血清和腦脊液IL-6與IL-10檢測在新生兒化膿性腦膜炎中的意義*

郝婷婷,馮星星,趙炳勛,劉 迪,李楊方,趙曉芬

云南省昆明市兒童醫院新生兒科,云南昆明 650228

新生兒化膿性腦膜炎(NPM)是指出生后4周內的新生兒由于細菌感染引起的以腦膜炎癥為主的中樞神經系統感染性疾病,可能遺留繼發癲癇、聽力及視力受損、認知缺陷、運動障礙等后遺癥[1]。近些年來,隨著基層醫療技術的發展和廣譜抗菌藥物的使用,NPM的病死率降低,但由于NPM感染早期部分腦脊液生化檢測存在不典型、細菌涂片陰性率高、腦脊液培養時間長等因素,易出現誤診、漏診等問題。白細胞介素-6(IL-6)、白細胞介素-10(IL-10)檢測在一定程度上避免了腦脊液培養的時間滯后性及低靈敏度等問題[2]。本研究通過對本院新生兒科收治的有腰椎穿刺指征的患兒共95例進行病例對照研究,比較入院第1天NPM組、膿毒癥組患兒血清和腦脊液IL-6、IL-10水平,以及比較不同入院時間NPM組血清和腦脊液IL-6、IL-10水平,分析IL-6及IL-10檢測在NPM診斷中的臨床意義,為NPM的輔助診斷及治療提供參考依據。

1 資料與方法

1.1一般資料 選取2021年9月至2022年11月本院新生兒科收治的有腰椎穿刺指征的95例患兒為研究對象。納入標準(滿足以下條件之一即可納入研究):(1)有發熱、驚厥等臨床表現;(2)血培養陽性;(3)實驗室檢查非特異性感染指標≥2項陽性;(4)在接受抗菌藥物治療時病情加重的新生兒。排除標準:(1)腰椎穿刺部位皮膚感染;(2)凝血功能異常;(3)顱內占位性病變和(或)顱內壓增高;(4)患遺傳代謝病。本研究經本院醫學倫理委員會審批通過(2021-03-042-K01)。入院時告知患兒家長研究內容及相關風險,并征得監護人同意,所有患兒監護人均簽署知情同意書。研究過程均在臨床診療允許的情況下進行。

1.2方法

1.2.1NPM的診斷標準 (1)具備感染中毒和(或)顱內壓增高表現;(2)腦脊液白細胞數≥20 個/mm3,和(或)蛋白>1.7 g,葡萄糖<2.2 mmol/L或小于當時血糖的 40%;(3)腦脊液培養檢出病原菌,排除可能污染的病原菌。臨床上符合第(2)項即可診斷,第(3) 項為診斷金標準[3]。

1.2.2研究對象分組 所有患兒入院后24 h內完成第1次腰椎穿刺檢查,收集腦脊液2 mL,行腦脊液常規、生化及培養檢查,將腦脊液常規及生化正常的患兒作為膿毒癥組,將腦脊液常規及生化異常診斷為NPM的患兒作為NPM組。所有患兒入院后24 h內均采集血液標本2 mL,離心,使用IL-6、IL-10檢測試劑盒(成都?？泼泪t療科技有限公司),通過流式熒光法分別檢測血清及腦脊液IL-6、IL-10水平。NPM組患兒于治療后第3天、第10天分別進行第2次、第3次腰椎穿刺,均采集腦脊液2 mL,除進行腦脊液常規、生化、培養檢查外,還檢測腦脊液IL-6、IL-10水平,同時采集血液標本2 mL,離心,檢測血清IL-6及IL-10水平。

1.2.3資料收集 收集所有患兒的一般臨床資料,包括姓名、性別、日齡、胎齡、分娩方式、出生體質量等。

1.2.4觀察指標 比較膿毒癥組和NPM組患兒入院第1天血清C反應蛋白(CRP)、降鈣素原(PCT)、白細胞計數(WBC)及腦脊液WBC、蛋白及葡萄糖水平;比較入院第1天膿毒癥組和NPM組血清和腦脊液IL-6和IL-10水平;比較NPM組入院第1、3、10天血清和腦脊液IL-6、IL-10水平。

2 結 果

2.1兩組一般資料比較 根據第1次腰椎穿刺腦脊液檢查結果分組,膿毒癥組50例、NPM組45例。兩組患兒性別、日齡、胎齡、出生體質量、分娩方式比較,差異均無統計學意義(P>0.05)。見表1。

表1 兩組一般資料比較

2.2兩組患兒入院第1天血清WBC及CRP、PCT水平比較 膿毒癥組和NPM組患兒入院第1天血清WBC及CRP、PCT水平比較,差異均無統計學意義(P>0.05)。見表2。

表2 兩組患兒入院第1天血清WBC及CRP、PCT水平比較[M(P25,P75)]

2.3兩組患兒入院第1天腦脊液WBC及蛋白、葡萄糖水平比較 膿毒癥組和NPM組患兒入院第1天腦脊液WBC及蛋白、葡萄糖水平比較,差異均有統計學意義(P<0.05)。見表3。

表3 兩組患兒入院第1天腦脊液WBC及蛋白、葡萄糖水平比較[M(P25,P75)]

2.4兩組患兒入院第1天血清和腦脊液IL-6、IL-10水平比較 入院第1天,膿毒癥組和NPM組患兒血清IL-6、IL-10水平比較,差異均無統計學意義(P>0.05);NPM組腦脊液IL-6、IL-10水平明顯高于膿毒癥組(P<0.05)。膿毒癥組血清IL-6水平與腦脊液IL-6水平比較,差異無統計學意義(P>0.05),而血清IL-10水平明顯高于腦脊液IL-10水平(P<0.05)。NPM組腦脊液IL-6、IL-10水平均明顯高于血清IL-6、IL-10水平(P<0.05)。見表4。

表4 兩組患兒入院第1天血清和腦脊液IL-6、IL-10水平比較[M(P25,P75),pg/mL]

2.5NPM組入院第1、3、10天血清和腦脊液IL-6、IL-10水平比較 NPM組入院第1天血清IL-6、IL-10水平明顯高于第10天(P<0.05);入院第1天與第3天腦脊液IL-6、IL-10水平比較,差異無統計學意義(P>0.05);第1天與第3天腦脊液IL-6、IL-10水平均明顯高于第10天(P<0.05)。NPM組患兒入院第1、3、10天的腦脊液IL-6水平分別高于同期血清IL-6水平(P<0.05)。入院第1、3天的腦脊液IL-10水平分別高于同期血清IL-10水平(P<0.05)。但第10天血清IL-10水平與腦脊液IL-10水平相比,差異無統計學意義(P>0.05)。見表5。

表5 NPM組入院第1、3、10天血清和腦脊液IL-6、IL-10水平比較[M(P25,P75),pg/mL]

2.6繪制ROC曲線評價入院第1天血清和腦脊液IL-6、IL-10水平對NPM的診斷價值 以膿毒癥組為對照,繪制ROC 曲線分析入院第1天血清和腦脊液IL-6、IL-10水平對NPM的診斷價值。結果顯示:血清IL-6、IL-10診斷NPM的曲線下面積(AUC)分別為0.544、0.552,對NPM的診斷效能低,見圖1和表6;腦脊液IL-6、IL-10診斷NPM的AUC分別為0.897、0.883,對NPM有一定的診斷價值,見表7和圖2。

圖1 入院第1天血清IL-6、IL-10診斷NPM的ROC曲線

圖2 入院第1天腦脊液IL-6、IL-10診斷NPM的ROC曲線

表6 入院第1天血清IL-6、IL-10診斷NPM的效能分析

表7 入院第1天腦脊液IL-6、IL-10診斷NPM的效能分析

3 討 論

NPM是新生兒期細菌感染引起的中樞神經系統疾病,具有臨床表現不典型、易漏診誤診、治療周期長、病死率及致殘率高等特點,且出院后隨訪難度大,其并發癥及后遺癥一直是新生兒疾病康復中的主要問題,故如何早期診斷NPM,及時干預及治療,直接影響患兒的生存質量和預后[4]。

本研究主要分析血清和腦脊液IL-6、IL-10水平檢測在NPM中的臨床意義。正常情況下體內的促炎性細胞因子、抗炎細胞因子水平基本處于動態平衡的狀態,由于新生兒抵抗力差、血腦屏障發育不夠成熟,病原體易穿透血腦屏障,且新生兒腦脊液中免疫球蛋白水平低下,使吞噬細胞不能充分發揮其生物學活性,導致病原菌迅速繁殖,從而易引起中樞神經系統感染。病原體侵入機體后,激活免疫系統,T細胞分泌大量的細胞因子和趨化因子,免疫系統進一步出現失調,同時釋放大量毒素,活化后的單核細胞和巨噬細胞釋放細胞因子及一系列的生物活性介質,進而激活更多的免疫細胞,導致細胞因子的數量迅速增多,并通過與靶細胞表面的細胞因子受體結合發揮一系列的生物學效應[5],導致正常的靶器官或組織、細胞損傷。NPM的細胞因子風暴開始于病原菌的入侵,病原菌突破血腦屏障后在中樞神經系統內增殖,使機體處于應激狀態,體內的促炎與抗炎細胞因子水平從而開始失衡,最后出現一系列的病理生理過程和臨床表現。IL-6作為經典細胞因子風暴中的促炎性細胞因子之一,主要由活化的T細胞、B細胞、單核巨噬細胞產生,在炎癥發生的2～3 h即出現明顯升高,6 h左右血液中的細胞因子IL-6水平明顯下降[6],診斷化膿性腦膜炎的靈敏度為100%,特異度為95%,是早期診斷的炎癥標志物之一。血清IL-6作為細菌感染的重要指標之一,與感染程度呈正相關[7-8]。本研究中入院第1天血清IL-6水平在膿毒癥組和NPM組中無明顯差異,ROC曲線分析也說明了入院第1天血清IL-6水平在區分NPM和膿毒癥時特異度不高,這與文獻[9]的研究結果類似。同時,本研究顯示入院第1天NPM組腦脊液IL-6水平明顯高于膿毒癥組,說明NPM患兒的血腦屏障通透性增高,導致腦脊液IL-6水平明顯升高,ROC曲線的AUC體現了腦脊液IL-6對NPM的診斷價值。有研究發現NPM患兒的腦脊液IL-6水平明顯高于非NPM患兒[10],與KREBS等[11]、李軍帥等[12]對NPM患兒腦脊液IL-6的研究結果相同,即腦脊液中促炎性細胞因子水平的增加甚至可能發生在炎癥改變之前。對于腰椎穿刺前即使用抗菌藥物及不典型NPM的患兒,檢測腦脊液IL-6對輔助診斷NPM具有重要價值,完善腦脊液IL-6檢測有助于減少漏診、誤診率。

IL-10是典型的抗炎細胞因子之一,可顯著抑制促炎趨化因子的釋放和免疫反應進行性加重,從而限制抗原提呈細胞功能,也可直接抑制T細胞活化、增殖,減少細胞因子的產生,限制炎癥進行性發展[13]。本研究中血清IL-10水平在膿毒癥組和NPM組中比較,差異無統計學意義(P>0.05),說明非中樞神經系統感染時,機體受病原體刺激后在產生促炎性細胞因子的同時也會產生抗炎細胞因子。本研究中入院第1天膿毒癥組患兒血清IL-10水平高于腦脊液IL-10水平,而同期NPM組腦脊液IL-10水平高于血清IL-10水平。SRINIVASAN等[14]研究也說明在非中樞神經系統感染時,血清IL-10不會穿透血腦屏障進入腦脊液。本研究通過ROC曲線分析,結果顯示入院第1天腦脊液IL-10診斷NPM有高靈敏度和特異度,說明腦脊液IL-I0水平對診斷NPM有一定價值。

本研究中NPM組患兒入院第3、10天的腦脊液IL-6水平明顯高于同期血清IL-6水平,說明腦脊液IL-6水平較血清IL-6水平高;且第3天腦脊液IL-10水平高于同期血清IL-10水平,說明中樞神經系統感染時,血腦屏障通透性增高,炎癥程度可能更重。急性炎癥反應初期,IL-6水平升高,IL-10水平也升高,是為了抑制炎癥進一步發展,故腦脊液IL-10水平明顯升高,隨著治療好轉,其水平也逐漸下降。NPM患兒腦脊液中IL-6、IL-10水平明顯高于血清,說明腦脊液IL-6、IL-10水平在判斷疾病治療效果中相對于血清水平更有意義。JAFARI等[15]也發現腦脊液IL-6、IL-10水平較其他炎癥指標明顯升高,有助于區分細菌及非細菌性腦膜炎,有利于及時調整治療方案。而本研究入院第10天的血清IL-10水平和腦脊液IL-10水平相比,無明顯差異,考慮可能與治療后病情好轉,機體炎癥反應減弱,血清和腦脊液IL-6、IL-10水平逐漸減低有關。因此在病程中動態監測患兒腦脊液IL-6、IL-10水平變化,可評估疾病嚴重程度,判斷短期療效,對臨床有一定的參考價值。

有研究顯示腦脊液細胞因子水平與病情嚴重程度、血腦屏障損害程度呈正相關[16]。NPM組血清和腦脊液IL-6及血清IL-10水平在入院第1、3、10天逐漸下降。有學者發現中樞神經系統的免疫細胞大量分泌細胞因子時,過高的IL-6、IL-10水平可導致神經細胞損傷[17]。王茂壯等[18]的研究結果也提到了NPM患兒血清和腦脊液IL-6水平較高,重癥患兒更甚,積極治療后,血清和腦脊液IL-6水平均呈降低趨勢。這與本研究結果相符。入院第10天血清和腦脊液IL-6、IL-10水平更具有臨床代表意義,可作為檢驗治療效果、判斷短期預后及治療周期的復查指標。根據以上結果進一步推測:NPM患兒在治療過程中,腦脊液IL-6、IL-10水平的變化可指導臨床療效的判定。在NPM患兒的治療方案中,TING等[19]在對革蘭陰性腦膜炎患兒治療過程的探索中發現,60%以上的患兒是在治療7 d后復查腦脊液更有意義,目前雖然暫無明確指南及文獻要求固定的腰椎穿刺復查時間,但本研究發現相對于入院第3天而言,入院第10天復查腦脊液細胞因子更有價值,從而本研究更倡導入院第10天去復查腦脊液IL-6、IL-10,在人文關懷中盡可能減輕患兒痛苦及減少有創操作風險,進一步提高NPM的診斷率和改善對早期預后的評估。

綜上所述,本研究顯示NPM患兒腦脊液中IL-6、IL-10水平在該病的發病機制中發揮一定作用;在不同時間檢測血清和腦脊液IL-6、IL-10水平有助于輔助診斷NPM,且腦脊液IL-6、IL-10水平相比血清更有意義。在NPM治療過程中動態監測患兒血清和腦脊液IL-6、IL-10水平對療效判定有一定的臨床意義。