腦脊液和血清降鈣素原在動脈瘤性蛛網(wǎng)膜下腔出血術后細菌性腦膜炎和（或）腦室炎中的診斷價值

曲鑫 康慶鑫 趙浩 尚峰 齊猛 程瑋濤 徐躍嶠 蔣麗丹 陳文勁 王寧

顱內感染是開放性顱腦創(chuàng)傷和開顱手術后最嚴重的并發(fā)癥之一，其中神經(jīng)外科手術后細菌性腦膜炎和（或）腦室炎（PNBM/BV）是嚴重的院內獲得性感染，發(fā)生率0．3%～25．0%［1］，病死率高達20%～50%［2］。早期明確診斷、及時進行抗生素治療，可有效控制感染、降低病殘率和病死率。腦脊液病原學檢查是診斷顱內感染的“金標準”［3］，但其培養(yǎng)時間長、陽性檢出率低的缺陷，不僅延誤診斷與治療時間，而且臨床醫(yī)師在未獲得培養(yǎng)結果之前所采取的經(jīng)驗性治療，極易造成患者治療不足或過度治療，影響預后。動脈瘤性蛛網(wǎng)膜下腔出血（aSAH）患者腦脊液呈血性，由于血性腦脊液的刺激加之病程中伴發(fā)的發(fā)熱癥狀［4］，使其與細菌性腦膜炎表現(xiàn)極為相似，難以區(qū)分。2017年，美國感染性疾病學會（IDSA）在其《醫(yī)療相關腦室炎和腦膜炎臨床實踐指南》［5］中指出，腦出血和神經(jīng)外科手術后腦脊液降鈣素原（PCT）水平升高有助于PNBM/BV的診斷與鑒別診斷。目前尚無腦脊液和血清降鈣素原用于診斷動脈瘤性蛛網(wǎng)膜下腔出血患者PNBM/BV臨床價值的相關文獻報道，本研究以首都醫(yī)科大學宣武醫(yī)院近年收治的動脈瘤性蛛網(wǎng)膜下腔出血患者為觀察對象，通過檢測腦脊液和血清降鈣素原水平，探討其對術后顱內感染的預測價值，以期為術后顱內感染的診斷與治療提供更多參考。

對象與方法

一、研究對象

1．PNBM/BV診斷標準參照《中國神經(jīng)外科重癥患者感染診治專家共識（2017）》［3］以及2017年美國感染性疾病學會公布的《醫(yī)療相關腦室炎和腦膜炎臨床實踐指南》［5］中有關中樞神經(jīng)系統(tǒng)細菌性感染的診斷標準：（1）臨床表現(xiàn)有意識和精神狀態(tài)改變、顱內壓增高癥狀、腦膜刺激征和全身感染性癥狀。（2）血常規(guī)白細胞計數(shù)＞10×109/L或中性粒細胞比例＞0．80。（3）腦脊液外觀呈黃色、渾濁或膿性，白細胞計數(shù)＞（100～1000）×106/L、多核細胞比例＞0．70，葡萄糖＜2．60 mmol/L或腦脊液葡萄糖/血糖比例＜0．66。（4）影像學檢查，CT或MRI顯示彌漫性腦水腫、硬膜增厚強化或腦室系統(tǒng)擴張，膿腫灶增強后呈典型“環(huán)形”強化占位效應。（5）腦脊液細菌學檢查呈陽性。滿足上述1～4項標準者為臨床診斷，滿足上述1～5項標準者為確診。

2．納入標準（1）經(jīng)頭部CT診斷為蛛網(wǎng)膜下腔出血，并經(jīng)CTA和（或）DSA證實為顱內動脈瘤破裂所致，發(fā)病后24～72 h行開顱動脈瘤夾閉術。（2）術后經(jīng)實驗室檢查和病原微生物檢查確診顱內感染。（3）動脈瘤夾閉術至術后顱內感染時間＜3周。（4）年齡18～65歲。（5）本研究經(jīng)首都醫(yī)科大學宣武醫(yī)院道德倫理委員會審核批準［審批號：臨研審（2019）032號］。（6）患者及其家屬對檢測項目和治療方案知情并簽署知情同意書。

3．排除標準（1）發(fā)病前即已存在腦膜炎等顱內感染。（2）研究期間發(fā)生肺部、泌尿系統(tǒng)、腹腔或血液等非顱內感染。（3）獲得腦脊液標本前曾接受過經(jīng)驗性抗細菌性腦膜炎藥物治療。（4）合并嚴重心臟、肝臟、腎臟疾病，糖尿病和多器官功能衰竭等。（5）臨床資料不完整。

4．一般資料本研究為前瞻性臨床試驗，根據(jù)納入與排除標準選擇2018年6月至2019年6月在我院神經(jīng)外科重癥監(jiān)護病房治療的動脈瘤性蛛網(wǎng)膜下腔出血并行開顱動脈瘤夾閉術患者共53例，男性31例，女性22例；年齡31～65歲，平均（52．64±9．60）歲；動脈瘤夾閉術至術后顱內感染時間為3～17 d，平均（6．60±3．24）d。入院時Hunt-Hess分級［6］Ⅰ級12例（22．64%），Ⅱ級15例（28．30%），Ⅲ級17例（32．08%），Ⅳ級6例（11．32%），Ⅴ級3例（5．66%）；Fisher分 級［7-8］Ⅰ級9例（16．98%），Ⅱ級13例（24．53%），Ⅲ級20例（37．74%），Ⅳ級11例（20．75%）；責任動脈瘤位于前循環(huán)41例（77．36%），后循環(huán)12例（22．64%）。據(jù)術后是否發(fā)生PNBM/BV分為PNBM/BV組（25例）和無PNBM/BV組（28例），兩組患者性別、年齡、入院時Hunt-Hess分級和Fisher分級、責任動脈瘤部位比較，差異無統(tǒng)計學意義（均P＞0．05，表1），具有可比性。

二、研究方法

1．實驗室檢查（1）標本采集：所有患者均于術后3～5 d在無禁忌證的情況下，經(jīng)腰椎穿刺或腦室外引流獲取腦脊液標本20～30 ml，分別行腦脊液常規(guī)和生化檢查，包括細胞總數(shù)、白細胞計數(shù)、蛋白定量、葡萄糖，以及革蘭染色和細菌培養(yǎng)。于腦脊液標本采集＜30 min抽取肘靜脈血3 ml，行血糖檢測，并計算腦脊液葡萄糖/血糖比值。（2）檢測方法：腦脊液和血液標本各取3 ml，于離心半徑16 cm、轉速4000 r/min離心9 min，取上清液，酶聯(lián)免疫熒光測定法（FEIA）測定降鈣素原。各項實驗室指標的正常參考值：腦脊液細胞總數(shù)（0～6）×106/L、白細胞計數(shù)（0～6）×106/L，蛋白定量150～450 mg/L、葡萄糖2．50～4．40 mmol/L和葡萄糖/血糖比值≥0．66；血糖3．90～6．10 mmol/L，血清降鈣素原0～0．50 ng/ml。

表1 PNBM/BV組與無PNBM/BV組患者一般資料的比較Table 1.Comparison of general data between patients with PNBM/BV and without PNBM/BV

2．統(tǒng)計分析方法采用SPSS 19．0統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)處理與分析。計數(shù)資料以相對數(shù)構成比（%）或率（%）表示，采用χ2檢驗或秩和檢驗；呈正態(tài)分布的計量資料以均數(shù)±標準差（±s）表示，行兩獨立樣本的t檢驗；呈非正態(tài)分布的計量資料以中位數(shù)和四分位數(shù)間距［M（P25，P75）］表示，采用Mann-WhitneyU檢驗。腦脊液降鈣素原與腦脊液和血清學指標的相關分析采用Pearson相關分析和偏相關分析；繪制受試者工作特征曲線（ROC曲線）并計算曲線下面積（AUC），計算腦脊液和血清降鈣素原診斷PNBM/BV的敏感度和特異度，判斷診斷截斷值。以P≤0．05為差異具有統(tǒng)計學意義。

結 果

PNBM/BV組25例患者中10例（40%）腦脊液細菌培養(yǎng)呈陽性，致病菌為金黃色葡萄球菌（3例）、鮑曼不動桿菌（3例）、大腸桿菌（2例）、屎腸球菌（1例）和肺炎鏈球菌（1例），革蘭陽性球菌5例、革蘭陰性桿菌5例；1例（4%）因感染所致多器官功能衰竭死亡。兩組患者腦脊液和血清學指標比較，PNBM/BV組患者腦脊液白細胞計數(shù)（P=0．011）和蛋白定量（P=0．030），以及腦脊液降鈣素原（P=0．000）和血清降鈣素原（P=0．010）高于無PNBM/BV組，腦脊液葡萄糖（P=0．000）和葡萄糖/血糖比值（P=0．000）則低于無PNBM/BV組，其余各項指標組間差異無統(tǒng)計學意義（均P＞0．05，表2）。

表2 PNBM/BV組與無PNBM/BV組患者腦脊液和血清學指標的比較Table 2.Comparison of CSF and serum indicators between patients with PNBM/BV and without PNBM/BV

表3 PNBM/BV患者腦脊液降鈣素原與腦脊液和血清學指標的Pearson相關分析Table 3.Pearson correlation analysis of CSF PCT and CSF and serum indicators in patients with PNBM/BV

表4 PNBM/BV患者腦脊液降鈣素原與腦脊液和血清學指標的偏相關分析Table 4.Partial correlation analysis of CSF PCT and CSF and serum indicators in patients with PNBM/BV

Pearson相關分析顯示，PNBM/BV患者腦脊液降鈣素原與血清降鈣素原（P=0．015）和腦脊液白細胞計數(shù)（P=0．026）呈正相關，與腦脊液葡萄糖呈負相關（P=0．027），而與其他指標無關聯(lián)性（均P＞0．05，表3）；進一步行偏相關分析顯示，腦脊液降鈣素原與血清降鈣素原（P=0．002）和腦脊液白細胞計數(shù)（P=0．004）呈正相關，與腦脊液葡萄糖呈負相關（P=0．018），而與其他指標無關聯(lián)性（均P＞0．05，表4）。

根據(jù)腦脊液和血清降鈣素原測定結果，假設不同臨界點，獲得一系列診斷敏感度和特異度：以靈敏度為縱坐標，1-特異度為橫坐標，繪制ROC曲線（圖1），該曲線下面積所反映的范圍即為診斷準確性，越接近1，腦脊液和血清降鈣素原診斷PNBM/BV的精確度越高，而靈敏度和特異度均較高的假定臨界點即可定為診斷截斷值。腦脊液降鈣素原診斷PNBM/BV的曲線下面積為0．835（95%CI：0．710～0．960，P=0．000），靈敏度為88%、特異度82．10%，陽性 預 測 值 為81．48%（22/27）、陰 性 預 測 值88．46%（23/26），根據(jù)Youden指數(shù)（YI）最大值（0．701）原則確定診斷截斷值為0．331 ng/ml；血清降鈣素原診斷PNBM/BV的曲線下面積為0．720（95%CI：0．580～0．860，P=0．000），靈敏度為64%、特異度75%，陽性預測值為69．57%（16/23）、陰 性 預 測 值70%（21/30），根 據(jù)Youden指數(shù)最大值（0．390）原則確定診斷截斷值為0．501 ng/ml；提示腦脊液降鈣素原具有良好的診斷效力，且優(yōu)于血清降鈣素原。

討 論

顱內細菌性感染需結合臨床癥狀、腦脊液和血清學指標、影像學檢查結果等進行綜合診斷，臨床上用于PNBM/BV診斷的腦脊液指標包括白細胞計數(shù)、多核細胞比例、蛋白定量、葡萄糖和氯化物，以及細菌培養(yǎng)和細菌聚合酶鏈反應（PCR）［9］。經(jīng)腰椎穿刺術或腦室外引流術獲取腦脊液標本行細菌病原學培養(yǎng)是診斷PNBM/BV的“金標準”［3］，但由于腦脊液采集量較少、標本污染和應用抗生素等原因，細菌培養(yǎng)陽性檢出率僅約10%［2］。腦脊液細菌培養(yǎng)通常需要5～7天方能獲得結果，若出現(xiàn)陰性結果，則需再次采集標本進行培養(yǎng)，耗時較長，若待細菌培養(yǎng)呈陽性后再行抗感染治療，可能增加顱內感染加重的風險。腦脊液高通量基因檢測，由于假陽性率高、費用昂貴、操作過程復雜，使其臨床應用受到限制。因此，腦脊液白細胞計數(shù)、葡萄糖以及體溫等是目前判斷顱內動脈瘤夾閉術后是否發(fā)生顱內感染的主要實驗室指標，但是上述指標易受多種因素的干擾，診斷特異性較低，單純依靠這些指標進行抗感染治療，可能出現(xiàn)抗生素應用不合理的情況。動脈瘤性蛛網(wǎng)膜下腔出血患者腦脊液呈血性，且大多伴有發(fā)熱癥狀［4］，加之血性腦脊液對腦膜的刺激，患者常出現(xiàn)與腦膜炎相似的癥狀，臨床上難以鑒別；此外，常規(guī)腦脊液細胞學檢查雖敏感性較高，但特異性較低，難以對顱內感染患者進行早期診斷并判斷類型［10］，因此有必要探尋一種新的、具有較高敏感性和特異性的生物學標志物，用于細菌性感染與非細菌性腦膜炎的診斷與鑒別診斷。

圖1 ROC曲線顯示，腦脊液降鈣素原診斷PNBM/BV的曲線下面積約為0．835（95%CI：0．710～0．960，P=0．000），血清降鈣素原診斷PNBM/BV的曲線下面積約為0．720（95%CI：0．580～0．860，P=0．000）Figure 1 ROC showed the AUC of CSF PCT in the diagnosis of PNBM/BV was 0．835(95%CI:0．710-0．960,P=0．000),that of serum PCT was 0．720(95%CI:0．580-0．860,P=0．000)．

降鈣素原是由116個氨基酸組成的無激素活性糖蛋白，為血清降鈣素前體，半衰期為20～24小時，正常情況下降鈣素原主要存在于神經(jīng)內分泌細胞，包括甲狀腺髓質細胞、肺和胰腺細胞，血漿中含量極少（＜0．10μg/L）［11］。血清降鈣素原對中樞神經(jīng)系統(tǒng)以外的細菌性感染性疾病的診斷價值已獲得共識，證實是一種敏感性和特異性均較高的細菌性感染標志物，且與感染嚴重程度呈正相關［12］，但其在顱內感染中的診斷價值鮮有文獻報道。Zhang等［13］的研究顯示，化膿性腦膜炎患者血清降鈣素原水平明顯高于病毒性腦炎、結核性腦膜炎和正常對照者，證實血清降鈣素原對化膿性腦膜炎與病毒性腦炎和結核性腦膜炎具有診斷與鑒別診斷意義。Schwarz等［14］發(fā)現(xiàn)，血清降鈣素原可用于鑒別術后細菌性與非細菌性腦膜炎，其敏感度、特異度分別為69%和100%。在本研究中，PNBM/BV組患者血清降鈣素原水平高于無PNBM/BV組，與既往研究結果相一致［13-15］；進一步繪制ROC曲線，血清降鈣素原診斷PNBM/BV的曲線下面積為0．720（95%CI：0．580～0．860，P=0．000），靈敏度64%、特異度75%，陽性預測值69．57%（16/23）、陰性預測值70%（21/30），診斷截斷值0．501 ng/ml，與既往文獻報道的診斷截斷值0．15～2．13 ng/ml基本一致［16］。然而，目前關于腦脊液降鈣素原診斷顱內感染的臨床研究極少，即使有個別文獻報道亦僅是小樣本臨床試驗，故其診斷價值尚存爭議［13］。本研究結果顯示，PNBM/BV組患者腦脊液降鈣素原水平高于無PNBM/BV組，表明腦脊液降鈣素原對PNBM/BV具有輔助診斷價值。既往研究中關于腦脊液降鈣素原診斷PNBM/BV的截斷值波動范圍較大，約為0．08～0．50 ng/ml［2，17］；本研究ROC曲線顯示，腦脊液降鈣素原診斷PNBM/BV的曲線下面積為0．835（95%CI：0．710～0．960，P=0．000），靈 敏 度88%、特 異 度82．10%，陽性預測值81．48%（22/27）、陰性預測值88．46%（23/26），診斷截斷值0．331 ng/ml。筆者認為，既往研究中血清和腦脊液降鈣素原診斷PNBM/BV的截斷值波動范圍較大的原因，可能與種族、標本采集和檢測方法不同等因素有關；而且本組病例腦脊液降鈣素原診斷效力高于血清降鈣素原，與既往研究結果相一致［15，18］。

本研究Pearson相關分析和偏相關分析均顯示，腦脊液降鈣素原與血清降鈣素原呈正相關關系，與大多數(shù)研究結果相符［15，19］，提示二者來源可能存在同一性，可相互印證；亦有研究顯示二者并無關聯(lián)性［15］。關于細菌性腦膜炎患者腦脊液降鈣素原水平升高的原因目前尚無明確結論，推測可能是細菌性腦膜炎所致血腦屏障通透性增加，使外周血中降鈣素原滲透進入腦組織增多，這可能也是腦脊液降鈣素原與血清降鈣素原呈正相關的原因；亦有可能與腦組織降鈣素原分泌增加有關。因此，腦脊液降鈣素原是一種較為可靠的診斷腦膜炎的生物學標志物［20］，可指導臨床合理應用抗生素。

綜上所述，腦脊液和血清降鈣素原對動脈瘤性蛛網(wǎng)膜下腔出血患者術后發(fā)生的顱內感染，具有一定診斷價值，尤以腦脊液降鈣素原診斷效力更高。由于本研究僅為一項單中心、前瞻性臨床試驗，且病例數(shù)較少，故對降鈣素原診斷效力的評價比較局限，所得結論可能存在一定偏倚，尚待進一步的前瞻性、多中心、大樣本臨床試驗證實二者對PNBM/BV的診斷價值。

利益沖突無