重型颅脑外伤术后颅内感染患者脑脊液高迁移率族蛋白-1和RAGE水平的变化及意义

戴新贵，付春来，张圣岸，黎艳晖，郭伟，蔡业平

(郴州市第一人民医院重症医学科， 湖南 郴州　423000)



重型颅脑外伤术后颅内感染患者脑脊液高迁移率族蛋白-1和RAGE水平的变化及意义

戴新贵，付春来，张圣岸，黎艳晖，郭伟，蔡业平

(郴州市第一人民医院重症医学科， 湖南 郴州423000)

【摘要】目的：观察重型颅脑外伤(sever traumatic brain injury, sTBI)术后发生颅内感染的患者高迁移率族蛋白-1(High mobility group box 1, HMGB-1)和晚期糖基化终产物受体(receptor for advanced glycosylation end products, RAGE)的脑脊液(cerebrospinal fluid, CSF)水平，探讨其对诊断颅内感染的价值。方法：54例sTBI术后拟诊发生颅内感染的患者根据最后诊断分为颅内感染组(n = 12)和非颅内感染组(n=42)。酶联免疫法吸附法(enzyme-linked immunosorbent assay, ELISA)检测拟诊颅内感染时CSF中的HMGB-1和RAGE蛋白水平。受试者工作曲线(receiver operating characteristic, ROC)分析其对颅内感染的诊断意义。结果：脑脊液的HMGB-1和RAGE水平在颅内染组和非颅内感染组之间比较差异具有统计学意义(t=6.711,P=0.000；t=2.683,P=0.008)。脑脊液HMGB-1和RAGE水平诊断颅内感染的ROC的曲线下面积分别为：0.899(95% CI：0.822～0.975)、0.682(95% CI：0.555～0.809)。HMGB-1的cut-off值分别为209.50 ng/mL(敏感度：0.75，特异性：0.93)；RAGE的cut-off值为108.50 ng/mL(敏感度：1.00，特异性：0.43)。结论：联合检测脑脊液HMGB-1和RAGE水平对sTBI术后是否发生颅内感染具有重要的诊断价值。

【关键词】重型颅脑外伤；颅内感染；高迁移率族蛋白-1；晚期糖基化终产物受体；受试者工作曲线

重型颅脑外伤(sever traumatic brain injury，sTBI)术后发生颅内感染导致治疗困难，死亡风险增加，住院时间延长，是严重的术后并发症。目前，颅内感染的诊断主要依靠临床症状体征和实验室检查，但sTBI术后患者大多神志昏迷、脑脊液(cerebrospinal fluid, CSF)标本含有血细胞等物质，要及时确诊具有一定困难[1]。高迁移率族蛋白(High mobility group box-1，HMGB-1)是重要的促炎症因子，在正常脑组织不表达或低水平表达[2]，在感染性因素或非感染因素刺激下，HMGB-1分泌到细胞外与其受体晚期糖基化终产物受体(receptor for advanced glycosylation end products，RAGE)、TLR2等结合，介导炎症反应[3-4]。目前国内外关于CSF的HMGB-1和RAGE水平与sTBI术后发生颅内感染的关系尚未见报道，本研究通过检测sTBI术后发生颅内感染患者CSF的HMGB-1和RAGE水平，为临床诊断颅内感染提供新思路。

1对象和方法

1.1　研究对象

收集我院重症医学科2012年9月至2014年9月间sTBI(GCS≤8分)术后拟诊发生颅内感染的患者54例。其中，男性37例(68.5%)，女性17例(31.5%)，年龄12～77岁，平均年龄(37.97±13.65)岁。其中硬膜外血肿27例；硬膜下血肿14例；脑内血肿13例。GCS 评分3分有8例；4分有12例；5分有9例；6分有11例；7分有7例；8分有7例。所有患者采取急诊手术治疗，术后气管插管或气管切开，必要时采用呼吸机辅助呼吸。排除标准：(1)基础疾病有COPD、恶性肿瘤、糖尿病、严重心功能不全、慢性肾功能不全的患者；(2)合并需急诊手术处理的胸腹部外伤患者；(3)1个月内接受过激素治疗的患者；(4)入院时白细胞<4×109/L的患者。

1.2　方法

该研究采用前瞻性的方法，记录患者入院时的基本资料并计算急性生理和慢性健康(APACHE II)评分。根据最后诊断是否发生颅内感染分为颅内感染组(n=12)和非颅内感染组(n=42)。本研究按以下标准诊断颅内感染：(1)临床表现有高热、头痛、呕吐、脑膜刺激征临床表现；(2)脑脊液中白细胞数>0.01×109/L，糖定量<400 mg/L，蛋白定量>450 mg/L；(3)脑脊液或颅内引流管头细菌培养阳性。当患者有高热和脑膜刺激征等临床表现，拟诊发生颅内感染时通过腰椎穿刺留取脑脊液标本，3 000转离心5min，留取上清-80 ℃保存待检。采用酶联免疫法吸附法(enzyme-linked immunosorbent assay, ELISA) 检测CSF中的HMGB-1和RAGE水平。试剂盒购自武汉中美科技公司，严格按照说明书操作。脑脊液同时送中心实验室检测生化指标和细菌培养。

1.3　统计学分析

2结果

2.1　一般资料比较

本研究中，共54例sTBI术后患者纳入研究， 12例患者最后确诊发生颅内感染。两组患者间性别、年龄、手术时间、白细胞计数(WBC)、APACEE II评分等一般资料比较均无统计学意义(P>0.05),见表1。

2.2　颅内感染组和非颅内感染组HMGB-1和RAGE脑脊液水平比较

CSF的HMGB-1和RAGE水平在颅内染组和非颅内感染组之间比较差异具有统计学意义(P<0.05)，如表2所示。

2.3　CSF的HMGB￣1和RAGE水平诊断颅内感染的ROC检验

如图1所示，CSF的HMGB-1和RAGE水平对诊断sTBI术后发生颅内感染具有统计学意义(P<0.05)。ROC结果显示， HMGB-1和RAGE的CSF水平诊断颅内感染的ROC曲线下面积(AUC)分别为：0.899(95%CI：0.822～0.975)、0.682(95%CI：0.555～0.809)。HMGB-1的cut-off值为209.50 ng/mL(灵敏度：0.75，特异度：0.93)，阳性预测值(positive predictive value，PPV)为92.6%，阴性预测值(negative predictive value，NPV)为98.1%，约登指数(Youden index，YI)为：0.68；RAGE的cut-off值为108.50 ng/mL (灵敏度：1.00，特异度：0.43)。PPV为90.7%，NPV为94.4%，YI为：0.43。

表1　颅内感染组与非颅内感染组一般资料比较±s)

表2　颅内感染组和非颅内感染组HMGB-1和RAGE的CSF水平比较

图1　CSF的HMGB-1和RAGE水平诊断颅内感染的ROC曲线

3讨论

sTBI术后引发颅内感染的原因很多，包括手术时间、引流管放置、手术方式等。颅内感染时，细菌透过血脑屏障侵入脑脊液中，释放出内毒素等炎性成分，刺激中枢神经系统局部释放炎症细胞因子，引发一系列的炎症-免疫反应。颅内感染发病凶险，临床表现多样，迅速准确诊断具有一定困难。颅内感染重要的临床症状是持续性发热，体征为脑膜刺激征阳性。脑脊液检查是颅内感染诊断不可缺少的手段，严格意义上，脑脊液细菌培养阳性是诊断感染的金标准，但临床应用中，细菌检出率不高，且耗时较长，严重限制了临床决策。而脑脊液生化检查具有一定的片面性，而且sTBI术后的血性脑脊液使检查结果呈现一定的假阳性，因此在脑脊液检查中寻找其它具有快速诊断价值的生物学指标具有重要意义。炎症反应是颅内感染的重要发病机制，HMGB-1是重要的促炎因子，具有广泛的生物学活性。在正常情况下，HMGB-1存在细胞核内，应激产生的促炎因子与相应受体结合促发HMGB-1释放，释放到胞外的HMGB-1与相关受体(如RAGE、TLR2)结合可刺激细胞生长、血管发生、介导炎症反应、诱导细胞凋亡以及破坏血脑屏障等[5-7]。RAGE是HMGB-1重要的受体之一，二者结合后成为脓毒症炎症反应、凝血功能、免疫功能重要的连接纽带[8-10]。越来越多的研究表明HMGB-1的升高与颅内炎性疾病严重程度和预后相关[11-14]。有研究[2,11-12]报道正常CSF的HMGB-1和RAGE含量极低，而在sTBI患者CSF中的含量明显升高[11,15]，这可能与脑组织水肿、神经元凋亡和血脑屏障的破坏等因素有关。但HMGB-1和RAGE是否参与sTBI术后并发颅内感染的病理过程尚无报道。本研究结果发现，在sTBI术后发生颅内感染的患者CSF中的HMGB-1和RAGE水平明显高于未发生颅内感染者，这为临床快速颅内感染提供了新的诊断手段。

通过ROC曲线检验HMGB-1和RAGE的CSF水平诊断颅内感染的价值，发现HMGB-1具有较高的诊断价值，AUC为0.899(95% CI：0.822～0.975)，特异性较高，为0.93，敏感度一般，为0.75。而RAGE的AUC为0.682(95% CI：0.555～0.809)，诊断价值稍差，但敏感度高，为1.00，特异性低，为0.43。因此，结合HMGB-1特异性高、敏感度低，而RAGE敏感度高、特异性低的特点，联合检查HMGB-1和RAGE的CSF水平对诊断sTBI术后是否发生颅内感染具有一定的临床意义。

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(学术编辑：漆建)

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网络出版时间：2015-12-2116∶40网络出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/51.1254.R.20151221.1640.006.html

Cerebrospinal fluid levels of high mobility group box-1 and RAGE in post-craniotomy of sever traumatic brain injury patients with intracranial infection

DAI Xin-gui,FU Chun-lai,ZHANG Sheng-an,LI Yan-hui,GUO Wei,CAI Ye-ping

(DepartmentofIntensiveCareUnit,TheFirstPeople'sHospitalofChenzhou,Chenzhou423000,Hunan,China)

【Abstract】Objective：Observe the changes of cerebrospinal fluid(CSF) levels of High mobility group box 1(HMGB-1) and receptor for advanced glycosylation end products (RAGE) in post-craniotomy of sever traumatic brain injury(sTBI) patients with intracranial infection.Methods：The CSF concentrations of HMGB-1 and RAGE in post-craniotomy of sTBI patients with intracranial infection (n=12) and non-intracranial infection (n= 42) were measured by a quantitative enzyme-linked immunosorbent assay(ELISA). Receiver operating characteristic (ROC) curve verified the diagnostic value of HMGB-1 and RAGE protein levels in CSF.Results：CSF levels of HMGB-1 and RAGE in intracranial infection group were significantly higher than non-intracranial infection group(t=6.711,P=0.000；t=2.683,P=0.008).Area under the curve (AUC) of HMGB-1 and RAGE ROC curve were 0.899 (95% CI：0.822～0.975)，0.682 (95% CI：0.555～0.809),respectively.The best cut-off value of HMBG-1 for a diagnosis of intracranial infection was 209.50 ng/mL (sensitivity and specificity were 0.75 and 0.93), the best cut-off value of HMBG-1 was 108.50 ng/mL (sensitivity and specificity were 1.00 and 0.43).Conclusion：The CSF levels of HMGB-1 and RAGE were found to suitable biomarkers for diagnosing intracranial infection.

【Key words】Sever traumatic brain injury; Intracranial infection；High mobility group box-1; Receptor for advanced glycosylation end products；Receiver operating characteristic curve

作者简介：陈刚(1970-)，男，江苏丹阳人，硕士，从事研究方向为重症呼吸。E-mail: 13915559655@163.com

收稿日期：2015-8-11

doi：10.3969/j.issn.1005-3697.2015.06.03

【中图分类号】

【文章编号】1005-3697(2015)06-0748-04R651

【文献标志码】A