腦脊液降鈣素原、白細(xì)胞介素?6在兒童細(xì)菌性腦膜炎和病毒性腦膜炎中的鑒別診斷意義

王惠麗 陳志江 李歡 黃思遠(yuǎn) 穆小萍

1廣東省婦幼保健院檢驗科（廣州511442）；2南方醫(yī)科大學(xué)珠江醫(yī)院兒科中心（廣州510280）

細(xì)菌性腦膜炎在發(fā)達(dá)國家越來越不常見，但細(xì)菌性腦膜炎仍在世界各地發(fā)生，尤其是嬰幼兒，兒童患病和死亡的重要原因之一［1］。細(xì)菌性腦膜炎的愈后情況有賴于及早診斷、合理應(yīng)用抗生素，如未能及時明確診斷會造成患者愈后不良甚至死亡，幸存者中有部分會遺留不同程度的神經(jīng)系統(tǒng)功能后遺癥，嚴(yán)重的會使患兒致殘，增加社會負(fù)擔(dān)。目前細(xì)菌性腦膜炎診斷的金標(biāo)準(zhǔn)是腦脊液細(xì)菌染色涂片或培養(yǎng)，但細(xì)菌培養(yǎng)方法耗時長，最新研究報道陽性率僅為20%～30%［2-4］；且在目前抗生素濫用的背景下，細(xì)菌性腦膜炎患兒的腦脊液細(xì)菌培養(yǎng)陽性率更低，腦脊液常規(guī)和生化指標(biāo)也容易與病毒性腦膜炎混淆，因此很多細(xì)菌性腦膜炎患者不能盡早明確診斷［5-6］。而盡早明確細(xì)菌感染證據(jù)，及時規(guī)范使用抗生素有助于改善細(xì)菌性腦膜炎患兒的預(yù)后。血清降鈣素原（procalcitonin，PCT）、白細(xì)胞介素?6（interleukin?6，IL?6）是目前鑒別細(xì)菌感染的重要指標(biāo)，有研究報道在成人細(xì)菌性腦膜炎腦脊液中PCT、IL?6 較病毒性腦膜炎顯著增高，有一定鑒別診斷意義［6-8］。兒童人群腦脊液PCT 和IL?6 鑒別細(xì)菌性腦膜炎相關(guān)報道較少，因此本研究將探索腦脊液PCT 和IL?6 能否作為新的輔助指標(biāo)用于快速鑒別診斷兒童細(xì)菌性腦膜炎和病毒性腦膜炎的手段。

1 資料與方法

1.1 一般資料收集2018年3月至2019年12月廣東省婦幼保健院入住符合診斷細(xì)菌性腦膜炎、病毒性腦膜炎患兒（28 d～14 歲）腦脊液和血清標(biāo)本、患者臨床資料。納入及排除標(biāo)準(zhǔn)：細(xì)菌性腦膜炎和病毒性腦膜炎患者均符合《諸福棠實用兒科學(xué)》第8 版診斷標(biāo)準(zhǔn)，對照組患兒為非顱腦感染患兒（因驚厥、癲癇等留取腦脊液）。所有患者均除外其他系統(tǒng)合并的嚴(yán)重感染、腫瘤、免疫性疾病等。其中臨床診斷細(xì)菌腦膜炎患兒28 例，男15 例，女13 例，中位年齡0.65 歲，腦脊液培養(yǎng)陽性6 例，分別為肺炎鏈球菌2 例，大腸埃希菌2 例，腦膜炎敗血伊麗莎白菌1 例，玫瑰單胞菌屬1 例；臨床診斷病毒性腦膜炎患兒13 例，男10 例，女3 例，中位年齡為2 歲，其中有3 例PCR 檢測出人腸道病毒核酸陽性；對照組21 例，男15 例，女6 例，中位年齡1 歲。三組年齡和性別分布之間差異無統(tǒng)計學(xué)意義。

1.2 標(biāo)本檢測留取患兒入院首次腦脊液標(biāo)本，3 000 r/min 離心10 min，收集上清液放入-20 ℃冰箱保存，同時收集患兒靜脈血，離心分離血清，放于冰箱-20 ℃冷凍保存待測。采用雙抗體夾心酶聯(lián)免疫吸附法（ELISA）檢測IL?6 水平（聯(lián)科生物，上海），PCT 檢測采用cobas e411（羅氏，上海）電化學(xué)發(fā)光分析儀，血細(xì)胞分析采用BC?5390（邁瑞，深圳）進(jìn)行測試，生化項目應(yīng)用AU 5800 生化分析儀（貝克曼庫爾特，美國）進(jìn)行檢測。

1.3 統(tǒng)計學(xué)方法數(shù)據(jù)資料采用SPSS 22.0 軟件進(jìn)行分析，經(jīng)正態(tài)性檢驗和方差齊性檢驗，呈正態(tài)分布的計量資料以±s表示，進(jìn)行兩獨(dú)立樣本t檢驗，三組之間比較用單因素方差分析；連續(xù)性變量不符合正態(tài)分布的資料用M（P25，P75）表示，各組整體水平差異采用秩和檢驗，使用Bonferroni 校正來控制I 型錯誤率，以P<0.016 7 用于三組中兩組間比較有統(tǒng)計學(xué)意義。繪制受試者工作曲線（ROC）并計算曲線下面積，分析各項指標(biāo)對于兒童細(xì)菌性腦膜炎和病毒性腦膜炎的診斷價值。除秩和檢驗三組間兩兩比較以P< 0.016 7 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義外，其他以P<0.05 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 對照組、細(xì)菌性腦膜炎組及病毒性腦膜炎組血清和腦脊液指標(biāo)比較3 組之間血清和腦脊液指標(biāo)見表1。細(xì)菌性腦膜炎組、病毒性腦膜炎組和對照組之間腦脊液PCT、腦脊液IL?6、血PCT、血IL?6 差異有統(tǒng)計學(xué)意義，其中細(xì)菌性腦膜炎組的腦脊液PCT、腦脊液IL?6、血PCT、血IL?6的中位數(shù)水平分別為1.1 ng/mL、92.7 pg/mL、2.1 ng/mL、27.6 pg/mL，均為三組之間最高。本研究同時統(tǒng)計了PCT 和IL?6 在腦脊液與血清中的比值，在三組間也有統(tǒng)計學(xué)差異，其中細(xì)菌性腦膜炎組的腦脊液PCT/血清PCT 中位比值為0.4，在三組中最低；腦脊液IL?6/血清IL?6 中位比值為1.8，在三組中最高。對病毒性腦膜炎組和細(xì)菌性腦膜炎組腦脊液和血清PCT、IL?6 進(jìn)行指標(biāo)間的兩兩比較，血清PCT、IL?6在細(xì)菌性腦膜炎較病毒性腦膜炎組較高，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.016 7）；同樣腦脊液PCT、IL?6在細(xì)菌性腦膜炎較病毒性腦膜炎組較高，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.016 7）；腦脊液PCT/血清PCT 比值在細(xì)菌性腦膜炎較病毒性腦膜炎組低，但腦脊液IL?6/血清IL?6 在細(xì)菌性腦膜炎組和病毒性腦膜炎組之間差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.26）。

2.2 腦脊液PCT、IL?6 及二者聯(lián)合診斷對細(xì)菌性腦膜炎的診斷效能腦脊液PCT、IL?6 在診斷細(xì)菌性腦膜炎的ROC 曲線下面積分別是0.827（95%CI：0.702～0.952）和0.799（95%CI：0.658～0.941），見表2、圖1。當(dāng)腦脊液PCT 為0.42 ng/mL 時，診斷敏感度為67.9%，特異度為92.3%；當(dāng)腦脊液IL?6 54.23 ng/mL 時，診斷敏感度60.7%，特異度92.3%；聯(lián)合腦脊液PCT 和腦脊液IL?6 后，ROC 曲線下面積為0.890（95%CI：0.793～0.987），診斷敏感度為87.4%，特異度為85.2%。

3 討論

在細(xì)菌性腦膜炎或病毒性腦膜炎的初始階段，臨床癥狀通常是非特異性的（頭痛、頸部僵硬、發(fā)燒、惡心和抽搐），難以快速診斷，且兩者之間的治療尤其是在抗生素的使用上截然不同。細(xì)菌性腦膜炎需要早期合理的抗生素方案處理，而病毒性腦膜炎處理則不需使用。腦脊液細(xì)菌培養(yǎng)是細(xì)菌性腦膜炎診斷的金標(biāo)準(zhǔn)，但培養(yǎng)耗時，加上目前抗生素濫用的大環(huán)境，培養(yǎng)陽性率低，報道約為20%～30%［2-4］，本研究收集的細(xì)菌性腦膜炎患者細(xì)菌培養(yǎng)的陽性率僅為25%，與既往報道類似。單純通過腦脊液常規(guī)、生化指標(biāo)難以完全鑒別不典型細(xì)菌性腦膜炎，部分細(xì)菌性腦膜炎與病毒性腦膜炎患者腦脊液常規(guī)生化結(jié)果類似。這種臨床困惑造成兩個極端，一是細(xì)菌性腦膜炎的患者可能會延遲使用抗生素，另外部分難以明確病毒性腦膜炎患者在排除細(xì)菌性腦膜炎之前會增加誤用抗生素的概率。因此開發(fā)早期輔助鑒別細(xì)菌性腦膜炎和病毒性腦膜炎的指標(biāo)尤為迫切。本研究中，考慮到神經(jīng)系統(tǒng)炎癥時存在血腦屏障作用，因而想探索腦脊液中相關(guān)的炎癥指標(biāo)PCT、IL?6，是否可以作為更優(yōu)的指標(biāo)用來鑒別診斷細(xì)菌性腦膜炎和病毒性腦膜炎。

表1 對照組、細(xì)菌性腦膜炎組和病毒性腦膜炎組的血液和腦脊液指標(biāo)對比分析Tab.1 Comparative analysis of blood and cerebrospinal fluid indicators in the control group，bacterial meningitis group and viral meningitis groupM（P25，P75）

圖1 腦脊液PCT、IL?6 及二者聯(lián)合診斷細(xì)菌性腦膜炎的ROC 曲線Fig.1 ROC curves of cerebrospinal fluid PCT，IL?6 and their combination in the diagnosis of bacterial meningitis

對本次收集的62 對配對腦脊液和血清標(biāo)本進(jìn)行相關(guān)指標(biāo)的檢測和病例資料收集（其中正常對照組21 例，細(xì)菌性腦膜炎組28 例，病毒性腦膜炎組13 例），發(fā)現(xiàn)除了血白細(xì)胞數(shù)、血糖兩個指標(biāo)在3組間差異無統(tǒng)計學(xué)意義，其他指標(biāo)在3 組間差異均有統(tǒng)計學(xué)意義。本研究進(jìn)一步比較了3組中這兩組間PCT、IL?6 在腦脊液和血清中的差異，結(jié)果發(fā)現(xiàn)除了腦脊液IL?6/血IL?6 在兩組間差異無統(tǒng)計學(xué)意義，其他幾個指標(biāo)在細(xì)菌性腦膜炎和病毒性腦膜炎中差異均有統(tǒng)計學(xué)意義。對此，本研究進(jìn)一步探究了PCT、IL?6 及二者聯(lián)合診斷對細(xì)菌性腦膜炎的診斷效能?？紤]到血清中PCT和IL?6可能存在特異性不夠強(qiáng)的情況，且血清PCT、IL?6 診斷細(xì)菌性腦膜炎ROC 曲線下面積分別為0.804 和0.742，均低于腦脊液中的指標(biāo)，因此選取腦脊液中PCT和IL?6 進(jìn)行聯(lián)合診斷，二者聯(lián)合后曲線下面積可達(dá)到0.890（95%CI：0.793～0.987），診斷敏感度為87.4%，特異度為85.2%（圖2），因此可考慮將其作為一個輔助鑒別診斷細(xì)菌性腦膜炎的指標(biāo)進(jìn)一步進(jìn)行優(yōu)化。

表2 腦脊液PCT、IL?6 診斷細(xì)菌性腦膜炎的敏感度、特異度Tab.2 Sensitivity and specificity of cerebrospinal fluid PCT and IL?6 in the diagnosis of bacterial meningitis

研究表明血清中PCT 在細(xì)菌感染性疾病時出現(xiàn)明顯增高，然而病毒感染時PCT 的升高不明顯，因此PCT 在鑒別診斷、治療和指導(dǎo)預(yù)后細(xì)菌性感染具有重要的作用［9-11］。血清PCT 雖然在診斷細(xì)菌性感染上有優(yōu)越性，有研究報道，在細(xì)菌感染性疾病中診斷靈敏度為PCT > CRP > N% > WBC［12］，但是在神經(jīng)系統(tǒng)的感染鑒別有一些缺陷，比如ALONS 等［7］和CHOI 等［13］發(fā)現(xiàn)成人顱腦外科手術(shù)后血清PCT 診斷細(xì)菌感染的敏感度和特異度都降低。細(xì)菌性腦膜炎與病毒性腦膜炎相比，細(xì)菌性腦膜炎患者腦脊液中PCT 濃度明顯升高［13-14］。在兒童人群的研究中也發(fā)現(xiàn)了類似的結(jié)果：細(xì)菌性腦膜炎較病毒性腦膜炎組腦脊液PCT 顯著增高（1.1 ng/mLvs.0.22 ng/mL，P< 0.0167）。同時發(fā)現(xiàn)腦脊液PCT/血清PCT 的比值在細(xì)菌性腦膜炎組低于病毒性腦膜炎組（0.43vs.1.36），與LI 等［6］報道一致。這是因為神經(jīng)系統(tǒng)感染時血腦屏障的破壞，細(xì)菌產(chǎn)物滲漏到血液引起血清PCT 的升高導(dǎo)致細(xì)菌性腦膜炎的比值下降。腦脊液PCT 的來源是否在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中局部產(chǎn)生目前尚未明確，MULLER 等［15］報道在倉鼠腦組織中PCT mRNA 能夠被分離出來，這表明了這種可能性。另外最近的一項研究表明，三叉神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞對炎癥反應(yīng)能產(chǎn)生PCT［16］。這些基礎(chǔ)研究都提示PCT 在中樞神經(jīng)系統(tǒng)局部產(chǎn)生的可能，可有用于神經(jīng)系統(tǒng)感染診斷潛在標(biāo)志物。本研究腦脊液PCT 在腦脊液PCT 為0.42 ng/mL 時，診斷敏感度為67.9%，特異度為92.3%，腦脊液PCT 的應(yīng)用在兒童鑒別細(xì)菌性腦膜炎與病毒性腦膜炎中有一定的診斷價值。

IL?6 是一種典型的促炎癥細(xì)胞因子，可參與調(diào)節(jié)肝臟急性期反應(yīng)，B 細(xì)胞刺激、調(diào)節(jié)T 細(xì)胞和效應(yīng)T 細(xì)胞之間的平衡、代謝調(diào)節(jié)等［17］。近年來學(xué)者研究認(rèn)為，血清中IL?6 可作為鑒別細(xì)菌感染的指標(biāo)［18-19］，以及聯(lián)合PCT、CRP等可以對經(jīng)皮腎鏡碎石術(shù)源性膿毒血癥有診斷意義［20］，也有相關(guān)報道發(fā)現(xiàn)腦脊液IL?6 能夠作為細(xì)菌性腦膜炎感染的指標(biāo)［8，21］。在本研究中發(fā)現(xiàn)，細(xì)菌性腦膜炎組腦脊液IL?6 和血清中IL?6 水平均較病毒性腦膜炎組高（92.7 pg/mLvs.12.4 pg/mL，27.6 pg/mLvs.12.0 pg/mL）。當(dāng)腦脊液IL?6 54.23 ng/mL 時，診斷敏感度60.7%，特異度92.3%，腦脊液IL?6 在鑒別兒童細(xì)菌性腦膜炎與病毒性腦膜炎中也有一定的診斷價值。

在兒童中樞神經(jīng)系統(tǒng)患者中，快速明確是否存在細(xì)菌感染具有重要意義。通過使用腦脊液PCT 和腦脊液IL?6 作聯(lián)合診斷后，ROC 曲線下面積為0.890（95%CI：0.793～0.987），診斷敏感度為87.4%，特異度為85.2%，可提高對于細(xì)菌性腦膜炎和病毒性腦膜炎的鑒別。由于血清中PCT、IL?6 是炎癥相關(guān)指標(biāo)，在很多情況下也有升高，為了實驗結(jié)果的客觀性、準(zhǔn)確性，本研究選擇剔除了合并膿毒癥、手術(shù)、其他系統(tǒng)嚴(yán)重炎癥的患兒，相對嚴(yán)格的入組標(biāo)準(zhǔn)使最終入組數(shù)量不多，這可能對實驗結(jié)果造成一定偏倚，在今后的研究工作中，筆者也將進(jìn)一步納入更多的病例，進(jìn)一步完善研究。

綜上所述，腦脊液PCT 和IL?6 可作為鑒別診斷細(xì)菌性腦膜炎和病毒性腦膜炎的檢測指標(biāo)，二者聯(lián)合應(yīng)用，有助于提高診斷價值。在后續(xù)的實驗中，將進(jìn)一步收集細(xì)菌性腦膜炎和病毒性腦膜炎患兒標(biāo)本，對前期的實驗研究進(jìn)行驗證以及進(jìn)一步的相關(guān)研究，有望將其作為一種輔助診斷指標(biāo)應(yīng)用在臨床快速鑒別細(xì)菌性腦膜炎和病毒性腦膜炎中。