化膿性腦膜炎、病毒性腦炎患兒血清降鈣素原和基質(zhì)金屬蛋白酶9的變化研究*

孫裕平，于洪波，張玉英，蔣艷，馬少春

（青島大學(xué)附屬青島婦女兒童醫(yī)院 神經(jīng)內(nèi)科，山東 青島 266034）

中樞神經(jīng)系統(tǒng)感染的診斷常依靠典型臨床表現(xiàn)、腦脊液常規(guī)、生化檢查以及影像學(xué)改變來確診，但對于不典型起病或經(jīng)過不正規(guī)治療病例，其臨床表現(xiàn)、實驗室檢查往往不典型，早期診斷比較困難，尤其部分治療后化膿性腦膜炎（以下簡稱化腦）依據(jù)腦脊液檢查亦難以與病毒性腦炎（以下簡稱病腦）區(qū)分。因此尋找特異性強(qiáng)的實驗室指標(biāo)指導(dǎo)臨床，從而做到早期診斷、及時治療，對降低病死率、減少并發(fā)癥，以及改善預(yù)后具有重要意義。血降鈣素原（Procalcitonin,PCT）作為鑒別細(xì)菌和病毒感染的敏感指標(biāo)已得到公認(rèn)，且對化腦、病腦的鑒別診斷意義多有報道[1-3]。中樞神經(jīng)系統(tǒng)感染患兒血清和腦脊液中基質(zhì)蛋白金屬酶9（matrix metalloproteinase-9, MMP-9）參與血腦屏障損傷的病理生理過程，對中樞感染性疾病具有早期診斷的臨床意義，且能夠反映中樞神經(jīng)系統(tǒng)感染腦損傷的嚴(yán)重程度[4-5]。但對于PCT、MMP-9聯(lián)合檢測是否能夠更有助于中樞神經(jīng)系統(tǒng)感染的早期診斷或排除，國內(nèi)外尚未見報道。本研究通過對中樞神經(jīng)系統(tǒng)感染患兒血清PCT和MMP-9水平檢測，探討兩者在化腦、病腦診斷及鑒別診斷中的價值，為臨床早期診斷、及時治療提供實驗室依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 研究對象

選取2014年10月-2015年12月青島大學(xué)附屬青島市婦女兒童醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科病房收治的中樞神經(jīng)系統(tǒng)感染患兒51例。其中化腦患兒20例，病腦患兒31例，均符合《諸福棠實用兒科學(xué)》第8版診斷標(biāo)準(zhǔn)[6]。所有患者均除外中樞神經(jīng)系統(tǒng)外感染、腫瘤、免疫性疾病等疾病。所有患者均于入院當(dāng)日行腦脊液常規(guī)及生化檢查，并涂片革蘭染色檢測病原菌及腦脊液、血標(biāo)本細(xì)菌培養(yǎng)，行血常規(guī)、血清及腦脊液病毒DNA和抗體檢查。化腦組20例患兒，男性8例，女性12例；年齡40 d～11歲，平均2.8歲；明確病原菌17例，包括肺炎鏈球菌6例，晚發(fā)型B族鏈球菌4例，大腸桿菌3例，流感嗜血桿菌2例，金黃色葡萄球菌、銅綠假單胞菌各1例。病腦組31例患兒，男性19例，女性12例；年齡5個月～13歲，平均3.2歲；血清或腦脊液DNA檢測明確病原6例，余25例血清病毒抗體陽性，病原學(xué)包括柯薩奇病毒12例，流感病毒、單純皰疹病毒各4例，埃可病毒3例，腺病毒、副流感病毒、EB病毒、巨細(xì)胞病毒各2例。兩組年齡、性別、體重等比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。兩組血白細(xì)胞（white blood cell, WBC）、C反應(yīng)蛋白（C reactive protein, CRP）以及腦脊液檢查結(jié)果比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），見表1。本研究獲受試者家屬知情同意，并通過本院醫(yī)學(xué)倫理委員會批準(zhǔn)。

20例無熱驚厥患兒為對照組。其中男性11例，女性9例；年齡2個月～8歲，平均3.5歲；行腦脊液檢查，結(jié)合腦電圖、影像學(xué)檢查排除神經(jīng)系統(tǒng)感染及其他系統(tǒng)炎癥。年齡、性別與化腦組和病腦組比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），具有可比性。

表1 化腦組和病腦組血WBC、CRP、腦脊液比較 （±s）

表1 化腦組和病腦組血WBC、CRP、腦脊液比較 （±s）

腦脊液WBC/（×109/L）CRP/（mg/L）WBC/（×109/L） 清蛋白/（g/L） 葡萄糖/（mmol/L） 氯化物/（mmol/L）化腦組（n =20）18.61±6.20151.26±13.842.79±0.481.51±1.071.35±0.67104.56病腦組（n =31）5.25±2.325.38±0.290.44±0.110.45±0.093.56±0.28122.71 t值7.53127.78216.3155.6384.1022.594 P值0.0020.0000.0000.0030.0090.039血組別

1.2 方法

所有受試者均于入院后24h內(nèi)，取靜脈空腹血4 ml，離心分離上清液，置入-20℃冰箱冷凍保存待測。采用雙抗體夾心法酶聯(lián)免疫吸附實驗（ELISA）檢測MMP-9水平（試劑盒購自美國R&D公司），PCT檢測采用電化學(xué)發(fā)光法（試劑盒由瑞士ROCHE公司提供），嚴(yán)格按照說明書進(jìn)行檢測。以對照組血清PCT、MMP-9濃度為正常值界限，超過上限為異常升高。

1.3 統(tǒng)計學(xué)方法

數(shù)據(jù)分析采用SPSS 17.0統(tǒng)計軟件，計量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示，多組間比較采用方差分析，組間兩兩比較應(yīng)用SNK-q檢驗，計數(shù)資料用百分率（%）表示，組間比較采用χ2檢驗，相關(guān)性分析采用直線相關(guān)分析法，P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 各組血清PCT、MMP-9水平比較

3組血清PCT、MMP-9水平比較，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。化腦組血清PCT水平高于對照組和病腦組（q=6.325和5.224，P=0.001和0.003），而病腦組PCT水平較對照組差異無統(tǒng)計學(xué)意義（q=0.927，P=0.851）；化腦組血清MMP-9水平高于對照組、病腦組（q=4.996和4.278，P=0.005和0.009），病腦組高于對照組（q=4.533，P=0.007）。見表2。

2.2 各組血清PCT、MMP-9異常升高率比較

以對照組血清PCT、MMP-9濃度為正常值界限，超過上限為異常升高。化腦組血清PCT異常升高率為100%，MMP-9異常升高率為80%，兩者比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義（χ2=5.757，P=0.021），病腦組MMP-9異常升高率高于PCT，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（χ2=52.386，P=0.001）；兩組間比較，化腦組血清PCT異常升高率高于病腦組（χ2=68.210，P=0.000），血清MMP-9異常升高率差異無統(tǒng)計學(xué)意義（χ2=0.252，P=0.833）。見表3。

2.3 PCT、MMP-9與血WBC、CRP，以及腦脊液指標(biāo)的相關(guān)性分析

經(jīng)直線相關(guān)分析，化腦組血清PCT、MMP-9濃度與血WBC、CRP、腦脊液WBC、腦脊液清蛋白均呈正相關(guān)（P＜0.05），與腦脊液葡萄糖水平呈負(fù)相關(guān)（P＜0.05），與腦脊液氯化物水平無相關(guān)性（P＞0.05），血清PCT和MMP-9水平呈正相關(guān)（r=0.694，P＜0.05）；病腦組血清PCT水平與血WBC、CRP、腦脊液WBC、腦脊液清蛋白、葡萄糖及氯化物水平均無相關(guān)性（P＞0.05），血清MMP-9與腦脊液清蛋白呈正相關(guān)（r=0.381，P＜0.05），與血WBC、CRP，腦脊液WBC、葡萄糖及氯化物水平均無相關(guān)性（P＞0.05），血清PCT與MMP-9水平無相關(guān)性（P＞0.05）。見表4。

表2 各組血清PCT、MMP-9水平比較（μg/L，±s）

表2 各組血清PCT、MMP-9水平比較（μg/L，±s）

組別PCTMMP-9化腦組（n =20）20.7±5.41612.19±136.94病腦組（n =31）0.39±0.07387.60±99.63對照組（n =20）0.35±0.06123.09±46.23 F值40.61756.373 P值0.0020.005

表3 各組血清PCT和MMP-9的異常升高率比較 例（%）

表4 PCT、MMP-9與血WBC、CRP、腦脊液指標(biāo)相關(guān)系數(shù)

3 討論

小兒化膿性腦膜炎仍然有較高的發(fā)病率、病死率及致殘率，及時診斷盡早治療是預(yù)后的關(guān)鍵。化腦根據(jù)臨床癥狀和體征，以及典型腦脊液檢查結(jié)果，很容易確診，但病程初期或經(jīng)抗生素治療后，腦脊液不典型，而病原學(xué)檢出率不高的情況下可能誤診，給患兒帶來不利影響[7]。因而尋找敏感性和特異性均較強(qiáng)的實驗室指標(biāo)輔助化腦和病腦的診斷是十分必要的。

PCT是無激素活性的降鈣素前肽物質(zhì)，由116個氨基酸組成，分子量為13 kD的糖蛋白。健康人群的血清PCT水平含量極低，一般在0.05 ng/ml以下，而在細(xì)菌感染狀態(tài)下，PCT在感染后2 h即可測出，12～24 h達(dá)到高峰，不受激素、抗生素的影響，在細(xì)菌性感染和病毒感染鑒別診斷、預(yù)后判斷、療效觀察等方面有很高的臨床價值[8-9]。本研究結(jié)果顯示，化腦患兒血清PCT水平高于病腦患兒，病腦患兒血清PCT水平與對照組比較無差異，提示血清PCT檢測可初步鑒別中樞神經(jīng)系統(tǒng)感染為細(xì)菌性還是病毒性感染。

MMPs是一組鋅鈣依賴性催化激活的蛋白酶，是分解血腦屏障外基質(zhì)蛋白（ECM）的蛋白酶類中最重要的一類。中樞神經(jīng)系統(tǒng)感染后，細(xì)菌、病毒等病原體及其產(chǎn)物可誘發(fā)宿主炎癥反應(yīng)，引起各類細(xì)胞因子、炎癥介質(zhì)釋放，從而誘導(dǎo)MMP-9基因表達(dá)增加，迅速活化。MMP-9一旦活化就攻擊血腦屏障，降解ECM的Ⅳ型膠原、纖維連接蛋白、彈性蛋白等結(jié)構(gòu)蛋白，導(dǎo)致血腦屏障完整性受到破壞，水、電解質(zhì)以及大量蛋白質(zhì)外流，造成腦組織水腫和血管源性腦損害[10-11]。本研究發(fā)現(xiàn)，化腦組、病腦組血清MMP-9含量均升高，與文獻(xiàn)報道相符[12]。化腦組血清MMP-9水平高于病腦組，提示細(xì)菌感染時MMP-9的產(chǎn)生更為顯著，因而血腦屏障受到破壞更加明顯，腦損傷也更加嚴(yán)重。

化腦組血清PCT異常升高率為100%，MMP-9異常升高率為80%，兩者比較有統(tǒng)計學(xué)意義，病腦組MMP-9異常升高率高于PCT；而兩組間比較，血清PCT異常升高率化腦組高于病腦組，血清MMP-9異常升高率化腦組、病腦組比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義。本結(jié)果提示在細(xì)菌性中樞感染時PCT較MMP-9具有更高的敏感性。

血WBC、CRP，腦脊液WBC、清蛋白、葡萄糖、氯化物是診斷化腦或病腦的重要指標(biāo)。直線相關(guān)分析顯示，化腦患兒血清PCT、MMP-9濃度與血WBC、CRP呈正相關(guān)，與腦脊液WBC、清蛋白呈正相關(guān)，與腦脊液葡萄糖濃度呈負(fù)相關(guān)，與腦脊液氯化物無相關(guān)性，PCT和MMP-9血清水平呈正相關(guān)；病腦組血清PCT水平與血WBC、CRP，腦脊液WBC、清蛋白、葡萄糖及氯化物水平均無相關(guān)性，血清MMP-9與腦脊液清蛋白呈正相關(guān)，與血WBC、CRP，腦脊液WBC、葡萄糖及氯化物水平均無相關(guān)性，血清PCT含量基本正常，與MMP-9無相關(guān)性。以上結(jié)果表明，血清PCT、MMP-9水平可作為化腦的炎癥標(biāo)志物，PCT值越高，MMP-9值也越高，而病腦患兒僅MMP-9異常升高，與PCT無相關(guān)性，故而二者聯(lián)合檢測，對化腦、病腦的診斷及鑒別診斷具有一定的指導(dǎo)價值。

綜上所述，化膿性腦膜炎患兒血清PCT、MMP-9水平升高，且二者呈正相關(guān)，但PCT較MMP-9有更高的異常升高率；病毒性腦炎患兒MMP-9濃度升高，但PCT無變化。聯(lián)合檢測PCT、MMP-9對化膿性腦膜炎抑或病毒性腦炎的診斷和鑒別具有重要的臨床意義。下一步研究將觀察血清PCT、MMP-9水平的動態(tài)變化，以了解其在監(jiān)測病情嚴(yán)重程度的價值。