CSF、血清S-100b蛋白水平的變化與開(kāi)顱術(shù)后顱內(nèi)感染的相關(guān)性研究

蘇睿

(鄭州大學(xué)附屬洛陽(yáng)中心醫(yī)院神經(jīng)外科，河南 洛陽(yáng) 471000)

神經(jīng)外科開(kāi)顱術(shù)后如并發(fā)顱內(nèi)感染可直接影響患者預(yù)后，使得致殘和致死風(fēng)險(xiǎn)大大增加。開(kāi)顱術(shù)后顱內(nèi)感染一直是神經(jīng)外科臨床工作中的難點(diǎn)。早期診斷有助于及時(shí)給予抗感染治療，并指導(dǎo)臨床合理用藥，是改善患者預(yù)后的關(guān)鍵[1]。

C反應(yīng)蛋白(C reactive protein, CRP)、神經(jīng)元特異性烯醇化酶(neuron specific enolase, NSE)、腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor, TNF-α)白介素10(interleukin-10, IL-10)、干擾素-γ(interferon-γ, IFN-γ)均是反映機(jī)體炎癥反應(yīng)程度的常用指標(biāo)，對(duì)開(kāi)顱術(shù)后顱內(nèi)感染具有一定的輔助診斷價(jià)值，但上述指標(biāo)的特異性不高，不能將其單獨(dú)應(yīng)用于顱內(nèi)感染的判斷[2]。近年來(lái)有研究發(fā)現(xiàn)腦脊液(cerebrospinal fluid, CSF)、血清 S-100b 蛋白(S-100b protein)是判斷神經(jīng)元損傷的指標(biāo)，具有良好的靈敏性和特異性。但其在顱內(nèi)感染診斷方面的價(jià)值相關(guān)研究較少[3]?；陲B內(nèi)感染可加重神經(jīng)元損傷這一特點(diǎn)，本研究探討了開(kāi)顱手術(shù)后顱內(nèi)感染患者CSF、血清中S-100b蛋白水平的變化及其臨床意義，現(xiàn)將結(jié)果報(bào)道如下。

對(duì)象與方法

一、一般資料

選取41例開(kāi)顱術(shù)后并發(fā)顱內(nèi)感染患者(2014年1月至2015年12月)作為(感染組)，82例開(kāi)顱術(shù)后未出現(xiàn)顱內(nèi)感染的患者作為對(duì)照組。

感染組41例，男27例，女14例，年齡38～76歲，平均(56.9±9.8)歲，手術(shù)病因：顱腦外傷13例，顱內(nèi)出血20例，顱內(nèi)腫瘤8例。對(duì)照組82例，男50例，女32例，年齡40～79歲，平均(58.2±10.7)歲，手術(shù)病因：顱腦外傷28例，顱內(nèi)出血43例，顱內(nèi)腫瘤9例。兩組的年齡、性別、基礎(chǔ)病因經(jīng)t檢驗(yàn)和χ2檢驗(yàn)比較，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。

二、納入排除標(biāo)準(zhǔn)

納入標(biāo)準(zhǔn)：①患者年齡18～79歲；②在本院神經(jīng)外科接受開(kāi)顱手術(shù)；③顱內(nèi)感染的診斷標(biāo)準(zhǔn)參考衛(wèi)生部《醫(yī)院感染診斷標(biāo)準(zhǔn)(試行)》；①腦脊液白細(xì)胞>0.01×106/L，其中多核白細(xì)胞>50%，外周血白細(xì)胞>10.0×109/L；②腦脊液糖定量<2.25 mmol/L、蛋白定量>0.45 g/L；③細(xì)菌培養(yǎng)陽(yáng)性；④手術(shù)前患者顱內(nèi)無(wú)感染性病灶。排除標(biāo)準(zhǔn)：①伴有凝血功能障礙；②合并免疫系統(tǒng)疾?。虎郯橛芯窦罢J(rèn)知功能障礙疾??；④術(shù)前伴有顱內(nèi)感染或全身其他部位感染性疾病。

三、標(biāo)本采集

CSF標(biāo)本由腦室外引流途徑獲得。血液標(biāo)本由外周靜脈采血途徑獲得。所有標(biāo)本的獲取均遵循無(wú)菌操作規(guī)程，未做腦脊液置換操作，如有引流管先排盡腔內(nèi)CSF再留取標(biāo)本。標(biāo)本以3 000 r/min離心10 min后取上清液，置于-80 ℃冰箱中保存待統(tǒng)一檢測(cè)。

四、觀察指標(biāo)及檢測(cè)方法

檢測(cè)感染組患者確診顱內(nèi)感染當(dāng)天的血清、腦脊液中的S-100b蛋白、C反應(yīng)蛋白(CRP)、神經(jīng)元特異性烯醇化酶(NSE)、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、白細(xì)胞介素-10(IL-10)、γ-干擾素(IFN-γ)的水平，并且與未發(fā)生顱內(nèi)感染的開(kāi)顱手術(shù)患者進(jìn)行比較。CRP 含量測(cè)定采用免疫透射比濁法，NSE、TNF-α、IL-10、IFN-γ、S-100b 蛋白測(cè)定均采用雙抗體夾心酶聯(lián)免疫吸附法，試劑盒由北京晶美公司提供。嚴(yán)格按照說(shuō)明書(shū)進(jìn)行操作。

五、治療方法及臨床效果評(píng)價(jià)

以衛(wèi)計(jì)委制定的《抗菌藥物臨床應(yīng)用指導(dǎo)原則》為指導(dǎo)制定治療計(jì)劃。所有患者均采取腦脊液體外引流，根據(jù)具體情況采取腰椎穿刺腰大池置管持續(xù)體外引流腦脊液或通過(guò)腦室穿刺腦室外置管持續(xù)引流腦脊液，引流速度為5滴/min，控制在20 mL/h以下。取腦脊液進(jìn)行細(xì)菌培養(yǎng)、藥敏試驗(yàn)，藥敏試驗(yàn)結(jié)果出來(lái)前根據(jù)經(jīng)驗(yàn)用藥，使用大劑量、廣譜、易透過(guò)血腦屏障的抗菌藥物靜脈滴注，藥敏試驗(yàn)結(jié)果后調(diào)整抗菌藥物品種。經(jīng)驗(yàn)用藥為萬(wàn)古霉素500 mg加入無(wú)菌生理鹽水500 mL，抽取20 mL向鞘內(nèi)或腦室內(nèi)注射經(jīng)驗(yàn)性灌洗治療，每次持續(xù)時(shí)間30 min。注射結(jié)束后夾閉引流管2 h再開(kāi)放，1次/d，嚴(yán)重感染時(shí)2次/d。真菌混合感染者在萬(wàn)古霉素治療基礎(chǔ)上靜脈注射氟康唑400 mg，1次/d。

療效標(biāo)準(zhǔn)參考國(guó)家衛(wèi)計(jì)委《抗菌藥物臨床研究指導(dǎo)原則》，分為痊愈(癥狀、體征消失，實(shí)驗(yàn)室及病原學(xué)檢查均恢復(fù)正常)、顯效(病情好轉(zhuǎn)，但是癥狀、體征、實(shí)驗(yàn)室及病原學(xué)檢查中有1項(xiàng)未回復(fù)正常)、無(wú)效(用藥72 h后病情加重)。

六、腦脊液細(xì)菌培養(yǎng)

采用無(wú)菌試管采集腦脊液，采用增菌液增菌，同時(shí)接種一個(gè)血平板。分別接種需氧，厭氧增菌培養(yǎng)基，在需氧、厭氧環(huán)境中培養(yǎng)用增菌液增菌，同時(shí)接種一個(gè)血平板。無(wú)菌體液分別接種需氧，厭氧增菌培養(yǎng)基，在需氧及厭氧環(huán)境中培養(yǎng)。35 ℃孵育24～48 h后，如有細(xì)菌生長(zhǎng)，按常規(guī)鑒定，無(wú)菌生長(zhǎng)的平板繼續(xù)孵育至第3天。如疑有諾卡菌，平板應(yīng)持續(xù)孵育7 d證實(shí)無(wú)菌生長(zhǎng)，才能報(bào)告陰性。每天觀察各種增菌培養(yǎng)基，疑有細(xì)菌生長(zhǎng)時(shí)，立即移種至需氧，厭氧平板或巧克力平板上，必要時(shí)在CO2環(huán)境中孵育。增菌培養(yǎng)基持續(xù)孵育5 d仍無(wú)細(xì)菌生長(zhǎng)者，方可報(bào)告陰性。

七、統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

結(jié) 果

一、細(xì)菌培養(yǎng)及治療結(jié)果

感染組腦脊液細(xì)菌培養(yǎng)結(jié)果：革蘭陽(yáng)性細(xì)菌30例(凝固酶陰性葡萄球菌19例、金黃色葡萄球菌11例)、革蘭陰性細(xì)菌11例(鮑氏不動(dòng)桿菌3例、腸桿菌屬2例、魯氏不動(dòng)桿菌2例、銅綠假單胞菌1例、其他2例)。對(duì)顱內(nèi)感染患者采用灌洗治療，其中25例患者采用鞘內(nèi)灌洗，治愈15例、顯效8例、無(wú)效2例；16例患者采用腦室灌洗治療，治愈12例、顯效3例、無(wú)效1例；無(wú)效的患者最終因全身多器官衰竭死亡。

二、兩組患者腦脊液中各指標(biāo)比較

感染組患者CSF中S-100b蛋白、NSE、TNF-α的水平均高于對(duì)照組(t值分別為15.725、5.451、24.794，P值均<0.001)；感染組患者CSF中CRP、IL-10、IFN-γ的水平與對(duì)照組比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05，表1)。

三、兩組患者血清中各指標(biāo)比較

感染組患者血清中S-100b蛋白、CRP、IL-10、TNF-α的水平均高于對(duì)照組(t值分別為15.280、2.119、26.865、7.451，P<0.05)；感染組患者血清中NSE、IFN-γ的水平與對(duì)照組比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05，表2)。

GroupnS-100b(ng/mL)CRP(mg/L)NSE(μg/L)TNF-α(ng/L)IL-10(pg/mL)IFN-γ(pg/mL) Infection group411.28±0.31a4.11±2.035.51±1.98a2.98±0.68a10.38±2.343.46±1.18 Control group820.60±0.173.67±1.623.82±1.410.97±0.209.79±2.503.22±1.20

aP<0.05,vsControl group.

GroupnS-100b(ng/mL)CRP(mg/L)NSE(μg/L)TNF-α(ng/L)IL-10(pg/mL)IFN-γ(pg/mL) Infection group411.09±0.27a4.56±2.14a4.18±1.713.21±0.71a38.07±9.18a11.69±5.02 Control group820.54±0.133.80±1.733.60±1.590.98±0.1828.17±5.5210.51±4.73

aP<0.05,vsControl group.

四、相關(guān)性分析

感染組患者血清中S-100b蛋白與CRP、IL-10、TNF-α呈顯著的正相關(guān)性(r值分別為0.561、0.559、0.682，P<0.05)，與NSE、IFN-γ的水平的相關(guān)性不顯著(r值分別為0.152、0.098，P>0.05)；感染組患者CSF中S-100b蛋白與NSE、TNF-α的水平呈顯著的正相關(guān)關(guān)系(r值分別為0.669、0.517，P<0.05)，與CRP、IL-10、IFN-γ的水平相關(guān)性不顯著(r值分別為0.203、0.187、0.133，P>0.05)。

討 論

顱內(nèi)感染是開(kāi)顱手術(shù)后的嚴(yán)重并發(fā)癥，病原微生物侵入中樞神經(jīng)系統(tǒng)，引起顱腦內(nèi)組織發(fā)生炎癥性反應(yīng)，導(dǎo)致細(xì)菌性腦膜炎、腦室炎和化膿性腦膜腦炎等嚴(yán)重后果[4]。雖然術(shù)后早期抗生素的預(yù)防性應(yīng)用已大大改善了患者的預(yù)后，由此引起的致死率已有所降低，但神經(jīng)系統(tǒng)損傷的加重引起患者的致殘率升高，顱內(nèi)感染已成為神經(jīng)外科醫(yī)療糾紛的常見(jiàn)原因[5]。及時(shí)發(fā)現(xiàn)顱內(nèi)感染、并及時(shí)采取有效的治療措施十分重要。

病原學(xué)檢查是診斷顱內(nèi)感染的金標(biāo)準(zhǔn)，本研究中感染組腦脊液細(xì)菌培養(yǎng)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，顱內(nèi)感染以革蘭陽(yáng)性細(xì)菌較多見(jiàn)，包括凝固酶陰性葡萄球菌、金黃色葡萄球菌等，革蘭陰性細(xì)菌包括鮑氏不動(dòng)桿菌、腸桿菌屬、魯氏不動(dòng)桿菌、銅綠假單胞菌、其他。但病原學(xué)檢查耗時(shí)長(zhǎng)、檢測(cè)陽(yáng)性率低、檢測(cè)到的病原體種類有限，不能快速準(zhǔn)確的得出結(jié)果，開(kāi)顱手術(shù)后顱內(nèi)感染的診斷、鑒別診斷比較困難[6]。因此在藥敏試驗(yàn)出結(jié)果前應(yīng)采用經(jīng)驗(yàn)用藥，本研究中對(duì)顱內(nèi)感染患者采用灌洗治療，其中25例患者采用鞘內(nèi)灌洗，治愈15例、顯效8例、無(wú)效2例；16例患者采用腦室灌洗治療，治愈12例、顯效3例、無(wú)效1例；無(wú)效的患者最終因全身多器官衰竭死亡。

炎癥細(xì)胞因子的檢測(cè)技術(shù)成熟、檢測(cè)周期短，可作為開(kāi)顱手術(shù)后顱內(nèi)感染的診斷依據(jù)[7]。CRP是反映機(jī)體炎癥反應(yīng)程度的急性時(shí)相反應(yīng)蛋白，可靈敏的反映機(jī)體炎癥反應(yīng)狀態(tài)，但是對(duì)顱內(nèi)感染的診斷缺乏特異性，除了顱內(nèi)感染外，身體其他部位的感染、創(chuàng)傷應(yīng)激反應(yīng)、自身免疫性疾病等也可引起血清 CRP的升高[8]。本研究中感染組和對(duì)照組患者腦脊液CRP水平無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，感染組患者血清CRP水平均高于對(duì)照組，但差異并不十分顯著，這可能是由于開(kāi)顱手術(shù)引起的創(chuàng)傷應(yīng)激反應(yīng)引起患者機(jī)體CRP水平普遍升高，患者臥床期間泌尿系感染、呼吸道感染等并發(fā)癥也會(huì)引起CRP的升高。CRP在腦脊液中含量極少，隨著感染的加劇血腦屏障通透性的增加，才會(huì)部分進(jìn)入腦脊液。

NSE是糖酵解的特異性關(guān)鍵酶，廣泛存在于神經(jīng)元、神經(jīng)內(nèi)分泌細(xì)胞中，發(fā)生顱內(nèi)感染后神經(jīng)細(xì)胞發(fā)生變性、壞死，NSE從壞死的神經(jīng)細(xì)胞中釋放進(jìn)入腦脊液[9]。顱內(nèi)感染后血腦脊液屏障的通透性增高，NSE通過(guò)破壞的血腦屏障進(jìn)入體循環(huán)[10]。感染組患者CSF中NSE高于對(duì)照組，但兩組血清NSE水平無(wú)明顯差異，這可能是由于在顱內(nèi)感染早期NSE大量釋放進(jìn)入腦脊液。但此時(shí)血腦脊液屏障功能尚未完全被破壞，因此血清中NSE水平變化并不明顯[11]。

顱內(nèi)感染發(fā)生后病原體及其釋放的內(nèi)毒素對(duì)中樞神經(jīng)細(xì)胞造成直接損傷，同時(shí)機(jī)體產(chǎn)生抗感染的免疫應(yīng)答，免疫系統(tǒng)釋放大量炎性細(xì)胞因子，患者體內(nèi)Thl/Th2失去動(dòng)態(tài)平衡而發(fā)生免疫功能紊亂[12]。TNF-α主要由激活的單核或巨噬細(xì)胞系統(tǒng)分泌，IFN-γ由Thl樣細(xì)胞分泌。IL-10是抗炎性細(xì)胞因子的代表，CD4+輔助性Th2細(xì)胞分泌。上述指標(biāo)均具有很重要的免疫調(diào)節(jié)作用[13]。本研究中感染組患者CSF中TNF-α的水平高于對(duì)照組；血清中IL-10、TNF-α的水平均高于對(duì)照組，提示TNF-α是判斷顱內(nèi)感染的靈敏指標(biāo)。IL-10增加抗炎性因子釋放，抑制單核巨噬細(xì)胞的抗原遞呈作用，可減少IFN-γ誘發(fā)的MHCII分子和共刺激分子、粘附分子的表達(dá)。此外，IL-10抑制IL-12的合成而阻礙Th1免疫反應(yīng)。本研究中感染組患者血清中IL-10的水平均高于對(duì)照組，這可能是由于感染引起體內(nèi)促炎因子的水平上升，機(jī)體代償性的引起抑炎因子的水平上升。

S-100b蛋白是一種鈣結(jié)合蛋白，主要存在于中樞神經(jīng)系統(tǒng)的星形細(xì)胞、活化的神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞，在腦組織中含量豐富[14]。腦組織發(fā)生損傷后，腦脊液中S-100b急速升高，并通過(guò)受損的血腦屏障進(jìn)入血液[15]。 因此臨床上常把腦脊液和血清 S-100b蛋白作為判斷腦損傷的特異性指標(biāo)。本研究中感染組患者CSF、血清中S-100b蛋白水平均高于對(duì)照組，在感染早期即可在CSF和血清中表現(xiàn)為異常，其靈敏度也較好。與其他文獻(xiàn)資料相比，本研究創(chuàng)新性的探討了CSF、S-100b蛋白與NSE、CRP、IL-10、TNF-α等炎癥因子之間的相關(guān)性。研究發(fā)現(xiàn)，開(kāi)顱手術(shù)后顱內(nèi)感染患者CSF中S-100b蛋白與NSE、TNF-α的水平呈顯著的正相關(guān)關(guān)系。

綜上所述，開(kāi)顱手術(shù)后顱內(nèi)感染患者CSF、血清中S-100b蛋白早期即升高明顯，并且與其他炎性指標(biāo)具有良好的相關(guān)性。