颅内感染患者脑脊液和血清中IFN-γ、IL-10、S-100B蛋白含量的变化及其意义

　　作者：李山,李灵真,孔繁元　　作者单位：宁夏医科大学附属医院神经内科，银川

　　【摘要】 目的 观察病毒性脑膜脑炎、化脓性脑膜脑炎患者急性期和恢复期脑脊液和血清中的IFN-γ、IL-10和S-100B蛋白含量变化并探讨其意义。方法 32例病毒性脑膜脑炎患者(病脑组)和28例化脓性脑膜脑炎患者(化脑组)作为观察组，30例与观察组相匹配的紧张性头痛或神经症患者及健康体检者作为对照组，采用双抗体夹心ELISA法分别检测其脑脊液和血清中IFN-γ、IL-10和S-100B蛋白的浓度。结果 病脑组和化脑组患者急性期脑脊液和血清IFN-γ、IL-10、S-100B蛋白水平显著高于恢复期和对照组(P<0.01)，急性期病脑组患者脑脊液和血清IFN-γ水平显著高于化脑组(P<0.01)，急性期化脑组患者脑脊液和血清IL-10、S-100B蛋白水平显著高于病脑组(P<0.01);急性期脑脊液和血清IFN-γ/IL-10 比值关系为:病脑组>对照组>化脑组(P<0.01);急性期昏迷患者血清和脑脊液中S-100B蛋白浓度显著高于无昏迷患者(P<0.01)。结论 IFN-γ、IL-10、S-100B蛋白参与了中枢神经系统感染性疾病的病理过程，脑脊液或血清中的S-100B蛋白浓度反映了神经胶质细胞的损害程度，脑脊液和血清中IFN-γ、IL-10及IFN-γ/IL-10 比值的测定有助于病毒性脑炎与化脓性脑膜炎的鉴别诊断。

　　【关键词】 颅内感染,后脊液,白细胞介素-10,γ-干扰素; S-100B蛋白

　　Abstract: Objective To observe changes of IFN-γ,IL-10 and S-100B protein level in cerebrospinal fluid and serum in patients with viral meningoencephalitis and suppurative meningoencephalitis in the acute and recovery phase,and to explore its significance.Methods 32 cases with viral meningoencephalitis (VMgroup) and 28 cases with purulent meningoencephalitis (PM group) were collected as the observed group,and 30 cases with tension headache or neurological disorders or health examinaters were collected as the control group.IFN-γ,IL-10 and S-100B protein concentration in cerebrospinal fluid and serum were detected by Double-antibody sandwich ELISA.Statistical analysis was performed by SPSS11.5 statistical package.Results The acute phase had significantly higher concentration of IFN-γ,IL-10 and S-100B protein in cerebrospinal fluid and serum than the recovery phase and control group had (P<0.01).VM group had significantly higher concentration of IFN-γ in cerebrospinal fluid and serum than PM group had in the acute phase (P<0.01).PM group had significantly higher concentration of IL-10 and S-100B protein in cerebrospinal fluid and serum than VM group had in the acute phase(P<0.01).Ratio of IFN-γ/IL-10 : VM> the control group > PM (P<0.01).The coma patients in the acute phase had significantly higher concentration of S-100B protein than no coma patients had in the acute phase (P<0.01).Conclusion IFN-γ,IL-10 and S-100B protein involve in the pathological process of the central nervous system infectious diseases.Concentration of S-100B protein in cerebrospinal fluid or serum reflects the extent of damage of glial cells.Detection of IFN-γ、IL-10 in cerebrospinal fluid or serum and the ratio of IFN-γ/IL-10 can help identify viral encephalitis and purulent meningitis diagnosis.

　　Key words:intracranial infections; viral encephalitis; purulent meningitis; interleukin-10;γ-interferon;

　　S-100B protein

　　中枢神经系统感染(central nervous system infection，CNSI)是神经系统常见疾病之一，有着较高的发病率和病死率。病毒性脑膜脑炎(VM)、化脓性脑膜脑炎(PM)是常见的中枢神经系统感染性疾病。免疫系统和炎细胞所释放的细胞因子在疾病的进展和调控中起着重要的作用，免疫活性细胞产生的炎性细胞因子如白细胞介素-10(IL-10)、γ-干扰素(IFN-γ)等的抗病毒及免疫调节作用已引起医学界的广泛关注。脑脊液(CSF)及血清S-100B蛋白可作为判断神经元损伤的灵敏性和特异性指标[1-2]。IL-10 、IFN-γ、S-100B蛋白三者在CNSI患者中的关系国内尚未见报道，本实验对60例病毒性脑膜脑炎和化脓性脑膜脑炎患者在急性期和恢复期脑脊液和血清中IFN-γ、IL-10和S-100B蛋白的水平进行检测，以探讨其在颅内感染中的意义。

　　1 资料与方法

　　1.1 一般资料

　　CNSI患者60例为2008年8月-2009年10月宁夏医科大学附属医院神经内科的住院病人，均根据病史、症状、体征、脑脊液检查和脑CT、MR等诊断为CNSI，排除神经系统其他疾病、肿瘤、免疫性疾病及血液系统疾病。其中病毒性脑膜脑炎32例，其中男17例，女15例，年龄15～65岁，平均34.43 岁，急性期有昏迷意识障碍史患者5例。化脓性脑膜脑炎28例，其中男14例，女14例，年龄15～68岁，平均33.86岁，急性期有昏迷意识障碍史患者4例。VM和PM均符合《临床神经病学》[3]所制定的诊断标准。对照组30例，其中男15例，女15例，年龄16～65岁，平均34.5岁，均来源于神经内科住院或门诊紧张性头痛或神经症患者及健康体检者，其脑脊液常规、生化、细胞学检查无异常。各组年龄、性别差异无统计学意义。

　　1.2 方法

　　1.2.1 标本收集

　　颅内感染患者在入院48h内和入院第21天后腰穿检查，取CSF 2.0mL，同时抽取静脉血4mL，室温下以3000 r•min-1,离心15min，收集上清液，每0.2mL分装后，冻存于-70℃冰箱。

　　1.2.2 检测方法

　　IFN-γ、IL-10和S-100B蛋白测定采用双抗体夹心ELISA法。试剂盒购自美国R&D公司。仪器采用全自动酶标仪(型号BIO-RAD Model 680)，全自动洗板机(型号BIO-RAD Model1575)。检测均由专人严格按说明书进行操作。

　　1.3 统计学方法

　　用SPSS 11.5软件进行数据处理，计量资料数据均以(±s)表示，采用方差分析，组间比较总体方差齐时采用LSD，总体方差不齐时选用其中Tamhane’sT2等方法，配对资料采用t检验，相关分析采用Pearson相关分析等。P<0.05为差异有统计学意义。

　　2 结果

　　2.1 各组患者急性期和恢复期脑脊液和血清IFN-γ、IL-10和S-100B蛋白浓度检测结果

　　病脑组和化脑组患者急性期CSF和血清IFN-γ、IL-10、S-100B蛋白水平显著高于恢复期和对照组(P<0.01)，急性期病脑组患者CSF和血清IFN-γ水平显著高于化脑组(P<0.01)，急性期化脑组患者CSF和血清IL-10、S-100B蛋白水平显著高于病脑组(P<0.01)，急性期患者CSF中S-100B蛋白浓度显著高于血清(P<0.01)，急性期患者血清IFN-γ、IL-10浓度显著高于CSF (P<0.01)。

　　急性期CSF和血清IFN-γ/IL-10 比值关系为:病脑组>对照组>化脑组(P<0.01)。

　　2.2 急性期有昏迷意识障碍患者脑脊液和血清S-100B蛋白浓度比较

　　急性期有昏迷意识障碍患者脑脊液和血清S-100B蛋白浓度显著高于无昏迷意识障碍患者(P<0.01)。Pearson相关分析发现，60例颅内感染患者急性期血清和脑脊液S-100B蛋白浓度呈显著正相关(r=0.964,P<0.01)。

　　3 讨论

　　病毒性脑炎、化脓性脑膜炎是常见的中枢神经系统感染性疾病，它们的发病是病原体和机体相互作用的结果，即病原体侵入中枢神经系统后，一方面病原体及其释放的毒素直接对中枢神经组织、细胞造成损害;另一方面机体在病原体刺激下产生抗感染的免疫应答，强烈持久的炎症反应可加重脑损害。免疫系统和炎细胞所释放的细胞因子在疾病的进展和调控中起着重要的作用。

　　IFN-γ是一种分子量为21000～24000 的单体糖蛋白，主要产生于活化的辅助性T1(Th1)样细胞、活化的自然杀伤(NK)细胞等，能诱导细胞表达更高水平的人类主要组织相容复合体(MHC)分子，对巨噬细胞、中性粒细胞、NK细胞均具有高效的活化作用，并增强巨噬细胞杀伤吞噬病毒的能力，促进单核巨噬细胞的抗病毒能力，有很重要的免疫调节作用。有报道[4]IFN-γ在控制小鼠肝炎病毒于少突胶质细胞内复制发挥主要作用。国内报道[5-6]IFN-γ在病毒性脑炎患儿CSF中呈明显增高。有报道[7]在丙肝病毒性脑膜炎患者的CSF中IFN-γ和IL-10都增高，Adel M. Mansour等[8]动态检测了39例结核性脑膜炎CSF中IFN-γ和IL-10，高水平IFN-γ预示有结核性肉芽肿形成。V. Saxena等[9]报道在日本脑炎病毒的小鼠IFN-γ加重脑组织损伤。本实验结果表明IFN-γ浓度在病脑组和化脑组患者急性期脑脊液和血清显著高于恢复期和对照组，病脑组患者IFN-γ增高更显著，与以上报道[5-7]相符。

　　IL-10又称为细胞因子合成抑制因子,是抗炎性细胞因子之一,是由CD4+辅助性Th2细胞分泌的一种能抑制CD4+辅助性Th1细胞的细胞因子,具有多种抑制能力。Mette Ejrnaes等报道[10]在小鼠动物实验中阻断IL-10受体可减少淋巴细胞性脉络丛脑膜炎病毒感染。有报道[11]在硬化性全脑炎患者CSF中IL-10明显增高，刘楠等[12]研究指出,IL-10对脑缺血损伤具有保护作用,其机制可能与IL-10的抗炎症和抗凋亡作用有关。本实验结果表明病脑组和化脑组患者急性期脑脊液和血清IL-10浓度显著高于恢复期和对照组，但化脑组患者IL-10增高更显著。

　　颅内感染时抗生素的早期应用大大改善了化脑的预后，但有时也造成脑脊液细胞学的不典型改变给鉴别诊断带来困难，而病原学诊断较困难。本实验结果表明，病脑组和化脑组患者急性期脑脊液和血清IFN-γ、IL-10浓度均增高，但病脑以IFN-γ增高为主，化脑以IL-10增高为主。急性期脑脊液和血清IFN-γ/IL-10的比值：化脑组>对照组>化脑组(P<0.01)。本实验提示检测脑脊液和血清中IFN-γ、IL-10浓度及IFN-γ/IL-10的比值可作为病毒性脑膜脑炎和化脓性脑膜脑炎鉴别诊断的辅助指标。IFN-γ/IL-10比值在病脑组和化脑组不同的原因可能为在病脑和化脑中免疫方式的不同所造成。Thl细胞在病毒感染的急性期启动细胞免疫反应，能增强宿主对病毒的免疫性和防御功能;而Th2细胞则启动体液免疫反应，与感染的进展、持续性和慢性化有关，两者之间存在交互负反馈调节作用，保持着正常的稳定关系[13]。IFN-γ、IL-10分别是Thl 和Th2中最具代表性的因子之一，二者可间接反应Thl 和Th2细胞活化状态，由本实验结果急性期脑脊液和血清IFN-γ/IL-10比值:化脑组>对照组>化脑组(P<0.01)，推测在病脑的免疫反应中细胞免疫反应强，在化脑的免疫反应中体液免疫反应强。维持IFN-γ与IL-10的平衡能否在病脑和化脑中减轻脑损害有待进一步研究。

　　S-100B蛋白是一种钙结合蛋白，相对分子质量为21×103，其氨基酸序列高度保守[14],主要存在于中枢神经系统的星形细胞、少突神经胶质细胞及周围神经系统的雪旺细胞。S-100B蛋白由脑内活化的胶质细胞分泌，脑组织损伤时S-100B蛋白从受损的细胞内溢入脑脊液和血液，许多学者均把脑脊液及血清S-100B蛋白作为判断脑损伤程度的灵敏性和特异性指标[1、2、15、16]。本实验结果表明，病脑组和化脑组急性期脑脊液和血清S-100B蛋白浓度显著高于恢复期和对照组，急性期化脑组脑脊液和血清S-100B蛋白浓度显著高于病脑组，急性期有昏迷意识障碍患者脑脊液和血清S-100B蛋白浓度显著高于无昏迷意识障碍患者，急性期脑脊液S-100B蛋白浓度显著高于血清，血清和脑脊液S-100B蛋白浓度呈正相关。说明一般多数化脑对脑膜、血脑屏障的破坏较病脑重，总体上化脑的脑损害较病脑重。急性期病情越重脑脊液和血清S-100B蛋白浓度越高，因此检验脑脊液和血清中S-100B蛋白浓度可反映病情的严重程度。本实验样本数相对较少，以及实验中可能存在实验误差等均会影响结果的准确性，还需扩大样本数及严格控制实验误差进一步验证。

　　综上所述，炎性细胞因子IL-10、IFN-γ和S-100B蛋白在病毒性脑膜脑炎、化脓性脑膜脑炎中有重要作用，检测脑脊液和血清IFN-γ、IL-10、S-100B蛋白浓度及IFN-γ/IL-10的比值可作为病毒性脑膜脑炎和化脓性脑膜脑炎鉴别诊断的辅助指标，S-100B蛋白浓度可反映病情及脑损害的程度，因血清和脑脊液S-100B蛋白浓度呈显著正相关，可以用血清S-100B蛋白浓度监测了解病情及脑损害的程度。

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