脑脊液乳酸、神经肽Y 及铁蛋白轻链联合检测辅助诊断儿童细菌性脑膜炎的价值

王华，张红霞

（许昌市立医院1.儿内科，2.保健科；河南 许昌 461000）

细菌性脑膜炎具有较高的发病率和死亡率[1]。细菌和无菌性脑膜炎之间的快速区分可以早期开始针对有细菌性脑膜炎风险的儿童进行适当的治疗而不会过度治疗低风险的儿童[2]。细菌性脑膜炎诊断的金标准是培养，需要几天才能有结果[3]。患有细菌性脑膜炎的儿童的脑脊液乳酸（乳酸）水平很高,因为乳酸是由细菌无氧代谢以及缺血性脑组织产生的[4]。铁蛋白轻链（Ferritin Light Chain, FTL）是原核生物和真核生物中主要的细胞内铁储存蛋白[5]。FTL 是脑脊液中用于早期诊断细菌性脑膜炎的最敏感的生化标志物之一[6]。神经肽Y（Neuropeptide Y, NPY） 在中枢神经系统中广泛表达并影响许多生理过程，包括皮质兴奋性，应激反应，食物摄入，昼夜节律和心血管功能[7]。Zhang CX 等人[8]发现细菌性脑膜炎患儿脑脊液中NPY 增多。基于此，本研究旨在探讨脑脊液乳酸, NPY, FTL 联合对儿童细菌性脑膜炎的诊断。

1 资料与方法

1.1 一般资料 纳入 2016 年 3 月-2019 年 1 月我院收治的80 例儿童细菌性脑膜炎为细菌组；其中,男 41 例，女 39 例；年龄 1～14 岁,平均年龄 3.25±8.91；纳入标准：⑴脑脊液浑浊、压力升高、蛋白浓度升高；⑵白细胞计数增多、分类以多核细胞占优势；⑶脑脊液培养后菌落阳性者；⑷PCR 检测结核杆菌阴性、脊髓灰质炎病毒等病毒阴性。80 例非儿童细菌性脑膜炎为非细菌组；其中，男35 例，女45例；年龄 2～12 岁,平均年龄 4.61±7.28；其中,病毒性脑膜炎33 例，结核性脑膜炎47 例。脑膜炎患儿均经我院神经内科确诊,其中病毒性脑膜炎患者发病一周内有病毒感染,血细菌培养与脑脊液涂片均为阴性，白细胞计数增加[9]，通过通用病毒基因组引物进行实时荧光定量PCR 分析, 其中柯萨奇病毒21 例、单纯疱疹病毒4 例、流感病毒5 例、埃可病毒 1 例、腺病毒 1 例、EB 病毒 1 例。排除标准：⑴抽取脑脊液前接受任何治疗的患者；⑵患有肿瘤的患者；⑶患有全身性自体免疫疾病；⑷严重心、肝、肾功能损害者； ⑸长期使用皮质类固醇激素及免疫抑制剂者。同时选取 2016 年 3 月-2019 年 1 月我院怀疑为感染性脑膜炎但经诊断后排除的疑似儿童 80 例为对照组；其中,男 40 例、女 40 例；年龄1～15 岁,平均年龄 4.04±6.39。各组一般资料比较差异均无统计学意义(P＞0.05),可纳入此次分析。受试者均知情同意且获得我院伦理委员会批准。

1.2 酶联免疫吸附试验 采取80 例细菌性脑膜炎患儿，80 例非细菌性脑膜炎患儿和80 例疑似儿童的脑脊液。进行酶联免疫吸附试验 （The enzymelinked immunosorbent assay, ELISA）。乳酸的 ELISA试剂盒购自江莱公司 （货号：JL45987）。NPY 的ELISA 试剂盒购自上海恒斐生物科技有限公司（货号：CEA879Hu-1）。FTL 的 ELISA 试剂盒购自上海泽叶生物科技有限公司（货号：abx151595）。按照试剂盒说明书操作。

1.3 统计学分析 RISM 7.0 软件进行统计分析，多组间比较采用单因素方差分析,方差齐者采用LSD法比较，方差不齐者采用 Tamhane′T2 法比较。应用受试者工作特征（ROC）曲线下面积（AUC）分析脑脊液乳酸, NPY, FTL 检测儿童细菌性脑膜炎的临床诊断价值。阳性临界值为ROC 曲线中灵敏度-（1-特异度）的最大值所对应的数值。P＜0.05 为差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 3 组人员脑脊液中乳酸, NPY, FTL 的表达量细菌性脑膜炎患儿脑脊液中乳酸, NPY, FTL 的表达量均高于非细菌性脑膜炎患儿 (P＜0.0001, t=21.92； P＜0.0001, t=25.89； P＜0.0001, t=25.57) 和疑似儿童 (P＜0.0001, t=23.94； P＜0.0001, t=26.30； P＜0.0001, t=27.70)，非细菌性脑膜炎患儿脑脊液中乳酸, FTL 的表达量均疑似儿童 (P＜0.0001,t=10.32；P＜0.0001,t=30.86)。见表 1。

表1 3 组人员脑脊液中乳酸, NPY, FTL 的表达量

2.2 细菌性脑膜炎患儿与非细菌性脑膜炎患儿脑脊液中乳酸,NPY,FTL 的 ROC 曲线、AUC、灵敏度、特异度和截断值 为了评估脑脊液中乳酸, NPY,FTL 在细菌性脑膜炎患儿与非细菌性脑膜炎患儿中的诊断价值，绘制80 例细菌性脑膜炎患儿和80例非细菌性脑膜炎患儿的ROC 曲线,见图1。乳酸的受试者工作特征曲线的AUC 为0.87±0.02（95%CI 0.8277～0.9306）， 以乳酸的阳性临界值为 17.35（mmol/L）,其诊断灵敏度为88.31%,特异度为86.42%；NPY 的受试者工作特征曲线的AUC 为0.87±0.03（95%CI 0.8197～0.9264），以 NPY 的阳性临界值为91.63(ng/ml)，其诊断灵敏度为87.08%，特异度为89.21%；FTL 的受试者工作特征曲线的AUC为 0.90±0.02（95%CI 0.8538～0.9486），以 FTL 的阳性临界值为96.13(ng/dl),其诊断灵敏度为90.44%，特异度为90.37%。见图1 和表2。

图1 细菌性脑膜炎患儿与非细菌性脑膜炎患儿脑脊液中乳酸, NPY, FTL 的ROC 曲线

2.3 细菌性脑膜炎患儿与疑似儿童脑脊液中乳酸,NPY, FTL 的 ROC 曲线、AUC、灵敏度、特异度和截断值为了评估脑脊液中乳酸, NPY, FTL 在细菌性脑膜炎患儿与疑似儿童中的诊断价值，绘制80 例细菌性脑膜炎患儿和80 例疑似儿童的ROC 曲线（图1）。乳酸的受试者工作特征曲线的AUC 为0.91±0.02（95%CI 0.8695～0.9605），以乳酸的阳性临界值为1.5mmol/L, 其诊断灵敏度为93.02%，特异度为93.48%；NPY 的受试者工作特征曲线的AUC 为 0.88±0.03(95%CI 0.8311～0.9364),以 NPY的阳性临界值为 81.03ng/ml， 其诊断灵敏度为94.05%，特异度为84.08%；FTL 的受试者工作特征曲线的 AUC 为 0.92±0.02（95%CI 0.8792～0.9674），以FTL 的阳性临界值为3.474ng/dl, 其诊断灵敏度为92.3 4%，特异度为93.27%。见图2 和表3。

2.4 脑脊液乳酸, NPY, FTL 联合诊断儿童细菌性脑膜炎患有儿童细菌性脑膜炎的为真阳性, 未患有儿童细菌性脑膜炎的为真阴性。以乳酸的阳性临界值为17.35mmol/L,NPY 的阳性临界值为91.63 ng/ml，FTL 的阳性临界值为 96.13ng/dl 为诊断标准，三者满足其一者为联合诊断阳性，反之则为联合诊断阴性。脑脊液乳酸, NPY, FTL 联合对儿童细菌性脑膜炎的诊断的的灵敏度为95.00%（76/80），特异度为 84.38%（135/160）， 准确度为 87.92%（211/240），见表 4。

表2 细菌性脑膜炎患儿与非细菌性脑膜炎患儿脑脊液中乳酸, NPY, FTL 的AUC、灵敏度、特异度和截断值

表3 细菌性脑膜炎患儿与疑似儿童脑脊液中乳酸, NPY, FTL 的AUC、灵敏度、特异度和截断值

图2 细菌性脑膜炎患儿与疑似儿童脑脊液中乳酸, NPY, FTL 的ROC 曲线

3 讨论

表4 脑脊液乳酸, NPY, FTL 联合诊断儿童细菌性脑膜炎

3.1 研究的意义 中枢神经系统感染是发病率和死亡率的最常见原因之一，尤其是儿童。脑膜炎可以根据疾病的原因分类，病毒或细菌[10-13]。病毒性脑膜炎,通常被称为无菌性脑膜炎，更为常见，其特征是症状和体征的发病率较低。相反，细菌性脑膜炎是世界范围内发病率和死亡率更严重的原因,主要发生在发展中国家。早期开始适当的抗生素治疗是细菌中枢神经系统感染最重要的预后因素之一。准确和快速诊断急性细菌性脑膜炎至关重要，因为结果取决于及时诊断。然而，有时很难区分细菌和病毒性脑膜炎,因为许多实验室检查不能为早期诊断提供足够的特异性。本研究发现脑脊液乳酸,NPY,FTL 联合对儿童细菌性脑膜炎的诊断的的灵敏度为95.00%,特异度为84.38%,准确度为87.9 2%。脑脊液中乳酸, NPY, FTL 的表达量检测可作为儿童细菌性脑膜炎的潜在标志。

3.2 结果分析 NPY 广泛分布于哺乳动物的中枢和外周神经系统[14]。在交感神经系统内，它主要通过强烈刺激血管收缩来起作用。在中枢神经系统中，NPY 已被证明具有多种功能，包括减轻压力和焦虑，减少癫痫发作的频率，抑制生殖，降低血压，心率和新陈代谢，以及促进食欲（因此它的潜力抗肥胖药物的目标）。一项研究表明[15]，脑损伤中NPY含量的增加可能与血压,心率和其他内部环境的调节有关。在本研究中，发现细菌性脑膜炎患儿脑脊液中NPY 的表达量均高于非细菌性脑膜炎患儿和疑似儿童(P＜0.05)。脑脊液中NPY 单向诊断细菌性脑膜炎患儿和疑似儿童的灵敏度和特异度分别为94.05%和84.08%。脑脊液中NPY 单向诊断细菌性脑膜炎患儿和非细菌性脑膜炎患儿的灵敏度和特异度分别为87.08%和89.21%。在本研究中，发现细菌性脑膜炎患儿脑脊液中乳酸的表达量均高于非细菌性脑膜炎患儿和疑似儿童(P＜0.05)。脑脊液中乳酸单向诊断细菌性脑膜炎患儿和疑似儿童的灵敏度和特异度分别为93.02%和93.48%。脑脊液中乳酸单向诊断细菌性脑膜炎患儿和非细菌性脑膜炎患儿的灵敏度和特异度分别为88.31%和86.42%。最近的两项荟萃分析评估了脑脊液乳酸区分无菌和细菌性脑膜炎的能力[16,17]。这两项研究每项研究有15 至201 名患者。使用脑脊液乳酸的阳性临界点在13.1 和14.4 mmol/L 之间，脑脊液乳酸对细菌性脑膜炎的敏感性分别为93%或96%和特异性94%或96%。与本研究的研究结果相似，但我们的研究的乳酸的阳性临界值为17.35mmol/L，比其研究都要大一点。这可能是两者之间纳入和排除标准的差异。FTL 是主要的细胞内铁储存蛋白，不能穿透正常的血脑屏障，因此血药浓度不会影响脑脊液中的FTL 水平[18]。在本研究中，发现细菌性脑膜炎患儿脑脊液中FTL 的表达量均高于非细菌性脑膜炎患儿和疑似儿童(P＜0.05)。脑脊液中FTL 单向诊断细菌性脑膜炎患儿和疑似儿童的灵敏度和特异度分别为92.34%和93.27%。脑脊液中FTL 单向诊断细菌性脑膜炎患儿和非细菌性脑膜炎患儿的灵敏度和特异度分别为90.44%和90.37%。研究表明铁蛋白水平是检测细菌性脑膜炎的有力筛查试验,本研究的结果与评估脑脊液患者脑脊液中FTL 的诊断价值的其他报告一致[19,20]，综合其他报道,脑脊液FTL 显着高于在病毒性脑膜炎中脑脊液FTL 的测定是广泛可用的,廉价且快速的诊断测试。禚志红等[21]发现脑脊液中STREM-1 检测儿童细菌性脑膜炎的灵敏度和特异度分别为80.8%和75.0%。尽管本研究脑脊液乳酸、神经肽Y 及铁蛋白轻链联合检测的灵敏度和特异度均比STREM-1 指标高, 但是诊断效能的灵敏度和特异度均未达到100%，低于金标准病原学诊断。但是，脑脊液乳酸、 神经肽Y 及铁蛋白轻链联合检测已有具有廉价且快速的优势。在许多情况下，病毒性和细菌性脑膜炎之间的鉴别诊断很困难。外周血和脊髓液分析的结果并非百分百准确[22]。与成年人相比,儿童在脊髓液中检查的不同参数的判别力较小。特别是在肠病毒性脑膜炎中，脊髓液参数可能非常类似于细菌性脑膜炎值。因此，大多数儿科医生决定用抗生素治疗患者,直到培养物保持阴性为止。本研究脑脊液乳酸、神经肽Y 及铁蛋白轻链联合检测可以提供更快，更准确的诊断，可以更快地缩短抗生素治疗并缩短住院时间,可以限制不必要地接受抗生素治疗的患者数量,并确保细菌性脑膜炎患者接受抗生素治疗。