颅内细菌性感染和病毒性感染的早期鉴别指标研究

钟炽娟，冯 伟

颅内感染以化脓性脑膜炎、病毒性脑炎最常见，若治疗不及时易遗留癫痫、偏瘫、智力障碍等一系列后遗症，甚至危及生命。但早期鉴别颅内感染类型比较困难，寻找灵敏、快捷、高效的检测指标一直是临床关注的焦点之一。本文主要综述脑脊液、血清相关检测指标在颅内感染诊治中的相关研究进展。

1降钙素原(PCT)

PCT是鉴别细菌和病毒感染敏感性高和特异性强的标记物之一。众多研究发现化脓性脑膜炎患者血清PCT水平明显增高，对早期鉴别诊断颅内细菌性感染具有重要的临床意义[1]。但目前对血清PCT在颅内感染疾病中区分化脓性脑膜炎与病毒性脑炎仍无统一的临界值。王丽娜[2]建议血清PCT的临界值设置为0.38ng/ml，诊断化脓性脑膜炎的敏感性、特异性均高达100%；HongYuanShen等[3]认为疑似颅内感染的患者当血清PCT>0.88ng/ml时诊断化脓性脑膜炎诊断准确性为95%。国外一项Mete分析表明血清PCT是一项区分化脓性脑膜炎和病毒性脑炎可靠的生物标记物,PCT值取0.50ng/ml灵敏度为0.96(95%置信区间：0.92～0.98)，特异性为0.88(95%置信区0.86～0.92)，但其所收纳的试验均把已使用抗生素治疗的患者排除之外[4]。不同研究试验设定的血清PCT临界值存在差异考虑与研究对象(数目、种族、年龄、性别等)、检测条件(试剂、仪器、方法等)、检测前已抗生素使用情况等因素有关。对于脑脊液PCT在颅内感染鉴别诊断中的应用目前仍存在争议，较多研究发现脑脊液PCT也有助于化脓性脑膜炎和病毒性脑炎早期鉴别诊断[5]。但有学者指出在化脓性脑膜炎和病毒性脑炎患者脑脊液PCT的水平无明显差异。Shimetani等人[6]报道中枢神经系统感染性疾病与非感染性疾病的患者脑脊液中检测PCT的含量无显著差异性。Gendrel[7]等人认为在化脓性脑膜炎和病毒性脑炎患者的脑脊液中检测不出PCT。故需大样本多地区多试验中心的进一步探索研究。另外有研究表明血清PCT对颅内感染病情评估、指导用药、预后判断也具有一定的参考价值[4]。

2T淋巴细胞亚群

T淋巴细胞根据在机体免疫反应中的不同功能分为多个亚群，其中表面分化标志抗原为CD3+的T细胞代表机体细胞免疫的总体水平,表面抗原为CD3+CD4+的辅助T细胞可激活及促进巨噬细胞、B淋巴细胞、自然杀伤细胞分泌细胞因子等积极参与免疫应答。表面抗原为CD3+CD8+的细胞毒性细胞具有靶细胞杀伤抑制功能。当CD3+CD4+T细胞与CD3+CD8+T细胞比例失调时，机体细胞免疫功能紊乱而造成组织损伤。临床上常见的T淋巴细胞亚群检测指标包括CD3+、CD4+、CD8+细胞数量或百分率和CD4+/CD8+细胞的比值等。颅内感染的发病机理与T细胞介导细胞免疫功能下降具有密切的关系。有研究发现病毒性脑炎、化脓性脑膜炎患者外周血CD3+、CD4+T细胞数百分率和CD4+/CD8+细胞的比值较正常健康者明显降低，而CD8+T细胞百分率明显增高，且化脓性脑膜炎患者外周血CD3+、CD4+T细胞数百分率和CD4+/CD8+细胞的比值均低于病毒性脑炎者，但差异无统计学意义[8, 9]。近年关于脑脊液淋巴细胞亚群的检测在神经系统疾病的运用研究日益增加。蔡蓓等研究表明在神经系统疾病中流式细胞术检测脑脊液检测T细胞亚群中CD3+、CD4+和CD8+T淋巴细胞的表达情况较传统的常规脑脊液细胞学等检测具有更好的敏感性[10]。有研究结果显示采用流式细胞术检测各类免疫相关神经系统疾病患者(包括中枢神经系统炎性疾病)脑脊液内CD3+、CD4+和CD8+T淋巴细胞百分率无统计学差异，但均高于其外周血象[11]。与病毒性脑炎患者比较，化脓性脑膜炎和细菌脊髓炎患者中脑脊液细胞免疫状态以CD3+CD4+T细胞百分率相对增加、CD4+/CD8+细胞的比值相对增高为特征性表现，但差异无统计学意义。淋巴细胞迁移与细胞表面表达黏附分子有关，CD3+CD4+T细胞表面高表达黏附分子CD154促进外周血中CD3+CD4+T细胞更倾向迁移至脑脊液内。总之，外周血与脑脊液中T淋巴细胞亚群分析对于颅内感染病情了解和监测具有一定的临床意义，但对于颅内感染的应用有限。

3中性粒细胞CD64表达

CD64是一种具有高亲和力识别免疫球蛋白IgG的Fc段的受体,IgGFc段受体分3类，包括FcγRⅠ(CD64)、FcγRⅡ(CD32)、FcγRⅢ(CD16)，其主要作用为提呈抗原、促进炎症因子释放、机体细胞免疫和体液免疫的连接枢纽等。生理状态下，中性粒细胞表面CD64表达水平较低，当细菌细胞壁成分(如脂多糖)、干扰素等细胞炎症因子刺激下，中性粒细胞表面CD64会大量表达[12]。国外的多项研究发现高水平CD64被认为是早期诊断细菌性感染和病毒性感染有效的生物学预测指标[13]。穆文娟等[14]研究发现40例化脓性脑膜炎患儿中性粒细胞CD64表达量明显高于病毒性脑炎患儿，进一步研究发现中性粒细胞CD64表达量取1.30诊断化脓性脑膜炎，其灵敏度及特异度分别为88.3%、90.4%。

4神经元特异性烯醇化酶(NSE)及S100蛋白

神经元特异性烯醇化酶(Neuron-specificenolase，NSE)是参与糖酵解过程的烯醇化酶的同工酶，主要在神经系统的神经元细胞、神经内分泌细胞、少突胶质细胞内表达。S100蛋白是一种酸性Ca2+结合蛋白，由α、β亚单位组成。其中S100ββ和S100αβ统称S100β蛋白，其主要分布在中枢神经系统的神经胶质细胞，具有促进神经元细胞生长分化、细胞内信号传导等重要作用。众所周知，NSE是神经系统疾病中神经元轴索损伤的标志性生化指标[15]，S100β蛋白高水平可特异性反映神经胶质细胞受损。缺氧缺血、毒素、炎症因子、损伤等因素作用下，神经元、神经胶质细胞膜完整性被破坏、脱髓鞘病变、甚至细胞坏死，NSE、S100β蛋白可从受损的细胞内“漏出”进入脑脊液，再通过血脑屏障进入血，故脑脊液和血液中在疾病早期NSE、S100β蛋白的浓度明显升高。缺血性脑卒中、癫痫持续状态、克-雅脑病、蛛网膜下腔出血、缺氧缺血性脑病、颅脑外伤、颅内感染等中枢神经系统疾病均可在脑脊液或血液中检测出NSE、S100β蛋白水平显著增高[16]。有研究发现病毒性脑炎患者血清、脑脊液内的NSE、S100β蛋白浓度显著高于化脓性脑膜炎组。病毒性脑炎时，病毒主要入侵脑实质，使神经元、胶质细胞受损甚至坏死并释放出大量NSE、S100β蛋白进入脑脊液和血液中。而化脓性脑膜炎时炎症主要分布在脑膜，相对而言脑实质损伤程度较病毒性脑炎轻，故脑脊液内NSE、S100β浓度低于病毒性脑炎。可推测出检测脑脊液、血清NSE、S100β蛋白有助颅内感染的病原体类型鉴别[17]。然而也有学者持不同意见，梅道启等[18]研究发现病毒性脑炎患者脑脊液NSE水平显著低于化脓性脑膜炎。Lins等[19]发现脑炎患者与健康人群血清及脑脊液内NSE水平无显著差异性。脑(膜)炎患者血清、脑脊液NSE、S100β水平除了感染病原体类型有关，病原体毒性、机体免疫应答也是影响脑损伤重要因素。有众多研究发现，普通型相比，重型颅内感染急性期及恢复期血清、脑脊液NSE、S100β含量显著增高，表明NSE、S100β可为作为判断颅内感染神经受损严重程度的指标[15,18, 20]。因此通过NSE、S100β蛋白的水平可以早期有效评估颅内感染的严重程度、疗效及预后。

NSE、S100β临床运用有一定局限性：1)NSE、S100β水平在多种中枢神经系统疾病增高，病因诊断时缺乏特异性；2)低水平NSE也需警惕病情危重，预后不良。有研究指出：少数危重型患者疾病早期NSE水平正常，3天不增高或轻度增高，但患者病情危重，甚至死亡[15]。脑脊液NSE的水平不仅与神经损伤的程度及数量有关，还与受损神经元的位置或其他因素相关。另外甲状腺细胞、红细胞、血小板内也存在NSE相似的γ亚基，NSE与之具有交叉免疫活性，故溶血时会对NSE检测存在干扰。基于以上因素，NSE、S100β在临床上运用结合患者临床表现、体征及其他实验室指标，对中枢神经系统疾病诊断、病情、预后更准确。对NSE进一步的研究，会发现更大的价值，更好地应用于临床。

5细胞因子

在颅内IL-1β主要由单核细胞、神经胶质细胞等合成与分泌，其能刺激集落刺激因子等细胞因子的产生，在免疫防御中起作用。国外学者发现化脓性脑膜炎患者血清及脑脊液中IL-1β水平明显高于病毒性脑炎患者，血清及脑脊液中IL-1β可作为鉴别化脓性脑膜炎与病毒性脑炎的诊断依据[21]。然而也有研究表明细菌性和病毒性颅内感染的患者血清及脑脊液中IL-1β水平明显增高，但两者无明显差异[22]。肿瘤坏死因子-α(tumornecrosisfactor-α,TNF-α)是主要由单核-巨噬细胞产生的炎症细胞因子，细菌脂多糖是其较强的诱导剂。当病原体入侵中枢神经系统时，星形胶质细胞、少突胶质细胞、部分受损神经元可以分泌TNF-α。化脓性脑膜炎时，细菌的内毒素、磷壁酸等抗原成分激活胶质细胞、巨噬细胞、少量神经元细胞中NF-kB通路短期内分泌大量TNF-α、IL-6。而病毒感染时，由于缺乏内毒素、磷壁酸等强诱导剂，胶质细胞等仅可释放少量的释放TNF-α。目前脑脊液TNF-α已成为鉴别化脓性脑膜炎及病毒性脑炎的研究热点。BociagaJasikM等人研究发现42例化脓性脑膜炎患者脑脊液内TNF-α显著高于25例病毒性脑炎患者，进一步发现脑脊液TNF-α≥75.8pg/ml为阈值，阳性预测值可达100%[23]。一项关于TNF-αMETE分析数据显示TNF-α鉴别诊断化脓性脑膜炎的合并敏感度为0.80(95%CI:0.76-0.83)，特异度为0.92(95%CI:0.89-0.94)[24]。国内的学者研究证实在儿童患者中，脑脊液TNF-α同样能鉴别化脓性脑膜炎及病毒性脑炎[25]，故脑脊液TNF-α对颅内感染早期鉴别诊断具有重要意义。

6其他

脑脊液髓鞘碱性蛋白(MBP)、白介素-6(IL-6)、白介素-10(IL-10)、血管内皮细胞生长因子(VEGF)、血管细胞粘附因子-1(VCAM-1)、基质金属蛋白酶(MMPs)、基质金属蛋白酶组织抑制剂(TIMP)、β-微球蛋白等可能有助于鉴别化脓性脑膜炎和病毒性脑炎。但由于研究样本小还存在争议，需要进一步研究。

上述相关指标有助于早期鉴别诊断化脓性脑膜炎和病毒性脑炎，但必须结合患者临床表现、体格检查、脑脊液细胞学及生化检测(蛋白、糖、氯化物)以及影像学等相关检查综合判断，早期诊断，合理治疗，改善预后，减少并发症发生。