed. Cerebrospinal fluid proinflammatory cytokine [high mobility group protein B-1 （HMGB-1）， macrophage inflammatory protein-1α （MIP-1α）， γ interferon （IFN-γ）， interleukin-6 （IL-6）] and blood-brain barrier destruction degree [cerebrospinal fluid albumin/serum albumin ratio] were measured in all patients. According to the prognosis [Glasgow coma scale （GCS） score]， the patients were divided into good prognosis group （GCS score >8 points， n=24） and poor prognosis group （GCS score ≤8 points， n=36）. The levels of HMGB-1， MIP-1α， IFN-γ， IL-6 and the cerebrospinal fluid albumin/serum albumin ratio were compared between the two groups. Pearson correlation coefficient was used to analyze the correlation between cerebrospinal fluid proinflammatory cytokine， blood-brain barrier destruction degree and prognosis. Receiver operator characteristic （ROC） curve was used to analyze the value of cerebrospinal fluid proinflammatory cytokine combined with blood-brain barrier destruction degree in predicting the prognosis of patients with intracranial infection after craniotomy. Result： The levels of HMGB-1， MIP-1α， IFN-γ， IL-6 and the cerebrospinal fluid albumin/serum albumin ratio in the poor prognosis group were significantly higher than those in the good prognosis group， the differences were statistically significant （P<0.05）. The results of Pearson correlation coefficient analysis showed that the levels of HMGB-1， MIP-1α， IFN-γ， IL-6 and the cerebrospinal fluid albumin/serum albumin ratio were negatively correlated with the GCS scores of patients with intracranial infection after craniotomy （P<0.05）. In ROC curve， the area under the curve （AUC） of HMGB-1， MIP-1α， IFN-γ and IL-6 combined with cerebrospinal fluid albumin/serum albumin ratio predicted the prognosis of patients with intracranial infection after craniotomy was 0.977， the sensitivity was 94.44%， and the specificity was 92.50%. Conclusion： In patients with intracranial infection after craniotomy， the cerebrospinal fluid proinflammatory cytokine and blood-brain barrier destruction degree is closely related to the prognosis， the prognosis of patients can be predicted by detecting their levels clinically.

[Key words] Intracranial infection after craniotomy Cerebrospinal fluid proinflammatory cytokine Blood-brain barrier disruption degree Prognosis

First-author's address： Department of Neurosurgery， Yichun People's Hospital， Yichun 336000， China

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2024.27.033

*基金項目：宜春市科技計劃項目（JXYC2018KSB002）

①宜春市人民醫院神經外科 江西 宜春 336000

通信作者：劉文星

臨床神經外科常用開顱手術治療顱腦損傷、腦血管疾病等，而開顱術后發生顱內感染是影響治療效果、延長患者住院時間、增加死亡風險的主要原因之一[1]。細菌、真菌等病原體進入顱內入侵神經系統則導致顱內感染發生，其致殘率和致死率均較高，但由于顱內情況難以觀察，且術后短時間內患者通常處于昏迷狀態，導致臨床無法及時發現顱內感染發生，易導致最佳治療時間錯過，影響患者預后[2-3]。臨床可通過動態監測感染相關因子，及時發現顱內感染，以便早期采取有效治療，改善患者預后。腦脊液培養為診斷顱內感染的金標準，相較于血清指標檢測，腦脊液指標檢測評估價值更高[4]。促炎反應、抗炎反應在感染全過程中均存在，導致炎癥因子水平變化，檢測腦脊液炎癥因子水平，可反映其顱內炎癥反應發生情況[5]。正常情況下，由于血腦屏障存在，腦脊液蛋白質含量極少，而中樞神經系統疾病常導致血腦屏障破壞，增加其通透性，導致白蛋白等大分子物質可從血液進入腦脊液，因此腦脊液白蛋白/血清白蛋白比值可反映血腦屏障損傷程度，進而輔助判斷顱腦損傷程度[6]。本次研究選取院內開顱術后發生顱內感染的患者為研究對象，分析腦脊液促炎性細胞因子及血腦屏障破壞程度與預后關系，現將結果報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

回顧性分析2019年6月—2023年6月于宜春市人民醫院實施開顱術后發生顱內感染的60例患者的臨床資料。納入標準：（1）實施開顱手術且經腦脊液白細胞計數、細菌培養等確診為顱內感染[7]；（2）首次實施開顱手術；（3）首次發生顱內感染；（4）臨床資料完整。排除標準：（1）術前合并腦膜炎、蛛網膜炎等腦組織感染相關疾病；（2）術前合并腦梗死、顱內血管畸形等嚴重疾病；（3）合并心臟疾病、腎功能障礙、肺部感染等嚴重內科疾病；（4）合并惡性腫瘤；（5）術前存在其他感染性疾病；（6）合并免疫系統疾病。60例患者中男35例，女25例；年齡31～67歲，平均（49.11±8.63）歲；開顱手術原因：自發性腦出血31例，顱內良性腫瘤5例，顱腦創傷24例。根據預后情況[出院時格拉斯哥昏迷量表（GCS）評分[8]]將患者分為預后良好組（GCS評分>8分，n=24）和預后不良組（GCS評分≤8分，n=36）。本研究經宜春市人民醫院醫學倫理委員會批準。

1.2 方法

1.2.1 腦脊液促炎性細胞因子水平檢測 對于不同病情的患者分別采取腰椎穿刺術或腰大池引流術采集患者腦脊液樣本，保留腦脊液樣本中段，離心10 min取上清液注入1.5 mL塑料離心管中并編號，于-80 ℃下保存待檢。使用酶聯免疫吸附試驗（ELISA）試劑盒（日本Shino Test公司）進行檢測，試劑盒中包含標準品及稀釋液、檢測抗體、樣本稀釋液、酶標試劑、緩沖液、顯色底物、終止液、洗滌液。操作步驟：在酶標微量滴定板孔上設定空白孔、樣品孔和標準孔，空白孔不加入任何試劑，樣品孔中加入5 μL待測樣品，標準孔中加入20 μL標準樣品，混勻，于標準孔和樣品中各加入50 μL酶標記試劑，密封，置于37 ℃下存放1 h，吸出液體后干燥，使用適當洗滌液洗滌，洗滌后干燥，孔中加入顯色劑，搖勻后顯色15 min，加入終止溶液，15 min內測量每個孔在450 nm處吸光度，使用標準曲線的離子方程式依次計算樣品高遷移率族蛋白B-1（HMGB-1）、巨噬細胞炎癥蛋白-1α（MIP-1α）、γ干擾素（IFN-γ）、白細胞介素-6（IL-6）水平。

1.2.2 血腦屏障破壞程度 收集患者腦脊液2 mL和空腹靜脈血2 mL，離心20 min后使用全自動免疫分析儀以免疫比濁法檢測腦脊液白蛋白、血清白蛋白水平，并計算腦脊液白蛋白/血清白蛋白比值，評估血腦屏障破壞程度，其中評估標準為：比值<7.5×10-3，無損害；7.5×10-3≤比值<10×10-3，輕度損害；10×10-3≤比值<30×10-3，中度損害；比值≥30×10-3，重度損害。

1.3 觀察指標

比較兩組腦脊液HMGB-1、MIP-1α、IFN-γ、IL-6水平和腦脊液白蛋白/血清白蛋白比值；使用Pearson相關系數分析腦脊液促炎性細胞因子、血腦屏障破壞程度與預后的相關性。繪制受試者操作特征（ROC）曲線，讀取曲線下面積（AUC）、95%置信區間（95%CI）、敏感度、特異度、截斷值，分析腦脊液促炎性細胞因子聯合血腦屏障破壞程度預測開顱術后顱內感染患者預后情況的價值。

1.4 統計學處理

本研究數據采用SPSS 22.0統計學軟件進行分析和處理，計量資料以（x±s）表示，采用t檢驗；計數資料以率（%）表示，采用字2檢驗。以P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組腦脊液促炎性細胞因子水平、腦脊液/血清白蛋白比值及GCS評分比較

預后不良組腦脊液HMGB-1、MIP-1α、IFN-γ、IL-6水平和腦脊液白蛋白/血清白蛋白比值均高于預后良好組，GCS評分低于預后良好組，差異均有統計學意義（P<0.05），見表1。

2.2 腦脊液促炎性細胞因子水平、血腦屏障破壞程度與預后的相關性分析

Pearson相關系數分析結果顯示，腦脊液HMGB-1、MIP-1α、IFN-γ、IL-6水平和腦脊液白蛋白/血清白蛋白比值與開顱術后顱內感染患者GCS評分均呈負相關（P<0.05），見表2。

2.3 腦脊液促炎性細胞因子水平聯合血腦屏障破壞程度預測開顱術后顱內感染患者預后情況的價值

將開顱術后顱內感染患者預后情況作為應變量（預后良好=0，預后不良=1）建立ROC模型。ROC曲線分析顯示，腦脊液HMGB-1、MIP-1α、IFN-γ、IL-6水平、腦脊液白蛋白/血清白蛋白比值聯合預測開顱術后顱內感染患者預后情況的AUC、敏感度、特異度均高于單獨檢測，見表3、圖1。

3 討論

顱內感染為開顱手術破壞血腦屏障后病原菌侵襲顱內組織所致的繼發性感染，會造成患者顱腦組織二次損傷，可能對患者神經功能等造成不可逆損傷，進而提高患者術后殘疾、死亡風險[9]。臨床診斷術后顱內感染通常以腦脊液生化檢查、細菌學檢查等進行診斷，但由于無法準確查看顱內組織情況，臨床通常通過觀察患者體溫、心率等生命體征及腦脊液生化檢查指標，判斷顱內感染嚴重程度和顱腦損傷嚴重程度，進而預測其預后情況[10]。

HMGB-1廣泛分布于哺乳動物細胞中，為內源性炎癥因子，可調控炎癥反應、細胞凋亡等，參與機體炎癥反應損傷組織的損害過程[11]。MIP-1α為CC亞組趨化因子之一，為促炎性趨化因子，可由中性粒細胞、巨噬細胞、內皮細胞等多種細胞產生，廣泛表達于免疫細胞、中樞神經系統細胞等細胞中[12]。IFN-γ為具有廣泛免疫調節作用的淋巴因子之一，其水平升高表明機體組織血管通透性增加、炎癥細胞浸潤[13]。IL-6為目前與感染最相關的炎癥因子之一，在機體發生炎癥反應后，其水平會迅速升高[14]。本次研究結果中，預后不良組腦脊液HMGB-1、MIP-1α、IFN-γ、IL-6水平均顯著高于預后良好組；經Pearson相關系數分析顯示，腦脊液HMGB-1、MIP-1α、IFN-γ、IL-6水平與開顱術后顱內感染患者GCS評分均呈負相關；ROC曲線中，腦脊液HMGB-1、MIP-1α、IFN-γ、IL-6水平預測開顱術后顱內感染患者預后情況的AUC分別為0.775、0.712、0.802、0.828，敏感度分別為75.00%、69.44%、75.00%、77.78%，特異度分別為75.00%、66.67%、75.00%、83.33%，說明腦脊液HMGB-1、MIP-1α、IFN-γ、IL-6水平與開顱術后顱內感染患者預后情況密切相關。分析其原因，當機體發生炎癥反應狀態時，HMGB-1與細胞表面高親和力受體晚期糖基化終末產物受體等結合，誘導激活多種信號通路，啟動損傷相關分子模式型炎癥反應，促進炎癥反應進一步加重[15]。MIP-1α生物學功能復雜，可趨化、活化巨噬細胞、B淋巴細胞等，抑制線粒體-巨噬細胞形成集落的能力，并誘導產生IL-6等炎癥介質，在中樞神經系統中，可通過結合相應受體，調節巨噬細胞功能，進而參與神經系統炎癥反應[16]。IFN-γ參與細胞免疫、體液免疫，可活化巨噬細胞，促進B淋巴細胞發育增殖，其水平上升表明機體炎癥反應嚴重[17]。IL-6是由上皮細胞、纖維母細胞等細胞分泌的細胞因子，可誘導肝細胞合成急性蛋白，促進血管內皮黏附分子表達，增強局部炎癥反應[18]。在開顱手術顱內感染患者中，相較于血清，腦脊液中促炎性細胞因子可更準確反映顱腦組織炎癥反應情況，隨著促炎性細胞因子水平上升，其炎癥反應加重，顱腦組織損傷程度增加，進而提高預后不良風險。

在正常情況下，白蛋白由肝臟合成后，分泌進入血液，由于血腦屏障存在，腦脊液中白蛋白含量極低，但當血腦屏障損傷，其通透性增加，會導致腦脊液中白蛋白水平上升，因此腦脊液白蛋白/血清白蛋白比值可反映血腦屏障損傷程度[19-20]。本次研究結果中，預后不良組腦脊液白蛋白/血清白蛋白比值顯著高于預后良好組；經Pearson相關系數分析，腦脊液/血清白蛋白比值與開顱術后顱內感染患者GCS評分呈負相關；ROC曲線中，腦脊液白蛋白/血清白蛋白比值預測開顱術后顱內感染患者預后情況的AUC為0.782，敏感度為77.78%，特異度為79.17%，說明腦脊液白蛋白/血清白蛋白比值與開顱術后顱內感染患者預后情況存在一定相關性。分析原因，當腦脊液受到病原菌侵襲后，會導致血腦屏障通透性改變，進而導致血液中大分子物質進入腦脊液，其水平越高，說明血腦屏障損傷程度越高，則腦組織損傷程度越高，預后不良風險隨之提高[21]。但由于開顱手術也會對血腦屏障造成一定損傷，因此僅憑腦脊液白蛋白/血清白蛋白比值難以準確評估開顱術后顱內感染患者預后情況。本次研究結果中，腦脊液HMGB-1、MIP-1α、IFN-γ、IL-6水平聯合腦脊液白蛋白/血清白蛋白比值預測開顱術后顱內感染患者預后情況的AUC為0.977，敏感度為94.44%，特異度為92.50%，說明腦脊液HMGB-1、MIP-1α、IFN-γ、IL-6水平聯合腦脊液白蛋白/血清白蛋白比值預測開顱術后顱內感染患者預后具有較高價值。因為腦脊液中促炎性細胞因子結合血腦屏障破壞程度可從多方面評估開顱術后顱內感染患者機體情況，進而有利于預測預后。

綜上所述，開顱術后顱內感染患者腦脊液促炎性細胞因子及血腦屏障破壞程度與預后密切相關，在預測患者預后中具有較高預測價值，為臨床預估患者預后提供客觀評估依據。

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（收稿日期：2024-02-03） （本文編輯：馬嬌）