病毒性脑炎患儿血清和脑脊液中炎症因子的检测分析

张林 马静波 陈李兰 王艳萍 华颖

作者简介：张林，女，硕士，主治医师。

通信作者：华颖

【摘要】 目的 探讨病毒性脑炎（viral encephalitis，VE）患儿血清及脑脊液中炎症因子肿瘤坏死因子（ tumor necrosis factor，TNF-α）、白细胞介素-4（Interleukin-4，IL-4）、白细胞介素-6（Interleukin-6，IL-6）、白细胞介素-10（Interleukin-10，IL-10），在疾病发生发展过程中的变化规律及其临床意义。方法 选取2019年1月—2020年12月由无锡市儿童医院确诊的VE患儿96例作为研究对象，根据疾病严重程度的不同分为重症组（24例）和轻症组（72例），同时选择至无锡市儿童医院儿外科行腰椎间隙麻醉完成择期手术且无中枢神经系统相关性疾病的50例患儿作为对照组，采用ELISA法分别检测患儿血清和脑脊液中TNF-α、IL-4、IL-6、IL-10的表达水平并进行比较分析。结果 脑炎组（重症组、轻症组）血清和脑脊液中TNF-α、IL-4、IL-6、IL-10的表达水平高于对照组，治疗前后重症组均高于轻症组（P＜0.05）。结论 VE患儿血清和脑脊液中炎症因子TNF-α、IL-4、IL-6、IL-10参与了疾病发生发展的病理过程，且其表达水平的高低与病情严重程度具有一定的相关性。

【关键词】 病毒性脑炎；肿瘤坏死因子-α；白细胞介素-4；白细胞介素-6；白细胞介素-10

Detection and analysis of inflammatory factors in serum and cerebrospinal fluid of children with viral encephalitis

Zhang Lin，Ma Jingbo，Chen Lilan，Wang Yanping，Hua Ying*.The Children's Hospital of Wuxi，Wuxi，Jiangsu  214000

【Abstract】 Objective To investigate the chang and its clinical significance of inflammatory factors TNF-α， IL-4， IL-6， IL-10 in serum and cerebrospinal fluid of children with viral encephalitis during the occurrence and development of the disease. Methods 96 children with viral encephalitis diagnosed by Wuxi children's Hospital from January 2019 to December 2020 were selected as the research object， and then further divided into severe group and mild group according to the severity of the disease. At the same time， 50 children without central nervous system organic diseases who underwent elective surgery in the pediatric surgery of our hospital were selected as the control group. The expression levels of TNF-α， IL-4， IL-6， IL-10 in serum and cerebrospinal fluid were detected by ELISA and make comparative analysis. Results The expression levels of TNF-α， IL-4， IL-6， IL-10 in serum and cerebrospinal fluid in the encephalitis group （severe group and mild group） were higher than those in the control group， among which the severe group was higher than that in the mild group（P＜0.05）. Conclusion The inflammatory factor of TNF-α， IL-4， IL-6， IL-10 in serum and cerebrospinal fluid of children with viral encephalitis are involved in the pathological process of disease occurrence and development， and their expression levels are correlated with the severity of the disease.

【Key words】Viral encephalitis；TNF-α；IL-4；IL-6；IL-10

中圖分类号：R512.3      文献标识码：A        文章编号：1672-1721（2023）31-0074-04

DOI：10.19435/j.1672-1721.2023.31.025

病毒性脑炎（VE）是一种儿童常见的中枢神经系统感染性疾病，其临床表现多样，轻重程度各异，预后差别也相对较大，可导致患儿遗留运动、语言、认知功能损害及癫痫[1]等神经系统后遗症，严重影响患儿的生活质量，重症病毒性脑炎（severe viral encephalitis，SVE）甚至造成患儿急性死亡，因此早期识别、及早治疗该病具有非常重要的意义。目前国内外报道可以引起脑炎的病毒有100多种，当病毒感染机体后，可通过侵入脑组织，导致神经元水肿、变性及出血坏死，出现炎症细胞浸润、弥漫性胶质细胞增生等病理变化。在该病理过程中免疫细胞发挥着重要作用，由免疫细胞分泌的炎症因子又可引起继发性脑损伤[2]。肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、白细胞介素-4（IL-4）、白细胞介素-6（IL-6）、白细胞介素-10（IL-10）是非常重要的炎症因子。本研究通过检测VE患儿血清及脑脊液中TNF-α、IL-4、IL-6、IL-10表达水平的变化，探讨炎症因子在VE发病过程中发挥的病理作用。

1   资料与方法

1.1 一般资料 选取2019年1月—2020年12月于无锡市儿童医院确诊的96例VE患儿，参照SVE临床诊断标准[3]将患儿分为重症组（24例）和轻症组（72例），男性51例（53%），女性45例（47%）；年龄0.83～13.00岁，平均年龄（6.71±3.09）岁。选取同期至无锡市儿童医院儿外科行腰椎间隙麻醉择期手术的50例患儿作为对照组，男性27例（54%），女性23例（46%），年龄1～12岁，平均年龄（6.93±3.26）岁。患儿均无神经系统疾病，无近期感染及免疫抑制剂应用等。

1.2 方法 轻症组患儿给予常规治疗（脱水、降低颅内压、营养神经细胞的药物等），部分患儿给予小剂量甲泼尼龙琥珀酸钠2～4 mg/（kg·d）抗感染等对症支持治疗。重症组患儿在常规治疗的基础上根据病情需要给予大剂量人免疫球蛋白输注1 g/（kg·d），连用2 d，给予大剂量甲泼尼龙琥珀酸钠15～25 mg/（kg·d）冲击治疗3 d；并根据病情逐渐减量至停药，频繁惊厥者给予抗惊厥治疗（左乙拉西坦、丙戊酸钠等）。

1.3 指标检测 各组患儿于入院后24 h内治疗前留取血清、脑脊液各2 mL，轻症组及重症组患儿在治疗7～14 d后再次采集血清和脑脊液各2 mL，每次标本收集后均以3 000  r/min离心10  min，取上清液l mL置于-80 ℃冰箱待测。采用双抗体夹心酶联免疫吸附法（enzyme-linked immunosorbent assay，ELISA）对各组血清和脑脊液中TNF-α、IL-4、IL-6、IL-10的表达水平进行检测。试剂盒来自上海康朗生物科技有限公司。

1.4 统计学方法 采用SPSS 20.0统计学软件进行数据统计分析。计量资料以x±s表示，多组间比较采用单因素方差分析（One-Way ANOVA），多个样本均数间两两比较，方差齐时采用LSD法，方差不齐时采用Dunnetts T3法；治疗前后组间、组内比较采用独立样本t检验。检验水准为α＝0.05，以P＜0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 各组患儿治疗前血清和脑脊液中TNF-α、IL-4、IL-6、IL-10表达水平的比较 VE患儿（轻症组和重症组）血清和脑脊液中TNF-α、IL-4、IL-6、IL-10的表达水平均高于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05），其中重症组表达水平高于轻症组，轻症组高于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05），见表1、表2。

2.2 VE患兒治疗前后血清和脑脊液中TNF-α、IL-4、IL-6、IL-10表达水平的比较 VE患儿（重症

组）治疗前血清和脑脊液中TNF-α、IL-4、IL-6、IL-10表达水平均高于轻症组，差异有统计学意义（P＜0.05）；治疗后其表达水平均较治疗前明显下降，差异有统计学意义（P＜0.05），且治疗后重症组表达水平仍高于轻症组，差异有统计学意义（P＜0.05），见表3、表4。

3 讨论

VE是儿童常见的一类由病毒感染引起的中枢神经系统感染性疾病，常见病毒有人类肠道病毒、疱疹病毒、呼吸道病毒、虫媒病毒等，其中以人类肠道病毒最常见[4]。大部分患儿会出现发热、头痛、呕吐、精神萎靡等症状，经过积极治疗会逐渐恢复正常、预后良好，但SVE患儿可呈现快速进展的病程，出现意识障碍、运动障碍、抽搐发作、精神行为异常甚至脑干脑炎等重症表现，治疗时间长，恢复周期也长，约0.8%的患儿会出现急性死亡，约7.5%的患儿会遗留神经系统后遗症[5]，如继发性癫痫、认知障碍、语言障碍、共济失调和偏瘫等，严重影响患儿的生活质量。

病毒感染后，中枢神经系统的损伤既来源于病毒的直接侵害，也源于神经细胞、小胶质细胞和浸润性免疫细胞的抗病毒反应[6]，它们可以通过分泌细胞因子引起继发性脑损伤。在此病理过程中，TNF-α、IL-4、IL-6、IL-10是与中枢神经系统炎症反应和继发性脑损伤关系极为密切的细胞因子。在本研究中发现VE患儿血清和脑脊液中TNF-α、IL-4、IL-6、IL-10的表达均明显升高，其中TNF-α、IL-6是促炎因子，而IL-4、IL-10是抑炎因子，它们之间相互促进、相互调节，形成复杂的炎症反应网络，共同在免疫反应中发挥重要作用。

TNF-α作为一种肽类激素，是由单核/巨噬细胞和T细胞合成的，在中枢神经系统中主要由巨噬/小胶质细胞、星形细胞和神经细胞合成。有研究表明，TNF-α在浓度较低的情况下具有一定的抗感染作用，并且在炎症反应过程中具有一定程度的调节作用；在浓度较高的情况下可调节血脑屏障的通透性，从而使病毒和免疫细胞的流入增加，并且可通过激活凋亡信号通路导致血管内皮细胞、神经细胞甚至胶质细胞凋亡；还可激活单核巨噬细胞、中性粒细胞等，既能使其吞噬杀伤功能增强，又能激发一系列炎症级联反应，进一步诱导IL-1、IL-6、NO等多种炎症因子的释放，加重炎症损伤。还有研究发现，TNF-α还可参与急性期的应激反应，导致体温增高、血糖增高、前列腺素释放增加等，国外有研究表明应激性高血糖是VE患儿预后不良的危险因素[7]。IL-6是一类趋化因子，在中枢神经系统中主要由神经元、星形细胞、小胶质细胞和内皮细胞产生，在组织损伤和免疫应答过程中发挥着重要作用。有研究发现，IL-6可作为中枢神经系统感染早期诊断的敏感标志物[8]。当脑组织感染和损伤后，会引起IL-6继发性的高浓度表达，导致细胞毒性脑水肿和神经细胞的损伤。IL-6还可通过激活补体系统进一步促进炎症因子TNF-α的分泌，导致脑组织继发性损害。

IL-4是主要由活化T细胞产生的一类抗感染因子，可促进B细胞MHCⅡ类抗原和CD40的表达，可增强B淋巴细胞的抗原提呈能力，促进B淋巴细胞增殖分化，还可通过级联网络激活一系列组分，使免疫系统对抗原刺激产生免疫应答。当IL-4过度激活下游级联网络时，也会对自身组织细胞产生非特异性损伤。IL-10是一种具有重要免疫调节功能的多效抗感染因子，主要由抗原提呈细胞如活化的T细胞、B细胞、单核细胞和巨噬细胞分泌，可下调巨噬细胞膜表面刺激分子的表达，加速启动程序性凋亡，还可通过活化的巨噬细胞抑制炎症因子TNF-α、IL-6和IL-10的表达。炎症因子之间相互作用、相互联系形成复杂的免疫网络共同参与病毒感染后的促炎和抗感染过程，引起脑组织损害。

本研究还发现VE患儿血清和脑脊液中TNF-α、IL-4、IL-6、IL-10的表达重症组高于轻症组，治疗前高于治疗后，与既往研究结果一致[9-10]。本研究进一步比较发现治疗后重症组患儿的表达水平仍高于轻症组。脑组织病毒感染后会出现T淋巴细胞、巨噬细胞、CD4+细胞和CD8+细胞的聚集效应，这些免疫细胞进一步释放细胞因子共同参与促炎和抗感染过程，根据分泌的细胞因子及功能效应不同，CD4+ T细胞进一步分为Thl型和Th2型。Thl细胞活化后可释放引起炎症和抗病毒作用的细胞因子，如TNF-α、IL-1、IL-2和干扰素-γ等。其中TNF-α是其特征因子，可促进T细胞介导的免疫反应；Th2细胞主要分泌IL-4、IL-6、IL-10、IL-13等细胞因子，共同参与体液免疫。有研究表明VE的发生有Th1型细胞和Th2型细胞的共同参与，是它们相互作用、相互反馈的过程[11-12]，病毒感染后活化的免疫细胞既可释放TNF-α等促炎因子，同时通过机体调节又可释放IL-4、IL-6、IL-10等抑炎因子，当免疫细胞分泌失衡机体无法维持Th1/ Th2平衡时，就表现为促炎能力强于抑炎能力，从而对患儿的脑组织产生一定程度的损害。经一系列治疗后炎症反应被抑制，这些炎症因子的表达也会随之减少。轻症组恢复较快，治疗后表达水平趋于正常，但重症组仍偏高。这是由于研究中留取的治疗后的脑脊液是治疗7～14 d采集的，对于重症组来说治疗周期较长、恢复较慢，此时炎症反应可能尚未完全控制，之后的发展趋势还需进一步的研究认证。本研究认为 TNF-α、IL-4、IL-6、IL-10的表达水平和病情轻重及疾病转归具有一定的相关性。

综上所述，VE患儿血清和脑脊液中的炎症介质TNF-α、IL-4、IL-6、IL-10相互促进、相互调节，共同参与了疾病发生发展的病理过程，且其表达水平的高低与病情严重程度具有一定的相关性。SVE疾病进展较快，病情较重，早期识别、及早治疗非常重要。可以通过早期炎症因子的测定对病情进行一定程度的评估，以便尽早采取治疗措施，减少后遗症的发生。

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（收稿日期：2023-08-25）