老年脑出血开颅术后不同类型病原菌颅内感染对脑脊液NSE、NLRP3、HBP水平的影响

张人菁 黄焰霞 邓云新 陈德昌

脑出血急性起病，病情进展快，死亡率和致残率高，其中老年患者约占40%，是脑出血发病主体［1⁃2］。老年脑出血常采取开颅手术治疗，颅内感染是术后常见并发症之一，增加医疗成本及住院时间，且危及患者生命［3］。脑脊液常规、生化检测方便简单，在神经外科术后颅内感染诊断中具有重要地位［4］。已有研究报道，脑脊液神经特异性烯醇化酶（Neuron spe⁃cific enolase，NSE）、核苷酸结合寡聚化结构域样受体蛋白3（Nucleotide⁃binding oligomerization domain⁃like receptor protein 3，NLRP3）、肝素结合蛋白（Hep⁃arin binding protein，HBP）等指标用于神经外科术后颅内感染诊断［5］。但以往研究中常未区分神经外科术后颅内感染患者是否为开颅手术，有研究明确指出，接受开颅手术、未接受开颅手术患者的感染在病原学、治疗等方面均不同［6］。本研究尝试分析老年脑出血开颅术后不同类型病原菌颅内感染对脑脊液NSE、NLRP3、HBP水平的影响。报道如下。

1 资料与方法

1.1 对象

选取2019年8月至2021年10月上海交通大学医学院附属瑞金医院116 例老年脑出血开颅术患者，根据术后并发颅内感染与否分为感染组35例，非感染组81 例。纳入标准：均经头颅CT、磁共振成像（MRI）等确诊为脑出血，行开颅术治疗；术后48 h～2 周腰穿采集脑脊液标本；感染组符合《中国神经外科重症患者感染诊治专家共识（2017）》［7］中颅内感染诊断标准。排除标准：术前3 个月内存在颅内感染；合并全身其他部位感染；脑脊液标本采集前2 周内使用抗生素；二次开颅手术；严重心、肝、肾等脏器功能障碍。本研究患者家属均知情同意，并经医院伦理委员会审核批准通过。

1.2 方法

腰穿采集脑脊液标本3 mL，采用酶联免疫吸附法测定NSE、NLRP3、HBP，均采用上海通蔚生物有限公司试剂盒。

1.3 统计学处理

采用统计学软件SPSS 22.0 处理数据，计数资料以n（%）描述，采用χ2检验，计量资料以（±s）描述，两组间比较采用独立样本t检验；Logistic回归分析老年脑出血开颅术后颅内感染影响因素；诊断价值采用受试者工作特征（ROC）曲线，获取AUC，联合预测实施Logistic二元回归拟合，返回预测概率logit（p），将其作为独立检验变量。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组患者基本情况比较

感染组患者性别、年龄、体质量指数、手术时机及手术时间非感染组患者相比，差异无统计学意义（P>0.05）。见表1。

表1 两组患者基本情况比较［n（%）］Table 1 Comparison of basic information between the two groups［n（%）］

2.2 两组患者术后脑脊液NSE、NLRP3、HBP 水平比较

感染组患者术后脑脊液NSE、NLRP3、HBP 水平均高于非感染组患者，差异有统计学意义（P<0.05）。见表2。

表2 两组患者术后脑脊液NSE、NLRP3、HBP水平比较（±s）Table 2 Comparison of postoperative cerebrospinal fluid NSE，NLRP3 and HBP levels between 2 groups（±s）

表2 两组患者术后脑脊液NSE、NLRP3、HBP水平比较（±s）Table 2 Comparison of postoperative cerebrospinal fluid NSE，NLRP3 and HBP levels between 2 groups（±s）

组别感染组非感染组t 值P 值例数35 81 NSE（μg/mL）10.69±3.34 5.67±1.69 10.748<0.001 NLRP3（pg/mL）104.39±12.37 88.69±10.25 7.104<0.001 HBP（μg/L）32.80±10.27 17.85±5.41 10.250<0.001

2.3 老年脑出血开颅术后颅内感染影响因素分析

Logistic 回归分析，可知术后脑脊液NSE、NLRP3、HBP 水平均与老年脑出血开颅术后颅内感染独立相关（P<0.05）。见表3。

表3 老年脑出血开颅术后颅内感染影响因素分析Table 3 Analysis of influencing factors of intracranial infection after craniotomy for senile intracerebral hemorrhage

2.4 老年脑出血开颅术后颅内感染患者病原菌分布

35 例老年脑出血开颅术后颅内感染患者共分离出42 例病原菌，其中革兰氏阴性菌占45.24%（19/42），革兰氏阳性菌54.76%（23/42）。见表4。

表4 老年脑出血开颅术后颅内感染患者病原菌分布Table 4 distribution of pathogens in elderly patients with intracranial infection after craniotomy for intracerebral hemorrhage

2.5 不同类型病原菌颅内感染患者脑脊液NSE、NLRP3、HBP 水平比较

老年脑出血开颅术后颅内革兰氏阴性菌感染患者术后脑脊液NSE、NLRP3、HBP 水平均高于革兰氏阳性菌感染患者，差异有统计学意义（P<0.05）。见表5。

表5 不同类型病原菌颅内感染患者脑脊液NSE、NLRP3、HBP 水平比较（±s）Table 5 Comparison of NSE，NLRP3 and HBP levels in cerebrospinal fluid of patients with intracranial infection of different types of pathogens（±s）

表5 不同类型病原菌颅内感染患者脑脊液NSE、NLRP3、HBP 水平比较（±s）Table 5 Comparison of NSE，NLRP3 and HBP levels in cerebrospinal fluid of patients with intracranial infection of different types of pathogens（±s）

组别革兰氏阴性菌革兰氏阳性菌t 值P 值n 16 19 NSE（μg/mL）12.89±3.75 8.84±1.74 4.209<0.001 NLRP3（pg/mL）113.00±15.72 97.14±12.11 3.371 0.002 HBP（μg/L）40.65±13.02 26.19±8.07 4.017<0.001

2.6 脑脊液NSE、NLRP3、HBP 水平对颅内感染的诊断价值

绘制ROC 曲线，评价术后脑脊液NSE、NLRP3、HBP 水平对老年脑出血开颅术后颅内感染的诊断价值，发现三者联合诊断AUC 值最大，诊断效能良好（P<0.05）。见图1、表6。

表6 脑脊液NSE、NLRP3、HBP 水平对颅内感染的诊断价值Table 6 diagnostic value of cerebrospinal fluid NSE，NLRP3 and HBP levels in intracranial infection

图1 ROC 曲线Figure 1 ROC curve

3 讨论

NSE 是糖酵解关键酶，绝大部分分布于中枢神经系统，定位于脑灰质神经细胞和末梢神经元，是神经元损害的敏感标志物［8］。本研究数据显示，感染组患者术后脑脊液NSE 水平均高于非感染组患者，术后脑脊液NSE 水平为颅内感染影响因素。NSE 是神经组织病理损伤的特异性生化指标，脑损伤时，神经细胞崩解，血脑屏障破坏，NSE进入脑脊液中，使其浓度增高。颅内感染可导致不同程度脑实质损害，进而引起脑脊液NSE 水平升高。这与文献报道的癫痫、颅脑外伤、缺氧性脑损伤等所致脑组织损伤的结果相似［9］。

HBP 是来源于中性粒细胞的颗粒蛋白，作为炎性蛋白，可通过中和脂多糖的类脂A 起到抗菌作用，还能趋化中性粒细胞、单核细胞、T 淋巴细胞，促进细胞因子释放及白细胞募集，同时，可增加血管内皮通透性，诱导白细胞至感染部位［10⁃11］。近年来，HBP 在局灶性感染、全身性感染疾病方面应用价值的报道不断增多［12⁃14］。本研究发现，脑出血开颅手术后颅内感染患者脑脊液HBP 高水平，为颅内感染影响因素。颅内感染患者伴发炎症反应会引起脑脊液中性粒细胞水平增加，细菌或其毒素刺激中性粒细胞释放大量HBP。既往也有研究探讨脑脊液HBP 水平与颅内感染的相关性，如刘美等［15］研究显示，开颅术后细菌性颅内感染患者脑脊液HBP 水平显著高于未感染患者，且升高幅度与感染严重程度和疾病预后相关；刘俊等［16］研究表明，相较于脑脊液WBC、GLU 等传统指标，脑脊液HBP 对开颅术后早期颅内感染具有更高诊断价值。均支持本研究结论。

炎症小体在固有免疫和炎症反应中发挥重要作用，目前，NLRP3 是经鉴定的研究最为广泛、机制最为复杂的炎症小体。肖汉森等［17］研究显示，炎症小体的异常激活与肠道病毒71 型（EV71）感染的小鼠中枢神经系统炎症和神经元损伤密切相关。本研究数据显示，术后脑脊液NLRP3 高水平为老年脑出血开颅术后颅内感染危险因素。NLRP3可被多种形态结构和分子序列完全不同的模式分子活化，可感应病毒、细菌等病原微生物的入侵［18］。但NLRP3 相关活化机制尚未阐明，需进一步综合利用细胞生物学、结构生物学、生物化学等手段进一步探究，鉴定关键蛋白或信号通路。

本研究还发现，老年脑出血开颅术后颅内革兰氏阴性菌感染患者术后脑脊液NSE、NLRP3、HBP 水平均高于革兰氏阳性菌感染患者。提示脑脊液NSE、NLRP3、HBP 对颅内感染病原菌鉴别具有一定价值。考虑与革兰阴性菌主要结构成分脂多糖特异性通过Toll 样受体诱发更为严重的免疫⁃炎性反应有关。另外，本研究发现NSE、NLRP3、HBP 联合诊断老年脑出血开颅术后颅内感染的AUC 值最高，提示各指标联合可为临床诊断老年脑出血开颅术后颅内感染提供更有效量化参考。虽联合检测达到了更高的灵敏度，但值得注意的是其特异性却不如NLRP3 单个指标，联合诊断特异度为79.01%与NLRP3 特异度85.19%相差较小，并无统计学差异，加之联合诊断综合考虑AUC 值、特异度及敏感度等，故特异度的微小差异可忽略不计。

综上可知，脑脊液NSE、NLRP3、HBP 是老年脑出血开颅术后颅内感染良好的诊断指标，且有助于鉴别革兰氏阴性菌与革兰氏阳性菌感染，指导抗生素治疗。