本文引用:吴云虹, 周少珑, 王景, 蔡奕秋, 林雅明. 结核性脑膜炎患者血清神经细胞黏附分子1与转甲状腺素蛋白的表达及临床意义研究. 中国全科医学[J], 2022, 25(12): 1435-1440 doi:10.12114/j.issn.1007-9572.2021.02.110

WUYunhong, ZHOUShaolong, WANGJing, CAIYiqiu, LINYaming. Expression Levels and Clinical Significance of Serum NCAM1 and TTR in Tuberculous Meningitis. Chinese General Practice[J], 2022, 25(12): 1435-1440 doi:10.12114/j.issn.1007-9572.2021.02.110

结核性脑膜炎(tuberculous meningitis,TBM)是肺外结核疾病中严重的类型之一,由结核分枝杆菌感染中枢神经系统引起,可导致脑膜、脉络丛和室管膜炎性反应、脑积水、颅内压增高甚至脑疝,临床病死率高,存活者易遗留神经系统后遗症[1]。TBM起病隐匿,病程长,症状轻重不一,临床诊断和治疗困难,早期发现和诊断是改善TBM预后的关键[2]。神经细胞黏附分子1(neural cell adhesion molecule 1,NCAM1)是免疫球蛋白分子超家族中的细胞黏附家族分子,主要在神经系统中表达,参与调节神经细胞的功能和神经元迁移以及神经损伤后的突触重组,与神经系统疾病存在密切关系[3]。转甲状腺素蛋白(transthyretin,TTR)是一种甲状腺激素结合蛋白,可将甲状腺素从血液输送到大脑,TTR功能异常可导致心肌病、自主神经疾病以及神经系统疾病[4]。而NCAM1、TTR与TBM是否存在关联尚不完全清楚。本研究拟探讨NCAM1、TTR与TBM的关系,旨在为临床诊治提供参考。

1 资料与方法1.1 临床资料

选择2017年3月至2020年12月三亚市人民医院和三亚市中心医院收治的114例TBM患者为TBM组,其中男67例、女47例,年龄27~46岁,平均年龄(35.3±7.0)岁。选择同期于三亚市人民医院和三亚市中心医院体检中心体检的46例健康志愿者为对照组,其中男29例、女17例,年龄26~48岁,平均年龄(35.3±7.1)岁。两组均排除神经系统疾病、颅内感染、颅内肿瘤等疾病。TBM组和对照组的性别构成、平均年龄比较,差异无统计学意义(χ2=0.249,t=0.033,P>0.05)。

1.2 TBM患者纳入与排除标准

纳入标准:(1)符合《内科学》[5]中的脑膜炎诊断标准;(2)脑脊液常规培养分离出结核分枝杆菌[6];(3)年龄18周岁以上。排除标准:(1)细菌、病毒性脑膜炎;(2)癫痫、脑梗死、脑出血;(3)阿尔茨海默病、帕金森、血管性痴呆等;(4)脑膜癌病;(5)随访失联。

1.3 TBM患者分期

根据英国医学研究理事会(MRC)分期标准[7],将患者分为Ⅰ期(无局灶神经系统损伤体征)31例、Ⅱ期(脑膜刺激征、轻度感觉和运动功能异常)45例、Ⅲ期(惊厥或抽搐、昏睡或昏迷)38例。

本研究经三亚市人民医院伦理委员会批准(批准号:201711053)。TBM组患者或其家属及对照组均对本研究知情同意并签署同意书。

1.4 实验室检查

TBM组在入组当日(基线)、入院7 d、入院14 d、随访1个月、随访6个月、随访1年时分别采集静脉血、脑脊液。对照组在体检当日(基线)仅采集静脉血。干燥试管(3 ml)血标本室温下静置30 min后取上清液离心(离心半径13.5 cm,转速2 000 r/min)10 min,收集血清于-80 ℃冷冻保存备检,抗凝试管标本混匀后直接上机检测。脑脊液收集于专用标本瓶待检。取血清样本复溶,采用Multiskan FC酶标仪(美国赛默飞公司)、酶联免疫吸附试验检测血清NCAM1、TTR水平,试剂盒购自美国赛默飞公司。DxH 800全自动血细胞分析仪(美国贝克曼库尔特公司)检测外周血白细胞计数、脑脊液有核细胞数、有核细胞/单核细胞比值。采用DxC 800全自动生化仪系统(美国贝克曼库尔特公司)检测血清白蛋白、血钠、血钾水平。

1.5 观察指标

收集TBM组年龄、性别、合并疾病(糖尿病、艾滋病、肺结核)、既往病史(结核患者接触史、结核病史)、入院症状(体质量减轻、意识改变、癫痫、认知功能障碍)、入院生命体征(心率、呼吸、收缩压和舒张压)、入院体格检查(颅神经麻痹、脑膜刺激征、外周神经功能异常)、影像学检查(脑积水、脑梗死病灶、结核瘤)、MRC分期、住院时间、发病至抗结核治疗时间、和实验室检查指标。

TBM组患者均接受抗结核治疗,治疗结束后随访1年,根据改良Rankin量表(Modified Rankin Scale,mRS)[8]评估神经预后:0分,完全无遗留症状;1分,有遗留症状,但无功能障碍;2分,遗留轻度残疾;3分,中度残疾;4分,中重度残疾;5分,重度残疾;6分,死亡。0~2分为预后良好(63例),≥3分为预后不良(51例)。

1.6 统计学方法

采用SPSS 25.0软件进行数据分析,经Shapiro-Wilk检验符合正态分布的计量资料以(x±s)表示,两组间比较采用独立样本t检验,三组间比较采用单因素方差分析,重复测量数据比较采用重复测量方差分析。偏态计量资料以MP25,P75)表示,组间比较采用Wilcoxon秩和检验。计数资料以相对数表示,采用χ2检验。采用多因素Logistic回归分析探讨TBM预后的影响因素,绘制NCAM1、TTR预测TBM患者预后的受试者工作特征(ROC)曲线,采用DeLong检验比较ROC曲线下面积。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果2.1 对照组和TBM组基线血清NCAM1、TTR水平比较

TBM组基线血清NCAM1、TTR水平低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05),见表1。

Table 1 Comparison of baseline serum NCAM1 and TTR levels between healthy physical examinees and tuberculous meningitis patients

2.2 不同病情程度TBM患者基线血清NCAM1、TTR水平比较

Ⅲ期TBM患者血清NCAM1、TTR水平低于Ⅱ期和Ⅰ期TBM患者,差异有统计学意义(P<0.05);Ⅱ期TBM患者血清NCAM1、TTR水平低于Ⅰ期TBM患者,差异有统计学意义(P<0.05),见表2。

Table 2 Comparison of baseline serum NCAM1 and TTR levels in tuberculous meningitis patients by the stage distinguished by British Medical Research Council staging system

2.3 不同预后TBM患者血清NCAM1、TTR水平变化

组间与时间对不同预后TBM患者血清NCAM1、TTR水平存在交互作用(P<0.05),组间及时间分别对血清NCAM1、TTR水平主效应显著(P<0.05),其中预后不良TBM患者基线、入院7 d、入院14 d、随访1个月、随访6个月、随访12个月血清NCAM1、TTR水平均低于预后良好TBM患者(P<0.05),见表3。

Table 3 Differences of serum NCAM1 and TTR levels in tuberculous meningitis patients with good and poor prognosis

2.4 影响TBM患者预后的因素分析

预后不良TBM患者的年龄、意识改变、认知功能障碍、颅神经麻痹、脑积水比例、住院时间、脑脊液有核细胞数、脑脊液有核细胞/单核细胞比值高于预后良好TBM患者,差异有统计学意义(P<0.05);两组MRC分级比较,差异有统计学意义(P<0.05),见表4。将上述有统计学差异的指标纳入多因素Logistic回归分析,以ENTER法筛选变量,结果显示MRC分期为Ⅲ期是TBM患者预后不良的危险因素(P<0.05),基线高水平NCAM1、TTR是TBM患者预后不良的保护因素(P<0.05),见表5。

Table 4 Univariate analysis of associated factors for prognosis in tuberculous meningitis patients

Table 5 Multivariate Logistic regression analysis of prognostic factors in tuberculous meningitis patients

2.5 基线NCAM1、TTR预测TBM患者预后的价值分析

基线NCAM1、TTR预测TBM患者预后不良的截断值为210.15 mg/L、125.36 mg/L,ROC曲线下面积为0.665、0.689,联合(基线NCAM1 基线TTR)(结合多因素Logistic回归分析计算联合预测值)预测TBM患者预后的ROC曲线下面积为0.879,高于单独基线NCAM1、TTR的ROC曲线下面积(Z=4.428、3.941,P<0.001),见图1和表6。

Figure 1

肾结核ct表现的评价与分析(结核性脑膜炎患者血清神经细胞黏附分子1与转甲状腺素蛋白的表达及临床意义研究)(1)

Figure 1 ROC curve of baseline NCAM1 and TTR,either alone or in combination,in predicting prognosis of tuberculous meningitis patients

Table 6 Efficacy of baseline NCAM1 and TTR,either alone or in combination,in predicting prognosis of tuberculous meningitis patients

3 讨论

TBM是一种高死亡率和高致残率的神经系统感染性疾病,尽管接受了足够疗程的抗结核治疗,但成年TBM患者预后依然很差[9]。结核分枝杆菌通过淋巴系统或血液运输至全身,并跨越血-脑脊液屏障进入中枢神经系统,直接感染小胶质细胞、星形胶质细胞和神经元,导致白介素6、肿瘤坏死因子α等多种致炎细胞因子分泌和活性氧生成,介导炎性反应,进一步增加血-脑脊液屏障通透性,引起脑脊液白细胞增多、蛋白质积累和脑膜炎症,且细菌负荷持续存在与脑膜炎病理程度加重密切相关[10]。目前TBM的诊断主要结合临床症状、脑脊液实验室检查和颅脑影像学检查等,脑脊液病原学诊断是TBM实验诊断的金标准,但培养时间长(42 d)、培养成本高,容易导致病情延误,TBM的治疗目前仍是基于肺结核治疗方案,由于血-脑脊液屏障渗透性差,可能导致脑脊液中的药物浓度不理想,治疗效果不佳[11]。因此迫切需要探讨与TBM密切相关的生物标志物。

NCAM1是一种多功能跨膜蛋白,位于人类11号染色体(11q23.1),主要在神经元和神经胶质细胞中表达,介导神经细胞的识别和黏附,参与突触可塑性、中枢神经发育和神经发生,NCAM1功能障碍会损害突触形成、突触活动和可塑性[12,13]。现有研究发现NCAM1异常表达与双相情感障碍、精神分裂症有关[12],自闭症谱系障碍患儿血浆NCAM1水平明显降低,且NCAM1水平与社会动机、社会交流和社会反应呈负相关[13]。NCAM1还可通过与S100A9淀粉样蛋白相互作用,以浓度依赖性方式促进S100A9淀粉样蛋白触发的级联反应和神经炎性反应,参与神经退行性疾病[14],与空间记忆受损和认知功能障碍有关[15]。NCAM1与TBM的报道十分少见,本研究发现TBM患者基线血清NCAM1水平明显降低,且随着TBM病情加重而降低,预后不良患者血清NCAM1水平在基线、入院7 d、入院14 d、随访1个月、随访6个月、随访12个月时均低于预后良好患者,多因素Logistic回归分析结果显示NCAM1与TBM预后不良有关,表明NCAM1缺失可能与TBM发病和病情进展有关,分析原因可能为:结核分枝杆菌颅内感染引起神经细胞损伤,导致NCAM1合成减少,NCAM1缺失可进一步影响受损神经组织修复和新生神经发生,加重病情进展。ROC曲线分析结果显示NCAM1预测TBM患者预后不良的ROC曲线下面积为0.665,可以看出NCAM1预测TBM患者预后不良具有较高的效能,提示NCAM1有望作为TBM预后预测的潜在标志物。

TTR是甲状腺素和视黄醇的载体蛋白,位于人类18号染色体(18q11.2-12.1),由肝脏或脉络丛产生后易位到血液或脑脊液中,以四聚体形式存在,负责运输甲状腺素和视黄醇[16]。TTR作为载体蛋白通过与淀粉样蛋白β(Amyloid beta,Aβ)寡聚体结合抑制新Aβ聚集体的生长和形成,降低细胞毒性。TTR结构突变会降低蛋白质的稳定性,导致四聚体的不稳定性和分解,形成淀粉样TTR聚集体,沉积到组织和神经元中并诱导细胞毒性作用,引起不同淀粉样变疾病,由此TTR被认为是淀粉样变性的生物学标志物[17]。本研究发现TBM患者基线血清TTR水平降低,且预后不良患者不论在基线还是入院7 d、入院14 d、随访1个月、随访6个月、随访12个月时血清TTR水平均低于预后良好患者,说明低水平TTR与TBM神经系统损害加重和预后不良有关。脑膜炎大鼠模型可观察到大脑皮质Aβ1~42表达增高和神经胶质细胞活化,这与神经认知功能衰退和脑膜炎后遗留神经系统后遗症有关[18],而TTR可切割Aβ形成活性较低的短肽,降解已经聚集的Aβ肽,TTR正常表达下,Aβ聚集减少并且Aβ的毒性被消除[19,20],说明TTR可通过抑制Aβ活性和沉积,预防脑膜炎引起的淀粉样变性,减轻神经组织损伤,而TTR减少后其对Aβ活性抑制作用降低,导致脑膜炎后神经元损伤和神经预后不良。本研究结果显示TTR预测TBM患者预后不良的ROC曲线下面积为0.689,说明TTR具有预测TBM患者预后的效能,但是灵敏度和特异度均偏低,两者联合后预测效能明显提高,可为TBM预后判断提供更可靠的信息。

本研究多因素Logistic回归分析结果显示MRC分期Ⅲ期是TBM患者预后不良的危险因素,说明TBM神经损伤越重,患者遗留神经系统后遗症的可能性越大,临床对于Ⅲ期患者应提高警惕,优化治疗方案,以避免神经预后不良的发生。

综上,TBM患者血清NCAM1、TTR水平均降低,NCAM1、TTR水平低下与TBM发生和病情加重有关。NCAM1、TTR缺乏可能通过加重神经系统损伤参与TBM发病和进展过程,联合两项指标诊断TBM具有更高的效能。

本研究不足之处在于样本例数偏少,可能导致统计学偏倚,该结论尚待进一步扩大样本例数加以探讨;尚未纳入其他脑膜炎病例,NCAM1、TTR是否可鉴别TBM和其他类型脑膜炎尚不完全清楚,仍需进一步招募其他类型脑膜炎病例加以证实。

本文无利益冲突。

本文表格略

参考文献略

结核性脑膜炎患者血清神经细胞黏附分子1与转甲状腺素蛋白的表达及临床意义研究

,