中枢神经系统感染患者脑脊液中可溶性白介素 -2受体和可溶性细胞间黏附分子 -1水平及其临床意义

张建强,王满侠,刘利宁,秦 敏

中枢神经系统 (CNS)感染是常见病、多发病,多数病情较重,病死率相对较高,后遗症严重,其中最常见的为结核性脑膜炎 (结脑)、化脓性脑膜炎 (化脑)及病毒性脑膜炎 (病脑)。最近几年的研究表明细胞因子介导并扩大了 CNS感染时的炎症反应,加重 CNS损伤[1]。有关细胞因子在 CNS感染中的作用及鉴别诊断价值的研究也在不断深入。本研究检测了 3种脑膜炎患者急性期脑脊液中可溶性白介素 -2受体 (sIL-2R)、可溶性细胞间黏附分子 -1(sICAM-1)水平,探讨sIL-2R和 sICAM-1在 CNS感染发病机制中的作用及其临床意义。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取兰州大学第二医院神经内科和急诊科2008年 6月—2009年 8月住院脑膜炎患者 65例为观察组。其中结脑 25例,年龄 14～78岁,男 15例,女 10例;化脑 15例,年龄 18～62岁,男 8例,女 7例;病脑 25例,年龄 14～69岁,男 14例,女 11例。依据 CNS感染的临床表现分为轻症组 (30例,其中结脑 13例,化脑 6例,病脑 11例)和重症组 (35例,其中结脑 12例,化脑 9例,病脑 14例)。重症组应满足下列条件中的至少2项:(1)高热且持续不退;(2)频繁抽搐或惊厥持续状态;(3)意识障碍:昏迷;(4)神经缺失症状:瘫痪;(5)出现脑干症状:如血压波动、呼吸节律改变等;(6)影像学改变:脑 CT或 MRI示脑实质或 (和)脑干内异常密度灶。同期选取 20例头痛患者作为对照组,其中紧张性头痛 6例,偏头痛 14例;男 8例,女 12例;年龄14～45岁。两组均除外以下情况:(1)伴发恶性肿瘤;(2)伴发免疫性疾病;(3)伴发血液系统疾病;(4)伴发心、肝、肾疾病;(5)服用影响免疫功能的药物。

1.2 方法 患者均于入院 1～3 d内在无菌条件下腰椎穿刺采集脑脊液 4 ml。所有标本当天取 2 ml做常规生化检查,剩余的 2 ml置 -80℃冰箱保存,集中检测。采用 ELISA法测定sIL-2R和 sICAM-1,试剂盒由上海西唐生物科技有限公司提供。具体操作方法严格按说明书要求进行。

1.3 统计学方法 应用 SPSS 13.0 for windows软件进行统计学分析,所有计量资料以 (x±s)表示,CNS感染组间比较用方差分析,进而用 q检验进行组间两两比较,轻症组和重症组的组内比较用独立样本 t检验。

2 结果

2.1 CNS感染各组急性期与对照组脑脊液 sIL-2R和 sICAM-1水平比较 CNS感染各组及对照组的脑脊液 sIL-2R、sICAM-1水平间差异均有统计学意义 (P＜0.05,见表1)。sIL-2R除化脑组与病脑组比较差异无统计学意义 (P＞0.05)外,其他各组之间比较差异均有统计学意义 (P＜0.05);而sICAM-1除结脑组与化脑组比较差异无统计学意义 (P＞0.05)外,其他各组之间比较差异均有统计学意义 (P＜0.05,见表 2)。

2.2 轻症感染和重症感染患者脑脊液 sIL-2R及 sICAM-1水平比较 CNS感染各组急性期轻症患者和重症患者比较 sIL-2R及 sICAM-1水平间差异均有统计学意义 (P＜0.05,见表3)。

3 讨论

CNS感染一直是危害人们健康的常见感染性疾病,具有相对较高的病死率和后遗症率。由于抗生素的广泛使用导致有些脑膜炎患者在入院时脑脊液的改变已不够典型,从而给临床早期诊断造成困难,因此寻找对 CNS感染具有鉴别诊断价值的方法很有必要。同时也为病情严重程度及预后的判断提供更为客观的实验室依据。

表 1 CNS感染各组急性期与对照组脑脊液 sIL-2R和 sICAM-1水平比较(x±s)Table 1 Comparison of CSF sIL-2R and sICAM-1 level between CNS infection groups in acute phase and control group

表 2 CNS感染各组急性期与对照组脑脊液 sIL-2R和 sICAM-1水平组间两两比较Table 2 Pairwisecomparison of CSFsIL-2R and sICAM-1 level between CNS infection groupsin acute phase and control group

表 3 CNS感染各组急性期轻症患者和重症患者脑脊液 sIL-2R及 sICAM-1水平比较 (x±s)Table 3 Comparison of CSF sIL-2R and sICAM-1 level between mild patients and severe patients of CNS infection in acute phase

20世纪 80年代中后期研究发现,血管内皮细胞表面表达多种黏附分子 (AMS),AMS是介导细胞与细胞间或细胞外基质相互接触和结合的一类膜表面单链糖蛋白,属于免疫球蛋白超家族成员,在体内分布较广,从血管内皮表面脱落后即成为sICAM,如 sICAM-1是由 ICAM-1的膜外段脱落而形成。在正常情况下,血管内皮细胞仅有少量的 sICAM-1表达,白细胞和内皮细胞间的黏附也很少,而且短暂,主要参与正常组织形态、结构的维持,影响内皮细胞间的连接以及细胞 -基底膜间的黏附,以保证细胞层的连续性和通透屏障功能,而不会引起机体的病理性损伤。而在缺血损伤和炎症过程中,内毒素和细胞因子的刺激可使血管内皮细胞表达 sICAM,脱落的 sICAM明显增加[2]。CNS感染时,免疫系统被激活,产生多种细胞因子和体液因子,如 IL-1和 IL-8等,能激活肥大细胞释放组胺等活性递质,促进血管内皮细胞表达 ICAM-1,从而导致组织液中 sICAM水平升高。近年来国内报道儿童脑脊液中sICAM-1水平的检测对病毒性脑炎的诊断具有重要的指导意义[3];国外研究也有报道儿童脑脊液 sICAM-1可作为细菌性脑膜炎与病毒性脑炎鉴别的生物标记[4]。本研究结果表明急性期结脑、化脑和病脑患者的脑脊液中 sICAM-1水平均较对照者高,尤其是结脑、化脑升高更明显,这与国内外报道相一致,但结脑与化脑组间差异无统计学意义。CNS感染的各组重症患者脑脊液 sICAM-1水平明显高于轻症患者,表明 sICAM-1参与 CNS感染的病理过程,其水平高低可以反映病情轻重,病情越重其水平越高;并可作为结脑、化脑与病脑的鉴别指标,为 CNS感染的鉴别诊断提供实验室依据。

活化的淋巴细胞能同时表达 IL-2R的 a链、β链,IL-2R和 IL-2发生作用后,a链脱落至体液而成为 sIL-2R。有研究表明 sIL-2R是淋巴细胞活化的标志之一[5]。一方面 IL-2调控 sIL-2R的表达,sIL-2R水平和 IL-2的水平平行;另一方面 sIL-2R具有 IL-2的结合位点,sIL-2R的产生异常影响 IL-2依赖的免疫应答过程,与IL-2、单核因子等其他细胞因子相互调节、相互影响。故 sIL-2R升高预示着 IL-2、单核因子等其他细胞因子的表达升高,细胞因子网络的激活。sIL-2R在正常人的脑脊液中水平较低,与血清中水平相差很大,提示 sIL-2R不易透过血 -脑脊液屏障,脑脊液中sIL-2R水平的高低反映神经系统的病变情况[6]。本研究结果显示结脑、化脑及病脑急性期脑脊液中 sIL-2R水平均明显高于对照组,而且结脑组明显高于化脑和病脑组,而化脑组与病脑组脑脊液中 sIL-2R水平无明显差异,因此,脑脊液中 sIL-2R对结脑的鉴别诊断有重要价值,但对化脑与病脑鉴别有一定局限。CNS感染的各组重症患者脑脊液 sIL-2R水平明显高于轻症患者,由此可以看出 sIL-2R参与 CNS感染的病理过程,其水平高低可以反映病情轻重,病情越重其水平越高。这和朱彦暄等[7]有关儿童脑脊液中 sIL-2R水平的报道基本一致。这表明 sIL-2R在 CNS感染中起了重要作用,不仅可将其作为儿童,而且可用于成人结脑与化脑、病脑的鉴别诊断指标,因此与脑脊液中 slCAM-1联合检测能将 3种不同类型的感染鉴别开来,同时还能作为病情严重程度及预后的判断指标。

总之,sIL-2R与 slCAM-1广泛参与了 CNS感染的病理生理过程,其水平的高低可反映病情轻重,脑脊液中 sIL-2R与 slCAM-1联合检测可用于成人结脑、化脑及病脑早期鉴别诊断的实验室依据之一。

1 Leist TP,Fre K,Kam-Hansen MS,et al.Tumor necrosis factor in eerebrospinal fluid duing bacterial meningitis but not viral meningius[J].Ex P Med,1988,167(1):1743.

2 Davies MJ,Gordon JL,Gearing AL,et al.The expression of the adhesion molecules ICAM-1,VCAM-1,PECAM,and E-selectin in human atherosclerosis[J].Pathol,1993,171(3):223-229.

3 徐敏慧,王凯旋.病毒性脑膜炎患儿脑脊液中 slCAM-1、IFN-γ的检测价值 [J].放射免疫学杂志,2007,20(2):187-188.

4 Shapiro S,Miller A,Lahat N,et al.Expression of matrix metalloproteinases,sICAM-1 and IL-8 in CSF from children with meningitis[J].Journal of the Neurological Sciences,2003,206(1):43-48.

5 Greene WC,Leonard WJ,Depper JM,et al.The human interlcukin-2 receptors:normal and abnormal expression in T cells and inleukemias induced by the human T-lymphotropic retrovirus[J].Ann Intern Med,1986,105(4):560-572.

6 Chang CS,Liu HW,Liu SF,et al.Soluble interleukin-2 receptor in cerebrospinal fluid specimen of patientswith acute lymphocytie leukemia[J].Leuk Res,1989,13(2):949.

7 朱彦暄,王颖,李琦.脑脊液 SIL-2R、IL一 8检测在小儿中枢神经系统感染鉴别诊断中的意义 [J].中国实验诊断学,2000,4(1):15-17.