血清和脑脊液IL-6与IL-10检测在新生儿化脓性脑膜炎中的意义*

郝婷婷,冯星星,赵炳勋,刘 迪,李杨方,赵晓芬

云南省昆明市儿童医院新生儿科,云南昆明 650228

新生儿化脓性脑膜炎(NPM)是指出生后4周内的新生儿由于细菌感染引起的以脑膜炎症为主的中枢神经系统感染性疾病,可能遗留继发癫痫、听力及视力受损、认知缺陷、运动障碍等后遗症[1]。近些年来,随着基层医疗技术的发展和广谱抗菌药物的使用,NPM的病死率降低,但由于NPM感染早期部分脑脊液生化检测存在不典型、细菌涂片阴性率高、脑脊液培养时间长等因素,易出现误诊、漏诊等问题。白细胞介素-6(IL-6)、白细胞介素-10(IL-10)检测在一定程度上避免了脑脊液培养的时间滞后性及低灵敏度等问题[2]。本研究通过对本院新生儿科收治的有腰椎穿刺指征的患儿共95例进行病例对照研究,比较入院第1天NPM组、脓毒症组患儿血清和脑脊液IL-6、IL-10水平,以及比较不同入院时间NPM组血清和脑脊液IL-6、IL-10水平,分析IL-6及IL-10检测在NPM诊断中的临床意义,为NPM的辅助诊断及治疗提供参考依据。

1 资料与方法

1.1一般资料 选取2021年9月至2022年11月本院新生儿科收治的有腰椎穿刺指征的95例患儿为研究对象。纳入标准(满足以下条件之一即可纳入研究):(1)有发热、惊厥等临床表现;(2)血培养阳性;(3)实验室检查非特异性感染指标≥2项阳性;(4)在接受抗菌药物治疗时病情加重的新生儿。排除标准:(1)腰椎穿刺部位皮肤感染;(2)凝血功能异常;(3)颅内占位性病变和(或)颅内压增高;(4)患遗传代谢病。本研究经本院医学伦理委员会审批通过(2021-03-042-K01)。入院时告知患儿家长研究内容及相关风险,并征得监护人同意,所有患儿监护人均签署知情同意书。研究过程均在临床诊疗允许的情况下进行。

1.2方法

1.2.1NPM的诊断标准 (1)具备感染中毒和(或)颅内压增高表现;(2)脑脊液白细胞数≥20 个/mm3,和(或)蛋白>1.7 g,葡萄糖<2.2 mmol/L或小于当时血糖的 40%;(3)脑脊液培养检出病原菌,排除可能污染的病原菌。临床上符合第(2)项即可诊断,第(3) 项为诊断金标准[3]。

1.2.2研究对象分组 所有患儿入院后24 h内完成第1次腰椎穿刺检查,收集脑脊液2 mL,行脑脊液常规、生化及培养检查,将脑脊液常规及生化正常的患儿作为脓毒症组,将脑脊液常规及生化异常诊断为NPM的患儿作为NPM组。所有患儿入院后24 h内均采集血液标本2 mL,离心,使用IL-6、IL-10检测试剂盒(成都睿科美医疗科技有限公司),通过流式荧光法分别检测血清及脑脊液IL-6、IL-10水平。NPM组患儿于治疗后第3天、第10天分别进行第2次、第3次腰椎穿刺,均采集脑脊液2 mL,除进行脑脊液常规、生化、培养检查外,还检测脑脊液IL-6、IL-10水平,同时采集血液标本2 mL,离心,检测血清IL-6及IL-10水平。

1.2.3资料收集 收集所有患儿的一般临床资料,包括姓名、性别、日龄、胎龄、分娩方式、出生体质量等。

1.2.4观察指标 比较脓毒症组和NPM组患儿入院第1天血清C反应蛋白(CRP)、降钙素原(PCT)、白细胞计数(WBC)及脑脊液WBC、蛋白及葡萄糖水平;比较入院第1天脓毒症组和NPM组血清和脑脊液IL-6和IL-10水平;比较NPM组入院第1、3、10天血清和脑脊液IL-6、IL-10水平。

2 结 果

2.1两组一般资料比较 根据第1次腰椎穿刺脑脊液检查结果分组,脓毒症组50例、NPM组45例。两组患儿性别、日龄、胎龄、出生体质量、分娩方式比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。见表1。

表1 两组一般资料比较

2.2两组患儿入院第1天血清WBC及CRP、PCT水平比较 脓毒症组和NPM组患儿入院第1天血清WBC及CRP、PCT水平比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。见表2。

表2 两组患儿入院第1天血清WBC及CRP、PCT水平比较[M(P25,P75)]

2.3两组患儿入院第1天脑脊液WBC及蛋白、葡萄糖水平比较 脓毒症组和NPM组患儿入院第1天脑脊液WBC及蛋白、葡萄糖水平比较,差异均有统计学意义(P<0.05)。见表3。

表3 两组患儿入院第1天脑脊液WBC及蛋白、葡萄糖水平比较[M(P25,P75)]

2.4两组患儿入院第1天血清和脑脊液IL-6、IL-10水平比较 入院第1天,脓毒症组和NPM组患儿血清IL-6、IL-10水平比较,差异均无统计学意义(P>0.05);NPM组脑脊液IL-6、IL-10水平明显高于脓毒症组(P<0.05)。脓毒症组血清IL-6水平与脑脊液IL-6水平比较,差异无统计学意义(P>0.05),而血清IL-10水平明显高于脑脊液IL-10水平(P<0.05)。NPM组脑脊液IL-6、IL-10水平均明显高于血清IL-6、IL-10水平(P<0.05)。见表4。

表4 两组患儿入院第1天血清和脑脊液IL-6、IL-10水平比较[M(P25,P75),pg/mL]

2.5NPM组入院第1、3、10天血清和脑脊液IL-6、IL-10水平比较 NPM组入院第1天血清IL-6、IL-10水平明显高于第10天(P<0.05);入院第1天与第3天脑脊液IL-6、IL-10水平比较,差异无统计学意义(P>0.05);第1天与第3天脑脊液IL-6、IL-10水平均明显高于第10天(P<0.05)。NPM组患儿入院第1、3、10天的脑脊液IL-6水平分别高于同期血清IL-6水平(P<0.05)。入院第1、3天的脑脊液IL-10水平分别高于同期血清IL-10水平(P<0.05)。但第10天血清IL-10水平与脑脊液IL-10水平相比,差异无统计学意义(P>0.05)。见表5。

表5 NPM组入院第1、3、10天血清和脑脊液IL-6、IL-10水平比较[M(P25,P75),pg/mL]

2.6绘制ROC曲线评价入院第1天血清和脑脊液IL-6、IL-10水平对NPM的诊断价值 以脓毒症组为对照,绘制ROC 曲线分析入院第1天血清和脑脊液IL-6、IL-10水平对NPM的诊断价值。结果显示:血清IL-6、IL-10诊断NPM的曲线下面积(AUC)分别为0.544、0.552,对NPM的诊断效能低,见图1和表6;脑脊液IL-6、IL-10诊断NPM的AUC分别为0.897、0.883,对NPM有一定的诊断价值,见表7和图2。

图1 入院第1天血清IL-6、IL-10诊断NPM的ROC曲线

图2 入院第1天脑脊液IL-6、IL-10诊断NPM的ROC曲线

表6 入院第1天血清IL-6、IL-10诊断NPM的效能分析

表7 入院第1天脑脊液IL-6、IL-10诊断NPM的效能分析

3 讨 论

NPM是新生儿期细菌感染引起的中枢神经系统疾病,具有临床表现不典型、易漏诊误诊、治疗周期长、病死率及致残率高等特点,且出院后随访难度大,其并发症及后遗症一直是新生儿疾病康复中的主要问题,故如何早期诊断NPM,及时干预及治疗,直接影响患儿的生存质量和预后[4]。

本研究主要分析血清和脑脊液IL-6、IL-10水平检测在NPM中的临床意义。正常情况下体内的促炎性细胞因子、抗炎细胞因子水平基本处于动态平衡的状态,由于新生儿抵抗力差、血脑屏障发育不够成熟,病原体易穿透血脑屏障,且新生儿脑脊液中免疫球蛋白水平低下,使吞噬细胞不能充分发挥其生物学活性,导致病原菌迅速繁殖,从而易引起中枢神经系统感染。病原体侵入机体后,激活免疫系统,T细胞分泌大量的细胞因子和趋化因子,免疫系统进一步出现失调,同时释放大量毒素,活化后的单核细胞和巨噬细胞释放细胞因子及一系列的生物活性介质,进而激活更多的免疫细胞,导致细胞因子的数量迅速增多,并通过与靶细胞表面的细胞因子受体结合发挥一系列的生物学效应[5],导致正常的靶器官或组织、细胞损伤。NPM的细胞因子风暴开始于病原菌的入侵,病原菌突破血脑屏障后在中枢神经系统内增殖,使机体处于应激状态,体内的促炎与抗炎细胞因子水平从而开始失衡,最后出现一系列的病理生理过程和临床表现。IL-6作为经典细胞因子风暴中的促炎性细胞因子之一,主要由活化的T细胞、B细胞、单核巨噬细胞产生,在炎症发生的2～3 h即出现明显升高,6 h左右血液中的细胞因子IL-6水平明显下降[6],诊断化脓性脑膜炎的灵敏度为100%,特异度为95%,是早期诊断的炎症标志物之一。血清IL-6作为细菌感染的重要指标之一,与感染程度呈正相关[7-8]。本研究中入院第1天血清IL-6水平在脓毒症组和NPM组中无明显差异,ROC曲线分析也说明了入院第1天血清IL-6水平在区分NPM和脓毒症时特异度不高,这与文献[9]的研究结果类似。同时,本研究显示入院第1天NPM组脑脊液IL-6水平明显高于脓毒症组,说明NPM患儿的血脑屏障通透性增高,导致脑脊液IL-6水平明显升高,ROC曲线的AUC体现了脑脊液IL-6对NPM的诊断价值。有研究发现NPM患儿的脑脊液IL-6水平明显高于非NPM患儿[10],与KREBS等[11]、李军帅等[12]对NPM患儿脑脊液IL-6的研究结果相同,即脑脊液中促炎性细胞因子水平的增加甚至可能发生在炎症改变之前。对于腰椎穿刺前即使用抗菌药物及不典型NPM的患儿,检测脑脊液IL-6对辅助诊断NPM具有重要价值,完善脑脊液IL-6检测有助于减少漏诊、误诊率。

IL-10是典型的抗炎细胞因子之一,可显著抑制促炎趋化因子的释放和免疫反应进行性加重,从而限制抗原提呈细胞功能,也可直接抑制T细胞活化、增殖,减少细胞因子的产生,限制炎症进行性发展[13]。本研究中血清IL-10水平在脓毒症组和NPM组中比较,差异无统计学意义(P>0.05),说明非中枢神经系统感染时,机体受病原体刺激后在产生促炎性细胞因子的同时也会产生抗炎细胞因子。本研究中入院第1天脓毒症组患儿血清IL-10水平高于脑脊液IL-10水平,而同期NPM组脑脊液IL-10水平高于血清IL-10水平。SRINIVASAN等[14]研究也说明在非中枢神经系统感染时,血清IL-10不会穿透血脑屏障进入脑脊液。本研究通过ROC曲线分析,结果显示入院第1天脑脊液IL-10诊断NPM有高灵敏度和特异度,说明脑脊液IL-I0水平对诊断NPM有一定价值。

本研究中NPM组患儿入院第3、10天的脑脊液IL-6水平明显高于同期血清IL-6水平,说明脑脊液IL-6水平较血清IL-6水平高;且第3天脑脊液IL-10水平高于同期血清IL-10水平,说明中枢神经系统感染时,血脑屏障通透性增高,炎症程度可能更重。急性炎症反应初期,IL-6水平升高,IL-10水平也升高,是为了抑制炎症进一步发展,故脑脊液IL-10水平明显升高,随着治疗好转,其水平也逐渐下降。NPM患儿脑脊液中IL-6、IL-10水平明显高于血清,说明脑脊液IL-6、IL-10水平在判断疾病治疗效果中相对于血清水平更有意义。JAFARI等[15]也发现脑脊液IL-6、IL-10水平较其他炎症指标明显升高,有助于区分细菌及非细菌性脑膜炎,有利于及时调整治疗方案。而本研究入院第10天的血清IL-10水平和脑脊液IL-10水平相比,无明显差异,考虑可能与治疗后病情好转,机体炎症反应减弱,血清和脑脊液IL-6、IL-10水平逐渐减低有关。因此在病程中动态监测患儿脑脊液IL-6、IL-10水平变化,可评估疾病严重程度,判断短期疗效,对临床有一定的参考价值。

有研究显示脑脊液细胞因子水平与病情严重程度、血脑屏障损害程度呈正相关[16]。NPM组血清和脑脊液IL-6及血清IL-10水平在入院第1、3、10天逐渐下降。有学者发现中枢神经系统的免疫细胞大量分泌细胞因子时,过高的IL-6、IL-10水平可导致神经细胞损伤[17]。王茂壮等[18]的研究结果也提到了NPM患儿血清和脑脊液IL-6水平较高,重症患儿更甚,积极治疗后,血清和脑脊液IL-6水平均呈降低趋势。这与本研究结果相符。入院第10天血清和脑脊液IL-6、IL-10水平更具有临床代表意义,可作为检验治疗效果、判断短期预后及治疗周期的复查指标。根据以上结果进一步推测:NPM患儿在治疗过程中,脑脊液IL-6、IL-10水平的变化可指导临床疗效的判定。在NPM患儿的治疗方案中,TING等[19]在对革兰阴性脑膜炎患儿治疗过程的探索中发现,60%以上的患儿是在治疗7 d后复查脑脊液更有意义,目前虽然暂无明确指南及文献要求固定的腰椎穿刺复查时间,但本研究发现相对于入院第3天而言,入院第10天复查脑脊液细胞因子更有价值,从而本研究更倡导入院第10天去复查脑脊液IL-6、IL-10,在人文关怀中尽可能减轻患儿痛苦及减少有创操作风险,进一步提高NPM的诊断率和改善对早期预后的评估。

综上所述,本研究显示NPM患儿脑脊液中IL-6、IL-10水平在该病的发病机制中发挥一定作用;在不同时间检测血清和脑脊液IL-6、IL-10水平有助于辅助诊断NPM,且脑脊液IL-6、IL-10水平相比血清更有意义。在NPM治疗过程中动态监测患儿血清和脑脊液IL-6、IL-10水平对疗效判定有一定的临床意义。