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        鐵代謝異常在新生隱球菌腦膜炎感染中的相關(guān)研究

        2020-12-03 01:50:54林文婷王曉莉陳江漢
        實用皮膚病學(xué)雜志 2020年5期
        關(guān)鍵詞:血清差異

        徐 濤,林文婷,王曉莉,陳江漢

        隱球菌性腦膜炎是一類侵襲性真菌感染,致病菌主要為新生隱球菌和格特隱球菌,傳播媒介多為環(huán)境中的鴿糞,防治困難,后遺癥多,且患者死亡風(fēng)險高[1-3]。隱球菌感染在免疫缺陷人群如艾滋?。ˋIDS)、器官移植患者中高發(fā),但在臨床中常可觀察到無特定免疫缺陷人群的發(fā)病[4,5]。筆者前期的研究發(fā)現(xiàn)血清抗粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子(granulocyte-macrophage colony stimulating factor,GM-CSF)抗體所致的免疫功能障礙可以部分解釋格特隱球菌感染這類“免疫正?!比巳旱脑騕6,7]。但新生隱球菌感染的相關(guān)機制仍不清楚。鐵是隱球菌的重要營養(yǎng)物質(zhì),培養(yǎng)基中鐵濃度的不同直接影響隱球菌莢膜的大小[8]。隱球菌感染后宿主會通過一系列調(diào)節(jié)機制加快細(xì)胞對鐵離子的攝取,血清鐵濃度顯著下降而鐵蛋白濃度上升,從而達(dá)到與隱球菌競爭鐵的效果[9]。筆者設(shè)想鐵代謝與調(diào)節(jié)障礙可能與隱球菌感染有關(guān)。本研究共采集10 例無特定免疫缺陷的隱球菌性腦膜炎患者和10 名健康志愿者的血液樣本,通過血清鐵、鐵蛋白、轉(zhuǎn)鐵蛋白及可溶性轉(zhuǎn)鐵蛋白受體檢測,探究新生隱球菌感染該人群的可能原因。

        1 研究對象與方法

        1.1 研究對象

        回顧性篩選2016 年1 月—2018 年6 月在海軍軍醫(yī)大學(xué)附屬長征醫(yī)院皮膚科住院并確診為隱球菌性腦膜炎的患者,通過外周血免疫球蛋白、淋巴細(xì)胞檢測和詢問病史排除人免疫缺陷病毒(HIV)感染、惡性腫瘤、器官移植或長期使用免疫抑制藥物等常見免疫缺陷因素?;颊呓M年齡26 ~62 歲,女4 例,男6 例;對照組為健康志愿者10 名,年齡24 ~55 歲,女4 例,男6 例。納入的研究對象均簽訂知情同意書,并經(jīng)醫(yī)院臨床科學(xué)研究倫理委員會通過。

        1.2 方法

        1.2.1 隱球菌菌株篩選與標(biāo)本采集 常規(guī)收集住院隱球菌性腦膜炎患者的腦脊液樣本,通過YPD 培養(yǎng)基培養(yǎng)隱球菌,CGB 培養(yǎng)基進(jìn)行鑒定。從中篩選出感染菌株為新生隱球菌的患者,并采集血液樣本。患者治愈出院3 個月后,于復(fù)查時采集治療后血液樣本。受試者均在清晨空腹時于肘靜脈處采集外周全血5 ml,置于無抗凝劑試管中靜置待凝固,4 ℃條件下3 000 r/min離心15 分min,收集上清貯存在-80 ℃中待檢。

        1.2.2 血清鐵、鐵蛋白、轉(zhuǎn)鐵蛋白和可溶性轉(zhuǎn)鐵蛋白受體濃度測定 鐵蛋白、轉(zhuǎn)鐵蛋白和可溶性轉(zhuǎn)鐵蛋白受體檢測均采用酶聯(lián)免疫吸附試驗(ELISA),人ELISA 檢測試劑盒購自上海西唐生物科技有限公司,具體操作按照說明書完成。使用酶標(biāo)儀測定標(biāo)準(zhǔn)品和樣本在450 nm 處吸光度,通過標(biāo)準(zhǔn)品繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線計算樣本中的目標(biāo)蛋白含量。血清鐵檢測采用亞鐵嗪微板法,鐵檢測試劑盒購自上海信裕生物科技有限公司,具體操作按照說明書完成。使用酶標(biāo)儀測定標(biāo)準(zhǔn)品和樣本在562 nm 處吸光度,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)品濃度和吸光度計算樣本中鐵濃度。

        1.3 統(tǒng)計學(xué)方法

        采用SPSS22.0 軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,連續(xù)性變量以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(xˉ±s)描述,兩組間差異比較采用t檢驗,多組之間差異比較采用方差分析,如方差不齊采用秩和檢驗。P<0.05 表示差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。

        2 結(jié)果

        2.1 兩組血清鐵、鐵蛋白、轉(zhuǎn)鐵蛋白和可溶性轉(zhuǎn)鐵蛋白受體濃度比較

        患者組治療前后鐵蛋白水平分別為(1 119.70±458.11)μg/L、(212.88±137.15)μg/L, 對 照 組 為(105.71±47.51)μg/L(鐵蛋白正常值:男15 ~200 μg/L,女12 ~150 μg/L),兩兩相比差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(治療前:治療后P<0.001;治療后:對照組P=0.039;治療前:對照組P<0.001,比較順序下文同)。治療前后可溶性轉(zhuǎn)鐵蛋白受體水平分別為(91.31±66.65)nmol/L、(86.02±52.42)nmol/L,對 照 組為(34.44±10.20)nmol/L(可溶性轉(zhuǎn)鐵蛋白受體正常值:20.8 ~59.16 nmol/L),治療前后與對照組相比差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.025,P=0.013),但治療前后相比差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.846)。治療前后血清鐵水平(19.72±11.65)μmol/L、(25.75±16.60)μmol/L,與對照組(18.97±6.39)μmol/L 兩兩相比差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.359,P=0.252,P=0.861)(血清鐵正常值:男11.6 ~31.3 μmol/L,女9 ~30.4 μmol/L)。治療前后轉(zhuǎn)鐵蛋白水平(2.46±0.50)g/L、(2.32±0.48)g/L,對照組(2.73±0.38)g/L(轉(zhuǎn)鐵蛋白正常值:2.2 ~4.0 g/L),兩兩相比差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.547,P=0.051,P=0.183)。

        2.2 鐵代謝異常患者與對照組血清鐵、鐵蛋白、轉(zhuǎn)鐵蛋白和可溶性轉(zhuǎn)鐵蛋白受體濃度比較

        在上一步統(tǒng)計分析中發(fā)現(xiàn),患者組治療前血清鐵水平未見降低,不符合隱球菌感染常規(guī)表現(xiàn),且治療前后可溶性轉(zhuǎn)鐵蛋白受體水平均較高,懷疑部分患者存在鐵代謝異常。對數(shù)據(jù)進(jìn)行逐個篩查后,發(fā)現(xiàn)異常值主要來源于4 例患者,其治療前后血清鐵、可溶性轉(zhuǎn)鐵蛋白受體與對照組相比有顯著差異(圖1),一旦排除這4 例患者,其余患者治療前后血清鐵、可溶性轉(zhuǎn)鐵蛋白受體與對照組無顯著差異(圖2)。隨后查閱這4 例患者住院時臨床資料發(fā)現(xiàn),血常規(guī)結(jié)果均提示小細(xì)胞低色素性貧血(表1)。

        圖1 鐵代謝異常4例患者血清各指標(biāo)與對照組比較

        3 討論

        鐵離子在人體代謝中發(fā)揮多種重要作用,但它也是病原菌生長不可或缺的微量元素。隱球菌重要毒力因子黑色素的形成依賴于鐵的攝取,而莢膜體積與環(huán)境中鐵離子濃度密切相關(guān)[10,11]。因為體液中鐵離子含量較低,隱球菌通過一系列轉(zhuǎn)運蛋白有效攝取宿主體內(nèi)鐵元素。包括亞鐵氧化酶Cfos(Cfo1、Cfo2)[12],細(xì)胞膜上的鐵離子還原酶Fre 家族,其中Fre2 可從宿主血紅蛋白和血紅素內(nèi)攝取鐵元素[13];以及借助鐵透過酶Cfts(Cft1、Cft2),研究發(fā)現(xiàn)Cft1 與鐵離子有較高親和力,從而可以競爭利用轉(zhuǎn)鐵蛋白中的鐵元素,Cft1 敲除菌株利用轉(zhuǎn)鐵蛋白的能力與生長速度明顯下降[14,15]。在宿主體內(nèi)隱球菌通過轉(zhuǎn)錄調(diào)控轉(zhuǎn)運蛋白表達(dá)水平,以及細(xì)胞器內(nèi)的鐵結(jié)合蛋白如Grx4 水平,維持自身鐵代謝平衡,并滿足自身生長需求[17,18]。

        因為隱球菌對鐵元素的競爭利用,機體會通過一系列調(diào)控干擾其生長發(fā)育。正常情況下轉(zhuǎn)鐵蛋白與鐵離子結(jié)合后通過轉(zhuǎn)鐵蛋白受體進(jìn)入紅細(xì)胞內(nèi),并參與血紅蛋白的形成。隱球菌感染后免疫細(xì)胞會大量吞噬紅細(xì)胞,攝取其內(nèi)部的鐵離子,同時鐵蛋白合成增多,加速鐵元素從功能狀態(tài)向儲存狀態(tài)的轉(zhuǎn)換,使得血清鐵水平下降而鐵蛋白水平上升,減少隱球菌可利用鐵的來源[19]。該研究中4 例鐵代謝異常患者則存在調(diào)節(jié)障礙,其治療前后血清鐵、鐵蛋白水平均較高,提示患者體內(nèi)儲鐵量并不低但血常規(guī)卻提示小細(xì)胞低色素性貧血。因此在鐵代謝進(jìn)程中存在部分環(huán)節(jié)的異常,可能為紅細(xì)胞攝取鐵異常,或由于血紅素合成障礙引起的紅細(xì)胞內(nèi)鐵利用不良。機體與隱球菌競爭鐵能力的不足或?qū)е略擃惢颊咭资芷淝忠u性感染的可能原因[20]:①鐵在組織、血液中的大量富集為隱球菌提供了充足的鐵源;②感染發(fā)生后,機體不能將鐵快速轉(zhuǎn)移;③貧血本身削弱了患者免疫功能;④充足的鐵源有利于隱球菌莢膜體積和毒力因子上升,提升了侵襲性與致病力[21]。因此,該類患者鐵代謝異??赡芘c隱球菌感染有潛在關(guān)聯(lián)。

        本研究存在一定的局限性。首先,納入患者數(shù)量有限,本次研究僅選取新生隱球菌感染患者;其次,并非全部患者均表現(xiàn)出鐵代謝異常,因此不能完全說明其與新生隱球菌感染相關(guān)。最后,前期標(biāo)本留取僅為血液樣本,實驗手段有限,因此僅采用ELISA 法檢測各項指標(biāo)。在后續(xù)臨床診治中筆者將進(jìn)一步篩查是否有更多患者存在類似鐵代謝障礙,同時擴(kuò)大樣本含量,通過流行病學(xué)研究探尋鐵代謝障礙是否為隱球菌感染的危險因素。

        綜上所述,本研究發(fā)現(xiàn)部分無特殊免疫缺陷的新生隱球菌感染患者存在鐵代謝異常,高血清鐵水平可能對隱球菌感染有潛在影響。未來在對類似患者診治中,需密切關(guān)注鐵代謝指標(biāo),對于相關(guān)疾病做到早診斷、早治療,或可改善預(yù)后,減少類似機會性感染的復(fù)發(fā)。

        圖2 其余患者血清各指標(biāo)與對照組比較

        表1 4例鐵代謝異?;颊哐R?guī)貧血相關(guān)指標(biāo)

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