病毒性脑炎及化脓性脑膜炎是儿童神经系统 常见感染性疾病,病原自身及其所释放的毒素直 接对神经系统造成损害,同时病原体所激发的机 体免疫激活,将产生瀑布式炎症反应,加重神经系统的损伤,造成诸如认知和行为障碍、癫癎、 精神改变、局灶性神经功能缺失等严重后果[1, 2]。 新蝶呤(neopterin,NPT)是体内三磷酸鸟苷代谢 衍生的低分子化合物,主要由单核细胞 / 巨噬细胞 合成[3];S100b 是一种酸性钙结合蛋白,特异性地 存在于神经系统中[4]。两者都参与机体免疫调节过 程,近些年来,两者和神经系统感染性疾病的关 系备受关注[5, 6]。鉴于儿童中枢感染性疾病的严重 危害,临床中需要及早进行诊断及鉴别诊断,然 而目前广泛使用的脑脊液常规指标在诊断及鉴别 诊断上有一定的局限性。故本文回顾性分析中枢 神经系统感染患儿脑脊液中 NPT 及 S100b 浓度, 探索脑脊液 NPT 及 S100b 在儿童中枢神经系统感 染的价值。 1 资料与方法 1.1 研究对象
选取我院神经科在 2012 年 1 月至 2012 年 12 月之间收治的中枢神经系统感染患儿 47 例及外科 收治的需腰椎穿刺蛛网膜下腔麻醉的非感染性疾 病患儿 31 例为研究对象,其中男 40 例,女 38 例, 平均月龄 65.5 个月。所有病例入院后进行脑脊液 常规、生化、脑电图、头颅 CT/MRI 等检查,结合 临床并参照《诸福棠实用儿科学》的相关诊断标 准[7, 8],47 例中枢神经系统感染患儿中,化脓性脑 膜炎患儿 17 例,病毒性脑炎患儿 30 例。 1.2 标本采集
中枢神经系统感染患儿在治疗前急性期内进 行腰椎穿刺,采集脑脊液标本 1 mL(排除穿刺有 损伤者标本),冻存于 -20℃低温冰箱中,同时送 其余常规脑脊液检测项目(包括脑脊液常规、生化、 免疫球蛋白等)。对照组均为手术前麻醉过程中 经家属知情同意下采集脑脊液标本。 1.3 检测方法
应 用 ELISA 法 检 测 脑 脊 液 中 NPT 及 S100b 浓 度,其 中 NPT ELISA 试 剂 盒 购 自 德 国 IBLInternational GmbH 公司;S100b ELISA 试剂盒由上 海西唐生物科技有限公司提供,操作过程严格按 照各试剂盒说明书由检验科专人操作。 1.4 统计学分析
应用 SPSS 20.0 软件对数据进行统计学分析,计数资料以例数表示,多组比较采用卡方检验; 符合正态分布的计量资料以均数 ± 标准差(x±s) 表示,两组间比较采用t检验;不符合正态分布的 计量资料采用中位数(四分位数间距)[M(P25, P75)] 表示,多组计量资料组间比较采用 KruskalWallis H法,组间两两比较采用Mann-Whitney U检验;采用 Spearman 法分析脑脊液中 NPT 及 S100b 水平与年龄是否相关;Logistic 回归法计 算联合检测预测因子;采用受试者工作特征曲线 (receiver operating characteristic curve,ROC)方法 评价 NPT 及 S100b 在儿童中枢神经系统感染尤其 是病毒性脑炎诊断中的价值。P<0.05 为差异有统 计学意义。 2 结果 2.1 临床一般资料
各组男女性别组成上差异无统计学意义 (χ2=0.173,P=0.917),化脓性脑膜炎患儿年龄 在1个月23 d至10岁10个月之间(中位值43个 月),病毒性脑炎患儿年龄在 5 个月至 14 岁 5 个 月之间(中位值 86 个月),对照组患儿年龄分 布在 5 个月至 13 岁 7 个月(中位值 60 个月), 病毒性脑炎患儿发病年龄较对照组及化脓性脑膜 炎组高(分别U=307.00、116.50,均P<0.05), 而化脓性脑膜炎组和对照组相比差异无统计学意 义(U=181.50,P=0.076)。化脓性脑膜炎患儿起 病后平均就诊时间与病毒性脑炎患儿相比差异无 统计学意义(t=-1.316,P=0.195)。化脓性脑膜 炎患儿中,脑脊液共计培养出细菌 6 例,阳性率 35%,其中肺炎链球菌 3 例,流感嗜血杆菌 2 例, 大肠杆菌 1 例;病毒性脑炎患儿中有 2 例脑脊液 EV-71 DNA 检测阳性。见表 1。
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表 1 不同组患儿资料基线情况比较 |
为了解年龄因素对 NPT 及 S100b 浓度的影响, 本研究进行了对照组脑脊液 NPT 及 S100b 与年龄 的相关性分析。发现脑脊液 NPT 及 S100b 与年龄 (月)的 Spearmam 相关系数分别为 0.159(P=0.392) 及 0.261(P=0.157),提示两种因子和儿童年龄之 间无明确相关性。 2.3 三组脑脊液 NPT、S100b 水平的比较
脑脊液 NPT 在化脓性脑膜炎、病毒性脑炎及 对照组 3 组患儿之间差异有统计学意义(H=12.03, P=0.002),病毒性脑炎患儿 NPT 明显高于化脓性 脑膜炎组及对照组(分别U=159.00、238.50,均 P<0.05),而化脓性脑膜炎组和对照组之间 NPT 水平差异无统计学意义(U=204.50,P=0.203); 脑脊液S100b 水平在化脓性脑膜炎、病毒性脑 炎及对照组 3 组患儿之间差异也有统计学意义 (H=58.899,P<0.001),病毒性脑炎患儿 S100b 水平明显高于化脓性脑膜炎组及对照组(分别 U<0.001、U=20.50,均P<0.001),且 化 脓 性 脑 膜炎组较对照组高(U=143.00,P=0.009)。提示 NPT 及 S100b 在临床筛选病毒性脑炎患儿中有一 定的价值。见表 2 。
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表 2 不同组患儿脑脊液 NPT 及 S100b 水平的比较 [M(P25,P75)] |
绘制 NPT 及 S100b 在病毒性脑炎及非病毒性 脑炎患儿的 ROC 曲线,发现当脑脊液中 NPT 浓度 设定为 54.85 nmol/L 时,病毒性脑炎组和非病毒 性脑炎组比较,曲线下面积(Area under the curve, AUC)、 敏感度、特异度分别为0.724、50%、 95.5%,约登指数为 0.455;脑脊液中 S100b 设定为 0.384 ng/mL 时,病毒性脑炎组和非病毒性脑炎 组比较,AUC 值、敏感度、特异度分别为 0.985、 93.3%、97.9%,约登指数为 0.912,提示 S100b 相 对于 NPT 在儿童病毒性脑炎中更具诊断价值。以 疾病状态为应变量,NPT 浓度及 S100b 浓度为自 变量,建立 Logistic 回归模型,绘制联合预测因子 P 的 ROC 曲线,发现当 P 值为 0.419 时,病毒性 脑炎组和非病毒性脑炎组比较,AUC 值、敏感度、 特异度分别为 0.992、96.7%、97.9%,约登指数为 0.946,提示联合使用该两种指标,有助于提高诊 断准确率。见图 1~2。
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图 1 脑脊液 NPT 及 S100b 浓度 ROC 图 |
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图 2 联合预测因子 ROC 图 |
NPT 生物稳定性好,对疾病的诊断、鉴别诊 断及预后评估有一定的意义。中枢神经系统 NPT 是由人类单核 / 巨噬细胞及树突状细胞经由 γ 干 扰素(IFN-γ)刺激所得[3],故脑脊液 NPT 是一 个较敏感的炎症标记物[5]。本研究发现病毒性脑炎 患儿NPT 浓度明显高于对照组及化脓性脑膜炎组,和 Kawakami 等[9] 报道一致,但是本研究中还发现 化脓性脑膜炎组患儿脑脊液 NPT 浓度和对照组无 区别,与文献报道存在出入,分析可能有以下几 个原因:(1)化脓性脑膜炎时脑脊液 IFN-γ 的增 加幅度小于病毒性脑炎[6] ,而 IFN-γ在NPT的产 生中有着极其重要的作用,免疫反应的级联放大 作用导致本组化脓性脑膜炎患儿脑脊液 NPT 浓度 尚未升高到具有统计学意义的数值;(2)细菌感 染时机体主要发生由 Th2 细胞介导的免疫反应, 诸 如 IL-4、IL-5、IL6、IL-9、IL-10、IL13、IL25 等细胞因子增加[10],但是这些细胞因子并不能诱 导 NPT 的生成;(3)本研究中化脓性脑膜炎患儿 病例数较少,检出效能相对较低,扩大样本量后 可能会检出存在的差异。
S100b 存在于细胞增殖、分化、存活及迁移 等过程[4]。在脑内主要是由活化的神经胶质细胞分 泌[11],故能特异性地代表中枢神经系统损伤。目 前研究发现,早产儿脑损伤、格林巴利综合征等 疾病中均有 S100b 的增高[12, 13]。Park 等[14] 在检测 中枢神经系统感染后脑脊液 S100b 浓度的同时通 过 MRI 技术评估神经元损伤程度,发现 MRI 证实 感染后存在神经元损伤患者的脑脊液 S100b 水平 明显高于感染后未损伤组及正常对照组。本研究 中化脓性脑膜炎及病毒性脑炎脑脊液中 S100b 浓 度均比对照组高,而且病毒性脑炎组较化脓性脑 膜炎组升高更为明显,提示中枢神经系统感染后 存在神经元的损伤,病毒性脑炎尤甚。
另外,本研究采用 ROC 法发现,当脑脊液 NPT 浓度分界点设定为 54.85 nmol/L 时,可以很 好地区分病毒性脑炎及非病毒性脑炎,特异度为 95.5%,但是敏感度不强,约登指数仅 0.455,提 示 NPT 并非一个很好的鉴别诊断病毒性脑炎的指 标。而 S100b 浓度为 0.384 ng/mL 时对病毒性脑炎 的诊断灵敏度及特异性均在 90% 以上,约登指数 也达到了 0.912,说明 S100b 是一个很好的诊断病 毒性脑炎的指标。Logistic 回归分析法提示在临床 上可以联合测定两种标记物浓度,进行一定的运 算,以提高临床诊断率。
综上,两种脑脊液中的标记物在儿童中枢神 经系统感染性疾病中均发生了改变,但在病毒性 脑炎中增高尤其明显,提示病毒性脑炎神经损伤 较明显。脑脊液中 NPT 及 S100b 的检测对儿童中 枢神经系统感染的诊断及鉴别诊断有一定意义。而且,针对 NPT、S100b 的快速临床检测试剂的研 制已经取得进展[15, 16],故上述两种标记物有望在 临床上对儿童神经系统感染尤其是病毒性脑炎的 诊断提供帮助。
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