細胞因子測定對結核性腦膜炎診斷價值的若干進展

張帥杰 王滿俠 李曉玲 王琪

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·綜 述·

細胞因子測定對結核性腦膜炎診斷價值的若干進展

張帥杰 王滿俠 李曉玲 王琪

結核性腦膜炎(tubercular meningitis，TBM)主要是由于結核分枝桿菌通過血行播散沉積并破壞軟腦膜或室管膜而產生的，是結核分枝桿菌感染最嚴重的表現形式，10%的肺結核患者可能并發(fā)結核性腦膜炎，50%患者可致死亡或遺留嚴重的神經系統后遺癥，導致后期生活質量下降[1]。如果患者開始治療時格拉斯哥昏迷評分<10/15，病死率會超過50%，因此早期診斷并治療對于減少神經系統并發(fā)癥及病死率是至關重要的。目前結核性腦膜炎的診斷主要有細菌學、免疫學及分子生物學等實驗室檢查方法。腦脊液抗酸染色和細菌培養(yǎng)是診斷TBM的金標準，但是陽性率都較低，而且由于結核分枝桿菌較長的倍增時間，其在液體培養(yǎng)基中常需常需10～14 d，固體培養(yǎng)基中常需4～6周，對于早期診斷結核性腦膜炎的臨床意義不大[2-3]。分子生物學試驗方法如核酸擴增試驗(NAA)具有較高的假陽性率和較低的特異性，目前主要用于痰涂片陽性需要進一步確診的患者，并且具有典型臨床表現的患者通?？沙霈F陰性結果[4]。與細菌學和分子生物學相比，免疫學試驗方法具有易操作、低成本、特異性較高等優(yōu)點。結核分枝桿菌的感染主要是細胞免疫，因此細胞因子在結核性腦膜炎的免疫反應中發(fā)揮著重要的作用。本研究現就腦脊液細胞因子的測定對結核性腦膜炎診斷的相關研究進展綜述如下。

1 干擾素-γ(IFN-γ)

干擾素-γ在結核分枝桿菌的免疫反應中起主要作用，刺激巨噬細胞的活性和淋巴細胞Th1細胞的分化是宿主免疫系統對抗結核分枝桿菌感染時的關鍵調節(jié)因子。干擾素-γ釋放試驗(IGRA)是在體外檢測經MTB特異性的ESAT-6和CFP-10抗原刺激之后產生和釋放干擾素-γ能力的免疫學技術，藉此判斷細胞介導的免疫反應，特異性較高，不能被機體自身的免疫狀態(tài)所影響，可用于結核性腦膜炎的早期和快速診斷[5]。國際上廣泛使用的IGRA有兩種，即QuantiFERONTB Gold In-Tube試驗(QFT-GIT)及T-SPOT TB。Lai等通過研究得出，T-SPOT TB對于診斷不同的肺外結核病的敏感性和特異性均不同，通過檢測6例TBM患者，敏感性和特異性均可高達100%[6]，但由于樣本量較少，還需進一步研究。Vidha等通過QFT-GIT試驗，得出TBM患者全血靈敏度為44.4%，特異性為62.5%，而腦脊液中檢測結果大多不確定[7]，因此腦脊液QFT-GIT對TBM的診斷價值不大。Vinod等選取140例患者(81%感染艾滋病毒)，通過特異性抗原RD-1 ELISPOT試驗診斷TBM，特異性為94%,敏感性為58%，而排除細菌性腦膜炎(革蘭染色試驗)和隱球菌性腦膜炎(隱球菌乳膠凝集試驗)后其診斷TBM的敏感性為82%，特異性為100%，可在艾滋病和結核病流行區(qū)域較為快速和相對準確地診斷結核性腦膜炎[8]。一直以來TST是篩查潛伏性結核菌感染(LTBI)結核的主要方法，但其特異性較低，對于有免疫抑制、全身性感染或者是2月內接種過活疫苗等特殊人群敏感性較低，而T-SPOT彌補了TST的不足，對于特殊人群也可適用，但其對于區(qū)分活動性結核和潛伏性結核菌感染(LTBI)結核尚有一定的限制性，還需進一步研究。目前指南建議T-SPOT代替或與TST聯合使用,但在醫(yī)療資源相對比較貧乏的地方更重要的是根據患者的臨床表現進行診斷，因此由于技術和資金的有限，干擾素-γ在診斷結核性腦膜炎時也會有所限制。

2 白細胞介素-8(IL-8)

IL-8是一種由單核巨噬細胞產生的炎癥介質，同時其趨化力明顯高于其他趨化因子，可通過誘導炎癥細胞浸潤，增加血管壁的通透性，同時具有雙向免疫調節(jié)作用，即在激活免疫效應細胞、清除病原體的同時也可損傷局部腦組織[9]。Usha Kant Misra等研究指出結核性腦膜炎中IL-8水平較病毒性腦膜炎高，且通過治療后其水平下降[10]，提示結核分枝桿菌參與了結核性腦膜炎的病理生理過程，并與其發(fā)病密切相關，IL-8水平的升高可能與局部T淋巴細胞釋放和血腦屏障的破壞導致其進入到腦脊液中有關。國內馬江濤等通過檢測57例結核性腦膜炎患兒腦脊液的EAST -6、IL -8和INF-γ水平，得出恢復期水平均明顯降低，并且在聯合檢測時診斷TBM的敏感性、特異性均較單一檢測時明顯升高[11]。因此，IL-8水平與結核性腦膜炎密切相關，檢測IL-8水平有助于TBM的早期診斷，聯合檢測EAST -6、INF-γ則更能提高陽性率，并且其動態(tài)變化有助于判斷患者的預后及療效。

3 白細胞介素-6(IL-6)

IL-6作為一種多功能的細胞因子，與疾病生理和病理的進展過程關系密切，在腦內主要由神經膠質細胞和星形膠質細胞產生，主要與炎癥調節(jié)和免疫反應有關，在啟動炎性級聯反應中起到關鍵性作用。在機體受到MTB的感染后MTB可刺激單核巨噬細胞合成并釋放IL-6，從而引發(fā)一系列的炎癥反應過程。IL-6對結核感染有固有的免疫作用，也參與獲得性免疫的啟動，是機體與病原體相互作用的關鍵[12]。Usha Kant Misra等研究表明，結核性腦膜炎腦脊液中IL-6水平較病毒性腦膜炎高，急性期高度表達，而且在經過抗結核治療后其水平明顯下降[10]。因此，在判斷患者的病情和預后時可以依據患者的IL-6水平給予準確的診斷，以便于及時應對病情的不良進展。在抗結核治療過程中對于血清中IL-6的水平變化的研究結果不一。有研究證實，在抗結核治療時在未受TB抗原刺激的IL-6水平下降[13]，而Wen-Lin Su則研究得出相反的結果[14]，可能是因為使用未經過抗原刺激過的血清樣本，跟結核抗原刺激過的樣本相比，不可避免地導致較低的特異性細胞因子反應，前者是反映炎癥的變化，可以通過一系列其他傳染性病原體引起。但目前尚無可靠證據表明腦脊液中IL-6的水平可監(jiān)測抗結核治療效果，因此可對其進行進一步研究來更好地為臨床患者的治療提供依據。

4 腫瘤壞死因子-α(TNF-α)

TNF-α是一種具有多種生物學活性的細胞因子，同時也是一種炎癥介質，能直接損傷血管內皮細胞，使血管通透性增大，誘導炎癥反應的發(fā)生，在炎癥反應中起到關鍵性的作用，并且由于血管內皮的損傷，引起動脈內膜炎及血管閉塞。Lv S等meta分析顯示，嚴重膿毒癥患者(休克前)給予抗TNF-α單克隆抗體免疫治療可降低病死率，提示TNF-α在炎癥反應中起到了至關重要的作用[15]。結核桿菌臨床表現的多樣性可能歸因于機體的免疫力、結核桿菌的毒力，由于遺傳的變異，結核分枝桿菌的毒力也有相當大的變化，因此可能是由于菌株的變異而引起TNF-α表達的差異性。 Nagesh Babu等通過對TBM患者進行6個月的抗結核治療，得出TNF-α與疾病的嚴重程度呈正相關[16]，而Usha Kant Misra等人通過研究細胞因子水平與TBM患者的臨床表現及腦部核磁共振表現變化的關系，也得出了相同的結論[10]。因此，在TBM患者體內TNF-α的水平升高主要是由于炎癥部位持續(xù)的炎癥反應，而且在進行抗結核治療過程中神經炎癥反應持續(xù)存在，促進了TBM的發(fā)生及發(fā)展。TNF-α作為監(jiān)測抗結核治療效果最有前途的細胞因子[17]，其研究結果不一。Chang Ho Kim等通過用流式細胞儀測定肺結核患者T細胞TNF-α的反應，得出在抗結核治療過程中血清中TNF-α水平減低[18]，而Eum等人則用ELISA法檢測TNF-α水平，其作為TB抗原刺激的TNF-α水平的研究得出在抗結核治療期間TNF-α的水平增加[19]。產生這種分歧的原因可能是由于這兩項研究使用不同的抗原刺激和不同潛伏期，而且使用未經抗原刺激的樣本不可避免地導致特異性降低。目前研究雖然可以證明TNF-α的水平與病情嚴重程度呈正相關，但是仍不能證明其可以對結核性腦膜炎患者提供1個獨立的預后指標。

5 基質金屬蛋白酶(MMPs)

MMPs是一組鈣鋅依賴性催化激活的內肽酶，MMP-9是MMPs家族的主要成員之一，其水平的升高可以引起血腦屏障的破壞、神經炎癥的形成及腦水腫等的發(fā)生。結核分枝桿菌中的IAM成分可刺激人單核細胞過度表達MMP-9[20]，而MMP-9數量的增加和活化可引起異常組織重塑，使大量腦組織纖維化及肉芽組織的形成，從而使結核性腦膜炎遷延不愈,這提示MMP-9參與了TBM的病理改變過程。Kyung Yul Lee等采用酶聯免疫吸附試驗測定結核性腦膜炎患者腦脊液中的MMP-9水平，結果發(fā)現結核性腦膜炎組腦脊液中MMP-9水平明顯較其他2組高，并且伴有神經系統并發(fā)癥的患者顯著增高[21]。Tushar Patil等通過對脊椎結核患者血清和腦脊液中細胞因子進行分析和研究得出，MMP-9水平在血清及腦脊液中均較對照組高，并且腦脊液中MMP-9水平與疾病預后密切相關[22]。因此，MMP-9水平的持續(xù)升高與神經系統晚期并發(fā)癥有關，可能與MMP-9破壞血腦屏障有關，使腦組織外的其它成分進入腦組織，從而對大腦產生一系列的損害，而無菌性腦膜炎患者的病原體通過周圍神經逆行傳播至腦，其血腦屏障損害較輕，MMP-9水平較結核性腦膜炎低。因此，適當的抑制MMP-9的活性對結核性腦膜炎的轉歸有重要作用。

6 單核細胞趨化因子蛋白-1(MCP-1)

結核分枝桿菌感染機體后巨噬細胞首先作出反應并分泌多種細胞因子，MTB入侵部位聚集較多的淋巴細胞及單核細胞，逐漸形成肉芽腫，限制了MTB的擴散并殺滅結核分枝桿菌，而MCP-1可以直接或間接地向感染部位募集單核細胞和淋巴細胞，與結核的嚴重程度密切相關，在單核細胞聚集和降低結核嚴重性中起保護性作用，但也有研究表明大量的MCP-1可能損害宿主的免疫系統[23]。因此，MCP-1的保護性作用目前尚有爭議。國內張源等的研究證實，MCP-1在腦損傷的進展中發(fā)揮著重要作用，且其血清水平越高，腦損傷越嚴重[24]。Ying Wang等研究表明，MCP-1診斷活動性結核病的敏感性為92.9%，特異性為80.7%，診斷活動性結核的臨界值389 pg/mL,并且不被機體的免疫狀態(tài)所影響[25]。MCP-1可能成為活動性結核的輔助診斷指標，在區(qū)分兒童和免疫缺陷患者活動性與靜止性結核感染中聯合檢測IFN-γ有很大前途，甚至取代IFN-γ。

7 γ-干擾素誘導蛋白-10(IP-10)

IP-10主要是由單核巨噬細胞產生,屬趨化因子CXC亞家族，其進入炎癥部位主要是通過趨化T細胞、NK細胞等炎性細胞表達CXCR3受體，從而介導Thl型炎癥性疾病。早期研究證實，IP-10在結核分枝桿菌特異性抗原刺激后表達，對于感染結核分支桿菌的免疫診斷是一種具有高度敏感性的有前途的標志物[26]。國內楊紅等通過選取藏族30例非結核性腦膜炎和30例結核性腦膜炎患者，測定出藏族人群結核性腦膜炎的臨界值為605.62 pg/mL,特異性為96.7%，敏感性為86.7%,通過對比ROC曲線下的面積，表明IP-10在診斷結核性腦膜炎時結果與γ-干擾素相接近,但對于免疫反應較弱的患者可能有更好的診斷價值[27],與Whittaker 等[28]研究結果相同。因此，對于IFN-γ水平升高不明顯未達診斷臨界值的病例，IP-10可能會具有更大的診斷作用。Shu-Jin Guo等的meta分析表明，IP-10在結核病的診斷中靈敏度為0.73，特異性為0.83，并且得出IP-10與常規(guī)測試和其他臨床研究的結果并用時可提高結核病診斷的準確性[29]。Ruhwald等通過研究168例活動性肺結核患者，得出血清中IP-10和IFN-γ水平聯合診斷活動性結核時敏感性大大增加(2%～11%)[30]。Ji Young Hong等通過測定32例活動性結核病患者血清中IP-10水平，在經過抗結核治療后患者血清中IP-10水平明顯下降，并且其與監(jiān)測疾病的活動度、預測治療效果有關[31]。因此，IP-10在診斷TBM中意義重大，并且聯合IFN-γ進行診斷會日益成為一個不可或缺的方法。

綜上所述，結核性腦膜炎目前仍是致死率最高的結核，早期診斷和治療對改善預后至關重要，雖然目前結核性腦膜炎的診斷已經取得了很大的成就，診斷方法眾多，并且運用細胞因子來診斷結核性腦膜炎日益被研究者重視，今后仍需要尋找最佳的細胞因子來探討結核性腦膜炎的發(fā)病機制，對診斷及治療結核性腦膜炎有重大意義。

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(2016-08-14收稿 2016-08-24修回)

甘肅省蘭州市城關區(qū)科技發(fā)展計劃項目(2015-3-3)

730000 蘭州大學第二醫(yī)院神經內科[張帥杰 王滿俠(通信作者) 李曉玲 王琪]

R529.3

A

1007-0478(2016)06-0456-04

10.3969/j.issn.1007-0478.2016.06.019