脑脊液乳酸、白细胞介素-27及干扰素-γ联合检测在神经外科术后细菌性脑膜炎中的诊断价值

曾 东, 孙雯雯, 陈光辉, 王真珍

(河南省郑州市第七人民医院 重症医学科, 河南 郑州, 450000)

重症监护室(ICU)神经外科手术后诱导的感染会导致严重并发症,从而增加神经危重患者的死亡率,也会延长在ICU和医院的住院时间。脑膜炎是神经外科手术后患者发生的主要并发症之一,根据有无细菌感染分为细菌性脑膜炎和无细菌性脑膜炎,细菌性脑膜炎的患病率仅为0.3%～1.5%, 但致死率较高[1-2]。无细菌性感染患者术后恢复较好,但也存在体温升高、头疼、精神障碍等情况,在诊断方面也有一定困难[3]。因此,需要联合特异性生物指标提高诊断效能。乳酸(LA)是由厌氧糖酵解产生的,厌氧糖酵解发生在人体的大多数组织中,各种中枢神经系统疾病导致脑脊液乳酸升高,可作为脑脊液生物标志物[4]。白细胞介素-27(IL-27)在与先天性和适应性免疫细胞共同调节炎症方面具有重要作用[5]。IL-27可增加中枢神经系统在各种疾病和损伤中的神经元存活率[6]。干扰素-γ(IFN-γ)是由巨噬细胞、T淋巴细胞、黏膜上皮细胞或自然杀伤细胞产生的可溶性细胞因子,其对先天性和适应性免疫至关重要,异常的IFN-γ表达水平和功能与不同的人类疾病有关,在调节免疫、感染和癌症发展中具有重要作用[7-8]。本研究检测脑脊液LA、IL-27、IFN-γ表达水平,探讨3项指标联合检测对术后细菌性脑膜炎的诊断价值,现将结果报告如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取本院2019年7月—2022年8月收治的54例ICU神经外科术后细菌性脑膜炎患者作为疾病组,另选取同期62例ICU神经外科术后无细菌性脑膜炎患者作为对照组,年龄32～68岁。纳入标准: ① 患者均符合《中国神经外科重症病人感染诊治专家共识(2017)》[9]中细菌性脑膜炎和无细菌性脑膜炎的诊断标准; ② 临床资料完整者; ③ 患者及其家属均知情并签署知情同意书。排除标准: ① 患者术前有感染性疾病史; ② 伴有肾脏功能不全者; ③ 近期使用过相关治疗的抗生素者; ④ 患者为首次ICU神经外科手术; ⑤ 由其他原因导致的脑出血者。本研究已经过本院医学伦理委员会审核批准。

细菌性脑膜炎诊断标准: ① 临床表现包括术后体温高于38 ℃、颅内压有增高现象、脑膜刺激征阳性、颈部僵硬、意识或精神状态异常,符合上述任意1项症状即为细菌性脑膜炎; ② 术后病原学检测为阳性,即脑脊液细菌培养和革兰染色为阳性。无细菌性脑膜炎诊断标准: 只有临床表现症状,无实验室诊断和病理学表现特征。

1.2 方法

采集患者脑脊液3 mL, 以3 500转/min离心10 min, 留取上清液放置于无菌离心管中,置于-20 ℃冰箱保存。采用全自动生化分析仪(PUZS-300型号全自动生化分析仪,上海帝博思生物科技有限公司)检测脑脊液LA表达水平、葡萄糖、蛋白质等生化指标浓度; 采用半导体激光器(ZHGY-12B型号半导体激光器,杭州藏汉科技有限公司)的流式细胞计数方法测定脑脊液白细胞计数。采用酶联免疫吸附法(ELISA)检测脑脊液IL-27、IFN-γ表达水平,试剂盒均购自上海化邦生物科技有限公司,具体操作步骤按照试剂盒说明书进行。

1.3 统计学方法

2 结 果

2.1 2组患者一般资料及脑脊液检测指标比较

2组性别、年龄、手术类型、术后24 h内预防性使用抗生素比率比较,差异无统计学意义(P>0.05); 疾病组葡萄糖水平低于对照组,白细胞计数、蛋白质水平高于对照组,差异均有统计学意义(P<0.01)。见表1。

表1 2组患者一般资料及脑脊液检测指标比较

2.2 2组脑脊液LA、IL-27、IFN-γ表达水平比较

疾病组脑脊液LA、IL-27表达水平高于对照组,而脑脊液IFN-γ表达水平低于对照组,差异均有统计学意义(P<0.01), 见表2。

表2 2组脑脊液LA、IL-27、IFN-γ表达水平比较

2.3 Logistic回归模型分析影响ICU神经外科术后发生细菌性脑膜炎的相关因素

以患者ICU神经外科术后细菌性脑膜炎是否发生为因变量(发生=1, 未发生=0), 以脑脊液LA、IL-27、IFN-γ、葡萄糖、白细胞计数、蛋白质等为自变量(均为连续变量),进行Logistic回归分析,结果显示,脑脊液LA、IL-27、IFN-γ为ICU神经外科术后患者发生细菌性脑膜炎的影响因素(P<0.05), 见表3。

表3 Logistic回归模型分析影响ICU神经外科术后发生细菌性脑膜炎的相关因素

2.4 脑脊液LA、IL-27、IFN-γ对ICU神经外科术后细菌性脑膜炎的诊断价值

脑脊液LA、IL-27、IFN-γ联合诊断ICU神经外科术后细菌性脑膜炎的曲线下面积(AUC)为0.955, 优于脑脊液LA(AUC=0.806,Z=4.029,P<0.001)、IL-27(AUC=0.858,Z=2.513,P=0.012)、IFN-γ(AUC=0.815,Z=3.680,P<0.001)单独诊断,联合诊断的灵敏度和特异度分别为87.04%、93.55%。见表4、图1。

图1 脑脊液LA、IL-27、IFN-γ水平诊断ICU神经外科术后细菌性脑膜炎的ROC曲线

表4 脑脊液LA、IL-27、IFN-γ对ICU神经外科术后细菌性脑膜炎的诊断价值

3 讨 论

细菌性脑膜炎是ICU神经外科术后常见的并发症之一,其发病率虽然较低,但致残率和死亡较高[10]。因细菌性脑膜炎和无细菌性脑膜炎有相同的临床症状表现,其在治疗方案上完全不同,在诊断中有可能误诊,从而加重病情影响患者的生命健康[11]。

脑脊液分析常用于神经病学的诊断, LA可用作信号分子,并且具有新的细胞内和细胞外信号转导功能,能够调节免疫系统的关键功能[12]。在急诊科对大多数生理不适的患者进行血LA检测,有助于指导治疗和预后,脑脊液LA在多种中枢神经性疾病中浓度升高,且有研究[13]证实,脑脊液LA可作为脑膜炎诊断的预测性生物标志物。何龙等[14]研究发现,细菌性脑膜炎患者脑脊液LA水平显著高于无细菌性脑膜炎患者,且是术后细菌性脑膜炎发生的独立影响因素,表明检测脑脊液乳酸有利于预测神经外科术后细菌性脑膜炎的发生,与本研究结果一致。本研究还发现,疾病组脑脊液LA、白细胞计数、蛋白质水平显著高于对照组,而葡萄糖水平显著低于对照组(P<0.05), 推测其原因可能是细菌性脑膜炎患者在术后血脑屏障遭受损坏,机体细菌感染严重,在这种状态下白细胞数量增加,脑脊液细胞明显增多,机体释放出较多的脑脊液乳酸,与雷若飞[15]研究结果一致。本研究发现,脑脊液LA是ICU神经外科术后发生细菌性脑膜炎的影响因素,且脑脊液LA诊断ICU神经外科术后细菌性脑膜炎的AUC为0.806, 灵敏度为85.19%, 当细菌性脑膜炎患者脑脊液LA>4.54 mmol/L时,患者术后发生细菌性脑膜炎的风险较大。

IL-27是一种异二聚体和多效性细胞因子,由28 kDa IL-27p28亚基和24 kDa爱泼斯坦巴尔病毒诱导的基因3蛋白组成,参与组织对感染、细胞应激、肿瘤及神经元疾病的反应[16-17]。范层层等[18]研究发现,中枢神经系统感染组脑脊液IL-27水平高于对照组,细菌性脑膜炎组脑脊液IL-27水平高于病毒性脑膜炎组,且脑脊液IL-27诊断脑膜炎的AUC为0.732, 表明脑脊液IL-27水平在中枢神经系统感染中较高,对脑膜炎的发生具有一定的诊断价值,与本研究结果类似。本研究发现,细菌性脑膜炎患者脑脊液IL-27表达水平较高,且是ICU神经外科术后发生细菌性脑膜炎的影响因素,表明脑脊液IL-27在ICU神经外科术后细菌性脑膜炎中发挥重要作用。脑脊液IL-27诊断术后细菌性脑膜炎的AUC为0.858, 提示脑脊液IL-27对ICU神经外科术后细菌性脑膜炎具有较优的诊断效能。

人体的先天和适应性免疫对于防御不同的病毒、细菌感染甚至癌症的发展和进展至关重要,而IFN-γ信号传导通过结合和激活IFN-γ受体对先天性和适应性免疫具有关键性作用[19]。IFN-γ是一种可溶性细胞因子,由不同的免疫细胞和黏膜上皮细胞分泌,通过抑制IFN-γ信号通路来抑制宿主细胞介导的免疫并逃避抗病毒免疫反应,具有广泛的抗病毒作用[20]。黄丽丽等[21]研究发现,细菌性脑膜炎患者中脑脊液IFN-γ水平显著低于病毒性脑膜炎患者,且脑脊液IFN-γ对脑膜炎感染类型鉴别诊断的AUC为0.835, 表明脑脊液IFN-γ可成为诊断脑膜炎感染类型的潜在敏感指标。本研究发现,细菌性脑膜炎患者脑脊液IFN-γ表达显著较低,提示细菌性脑膜炎患者体内的炎症反应较无细菌性脑膜炎患者严重,而IFN-γ主要发挥的是抗病毒作用。脑脊液IFN-γ是ICU神经外科术后发生细菌性脑膜炎的影响因素,提示脑脊液IFN-γ参与细菌性脑膜炎的发生、发展。脑脊液IL-27诊断ICU神经外科术后细菌性脑膜炎的AUC为0.815, 当脑脊液IL-27<169.78 ng/L时,应及时筛查ICU神经外科术后患者是否发生细菌性脑膜炎,以降低患者的致残率和病死率。本研究结果显示,脑脊液LA、IL-27、IFN-γ表达水平联合诊断ICU神经外科术后细菌性脑膜炎的AUC为0.955, 均显著高于3项指标单独检测,表明脑脊液LA、IL-27、IFN-γ联合检测能够早期诊断ICU神经外科术后细菌性脑膜炎的发生,为改善ICU神经外科术后细菌性脑膜炎患者预后提供一定的参考价值。

综上所述, ICU神经外科术后细菌性脑膜炎患者脑脊液LA、IL-27表达水平均显著升高,而脑脊液IFN-γ水平显著较低,并且是患者ICU神经外科术后发生细菌性脑膜炎的影响因素, 3项指标联合检测对术后发生细菌性脑膜炎有更高的诊断价值。