中华急诊医学杂志  2019, Vol. 29 Issue (4): 525-527   DOI: 10.3760/cma.j.issn.1671-0282.2019.04.025
血清基质金属蛋白酶-9在中枢神经系统感染患儿中的改变及其与降钙素原、C反应蛋白的相关性分析
孙裕平 , 于洪波 , 张玉英 , 蒋艳 , 马少春     
青岛市妇女儿童医院神经内科 266034
摘要: 目的 观察细菌性脑膜炎、病毒性脑炎患儿血清基质金属蛋白酶-9(matrix metalloproteinase-9,MMP-9)、降钙素原(procalcitonin,PCT)、C反应蛋白(C-creative protein,CRP)的水平改变及其相关性,探讨其对细菌性脑膜炎、病毒性脑炎的临床鉴别诊断价值。方法 选择细菌性脑膜炎患儿23例(细菌组),病毒性脑(膜)炎患儿40例(病毒组)作为研究对象,30例健康儿童作为对照组。采用双抗体夹心法酶联免疫吸附试验(ELISA)检测血清MMP-9水平,电化学发光法测定血清PCT浓度,应用免疫比浊法测定CRP水平。结果 细菌组患儿血清PCT、MMP-9、CRP水平均明显高于对照组、病毒组,差异有统计学意义(均P<0.01);病毒组MMP-9水平较对照组明显升高,差异有统计学意义(P < 0.01),而病毒组PCT、CRP较对照组无明显升高(均P>0.05)。细菌组患儿血清PCT异常升高率高于MMP-9(χ2=5.58,P=0.022)及CRP(χ2=5.29,P=0.029),MMP-9异常升高率与CRP比较差异无统计学意义(χ2=0.65,P=0.35);病毒组患儿MMP-9异常升高率高于PCT,差异有统计学意义(χ2=35.25,P<0.01),也明显高于CRP(χ2=23.31,P<0.01,PCT与CRP比较差异无统计学意义(χ2=2.54,P=0.099);两组间比较,细菌组患儿血清PCT、MMP-9、CRP异常升高率均明显高于病毒组(均P < 0.01)。经直线相关分析,细菌组血清PCT、MMP-9、CRP两两之间均呈正相关(r=0.694,0.587,0.522,均P<0.01);病毒组血清PCT、MMP-9、CRP相互间无相关性(r=0.085,0.046,0.074,均P>0.05)。结论 联合检测血清MMP-9、PCT及CRP血清浓度对细菌性脑膜炎、病毒性脑炎的诊断、鉴别诊断具有重要的临床意义。
关键词: 基质金属蛋白酶-9     降钙素原     C-反应蛋白     细菌性脑膜炎     病毒性脑炎     诊断     鉴别诊断     儿童    

中枢神经系统感染是指病原体感染脑与脊髓后引起的感染性疾病,是神经系统最常见疾病之一,儿童为高发人群,在临床上无法对患儿进行穿刺留取脑脊液标本时,外周静脉血检测有可能对中枢神经系统感染病原学的评估有初步的指向性意见。血清降钙素原(procalcitonin,PCT)、C-反应蛋白(C-creative protein,CRP)是临床上诊断细菌感染性疾病的常用指标,已被临床广泛应用[1-3]。血清和脑脊液中基质蛋白金属酶-9(matrix metalloproteinase-9,MMP-9)参与中枢神经系统感染患儿血脑屏障损伤的病理生理过程,据报道对中枢感染性疾病具有早期诊断的临床意义[4-6]。本研究观察细菌性脑膜炎、病毒性脑炎患儿血清MMP-9、PCT、CRP水平变化,并对其相关性进行了研究,为中枢神经系统感染疾病诊断及鉴别诊断提供实验室参考依据。

1 资料与方法 1.1 一般资料 1.1.1 观察组

选取2014年10月至2016年10月青岛市妇女儿童医院神经内科病房收治的中枢神经系统感染患儿63例,其中细菌性脑膜炎患儿23例(细菌组),病毒性脑炎患儿40例(病毒组),均符合《诸福棠实用儿科学》第八版诊断标准[7],均除外中枢神经系统外感染、肿瘤、免疫性疾病等疾病。所有患者均于发病后3~5 d行脑脊液常规及生化检查,并涂片革兰染色检菌及脑脊液、血细菌培养,血常规、血清及脑脊液病毒DNA和抗体测定。细菌组23例,男10例,女13例,年龄13天至12岁,平均年龄2.8岁;病毒组40例,男23例,女17例,年龄5个月至14岁,平均年龄3.1岁。两组年龄、性别、体质量等差异均无统计学意义(P>0.05)。

1.1.2 对照组

选择健康体检儿童30例作为对照组,其中男17例,女13例,年龄2个月至8岁,平均年龄3.5岁,年龄、性别与细菌组和病毒组比较差异无统计学意义(均P > 0.05)。本研究获受试者家属知情同意,并通过本院医学伦理委员会批准。

1.2 方法

所有受试者均于入院后24 h内(病程3~5 d),采取空腹静脉血4 ml,离心分离上清液液,-20℃保存待测。采用双抗体夹心法酶联免疫吸附试验(ELISA)检测MMP-9水平(试剂盒购自美国R & D公司),PCT检测采用电化学发光法(试剂盒由瑞士ROCHE公司提供),应用免疫比浊法测定CRP水平(试剂盒由宁波德赛生物科技有限公司提供)。以对照组血清PCT、MMP-9浓度为正常值界限,超过上限为异常升高[8]

1.3 统计学方法

采用SPSS 19.0软件进行统计学分析,所有实验数据均经过方差齐性和正态性检验,采用均数±标准差(Mean±SD)表示。组间比较采用方差分析,组间两两比较应用SNK-q检验,计数资料用百分率(%)表示,组间比较采用卡方(χ2)检验,相关性分析采用直线相关分析法。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果 2.1 各组血清PCT、MMP-9、CRP水平比较

细菌组患儿血清PCT、MMP-9、CRP水平均明显高于对照组、病毒组,差异有统计学意义(均P<0.01);病毒组MMP-9水平较对照组明显升高,差异有统计学意义(P<0.01),而病毒组PCT、CRP较对照组无明显升高(均P>0.05)。见表 1

表 1 各组血清PCT、MMP-9、CRP水平比较(Mean±SD)
组别 例数(n PCT(μg/L) MMP-9(μg/L) CRP(mg/L)
细菌组 23 11.72±1.21a 628.10±106.47a 98.34±21.23a
病毒组 40 0.28±0.06b 374.61±79.43c 6.34±0.93b
对照组 20 0.28±0.04 133.09±46.23 4.83±0.78
F   35.28 38.10 19.12
P   < 0.01 < 0.01 < 0.01
注:与病毒组、对照组比较,aP < 0.01;与对照组比较,bP > 0.05;与对照组比较, cP < 0.01
2.2 各组血清PCT、MMP-9、CRP异常升高率比较

以对照组血清PCT、MMP-9、CRP浓度为正常值界限,超过上限为异常升高。细菌组患儿血清PCT异常升高率高于MMP-9(χ2=5.58,P=0.022)及CRP(χ2=5.29,P=0.029),MMP-9异常升高率与CRP比较差异无统计学意义(χ2=0.65,P=0.35);病毒组患儿MMP-9异常升高率高于PCT,差异具有统计学意义(χ2=35.25,P<0.01),也明显高于CRP(χ2=23.31,P<0.01),PCT与CRP比较差异无统计学意义(χ2=2.54,P=0.099)。两组间比较,细菌组患儿血清PCT、MMP-9、CRP异常升高率均明显高于病毒组(均P < 0.01)。见表 2

表 2 各组血清PCT、MMP-9、CRP异常升高率比较(例,%)
组别 例数(n PCT MMP-9 CRP
细菌组 23 23(100) 17(73.91) 18(78.26)
病毒组 40 2(5.00) 22(55.00) 3(7.50)
χ2   58.24 10.86 34.78
P   < 0.01 0.008 < 0.01
2.3 血清PCT、MMP-9、CRP相关性分析

经直线相关分析,细菌组血清PCT、MMP-9、CRP两两之间均呈正相关(r=0.694,0.587,0.522,均P<0.01);病毒组血清PCT、MMP-9、CRP相互间无相关性(r=0.085,0.046,0.074,均P>0.05)。

3 讨论

中枢神经系统感染患儿的早期诊断是保证患儿获得及时治疗的前提,也是改善预后的关键[9]。婴幼儿患者和经不规则治疗者临床表现常不典型,脑脊液的改变也不明显,病原学检查往往阴性,给临床诊断造成困难,甚至可能误诊。寻找敏感性和特异性均较强的实验室指标辅助中枢神经系统感染的诊断是十分必要的。

血清降钙素原是一种糖蛋白,临床已将其作为细菌性感染的炎性指标[10-11]。CRP是目前临床上常用的急性时相反应蛋白,可作为病原体感染,尤其细菌感染的早期炎症反应蛋白[12]。本研究结果显示,细菌性脑膜炎患儿组血清PCT、CRP水平显著高于病毒性脑炎组及对照组,病毒性脑炎组患儿两者水平与对照组差异无统计学意义,提示血清PCT、CRP检测可作为初步鉴别中枢神经系统感染为细菌性还是病毒性感染的血清学指标。

基质金属蛋白酶(MMPs)是一组锌钙依赖性催化激活的蛋白酶[13],可降解血脑屏障外基质蛋白(ECM)和脑血管基底膜。MMP-9是MMPs家族中重要一员,脑内毛细血管基底膜是其主要作用底物,故与血脑屏障关系更为密切。中枢神经系统感染后,病原体诱发宿主炎性反应,引起各类炎性细胞大量释放,炎性细胞可产生大量TNFα、IL-1、IL-6等细胞因子及炎性介质,从而诱导MMP-9的表达和活化,导致血脑屏障完整性受到破坏,通透性增加,引起血管源性脑水肿和继发性脑组织损伤[14-15]。本研究发现,细菌组、病毒组患儿血清MMP-9含量均显著高于对照组,且细菌组明显高于病毒组,表明细菌性脑膜炎患儿MMP-9的产生更为明显,提示细菌性脑膜炎患儿血脑屏障将受到破坏更加显著,继发性脑损伤也更加严重。这一结果也揭示了细菌性脑膜炎患儿易产生并发症及遗留后遗症的原因。

细菌组患儿血清PCT、MMP-9、CRP异常升高率分别为100%、73.91%、78.26%,两两之间比较,PCT异常升高率高于MMP-9、CRP,MMP-9异常升高率与CRP比较差异无统计学意义;病毒组患儿MMP-9异常升高率(82.50%)明显高于PCT(6.45%)及CRP(7.5%),差异有统计学意义,PCT与CRP比较差异无统计学意义。两组间比较,细菌组患儿血清PCT、MMP-9、CRP异常升高率均明显高于病毒组(均P < 0.01)。这些结果提示在细菌性中枢感染时PCT较MMP-9、CRP具有更高的敏感性,病毒性脑炎患儿MMP-9较PCT、CRP更为敏感;三者异常升高率细菌组较病毒组均明显升高,推测细菌性感染产生更多的炎性介质及细胞因子,导致细菌性脑膜炎患儿PCT、MMP-9、CRP异常升高率均较明显。

细菌组血清PCT和MMP-9、CRP均呈正相关,MMP-9与CRP也呈正相关;病毒组血清PCT、MMP-9、CRP相互间无相关性。表明血清PCT、MMP-9、CRP水平均可作为细菌性脑膜炎的炎症标志物,而病毒性脑炎患儿仅MMP-9异常升高,与PCT、CRP无相关性,故而三者联合检测,对于细菌性脑膜炎、病毒性脑炎的诊断及鉴别诊断具有重要的指导价值。

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