颗粒蛋白前体对细菌性脑膜炎影响研究

颗粒蛋白前体对细菌性脑膜炎影响研究

齐齐哈尔工程学院护理学专业黑龙江齐齐哈尔161005

摘要:细菌性脑膜炎是儿童中发病率和死亡率都很高的中枢神经系统炎症性疾病,肺炎链球菌、流感嗜血杆菌和脑膜炎奈瑟菌是引起该病的三大病原菌。此外,细菌性脑膜炎患者中大约有1/3会出现认识障碍、听力丧失、神经组织坏死性病灶等严重的神经系统后遗症。细菌性脑膜炎的确切病因和发病机制至今尚不清楚,这是目前难以有效控制该疾病的根本原因。因此,有必要深入探索其致病分子机制。颗粒蛋白前体(Progranulin,PGRN)既是分泌性生长因子又是多功能免疫调节因子,近期的研究显示其在感染性疾病、伤口愈合、肿瘤发生、

关键词:颗粒蛋白前体,细菌性脑膜炎,炎症

一、概述

颗粒蛋白前体(Proganulin,PGRN)是一种由多种细胞释放的糖基化蛋白质,在多种疾病中发挥重要作用。

对于细菌性脑膜炎而言,及时的使用抗生素不仅可以控制疾病发展,而且可以降低并发症的发生。所以抗生素的治疗对于细菌性脑膜炎刻不容缓。但非细菌性脑膜炎则不需要抗生素的治疗而且很少需要住院。而且错误地治疗反而增加了抗生素耐药的产生并增加医源性感染的风险。目前诊断细菌性脑膜炎的金标准是脑脊液的细菌培养,一般的培养时间是48-72小时,难以及时指导医生制定合理的治疗方案。

因此,早期及时的诊断和合理恰当的干预是降低本病死亡率、减少后遗症的关键。目前临床上采用脑脊液中白细胞数量及分类、脑脊液糖的含量及与血浆糖比值、脑脊液中蛋白含量、氯化物等来辅助诊断细菌性脑膜炎,更多研究者关注分子诊断指标。TNF-α和IL-6被认为是固有免疫和获得性免疫相互作用通路中的关键致炎因子,也是细菌性脑膜炎发病中起重要作用。有研究表示IL-6和TNF-α可以诊断细菌性脑膜炎,其敏感度可以达95%以上,但是特异度只能50%。

另外,细菌性脑膜炎需要及时给与抗生素治疗,但对于非细菌性脑膜炎则不需要,而且错误地治疗反而增加了抗生素耐药的产生并增加医源性感染的风险,因此早期的鉴别诊断对于脑膜炎的正确治疗非常重要,但目前仍然没有指标可以单独敏感而特异的鉴别诊断细菌性脑膜炎和非细菌性脑膜炎。因此,寻找新的能快速特异诊断细菌性脑膜炎疾病的分子指标仍然是临床迫切需求解决的问题。

二、颗粒蛋白前体参与了细菌性脑膜炎的发病

为了进一步研究颗粒蛋白前体在细菌性脑膜炎中的具体作用,我们拟建立动物模型进行研究。由于细菌性脑膜炎是人类特有的疾病,目前国内外学者已探究建立了多种不同的细菌性脑膜炎的动物模型,常用的有:

1、腹腔注射:直接通过腹腔注射10CFUⅦ型肺炎链球菌入B6老鼠构建细菌性脑膜炎。研究者认为在细菌入侵入血液然后是人类细菌性脑膜炎的疾病,然后再侵犯入神经系统。一旦细菌侵犯入脑,细菌本身以及细菌的代谢物都会刺激产生大量的促炎因子,例如白细胞、内皮细胞、星形胶质细胞、小胶质细胞或者其他神经细胞产生的细胞因子或前列腺素。这些物质接下来增加血脑屏障的通透性并激发中性粒细胞的跨内转移以及血浆蛋白渗出,从而进一步损害大脑。模拟人类细菌性脑膜炎细菌从血入侵大脑,利于研究细菌如何侵犯血脑屏障入侵大脑而致损伤。所以用于研究病原引起细菌性脑膜炎的致病机理。

2、鼻腔滴注:采用Ⅲ型肺炎链球菌直接滴鼻的方式构建模型。临床大多数肺炎链球菌多定植在鼻咽部,随着机体免疫力下降,肺炎链球菌才会侵犯入血,再穿过血脑屏障而入脑。本模型就严格模拟人类临床肺炎链球菌的感染途径。该模型多用于肺炎链球菌致病机理,多用于疫苗的研究。

3、脑内直接注射:目前常用,直接通过大脑的侧脑室、蛛网膜下腔以及小脑延髓池注射Ⅲ构建细菌性脑膜炎动物模型。研究者直接模拟人类细菌性脑膜炎的疾病重点关注大脑在与细菌相关作用时的免疫过程,多用于研究治疗靶点和诊断指标。总之,这些模型都是在局部模拟人类细菌性脑膜炎疾病的某些临床病理特征和发病过程,而肺链链球菌引起儿童细菌性脑膜炎中发病率最高的病原菌。

二、为了研究颗粒蛋白前体是否参与了细菌性脑膜炎的发病,我们检测在细菌性脑膜炎小鼠中脑组织和血中颗粒蛋白前体的表达,结果显示相比生理盐水对照组,细菌性脑膜炎组小鼠无论是脑组织还是血浆中都明显高表达,说明颗粒蛋白前体参与了细菌性脑膜炎小鼠的发病,与颗粒蛋白前体参与人类细菌性脑膜炎的发病是一致的。而且小鼠的脑免疫组织切片染色结果显示颗粒蛋白前体高表达于脑脊液流动的区域,这与人临床标本检测的结果也一致,提示研究采用的小鼠模型可用于进一步研究颗粒蛋白前体在细菌性脑膜炎中的作用。颗粒蛋白前体在炎症反应中复杂多变的角色。它能在作为TNFR的配体通过拮抗TNF-α在炎性肠病、类风湿关节炎、急性肺感染中发挥抑炎的保护效应;也能调节IL-6从而在肥胖型和胰岛素抵抗型糖尿病中发挥促炎效应。此外,颗粒蛋白前体在神经系统疾病中有发挥重要作用,参与早期神经系统的发育,而在大脑缺血再灌注疾病中能通过抑制中性粒细胞的募集从而减少神经元的损伤而发挥抑炎的保护效果。

三、结果分析

(1)细菌性脑膜炎患者脑脊液和外周血中颗粒蛋白前体水平升高,治疗后都下降,提示颗粒蛋白前体可能参与了细菌性脑膜炎的发病。

(2)细菌性脑膜炎患者脑脊液中颗粒蛋白前体水平与目前常用评价细菌性脑膜炎的常用指标脑脊液有核细胞数量和蛋白呈显著正相关,提示颗粒蛋白前体可能成为早期诊断细菌性脑膜炎的有效指标。

(3)采用直接注射15μlⅢ型肺炎链球菌标准菌株悬液(菌量为4.5×10

6CFU)到C57BL/6小鼠的侧脑室的方法,成功建立了细菌性脑膜炎疾病的小鼠模型。

参考文献:[1]HuangSH,JongAY.Cellularmechanismsofmicrobialproteinscontributingtoinvasionoftheblood-brainbarrier[J].Cellularmicrobiology,2017,3(5):277-87.

[2]WangJ,MushegianA,LoryS,etal.Large-scaleisolationofcandidatevirulencegenesofPseudomonasaeruginosabyinvivoselection[J].ProceedingsoftheNationalAcademyofSciencesoftheUnitedStatesofAmerica,2016,93(19):10434-9.

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