脑脊液中纤维连接蛋白、血管内皮生长因子及乳酸脱氢酶水平在儿童细菌性脑膜炎和病毒性脑炎中的诊断价值

杜开先, 胡会会, 李 林, 董 燕, 关 静,宋春兰, 白艳敏, 孔丽娜, 贾天明

(郑州大学第三附属医院, 1.神经内科, 2.儿童发育行为科, 河南 郑州, 450052)

细菌性脑膜炎(BM)和病毒性脑炎(VE)是儿科临床上常见的中枢神经系统(CNS)感染性疾病[1]。血脑屏障(BBB)通透性增加是CNS感染后引起脑水肿、继发颅内高压和加重脑损伤的重要因素[2]。BBB通透性增强可导致病原体、炎性细胞因子等进入颅内，引起炎症反应和大脑损伤，因此脑脊液指标检测是病原诊断的重要手段[3]。临床经验表明, CNS感染具有临床表现的多样性和常规生化检查的非特异性，明确病原需要一些高特异性和灵敏度指标辅助诊断。血管内皮生长因子(VEGF)、乳酸脱氢酶(LDH)及纤维连接蛋白(FN)均是参与感染类疾病进展的蛋白分子，研究[4-6]表明VEGF、LDH与CNS感染类疾病密切相关，但关于其在儿童CNS感染类疾病中鉴别BM和VE的报道较少。本研究检测BM及VE患儿治疗前后脑脊液中FN、VEGF及LDH水平变化及相关性，探讨其临床诊断价值，现报告如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2020年8—12月在郑州大学第三附属医院小儿内科住院治疗的65例CNS感染患儿为研究对象，其中BM患儿31例(BM组), VE患儿34例(VE组)。纳入标准: BM及VE患儿符合《诸福棠实用儿科学》[7]及《实用神经病学》[8]的诊断标准，并通过病史、脑脊液检测、血清学检测、影像学检查以及对治疗的反应综合确诊。排除标准: 合并有免疫系统疾病、血液系统疾病及肿瘤的患儿。选取同期在本院住院治疗的非CNS感染患儿26例为对照组，其中毛细支气管炎13例，肺炎10例，脓毒症3例。对照组纳入标准: 通过脑脊液检测、头颅CT等检查，以及后期临床表现排除颅内感染、神经系统损伤、免疫缺陷等疾病。3组患儿的一般资料比较差异无统计学意义，见表1。所有患儿的监护人均对本研究知情同意，且本研究已通过郑州大学第三附属医院医学伦理委员会的审批(2020医伦审第78号)。

表1 3组患儿一般资料比较

1.2 方法

VE组、BM组及对照组均于入院48 h内(急性期)及治疗10 d后采取腰椎穿刺，留取脑脊液样本5 mL。其中3 mL送检验科进行脑脊液常规、生化细胞学检查, 2 mL脑脊液样本于4 ℃、3 000转/min离心5 min, 取上清液，置于-80 ℃保存待测。

采用酶联免疫吸附法(ELISA)检测脑脊液中FN、VEGF和LDH的水平，实验操作严格按照试剂盒(北京索莱宝生物科技有限公司)说明书进行。

1.3 统计学分析

2 结 果

2.1 3组治疗前后FN、VEGF及LDH的水平变化比较

在急性期, BM组脑脊液中FN、VEGF和LDH水平均高于VE组和对照组，差异有统计学意义(P<0.05); VE组FN水平低于对照组，差异有统计学意义(P<0.05), VEGF和LDH水平与对照组比较，差异无统计学意义(P>0.05)。治疗后, BM组FN水平高于VE组，差异有统计学意义(P<0.05); VE组的FN水平低于对照组，差异有统计学意义(P<0.05), 其他指标组间比较差异均无统计学意义(P>0.05)。与急性期相比, BM组治疗后脑脊液中FN、VEGF及LDH水平降低, VE组FN、LDH水平降低，差异有统计学意义(P<0.05), 而VEGF水平差异无统计学意义(P>0.05)。对照组治疗前后FN、VEGF及LDH水平差异均无统计学意义(P>0.05)。见表2。

表2 3组治疗前后FN、VEGF及LDH水平变化比较

2.2 急性期FN、VEGF及LDH水平对疾病的鉴别诊断效能

在鉴别BM和VE上, FN、VEGF及LDH的ROC曲线下面积(AUC)均≥0.9, 鉴别性能较好; 在鉴别BM和对照组(非CNS感染)上, FN、VEGF及LDH的AUC也均≥0.9, 诊断性能较好; 在鉴别诊断VE和对照组(非CNS感染)上, FN的AUC较高(>0.8), 诊断性能较好，但VEGF及LDH指标的AUC较低(<0.6), 诊断性能较差。见图1、表3。

表3 FN、VEGF及LDH水平鉴别诊断的ROC曲线分析

A: BM组与VE组的鉴别ROC曲线; B: BM组与对照组的鉴别ROC曲线; C: VE组与对照组的鉴别ROC曲线。

2.3 急性期不同组内FN、VEGF及LDH水平的相关性分析

BM组中, FN与VEGF及LDH之间两两指标呈正相关性; VE组中, VEGF与LDH之间呈正相关性，而对照组中FN、VEGF及LDH三者之间均无相关性。见表4。

表4 3组内FN、VEGF及LDH水平的相关性分析

3 讨 论

BM和VE往往是通过典型的临床表现、脑脊液生化和细胞学检查诊断和鉴别，但由于实际临床工作中抗生素的不合理使用以及颅内感染临床表现的多样性，很多颅内感染患儿呈现不典型的临床表现和非特异的脑脊液检查结果，使得临床诊断难以及时明确，进而延误患儿病情。因此, BM和VE的的早期鉴别诊断尤其重要。

FN是一种多结构域高分子糖蛋白，广泛存在于细胞外基质、血浆及组织液中，也是构成细胞外基质和基底膜的主要成分，其表达与组织的改变、组织损伤以及炎症反应等多种病理过程有关[9]。研究[10]表明, FN是许多微生物的靶点，微生物受体与纤维连接蛋白的结合促进了宿主细胞的附着和感染。正常情况下，脑脊液中FN表达水平较低。当BBB通透性增加时, FN可穿过该屏障进入脑脊液中，使其特异性升高。若感染等原因引起脑组织损伤时，也可导致脑脊液中细胞外基质蛋白和神经组织细胞外间隙的内源性FN浓度增加[11]。研究[12]发现BM患者FN表达水平显著升高。相关研究[13]显示, BM患者脑脊液中FN水平显著高于VE组及健康对照组。本研究结果显示，急性期BM患儿脑脊液FN水平显著高于VE组和对照组，而VE组显著低于对照组，提示该指标可以很好地鉴别CNS感染及病原类型，与现有研究一致。VEGF是作用于血管内皮细胞的一种分泌性糖蛋白，具有增强血管通透性的作用[14], 其在肿瘤、炎症及缺血、缺氧的病理过程中表达显著升高[15]。研究[16]显示VEGF作为一种炎症介质，可增强BBB通透性，参与CNS感染发生发展。一项研究[17]显示, BM患者脑脊液中VEGF高表达，而VE患者的VEGF表达较低; 程大也等[18]研究也表明, BM患者脑脊液中VEGF水平高于对照组和VE组，而VE患者和对照组的VEGF水平一致。此外，脑脊液中酶活性的变化，也可作为CNS感染程度的诊断依据[19]。LDH是一种糖酵解酶，富含于机体所有组织细胞内，当组织受损时, LDH水平会明显增加[20]。在BM患者脑组织中，病原体的大量繁殖会导致脑组织水肿和颅内压增高，造成脑血流量减少和脑组织缺氧缺血，进而导致局部糖酵解加强，脑脊液中LDH含量升高; 此外，病变部位的大量粒细胞浸润、代谢增加和胞内酶释放入脑脊液也会进一步导致LDH水平上升。VE主要表现为脑实质病变和单核细胞浸润, BBB受损程度相对BM较轻[21]。既往研究[22-23]显示BM患者脑脊液中LDH水平高于VE患者，而VE组和对照组之间无差异。

本研究结果显示, BM组患儿急性期的脑脊液VEGF、LDH水平均显著高于VE组和对照组，治疗后BM组的VEGF、LDH水平及VE组的LDH水平均显著降低，对照组的VEGF、LDH水平无明显改变，提示不同CNS感染疾病中VEGF、LDH的水平及变化有显著差异，可用于疾病的诊断和鉴别，与以往研究结果基本相符。BM发病过程中细菌主要经过血液循环侵入脑膜，大量细菌进入血液，刺激炎性细胞产生并释放大量细胞因子及炎性介质。而VE发病时病原体入侵脑膜的途径主要是经周围神经逆行传播，所以VE的BBB受损程度及炎性反应均轻于BM, 因此急性期BM的脑脊液炎症因子水平相对高于VE。治疗后脑损伤减轻及炎症反应改善，推测CNS机制中的相关因子FN、VEGF、LDH可能有助于疾病的鉴别诊断。本研究ROC曲线分析结果显示, FN及VEGF、LDH均可以很好地鉴别BM与非CNS感染和BM与VE, 但VEGF和LDH难以鉴别VE和非CNS感染，提示临床可针对不同的指标进行区别利用。此外，本研究结果显示, BM组中FN与VEGF及LDH之间两两呈正相关性; VE组中VEGF与LDH之间呈正相关性; 而对照组中FN、VEGF及LDH三者之间均无相关性。推测在CNS细菌感染急性期, FN、VEGF及LDH之间可能存在相互作用，共同促进疾病的发生发展，其机制可能为VEGF提高BBB通透性，诸多病原体、炎症细胞及脑脊液中相关因子聚集, FN进入血脑屏障后升高，继而出现脑水肿、颅内高压以及脑组织缺血、缺氧，导致无氧酵解加强, LDH水平增高，同时脑脊液中炎性细胞代谢过程中释放的胞内酶也使LDH进一步升高，导致三者之间出现了正相关性。而非CNS感染患儿中则不存在此种作用机制，因而指标间未有相互影响。

综上所述, BM、VE及非CNS感染急性期内患儿脑脊液FN、VEGF、LDH水平存在差异, FN、VEGF、LDH可作为BM、VE的早期辅助诊断指标。监测FN、VEGF及LDH表达水平的变化也可作为CNS感染发病机制中的研究方向。