腦脊液降鈣素原在顱內感染中的表達及意義

向 昊，陳偉明

(海口市人民醫院中南大學湘雅醫學院附屬海口醫院神經外科，海南 海口 570208)

腦脊液降鈣素原在顱內感染中的表達及意義

向 昊，陳偉明

(海口市人民醫院中南大學湘雅醫學院附屬海口醫院神經外科，海南 海口 570208)

顱內感染是神經外科常見并發癥之一，由于顱腦生理結構的特殊性，臨床上很難早期確診顱內感染。近年來研究發現降鈣素原是一種與細菌性感染密切相關的感染標志物。由于降鈣素原生成、代謝迅速且不受其他因素干擾，目前已經廣泛用于臨床各科室細菌性感染的診斷與鑒別。本文主要討論顱內感染的臨床確診方法以及降鈣素原的臨床特點、腦脊液降鈣素原在顱內感染診斷中的應用價值。

顱內感染；腦脊液；降鈣素原

顱內感染是臨床上常見的中樞神經系統感染性疾病，其病情發展迅速，治療困難，是神經外科危急重癥之一。文獻報道開顱手術后顱內感染率為1.75%～15.00%，感染死亡率在10%之間[1]。感染加重患者病情，影響預后，嚴重者導致患者死亡。因此如何早期診斷顱內感染具有重要意義。

1 顱內感染的診斷

臨床確診顱內感染是通過臨床診斷加病原學檢查綜合分析。臨床診斷包括患者發熱、顱高壓癥狀(頭痛、嘔吐、意識障礙加深)、腦膜刺激征(頸抵抗、布、克氏征陽性、角弓反張)、腦脊液(CSF)炎性改變、腦脊液白細胞輕至中度升高，或經抗菌藥物治療后癥狀體征消失，腦脊液恢復正常。病原學診斷包括：(1)腦脊液中培養出病原菌；(2)腦脊液病原微生物免疫學檢測陽性；(3)腦脊液涂片找到病原菌。但是各種診斷均不具備特異性。發熱在腦出血術后患者中常見，顱內出血、手術應激、肺部感染、尿路感染、中樞神經損傷均會導致發熱[2]。顱腦手術后患者往往有一段時間的昏迷期，很難早期通過意識狀態判斷感染，腦室內血液刺激可誘發腦膜刺激征及腦室無菌性炎癥[3]。正常情況下腦脊液中白細胞增多能客觀反映顱內感染情況，但在腦出血的患者中由于血液破入腦室、手術應激、血腦屏障破壞等使術后腦脊液白細胞升高[4]，很難通過腦脊液白細胞計數判斷早期顱內感染。雖有腦出血時腦脊液白細胞校正公式，如當WBC未校正/(RBCCS×WBC血液/RBC血液)的比值大于10時，對細菌性腦膜炎的診斷靈敏度為88%、特異性為90%[5]。但校正的公式需要手工計數，換算繁瑣且精確性差很容易出現錯誤。最終以培養為金標準也有其局限性：(1)報告時間長(48～72 h)；(2)臨床陽性率較低，為5.4%～50%[6](可能與醫院檢驗水平或感染菌的性狀等有關)。顱內感染早期診斷仍是臨床面臨的難題之一，神經外科需要一種能早期確診顱內感染的檢驗方法。

2 PCT病理生理

降鈣素原(Procalcitonin，PCT)是20世紀90年代首先在膿毒血癥患者的血清中檢測到的蛋白。PCT的基因定位于11號染色體上(11p15，4)，該基因包含2 800堿基對，同時含6個外顯子與5個內含子。轉錄后在甲狀腺濾泡旁細胞的粗面內質網內翻譯成降鈣素原前體(Preproca lciton in)，降鈣素原前體包括N端84個氨基酸、降鈣蛋白和活性降鈣素三部分。降鈣素原前體在內源多肽酶作用下剪掉nPro-CT端單一序列，生成相對分子質量為13×103、包含116個氨基酸的PCT，PCT和降鈣素在基因60～91位上具有相同的氨基酸的序列，PCT是無激素活性的降鈣素前肽物質。生理狀態下，PCT在甲狀腺c細胞或其他內分泌細胞內合成，病理狀態下，PCT也可由腦、肝、心、肺、腎、腎上腺、胰腺等甲狀腺以外的器官合成[7]。研究顯示，PCT在健康個體中的濃度非常低(＜0.1 ng/ml)，并且在活體內外都是非常穩定的蛋白，收集標本24 h后，PCT濃度在室溫下大約下降12%，在4℃大約下降6%。PCT在細菌內毒素、脂多糖等細胞因子誘導下，2～3 h開始增加，2 h血漿中可檢測到，6～8 h體內濃度快速升高，12～48 h到達峰值，2～3 d后恢復正常。PCT是次級炎癥因子，本身不直接參與啟動膿毒血癥反應，但可放大并加重膿毒血癥病理過程。動物實驗證明在體內注射內毒素，血清PCT 2 h內達到高峰，并且超過了基礎水平的100倍，持續升高了24 h。給健康志愿者靜脈內注射內毒素，血清PCT均在24 h達到高峰[8]。Tavares[9]研究倉鼠發現，將人類的PCT注入膿毒血癥的倉鼠中加快了它的死亡，而同樣將人類PCT注入健康倉鼠未引起任何變化。同樣在膿毒血癥的倉鼠中注入CT抗原能明顯降低膿毒血癥倉鼠的死亡率。

PCT代謝途徑目前尚未明了，臨床研究顯示腎功能衰竭患者與健康受試者PCT濃度的變化無顯著性差異。血清PCT的腎臟清除率遠小于1 ml/min。研究顯示在膿毒癥患者與正常人的尿液與血清PCT比值相對恒定，約在1:4之間。因此，對有腎功能損傷的患者而言，仍可用PCT來做診斷。

3 PCT的測定

降鈣素原的測定主要有放射免疫學分析法、雙抗夾心免疫化學發光法(ILMA)、膠體金比色法(B.R.A. H.M.SPCT-Q-半定量快速實驗)，透射免疫濁度法四種。雙抗夾心免疫化學發光法(ILMA)采用雙單克隆抗體，一個抗體為降鈣素抗體，另一個為抗鈣素抗體，分別結合到PCT分子的降鈣素和抗鈣素部位，可排除交叉反應。其中一個抗體包含光標記，另一個未標記的抗體固定在試管內壁，反應過程中兩個抗體與PCT分子結合形成三明治復合體，其發光部位于反應管的表面。該法操作簡便，特異性強，敏感性高，2 h可以出結果，臨床較常用[10-11]。

4 PCT在感染中的運用

生理情況下PCT在成人血清含量極少(＜0.1 ng/ml)，病理狀態時PCT升高與病情嚴重度相關。研究表明當血清PCT＜0.05 ng/ml時處于正常范圍內；0.05～0.5 ng/ml時機體有局部感染；0.5～2 ng/ml機體有全身感染(膿毒癥)；2～10 ng/ml機體嚴重的膿毒感染；＞10 ng/ml時膿毒性休克[12]。2001年國際膿毒癥會議把PCT作為膿毒癥診斷指標之一并且目前已經廣泛運用于血液腫瘤科、麻醉科、內科、移植外科、新生兒科、兒科、外科等領域感染性疾病的早期診斷[13]。Tamura等[14]研究發現在社會獲得性肺炎的患者中PCT明顯升高，且PCT變化情況與病情發展程度密切相關。Berg等[15]通過對4 221例呼吸道感染患者抗生素的運用中發現，PCT作為細菌性感染的敏感指標能在一定程度上可以指導抗生素的使用和停用，有效地控制患者病情，減少耐藥性細菌出現。由于PCT在新生兒期不受母體PCT水平高低和窒息低氧損傷引起的急性炎癥反應影響，僅與新生兒自身細菌感染嚴重程度相關，在新生兒感染病診斷中有特殊意義[16-17]。Ray等[18]研究發現，在細菌性腦膜炎患者患者中CRP、PCT、腦脊液白細胞和中性粒細胞計數、腦脊液葡萄糖/血糖水平均顯著高于正常組，并且作為早期診斷細菌性腦膜炎的指標，降鈣素原的診斷敏感性為87%，特異性100%，顯著優于其他診斷指標。

誘發PCT產生的主要原因是機體在細菌感染時產生的白介素-1β的刺激反應。在病毒性感染時不僅產生白介素-1β同時也有γ-干擾素生成，γ-干擾素抑制了白介素-1β對機體的刺激性反應導致PCT水平在病毒性感染時無變化。故PCT可用于鑒別診斷細菌性和病毒性感染[19]。馬曉薇等[20]在研究真菌與細菌感染時發現以血清PCT值＜0.5 ng/ml為標準，真菌感染組陽性率為73.47%,細菌感染組陽性率為9.62%；當PCT≥0.5 ng/ml時，真菌感染組陽性率為26.53%，細菌感染的陽性率為90.38%。單單一次PCT檢測不容易鑒別細菌感染與真菌感染，連續監測PCT濃度變化，更容易看出真菌感染時的變化規律。在對比革蘭氏陰性菌、革蘭氏陽性菌、厭氧菌方面，目前國外普遍認為：PCT升高的幅度在區分不同類型細菌感染時沒有太大意義，但是革蘭氏陰性菌無論是存活階段、還是菌體死亡都會釋放內毒素，可能存在一個二次刺激導致PCT濃度較高于其他感染。故當lnPCT＞30或40，或者更高，臨床在經驗性選用抗生素時應偏重考慮陰性菌感染。

神經外科顱內感染有別于其他學科。在神經外科患者由于長期臥床，留置尿管使血清PCT受到干擾[21]，同時由于血腦屏障的存在早期的局部顱內感染可能不能在血清中有明顯表現。因此有學者提出用腦脊液中的PCT直接反映顱內感染情況。周振軍等[22]研究開顱術后顱內感染患者腦脊液和血清PCT，腦脊液和血液白細胞計數等指標并進行做受試者特征工作曲線，以PCT濃度≥0.1 ng/ml、腦脊液WBC計數≥20×106/L、血液WBC計數≥10×109/L為陽性閾值，腦脊液PCT、腦脊液WBC計數、血清PCT和血液WBC計數對顱內感染診斷的敏感度分別為95.0%、90.5%、60.0%和70.0%，特異性分別為90.0%、55.0%、80.0%、50.0%。其中腦脊液PCT在敏感度與特意度上均高于其他兩者，提示腦脊液PCT在顱內感染中更具有診斷價值。腦脊液中PCT值升高主要原因可能與顱腦手術后應激，血腦屏障破壞血液破入腦室，以及腦細胞在顱內感染時也可以生成PCT有關。

Konstantinidis等[23]通過分析重癥ICU病房中細菌性腦膜炎患者(19例)，病毒性腦膜炎(11例)和對照組無腦膜炎患者(28例)的腦脊液PCT水平變化情況時發現，取PCT≥0.5 ng/ml為陽性診斷標準時，細菌性腦膜炎中的19例患者腦脊液PCT值均高于0.5 ng/ml。而在所有病毒性腦膜炎和正常對照組中腦脊液PCT值均＜0.5 ng/ml。這一結果提示腦脊液中的PCT與血清中的PCT在鑒別不同種類感染時有相同效果。

臨床研究發現顱內感染患者未處理之前血清和腦脊液PCT(以PCT=0.5 ng/ml為標準)均有明顯增高。而在運用抗生素治療之血清和腦脊液PCT值均有下降，與治療時腦脊液培養陽性結果比較血清和腦脊液PCT在顱內感染的診斷上陽性率明顯高于前者。并且比較血清和腦脊液PCT值時發現腦脊液中PCT值下降幅度要小于血清PCT，這說明對于通過腦脊液PCT判斷應用抗生素后患者是否仍存在顱內細菌感染有更好的參考價值，更能反映療效，指導治療[24]。

盡管目前臨床上尚未有廣泛認可的方法去早期診斷顱內感染。但是PCT在顱內感染中的診斷價值已經被大多數人所認可。未來研究可能更加傾向于PCT的閾值與不同部位、不同細菌引起的顱內感染之間的關系上。

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1003—6350（2015）05—0699—03

10.3969/j.issn.1003-6350.2015.05.0250

2014-06-11)

陳偉明。E-mail：125028654@qq.com