周伶伶 梁瑞金 殷亮

深圳市龍華區(qū)人民醫(yī)院影像科 518109

膿毒癥及其并發(fā)癥的病死率較高[1]，嚴(yán)重威脅患者生命。研究顯示，膿毒癥的發(fā)生可致血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷，增加毛細(xì)血管通透性，造成微循環(huán)障礙，從而導(dǎo)致組織缺血缺氧[2]。中樞神經(jīng)系統(tǒng)對(duì)于缺血缺氧最為敏感，因此膿毒癥多誘發(fā)腦部功能損傷，即出現(xiàn)膿毒癥相關(guān)性腦病（sepsis associated encephalopathy，SAE）[3]。對(duì)于SAE的病理機(jī)制，多認(rèn)為是由炎癥介質(zhì)、氧化應(yīng)激反應(yīng)等導(dǎo)致腦血流減慢、血腦屏障破壞、腦細(xì)胞水腫，從而使神經(jīng)元受損。SAE的發(fā)病率為9%～71%，但有研究表明SAE患者的預(yù)后較差[4]。目前，對(duì)于SAE的診斷仍是采用排除性診斷，通過其臨床表現(xiàn)、格拉斯哥昏迷評(píng)分（GCS）、電生理生化檢測(cè)及影像學(xué)輔助檢查進(jìn)行綜合判斷，但臨床診斷標(biāo)準(zhǔn)尚未確定。本研究通過對(duì)比分析膿毒癥和SAE患者的CT灌注成像參數(shù)、血腦屏障損傷標(biāo)志物，以期評(píng)價(jià)CT灌注成像聯(lián)合血腦屏障損傷標(biāo)志物對(duì)SAE的診斷價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 一般資料

應(yīng)用隨機(jī)數(shù)字表法選取2015年7月至2017年10月經(jīng)我院重癥醫(yī)學(xué)科收治的膿毒癥患者84例，其中男性46例、女性38例，年齡19～76（54.05±13.70）歲。納入標(biāo)準(zhǔn)：①符合2012年國際膿毒癥治療指南中關(guān)于嚴(yán)重膿毒癥與膿毒性休克的診斷標(biāo)準(zhǔn)[5]，膿毒癥患者在排除中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病及其既往史、低血壓、低血糖、肝功能衰竭、精神疾病、藥物和毒物中毒等影響中樞神經(jīng)系統(tǒng)癥狀的疾病后，符合Papadopoulos等[6]提出的SAE標(biāo)準(zhǔn)，將存在注意力、記憶力和定向力改變的患者診斷為SAE；②年齡≥18歲；③患者或其直系家屬自愿簽署知情同意書。排除標(biāo)準(zhǔn)：①甲、乙、丙、丁、戊型肝炎病毒及人類免疫缺陷病毒感染者；②合并消化道疾病患者、代謝性疾?。ㄈ绶逝?、糖尿病、肝硬化和心血管疾病等）及惡性腫瘤患者；③合并精神疾病患者或者因使用鎮(zhèn)靜藥物影響神志觀察者；④研究期限內(nèi)死亡或者轉(zhuǎn)院的患者。

84例患者的致病菌均為金黃色葡萄球菌，根據(jù)是否發(fā)生SAE分為觀察組（發(fā)生SAE）和對(duì)照組（未發(fā)生SAE）。觀察組38例，其中男性22例、女性 16 例，年齡 19～74（53.74±14.35）歲，原發(fā)疾?。焊共慷喟l(fā)傷8例、重癥胰腺炎5例、重癥肺炎5例、腹腔感染13例、急性壞死性小腸炎7例；對(duì)照組46例，其中男性24例、女性22例，年齡 20～76（54.66±15.72）歲，原發(fā)疾病：腹部多發(fā)傷12例、重癥胰腺炎7例、重癥肺炎6例、腹腔感染15例、急性壞死性小腸炎6例。兩組患者的性別（χ2=0.275，P=0.600）、年齡（t=0.278，P=0.782）和原發(fā)疾?。é?=0.1.097，P=0.895）等一般資料的差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

1.2 方法

1.2.1 實(shí)驗(yàn)室檢查

所有患者分別于入院后第1、3天采集空腹肘靜脈血5 mL，3000 r/min離心（離心半徑為10 cm）15 min，分離血清，用于血腦屏障損傷標(biāo)志物[閉鎖蛋白（Occludin）、一氧化氮合酶（nitric oxide synthase，NOS）、神經(jīng)元特異性烯醇化酶（neuron specific enolase，NSE）、中樞神經(jīng)特異蛋白（central nerve specific protein，S100β）、血清膠質(zhì)纖維酸性蛋白（glial fibrillary acidic protein，GFAP）、興奮性氨基酸（excitatory amino acids，EAA）]的檢測(cè)。其中，閉鎖蛋白、NSE、S100β、GFAP采用酶聯(lián)免疫吸附法進(jìn)行檢測(cè)，試劑盒購自長沙佳和生物科技有限責(zé)任公司；NOS采用硝酸還原酶法進(jìn)行測(cè)定，試劑盒購自南京建成生物工程研究所；EAA采用高效液相色譜-熒光檢測(cè)法、外標(biāo)法計(jì)算樣品濃度。所有操作均嚴(yán)格按照試劑盒說明書進(jìn)行。

1.2.2 CT灌注成像檢查

所有患者分別于入院后第1、3天行CT灌注成像，具體操作如下：①患者取仰臥進(jìn)行定位相CT掃描；②確定掃描范圍，從聽眶線向上連續(xù)掃描，層厚和層間隔均為5 mm，總掃描范圍為80 mm；③掃描參數(shù)設(shè)置，管電壓80 kV，管電流100 mA，矩陣512×512，視野 9.6 cm，層厚1.25 mm；④平掃完成后，連接自動(dòng)高壓注射器與靜脈留置針，并注入碘佛醇注射液（江蘇省恒瑞醫(yī)藥有限公司生產(chǎn)）20 mL，每1 mL含320 mg碘，注射速度為0.2 mL/s；⑤注入后可看到頸部大血管有對(duì)比劑充盈，連續(xù)動(dòng)態(tài)掃描50 s，總共獲得800幀灌注原始圖像；⑥將原始圖像傳輸至ADW4.3 后處理工作站，選取頸總動(dòng)脈為流入血管，上矢狀竇為流出血管，將對(duì)比劑經(jīng)過流入與流出血管的時(shí)間設(shè)定為時(shí)間-密度曲線的X軸，腦組織及對(duì)比劑所產(chǎn)生的CT值為Y軸，根據(jù)時(shí)間-密度曲線利用灌注分析的數(shù)學(xué)模型計(jì)算ROI；⑦直接利用軟件產(chǎn)生健側(cè)鏡像 4個(gè) ROI的腦血流量（cerebral blood flow in ROI，rCBF）、血容量（cerebral blood volume in ROI，rCBV）和平均通過時(shí)間（mean transit time in ROI，rMTT）等參數(shù)。

比較血清Occludin、NOS、NSE、S100β、GFAP、EAA水平和rCBF、rCBV、rMTT，分析上述各項(xiàng)指標(biāo)與SAE發(fā)生的相關(guān)性，并分析與SAE發(fā)病存在相關(guān)性的指標(biāo)單獨(dú)及聯(lián)合應(yīng)用診斷SAE的臨床價(jià)值。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS20.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。符合正態(tài)分布的計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，在方差齊條件下組間、組內(nèi)比較行t檢驗(yàn)；Logistic回歸分析（P＞0.1剔除）篩選變量，并采用受試者工作特征（receiver operating characteristic,ROC）曲線分析各變量單獨(dú)及聯(lián)合應(yīng)用診斷SAE的臨床價(jià)值。P＜0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 2組膿毒癥患者CT灌注成像的結(jié)果

由表1所見，觀察組和對(duì)照組患者第3天的rCBF、rCBV顯著低于第1天，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（觀察組：t=2.923、2.165，P=0.005、0.034；對(duì)照組：t=2.155，2.167，P=0.034，0.033）；第3天rMTT分別高于第1天，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（觀察組：t=3.507，P=0.000；對(duì)照組：t=2.278，P=0.025）；組間比較，觀察組患者第1、3天的rCBF均較對(duì)照組顯著降低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=4.945、8.003，均P=0.000）；觀察組患者第1、3天的rCBV均較對(duì)照組顯著降低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=2.234、2.240，P=0.028），而第1天觀察組rMTT與對(duì)照組比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=1.022，P=0.310），第3天觀察組rMTT較對(duì)照組顯著升高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=2.254，P=0.027）。

2.2 2組膿毒癥患者血清學(xué)指標(biāo)的比較

由表2可見，入院后第1天，兩組患者血清Occludin、NOS、NSE、S100β、GFAP、EAA 水平差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；第3天觀察組患者血清Occludin、NOS、NSE、S100β、GFAP、EAA 水平均較對(duì)照組顯著升高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。入院后第3天，兩組組內(nèi)比較，上述指標(biāo)均較第1天升高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（觀察組：t=5.106、2.562、3.731、7.199、6.506、3.092，P=0.000、0.012、0.000、0.000、0.000、0.003；對(duì)照組：t=2.371、2.572、7.839、 12.540、 2.073、 2.858，P=0.020、 0.012、0.000、0.000、0.041、0.005）。

表1 2組膿毒癥患者入院后第1和第3天CT灌注成像結(jié)果的比較（）Table 1 Comparison of CT perfusion imaging parameters on 1 day and 3 day in two groups of sepsis patients ()

表1 2組膿毒癥患者入院后第1和第3天CT灌注成像結(jié)果的比較（）Table 1 Comparison of CT perfusion imaging parameters on 1 day and 3 day in two groups of sepsis patients ()

注：表中，a：與第1天比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=2.155～2.923，均P＜0.05）。CT：計(jì)算機(jī)體層攝影術(shù)；rCBF：感興趣區(qū)的腦血流量；rCBV：感興趣區(qū)的血容量；rMTT：感興趣區(qū)的平均通過時(shí)間。

組別 例數(shù) rCBF（mL·100 g-1·min-1）rCBV （mL/100 g）rMTT（s）第1天 第3天 第1天 第3天 第1天 第3天觀察組 38 45.63±16.56 34.83±15.64a 2.04±0.95 1.59±0.86a 3.21±1.01 3.92±0.93a對(duì)照組 46 63.61±16.61 56.34±15.74a 2.53±1.04 2.06±1.04a 3.03±0.58 3.43±1.04a t 值 4.945 8.003 2.234 2.240 1.022 2.254 P 值 0.000 0.000 0.028 0.028 0.310 0.027

表2 2組膿毒癥患者第1和第3天血清學(xué)指標(biāo)的比較（）Table 2 Comparison of serological indicators on 1 day and 3 day in two sepsis patients ()

表2 2組膿毒癥患者第1和第3天血清學(xué)指標(biāo)的比較（）Table 2 Comparison of serological indicators on 1 day and 3 day in two sepsis patients ()

注：表中，a：與第1天比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=2.073～12.540，均P＜0.05）。Occludin：閉鎖蛋白；NOS：一氧化氮合酶；NSE：神經(jīng)元特異性烯醇化酶；S100β：中樞神經(jīng)特異蛋白；GFAP：膠質(zhì)纖維酸性蛋白；EAA：興奮性氨基酸。

組別 例數(shù) Occludin（ng/L）NOS（U/mL）NSE（mg/L）第1天 第3天 第1天 第3天 第1天 第3天觀察組 38 112.45±12.33 128.37±15.61a 47.76±18.62 56.04±10.54a 17.28±5.47 23.03±4.96a對(duì)照組 46 109.21±11.70 115.21±12.56a 43.04±19.75 51.67±11.30a 16.87±4.46 20.43±3.34a t值 1.233 4.282 1.119 2.379 0.379 2.858 P值 0.221 0.000 0.267 0.020 0.706 0.005組別 例數(shù) S100β（μg/L）GFAP（ng/L）EAA（μmol/L）第1天 第3天 第1天 第3天 第1天 第3天觀察組 38 0.33±0.12 0.39±0.05a 78.91±24.76 125.39±37.83a 4.48±1.02 5.88±2.63a對(duì)照組 46 0.32±0.09 0.35±0.06a 72.54±28.72 82.67±16.55a 4.27±0.97 4.73±1.05a t值 0.436 5.732 1.093 10.351 0.965 2.718 P值 0.664 0.000 0.278 0.000 0.337 0.008

2.3 各項(xiàng)指標(biāo)診斷SAE的Logistic回歸分析

以是否發(fā)生SAE為因變量，以上述差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的各項(xiàng)指標(biāo)為自變量，行Logistic回歸分析發(fā)現(xiàn)，SAE發(fā)生與第3天rCBF、rCBV呈負(fù)相關(guān)（r=-0.624，-0.709，P=0.037，0.040），與第3 天Occludin、GFAP 水平呈正相關(guān)（r=0.722，0.688，P=0.039，0.035）（表3）。

2.4 入院后第3天不同指標(biāo)及聯(lián)合診斷SAE的ROC曲線分析

由表4可見，單項(xiàng)指標(biāo)檢測(cè)SAE患者以入院后第3天GFAP水平診斷的曲線下面積最大（0.849），其次為第3天的 Occludin、rCBF，rCBV最?。?.625）；聯(lián)合檢測(cè)中，rCBF+rCBV+Occludin+GFAP的曲線下面積最大，為0.939。

3 討論

SAE的發(fā)病機(jī)制可能與炎癥介質(zhì)（如前降鈣素、腫瘤壞死因子、白細(xì)胞介素）引起腦血流動(dòng)力學(xué)改變、血腦屏障損傷、腦水腫、神經(jīng)元功能異常等有關(guān)[7-8]。SAE由于其隱蔽性和復(fù)雜性，臨床多被忽視，導(dǎo)致其預(yù)后較差[9]。因此，早期診斷、早期干預(yù)對(duì)于降低SAE發(fā)病率和病死率具有重要意義。

血腦屏障（blood brain barrier，BBB）是維持中樞神經(jīng)系統(tǒng)獨(dú)特內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定的重要結(jié)構(gòu)，也是中樞神經(jīng)系統(tǒng)生理活動(dòng)的基礎(chǔ)和前提[10-11]。研究結(jié)果顯示，在越來越多的中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病中，如多發(fā)性硬化、腦缺血、腦水腫、帕金森氏病等，均發(fā)現(xiàn)有不同程度的BBB結(jié)構(gòu)和功能障礙[12]。BBB的“屏障”功能在很大程度上取決于中樞神經(jīng)系統(tǒng)毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞緊密連接的完整性，一旦內(nèi)皮細(xì)胞緊密連接分子元件的表達(dá)、修飾、組裝異常，BBB通透性也會(huì)發(fā)生改變，可直接導(dǎo)致腦功能障礙及神經(jīng)血管單元的損害，引起一系列腦損傷[13]。本研究結(jié)果顯示，在患者入院后第3天，觀察組和對(duì)照組患者血清Occludin、NOS、NSE、S100β、GFAP、EAA水平均較第1天升高，提示膿毒癥患者均存在著不同程度的腦損傷，而觀察組的各項(xiàng)指標(biāo)均高于對(duì)照組，提示上述各項(xiàng)指標(biāo)的變化趨勢(shì)與腦損傷具有一定聯(lián)系，可作為動(dòng)態(tài)檢測(cè)BBB損傷的標(biāo)志物。進(jìn)一步分析其原因：Occludin是緊密連接蛋白的重要組成部分，敲除羧基末端的Occludin導(dǎo)入細(xì)胞后，可增加細(xì)胞的通透性，降低BBB的屏障功能[14]。氧化氮化應(yīng)激反應(yīng)是導(dǎo)致BBB功能障礙的因素之一，NOS活力增加，可激活肌球蛋白激酶，通過磷酸化肌球蛋白引起肌動(dòng)蛋白收縮，從而引起黏附連接的斷裂[15]。NSE是神經(jīng)元及神經(jīng)內(nèi)分泌細(xì)胞的特異性蛋白，正常生理?xiàng)l件下，其血清水平極低，一旦BBB受損，其血清水平顯著升高[16]。S100β、GFAP是星形膠質(zhì)細(xì)胞和施萬細(xì)胞分泌產(chǎn)生的一類蛋白，可調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)酶活性，與細(xì)胞骨架元素相互作用，參與鈣穩(wěn)態(tài)，而星形膠質(zhì)細(xì)胞在保護(hù)神經(jīng)元微環(huán)境穩(wěn)態(tài)中扮演最為重要的角色[17]。EAA是組織缺血缺氧時(shí)的重要表現(xiàn)，可激活體內(nèi)多種脂肪酶、蛋白酶和核酸內(nèi)切酶，一旦導(dǎo)致神經(jīng)元內(nèi)環(huán)境紊亂，可引起興奮毒性腦損傷[18]。BBB損傷標(biāo)志物水平異常對(duì)巨噬細(xì)胞等炎性細(xì)胞具有調(diào)理誘導(dǎo)作用，可誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞完成吞噬功能，并刺激單核細(xì)胞以及相關(guān)炎癥因子表達(dá)并完成免疫誘導(dǎo)功能，激活巨噬細(xì)胞、T細(xì)胞、B細(xì)胞等多種細(xì)胞釋放TNF-α、IL-6、IL-17等炎癥因子，與集落刺激因子共同作用下促進(jìn)毛細(xì)血管腫脹變形，且炎癥因子水平升高，誘發(fā)氧化/抗氧化失衡過程中出現(xiàn)的活性氧激活核因子κB等物質(zhì)，會(huì)造成神經(jīng)元、膠質(zhì)細(xì)胞及內(nèi)皮細(xì)胞的損傷。

表3 2組患者各項(xiàng)指標(biāo)診斷膿毒癥相關(guān)性腦病的Logistic回歸分析Table 3 Logistic regression analysis of indicators in diagnosis of sepsis associated encephalopathy of two groups

表4 38例SAE患者入院后第3天不同指標(biāo)及聯(lián)合診斷的ROC曲線分析結(jié)果Table 4 ROC curve analysis results of different indicators and combined diagnosis in 38 patients after admission

隨著多排螺旋CT的快速發(fā)展，CT灌注成像在不同類型腦損傷的診斷和預(yù)后評(píng)價(jià)中廣泛開展[19]。CT灌注成像在顯示腦部形態(tài)學(xué)變化的同時(shí)還能定量評(píng)價(jià)組織器官微循環(huán)內(nèi)的血流動(dòng)力學(xué)變化，從而有效顯示腦水腫和顱內(nèi)高壓等病理進(jìn)程[20]。魏弢等[21]利用CT灌注成像診斷短暫性腦缺血，結(jié)果發(fā)現(xiàn)陽性診斷率可達(dá)90.00%，可作為短暫性腦缺血的個(gè)性化診療依據(jù)。膿毒癥患者臨床癥狀往往表現(xiàn)為心臟功能受損，心肌收縮力下降，心輸出量降低，從而導(dǎo)致了腦血流減少；另外，患者腦血管自主調(diào)節(jié)能力降低，對(duì)血液中CO2含量變化的反應(yīng)性降低，血管收縮和舒張功能下降，同時(shí)，炎癥所致的毛細(xì)血管通透性增加、微血栓的形成及血管周圍水腫均可導(dǎo)致腦組織微循環(huán)障礙，從而表現(xiàn)為CT灌注成像指標(biāo)的變化[22]。本研究結(jié)果顯示，膿毒癥發(fā)生后患者的rCBV、rCBF、rMTT均有所改變，rCBV、rCBF顯著降低，而rMTT顯著升高，且觀察組患者在入院后第3天的rCBV、rCBF、rMTT變化較對(duì)照組更為顯著，提示膿毒癥早期即可表現(xiàn)出腦血流動(dòng)力學(xué)的改變，但SAE患者隨著病情延長，各項(xiàng)指標(biāo)改變更為顯著，可以此作為診斷SAE的依據(jù)。

本研究同時(shí)分析了BBB損傷標(biāo)志物和CT灌注指標(biāo)對(duì)SAE的診斷價(jià)值，Logistic回歸分析發(fā)現(xiàn)，SAE發(fā)生與入院后第3天rCBF、rCBV呈負(fù)相關(guān)，與第3天Occludin、GFAP水平呈正相關(guān)。經(jīng) ROC曲線分析發(fā)現(xiàn)，第 3天 rCBF、rCBV、Occludin、GFAP 4項(xiàng)指標(biāo)聯(lián)合檢測(cè)時(shí)曲線下面積最大，達(dá)到0.939，提示早期行CT灌注成像了解腦血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)，并行血清BBB標(biāo)志蛋白檢測(cè)可較為全面地評(píng)估SAE神經(jīng)元損傷狀況。

綜上所述，膿毒癥患者早期均表現(xiàn)出一定程度的神經(jīng)元損傷，在入院后第3天rCBF、rCBV、Occludin、GFAP指標(biāo)聯(lián)合檢測(cè)對(duì)于SAE的診斷具有較高價(jià)值。但本研究限于樣本數(shù)量，且為單中心取樣，對(duì)有關(guān)因素的分析可能不夠全面，因此有待多中心、大樣本、前瞻性研究進(jìn)一步證實(shí)。