脑脊液白介素8、干扰素γ水平在结核性脑膜炎病程中的动态变化及意义

张帅杰，王满侠，李晓玲，王 琪

·论著·

脑脊液白介素8、干扰素γ水平在结核性脑膜炎病程中的动态变化及意义

张帅杰，王满侠*，李晓玲，王 琪

目的观察结核性脑膜炎(TBM)患者脑脊液白介素8(IL-8)、干扰素γ(IFN-γ)水平的动态变化情况，并探讨脑脊液IL-8、IFN-γ水平在TBM诊断和预后中的应用价值。方法选取2014年12月—2016年8月在兰州大学第二医院住院的符合纳入标准的TBM患者(作为TBM组)、病毒性脑膜炎患者(作为病毒性脑膜炎组)、非感染性神经系统疾病患者(作为非感染性神经系统疾病组)，各30例。TBM组患者病情严重程度：Ⅰ期患者12例，Ⅱ期患者11例，Ⅲ期患者7例。分析TBM组患者抗结核治疗前及抗结核治疗后1、2周的脑脊液IL-8、IFN-γ水平变化，比较TBM组患者抗结核治疗前，病毒性脑膜炎组、非感染性神经系统疾病组患者治疗前脑脊液IL-8、IFN-γ水平，并分析TBM组患者脑脊液IL-8、IFN-γ水平与其病情严重程度的关系。结果TBM组患者抗结核治疗后1周脑脊液IL-8、IFN-γ水平低于抗结核治疗前(t配对=15.710，P<0.001；t配对=10.793，P<0.001)；TBM组患者抗结核治疗后2周脑脊液IL-8、IFN-γ水平低于抗结核治疗前(t配对=21.268，P<0.001；t配对=14.357，P<0.001)；TBM组患者抗结核治疗后2周脑脊液IL-8、IFN-γ水平低于抗结核治疗后1周(t配对=12.554，P<0.001；t配对=17.979，P<0.001)。TBM组患者抗结核治疗前脑脊液IL-8、IFN-γ水平高于病毒性脑膜炎组、非感染性神经系统疾病组患者治疗前(P<0.05)；病毒性脑膜炎组患者治疗前脑脊液IL-8、IFN-γ水平高于非感染性神经系统疾病组患者治疗前(P<0.05)。TBM组患者脑脊液IL-8、IFN-γ水平与其病情严重程度呈正相关(rs值分别为0.509、0.665，P值分别为0.004、<0.001)。结论抗结核治疗后TBM患者脑脊液IL-8、IFN-γ水平逐渐下降，且脑脊液IL-8、IFN-γ水平与病情严重程度呈正相关，说明脑脊液IL-8、IFN-γ水平对TBM有一定的诊断价值，可用于患者的治疗效果评估及预后判断。

结核，脑膜；白细胞介素类；干扰素γ；脑脊液

张帅杰，王满侠，李晓玲，等.脑脊液白介素8、干扰素γ水平在结核性脑膜炎病程中的动态变化及意义[J].中国全科医学，2017，20(27)：3377-3381.[www.chinagp.net]

ZHANG S J,WANG M X,LI X L,et al.Dynamic changes in IL-8 and IFN-γ in cerebrospinal fluid of patients with tuberculous meningitis[J].Chinese General Practice，2017，20(27)：3377-3381.

结核性脑膜炎(TBM)是中枢神经系统感染的一种常见形式，主要是由结核分枝杆菌感染引起，占所有结核病的1%，但经过抗结核治疗后，其病死率和致残率可占全部结核病患者的50%[1]。TBM患者在开始发病的几天或几周内临床表现无特异性，随后出现加重的头痛、发热及呕吐，如果没有及时进行抗结核治疗，可导致脑神经麻痹、偏瘫甚至是严重的意识障碍，危及患者生命，因此延迟诊断、治疗是导致TBM患者治疗不佳的主要原因；如果患者开始治疗时Glasgow昏迷评分法评分<10分，其病死率会超过50%[2]。诊断TBM的金标准是脑脊液中培养出结核分枝杆菌或是抗酸染色检出结核分枝杆菌。然而，抗酸染色灵敏度为10%～60%，脑脊液培养阳性率为25%～75%，且培养时间需2～7周，常延误TBM的治疗[3]。因此，早期诊断、治疗对减少TBM患者神经系统并发症及降低病死率至关重要，同时还需探索新的方法来早期诊断TBM。本研究拟检测TBM患者脑脊液中白介素8(IL-8)、干扰素γ(IFN-γ)水平的动态变化情况，探讨其对TBM早期诊

本研究价值：

本研究通过动态监测结核性脑膜炎(TBM)患者抗结核治疗前、抗结核治疗后1周、抗结核治疗后2周脑脊液白介素8(IL-8)、干扰素γ(IFN-γ)水平的变化情况，观察TBM患者抗结核治疗效果，结果发现，脑脊液IL-8、IFN-γ水平作为预测TBM病情的实验室指标，有利于临床及时调整患者的治疗方案，降低病死率以及致残率，改善预后。

断及预后判断的意义。

1 资料与方法

1.1 纳入与排除标准 TBM患者纳入标准：(1)符合THWAITES等[4]提出的TBM临床诊断标准；(2)于发病2周内就诊。TBM患者排除标准：(1)存在HIV或其他免疫性疾病；(2)入院前接受过抗结核治疗；(3)失访。病毒性脑膜炎患者、非感染性神经系统疾病患者均符合神经病学第7版相应诊断标准[5]。

1.2 一般资料 选取2014年12月—2016年8月在兰州大学第二医院住院的符合纳入标准的TBM患者(作为TBM组)、病毒性脑膜炎患者(作为病毒性脑膜炎组)、非感染性神经系统疾病患者(作为非感染性神经系统疾病组)，各30例。TBM组中男17例，女13例；年龄19～63岁，平均年龄(39.6±12.6)岁。病毒性脑膜炎组中男14例，女16例；年龄21～58岁，平均年龄(35.9±10.9)岁。非感染性神经系统疾病组中男16例，女14例；年龄27～69岁，平均年龄(45.2±12.8)岁。3组患者性别、年龄比较，差异无统计学意义(χ2=0.623，P>0.05；F=2.502，P>0.05)。本研究通过兰州大学第二医院伦理委员会审批，3组患者临床诊断、治疗及复查时需常规抽取脑脊液，向患者告知行此研究的意义，征取患者同意并签署关于本项研究的知情同意书。

TBM组患者的病情严重程度参照文献[6]进行判定，即Ⅰ期，Glasgow昏迷评分法评分=15分；Ⅱ期，Glasgow昏迷评分法评分<15分或Glasgow昏迷评分法评分=15分并伴有局部神经系统定位体征；Ⅲ期，Glasgow昏迷评分法评分<10分。TBM组Ⅰ期患者12例，Ⅱ期患者11例，Ⅲ期患者7例。

1.3 方法 患者入院后于无菌条件下腰椎穿刺抽取3 ml脑脊液(TBM组患者于抗结核治疗前及抗结核治疗后1、2周抽取，病毒性脑膜炎组、非感染性神经系统疾病组于治疗前抽取)，3 000 r/min离心10 min(离心半径15.5 cm)，取上清液保存于-80 ℃冰箱。采用双抗体夹心酶联免疫吸附试验(ELISA)检测脑脊液IL-8、IFN-γ水平，ELISA试剂盒购于领先(中国)生物科技有限公司，严格按照试剂盒说明书步骤进行操作。采用异烟肼、利福平、吡嗪酰胺、乙胺丁醇4联抗结核治疗，根据患者病情可加用二线抗结核药物。

1.4 观察指标 分析TBM组患者抗结核治疗前后不同时间点脑脊液IL-8、IFN-γ水平变化，比较TBM组患者抗结核治疗前及病毒性脑膜炎组、非感染性神经系统疾病组患者治疗前脑脊液IL-8、IFN-γ水平，并分析TBM组患者脑脊液IL-8、IFN-γ水平与其病情严重程度的关系。

2 结果

2.1TBM组患者抗结核治疗前后不同时间点脑脊液IL-8、IFN-γ水平比较 经球形性检验并以HF系数调整检验的自由度后，整体分析差异有统计学意义(P<0.05，见表1)。TBM组患者抗结核治疗后1周脑脊液IL-8、IFN-γ水平低于抗结核治疗前，差异有统计学意义(t配对=15.710，P<0.001；t配对=10.793，P<0.001)；TBM组患者抗结核治疗后2周脑脊液IL-8、IFN-γ水平低于抗结核治疗前，差异有统计学意义(t配对=21.268，P<0.001；t配对=14.357，P<0.001)；TBM组患者抗结核治疗后2周脑脊液IL-8、IFN-γ水平低于抗结核治疗后1周，差异有统计学意义(t配对=12.554，P<0.001；t配对=17.979，P<0.001)。

2.2TBM组患者抗结核治疗前及病毒性脑膜炎组、非感染性神经系统疾病组患者治疗前脑脊液IL-8、IFN-γ水平比较TBM组患者抗结核治疗前及病毒性脑膜炎组、非感染性神经系统疾病组患者治疗前脑脊液IL-8、IFN-γ水平比较，差异有统计学意义(P<0.05)；TBM组患者抗结核治疗前脑脊液IL-8、IFN-γ水平高于病毒性脑膜炎组、非感染性神经系统疾病组患者治疗前，差异有统计学意义(P<0.05)；病毒性脑膜炎组患者治疗前脑脊液IL-8、IFN-γ水平高于非感染性神经系统疾病组患者治疗前，差异有统计学意义(P<0.05，见表2)。

Table1ComparisonoflevelsofIL-8andIFN-γinCSFofTBMgroupbeforeantituberculosistreatment,1weekand2weeksaftertheantituberculosistreatment

指标抗结核治疗前抗结核治疗后1周抗结核治疗后2周HF系数F值P值IL-84335.5±1235.42798.4±1109.6a2246.7±1010.6ab0.6730332.405<0.001IFN-γ52.9± 12.540.2± 9.7a33.7± 9.5ab0.5550173.420<0.001

注：IL-8=白介素8，IFN-γ=干扰素γ；与抗结核治疗前比较，aP<0.05；与抗结核治疗后1周比较，bP<0.05

Table2 Comparison of the levels of IL-8 and IFN-γ in CSF of TBM group before antituberculosis treatment,viral meningitis group and noninfectious neurologic diseases group before treatment

组别例数IL-8IFN-γTBM组304335.5±235.452.9±12.5病毒性脑膜炎组30121.5±50.1a25.5±7.0a非感染性神经系统疾病组3023.0±16.9ab8.2±2.6abF值356.80215.90P值<0.001<0.001

注：TBM=结核性脑膜炎；与TBM组比较，aP<0.05；与病毒性脑膜炎组比较，bP<0.05

2.3 TBM组患者脑脊液IL-8、IFN-γ水平与其病情严重程度的相关性分析 TBM组患者脑脊液IL-8、IFN-γ水平与其病情严重程度呈正相关(rs值分别为0.509、0.665，P值分别为0.004、<0.001)。

3 讨论

TBM是所有结核病中最致命的一种，提高患者生存率最重要的方法是早期诊断和治疗，但是由于诊断方法的灵敏度及效率较低，迫切需要一种新的诊断方法。脑脊液可以直接反应中枢神经系统的病理变化，炎性反应时星形胶质细胞等通过与细菌细胞壁肽聚糖和脂多糖等成分相互作用释放一些细胞因子，这些细胞因子可促使中性粒细胞迁移进入脑脊液，并释放血管活性物质，破坏血-脑脊液屏障，加重脑水肿及炎性反应[7],或使炎性反应持续进展[8]。结核病是一种迟发性变态反应性疾病，结核分枝杆菌的免疫主要是细胞免疫[9]，在研究结核病发病机制时，发现细胞因子在TBM的免疫反应中发挥着重要作用。本文旨在通过检测脑脊液中IL-8、IFN-γ水平的动态变化来探究其在TBM早期诊断中的作用。

IL-8是一种趋化性细胞因子，属CXC家族，介导和局部炎症有关的免疫应答，主要生物学功能是诱导中性粒细胞及淋巴细胞浸润，并促使中性粒细胞变形、脱颗粒、释放氧自由基等，引起局部损伤，增加血管通透性。已经证实活动性结核病患者体内B淋巴细胞过度表达IL-8[10]。IL-8具有双向免疫调节作用，一方面可以清除病原体，另一方面也可以引起局部组织的免疫损伤[11]。国内朱飞等[11]通过研究证实TBM患者IL-8水平较病毒性脑膜炎患者高，治疗后有所下降，这与MISRA等[7]研究结果一致。本研究结果显示，TBM患者经抗结核治疗后，脑脊液IL-8水平明显下降，与上述研究结果一致，提示脑脊液IL-8水平参与了TBM的病理生理过程，而脑脊液IL-8水平的升高则可能与局部T淋巴细胞的释放和血-脑脊液屏障破坏有关。而YILMAZ等[12]对33例细菌性脑膜炎、5例TBM、18例病毒性脑膜炎患儿进行检测，结果发现不同治疗方法治疗2周后TBM患儿脑脊液IL-8水平未见明显下降，本研究结果与之不一致。分析其可能原因是抗结核治疗中结核杆菌裂解，脑脊液中结核杆菌裂解成分增多，诱导炎性递质释放，进一步促进蛛网膜下腔炎性进展，而儿童防御、免疫功能较成人弱，抗结核治疗后脑脊液IL-8水平反而没有明显降低。此外，本研究结果显示，病毒性脑膜炎组患者治疗前脑脊液IL-8水平较非感染性神经系统组患者高，提示脑脊液IL-8水平可能参与了病毒性脑膜炎的发病过程。

介导结核病免疫的主要是T淋巴细胞及其亚群，其分泌的细胞因子有Th1细胞和Th2细胞；Th1细胞以分泌IFN-γ为主，而IFN-γ在结核分枝杆菌的免疫反应中起主要作用，刺激巨噬细胞活性和Th1细胞分化,并且可使细胞毒性T细胞及其他效应细胞聚集到病变部位，是宿主免疫系统对抗结核分枝杆菌感染时的关键调节因子。IFN-γ水平升高时不仅可以增强机体的免疫反应，还可以促进机体清除结核分枝杆菌。IFN-γ目前广泛应用于免疫诊断中[13]，其联合腺苷脱氨酶(ADA)在诊断结核性胸膜炎[14]、结核性心包炎[15]、结核性腹膜炎[16-17]中均有很高的灵敏度和特异度。MANSOUR等[18]研究证实，脑脊液IFN-γ水平在活动性结核病中较潜伏性结核病明显升高，且其水平与颅内肉芽肿有关。IFN-γ在早期TBM脑脊液中检测的研究至今仍较少。MISRA等[7]通过进行TBM细胞因子与MRI表现的动态研究发现，TBM脑脊液IFN-γ水平较对照组明显升高，且经抗结核治疗后其水平明显下降，本研究结果与其一致，提示在TBM急性期，机体启动免疫应答反应，通过强化的Th1反应并分泌IFN-γ，对机体造成免疫损伤。且本研究中TBM组患者抗结核治疗后脑脊液IFN-γ水平持续下降，是疾病转归的表现，提示脑脊液IFN-γ水平与TBM的预后有关，有望成为监测TBM治疗效果及判断预后的重要细胞因子。本研究中，病毒性脑膜炎组患者治疗前脑脊液IFN-γ水平较非感染性中枢神经系统疾病组患者明显升高，提示脑脊液IFN-γ水平在病毒性脑膜炎的发生、发展中也起到重要作用。

本研究结果显示，TBM组患者脑脊液IL-8、IFN-γ水平与其病情严重程度呈正相关，即分期越高，IL-8、IFN-γ水平越高，进一步说明监测脑脊液IL-8、IFN-γ水平对TBM发病及进展意义重大，可提示疾病预后不良。

综上所述，动态监测脑脊液IL-8、IFN-γ水平对于早期诊断TBM有一定的临床意义，还可动态观察TBM治疗效果，作为预测TBM病情的实验室指标，有利于在临床上及时调整治疗，降低病死率和致残率，改善预后。

作者贡献：王满侠、李晓玲进行文章的构思与设计；张帅杰、王满侠、李晓玲、王琪负责研究的实施与可行性分析；张帅杰、王琪收集数据；张帅杰进行数据整理、统计学处理、结果分析与解释、撰写论文、论文修订；王满侠负责文章的质量控制及审校，对文章整体负责，监督管理。

本文无利益冲突。

本研究不足之处：

本研究未能随访TBM组患者抗结核治疗2周后的病情变化情况，可进一步研究实验室检查及颅脑核磁等与患者预后的关系。

[1]THWAITES G E,VAN TOORN R,SCHOEMAN J.Tuberculous meningitis:more questions,still too few answers[J].Lancet Neurol,2013,12(10):999-1010.DOI:10.1016/S1474-4422(13)70168-6.

[2]SCHOEMAN J F,DONALD P R.Tuberculous meningitis[J].Handb Clin Neurol，2013，112:1135-1138.DOI:10.1016/B978-0-444-52910-7.00033-7.

[3]KATTI M K.Pathogenesis,diagnosis,treatment,and outcome aspects of cerebral tuberculosis[J].Med Sci Monit,2004,10(9):RA215-229.

[4]THWAITES G E,CHAU T T,STEPNIEWSKA K,et al.Diagnosis of adult tuberculous meningitis by use of clinical andlaboratoryfeatures[J].Lancet,2002,360(9342):1287-1292.DOI:10.1016/S0140-6736(02)11318-3.

[5]贾建平，陈生弟.神经病学[M].7版.北京：人民卫生出版社，2013.

[6]Streptomycin treatment of tuberculous meningitis[J].Lancet,1948,1(6503):582-596.

[7]MISRA U K,KALITA J,SRIVASTAVA R,et al.A study of cytokines in tuberculous meningitis:clinical and MRI correlation[J].Neurosci Lett,2010,483(1):6-10.DOI:10.1016/j.neulet.2010.07.029.

[8]TUOMANEN E I,SAUKKONEN K,SANDE S,et al.Reduction of inflammation,tissue damage,and mortality in bacterial meningitis in rabbits treated with monoclonal antibodies against adhesion-promoting receptors of leukocytes[J].J Exp Med,1989,170(3):959-969.DOI:10.1084/jem.170.3.959.

[9]COOPER A M,KHADER S A.The role of cytokines in the initiation,expansion,and control of cellular immunity to tuberculosis[J].Immunol Rev,2008,226:191-204.DOI:10.1111/j.1600-065X.2008.00702.x.

[10]VANI J,SHAILA M S,RAO M K,et al.B lymphocytes from patients with tuberculosis exhibit hampered antigen-specific responses with concomitant overexpression of interleukin-8[J].J Infect Dis,2009,200(3):481-482.DOI:10.1086/599843.

[11]朱飞,张家堂,邢小微，等.IL-8、 MMP-9、 INF-γ的检测对结核性脑膜炎及病毒性脑膜炎发病的意义[J].中华神经医学杂志,2012,11(8):838-841.DOI:10.3760/cma.j.issn.1671-8925.2012.08.021. ZHU F,ZHANG J T,XING X W,et al.Detection of interleukin-8,matrix metalloproteinase-9 and interferon gamma levels in the cerebrospinal fluid of patients with tuberculous meningitis and viral meningitis [J].Chinese Journal of Neuromedicine,2012,11(8):838-841.DOI:10.3760/cma.j.issn.1671-8925.2012.08.021.

[12]YILMAZ E,GURGOZE M K,ILHAN N,et al.Interleukin-8 levels in children with bacterial,tuberculous and aseptic meningitis[J].Indian J Pediatr,2002,69(3):219-221.

[13]JAFARI C,THIJSEN S,SOTGIU G,et al.Bronchoalveolar lavage enzyme-linked immunospot for a rapid diagnosis of tuberculosis:a Tuberculosis Network European Trialsgroup study[J].Am J Respir Crit Care Med,2009,180(7):666-673.DOI:10.1164/rccm.200904-0557OC.

[14]KHAN F Y,HAMZA M,OMRAN A H,et al.Diagnostic value of pleural fluid interferon-gamma and adenosine deaminase in patients with pleural tuberculosis in Qatar[J].Int J Gen Med,2013,6:13-18.DOI:10.2147/IJGM.S39345.

[15]REUTER H,BURGESS L,VAN VUUREN W,et al.Diagnosing tuberculous pericarditis[J].QJM,2006,99(12):827-839.

[16]SHARMA S K,TAHIR M,MOHAN A,et al.Diagnostic accuracy of ascitic fluid IFN-gamma and adenosine deaminase assays in the diagnosis of tuberculous ascites[J].J Interferon Cytokine Res,2006,26(7):484-488.DOI:10.1089/jir.2006.26.484.

[17]NEMETH J,WINKLER H M,BOECK L,et al.Specific cytokine patterns of pulmonary tuberculosis in Central Africa[J].Clin Immunol,2011,138(1):50-59.DOI:10.1016/j.clim.2010.09.005.

[18]MANSOUR A M,FRENCK R W Jr,DARVILLE T,et al.Relationship between intracranial granulomas and cerebrospinal fluid levels of gamma interferon and interleukin-10 in patients with tuberculous meningitis[J].Clin Diagn Lab Immunol,2005,12(2):363-365.

(本文编辑：毛亚敏)

DynamicChangesinIL-8andIFN-γinCerebrospinalFluidofPatientswithTuberculousMeningitis

ZHANGShuai-jie,WANGMan-xia*,LIXiao-ling,WANGQi

NeurologyDepartment，LanzhouUniversitySecondHospital，Lanzhou730000，China

*Correspondingauthor:WANGMan-xia,Professor，Attendingphysician；E-mail：wmx322@aliyun.com

ObjectiveTo observe the dynamic changes of IL-8 and IFN-γ in cerebrospinal fluid(CSF) of tuberculous meningitis(TBM),and to investigate their significance for the diagnosis and prognosis of TBM.MethodsThe subjects enrolled in this study were 30 inpatients with TBM(TBM group)，30 inpatients with viral meningitis(viral meningitis group)，30 inpatients with noninfectious neurologic diseases(noninfectious neurologic diseases group) treated in Lanzhou University Second Hospital from December 2014 to August 2016.There were 12 patients of stage Ⅰ,11 patients of stage Ⅱ,7 patients of stage Ⅲ in the TBM group.The changes of IL-8,IFN-γ levels in CSF of TBM group before antituberculosis treatment,1 week and 2 weeks after antituberculosis treatment were analyzed.The IL-8 and IFN-γ levels in CSF of TBM group before antituberculosis treatment,viral meningitis group and noninfectious neurologic diseases group before treatment were compared.The relation between the level of IL-8 and IFN-γ in CSF and the severity of the disease in TBM group was analyzed.ResultsThe levels of IL-8 in CSF 1 week after antituberculosis treatment(t=15.710，P<0.001) and 2 weeks after antituberculosis treatment(t=21.268，P<0.001) were significantly lower than those before antituberculosis treatment in TBM group；the levels of IL-8 in CSF 2 weeks after antituberculosis treatment were significantly lower than those 1 week after antituberculosis treatment in TBM group(t=12.554，P<0.001).The levels of IFN-γ in CSF 1 week after antituberculosis treatment(t=10.793，P<0.001) and 2 weeks after antituberculosis treatment(t=14.357，P<0.001) were lower compared with those before antituberculosis treatment in TBM group；the levels of IFN-γ in CSF 2 weeks after antituberculosis treatment were lower compared with those 1 week after antituberculosis treatment in TBM group(t=17.979，P<0.001).The levels of IL-8 and IFN-γ in CSF of TBM group before antituberculosis treatment were significantly higher than those of viral meningitis group and noninfectious neurologic diseases group before treatment(P<0.05),and the levels of IL-8 and IFN-γ in CSF of viral meningitis group before treatment were significantly higher than those of noninfectious neurologic diseases group before treatment(P<0.05).The level of IL-8(rs=0.509,P=0.004) and that of IFN-γ(rs=0.665,P<0.001) in CSF were positively correlated with the severity of TBM in TBM group.ConclusionBoth the levels of IL-8 and IFN-γ in CSF of TBM group gradually decrease with the progress of treatment,and they are positively related to the TBM stage,so they may be used as the predictors for the assessment of the response rate and prognosis of the disease.

Tuberculosis,meningeal；Interleukins;Interferon-gamma;Cerebrospinal fluid

甘肃省兰州市城关区科技发展计划项目(2015-3-3)

R 529.3

A

10.3969/j.issn.1007-9572.2017.27.011

2017-03-26；

2017-07-30)

730000甘肃省兰州市，兰州大学第二医院神经内科

*通信作者：王满侠，教授，主任医师；E-mail：wmx322@aliyun.com