《Frontiers in Immunology》：Serum and cerebrospinal fluid biomarkers for risk stratification of hospitalized neonates and young infants with suspected serious bacterial infections: a secondary analysis of a prospective cohort study
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背景：亟需改进新生儿和年轻婴儿的风险分层策略，以降低感染性疾病相关的巨大死亡负担，尤其是在低中收入环境中。支持使用宿主反应生物标志物预测该人群疾病严重程度的证据仍然有限。方法：研究人员在摩洛哥一家国家参考新生儿中心开展了一项前瞻性队列研究的二次分析，评估血清和
背景：亟需改进新生儿和年轻婴儿的风险分层策略，以降低感染性疾病相关的巨大死亡负担，尤其是在低中收入环境中。支持使用宿主反应生物标志物预测该人群疾病严重程度的证据仍然有限。方法：研究人员在摩洛哥一家国家参考新生儿中心开展了一项前瞻性队列研究的二次分析，评估血清和脑脊液（cerebrospinal fluid, CSF）中宿主反应生物标志物的预后性能，以预测住院患病新生儿和年轻婴儿（<2个月）的院内死亡。使用Luminex测量21种免疫激活、内皮功能障碍和神经元损伤生物标志物，并进行头对头比较。结果：在本分析纳入的179名有可用血清和/或CSF样本的参与者中，9%于住院期间死亡（血清样本集11/136，CSF样本集12/148）。在血清中，较低的TRAIL（TNF-related apoptosis-inducing ligand，肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体）浓度以及较高的Angpt-2（angiopoietin-2，血管生成素-2）、IL-8（interleukin-8，白细胞介素-8）和uPAR（urokinase plasminogen activator receptor，尿激酶纤溶酶原激活物受体）浓度与院内死亡相关，其中TRAIL显示出最强的预后性能（受试者工作特征曲线下面积[area under the receiver operating characteristic curve, AUROC] 0.86；95%置信区间[confidence interval, CI] 0.78-0.93）。在CSF中，PCT（procalcitonin，降钙素原）是院内死亡严重进展的最强预测因子（AUROC 0.87；95% CI 0.80-0.95），而较高水平的IL-6、IL-12p70、TNFR1、TREM-1、Angpt-1、NGAL和NSE与更高的可能或实验室确认的脑膜炎发生几率相关。讨论：血清TRAIL水平显示与疑似严重细菌感染住院新生儿和年轻婴儿的疾病严重程度存在探索性关联。需要更大规模的多中心研究，使用多种生物基质验证这些发现，表征动力学，并确定这些标志物是否可能对该脆弱人群的风险分层具有临床效用。
研究背景：新生儿和年轻婴儿对严重细菌感染（serious bacterial infections, SBIs）高度易感。全球每年超过50万婴儿死于主要SBI，包括脓毒症、脑膜炎和肺炎，其中新生儿脓毒症及相关死亡负担在低中收入国家（low- and middle-income countries, LMICs）尤为突出。该人群SBI诊断和管理困难，原因包括临床表现非特异、标本采集困难、疾病进展迅速以及实验室检测准确性有限，LMIC中这些障碍更明显。早期发现和及时治疗可预防高达84%的感染相关新生儿死亡。免疫和内皮激活标志物在成人和年长儿童中已显示预测多种感染性疾病严重程度的价值，整合生物标志物与临床评分受到关注。但新生儿和年轻婴儿的生物标志物研究多集中于脓毒症诊断，预测严重程度和死亡证据有限且不一致，多数研究样本小、设计和样本类型异质，且主要在高收入地区开展。因此需要可用于LMIC的稳健标志物支持循证、床旁风险分层。本研究主要目的为评估住院疑SBI新生儿和年轻婴儿血清和脑脊液（cerebrospinal fluid, CSF）中广泛标志物对进展至院内死亡的预测价值。
研究人员开展了UNITED-Meningitis项目的预设二次单中心分析。该项目为前瞻性多国队列研究，旨在验证便携非侵入设备快速筛查新生儿和婴儿脑膜感染。本分析纳入摩洛哥Rabat的Ibn Sina University Hospital Centre儿童医院国家新生儿与营养参考中心招募的参与者，招募时间为2022年3月17日至2024年1月10日。纳入标准为≤2个月住院新生儿和年轻婴儿，疑SBI且有腰穿（lumbar puncture, LP）临床指征，后者定义为神经症状或炎症标志物升高（C反应蛋白[C-reactive protein, CRP]≥20 mg/L或PCT >0.5 ng/mL）；排除LP禁忌者；二次分析仅排除残余样本量不足者。研究经摩洛哥和西班牙国家及机构伦理委员会批准，包括Faculty of Medicine and Pharmacy of Rabat（C70-20）和Hospital Clínic in Barcelona（HCB/2022/0300），入组前获得书面知情同意。研究人员结论：血清TRAIL与疾病严重程度存在探索性关联，CSF PCT与死亡最强相关，IL-6等与脑膜炎相关；需更大规模多中心多种生物基质验证。意义：为高疾病严重、预后标志物数据有限人群提供探索性证据，提示可能改善临床模型之外的严重程度区分，并强调CSF和血清分区宿主反应。
主要关键技术方法：该研究为前瞻性多国队列UNITED-Meningitis的预设二次单中心分析，样本队列来源于摩洛哥Rabat的Ibn Sina University Hospital Centre儿童医院国家新生儿与营养参考中心，2022年3月17日至2024年1月10日招募。纳入≤2月龄疑SBI且有LP指征者；采集基线血和CSF，残余样本于-80°C保存。使用Luminex多重免疫分析定量21种免疫激活、内皮功能障碍和神经元损伤相关宿主反应标志物。主要终点为院内死亡；次要/探索终点包括脑膜炎和脓毒症。统计采用Firth惩罚似然logistic回归、假发现率（false discovery rate, FDR）多重校正、log
2转换、AUROC及bootstrap乐观校正、Spearman秩相关。
研究结果：
研究人群：211名摩洛哥站点参与者中，179名有CSF和/或血清样本进入生物标志物人群；16名（9%）达到院内死亡主要严重终点。13份CSF样本因红细胞（red blood cells, RBC）≥100,000 cells/μL排除，最终174名参与最终分析，14例死亡（8%）。136名有血清样本，148名有CSF样本，110名有配对样本；分别11、12、9例死亡。中位入组年龄2.8天（IQR 1.6-10.6），38%女性。最常见临床诊断为脓毒症（75%），其次脑膜炎（25%）和窒息（25%）。所有脑膜炎病例符合可能或实验室确认定义，由CSF白细胞（white blood cells, WBC）计数（26）、CSF培养（7）和/或聚合酶链反应（polymerase chain reaction, PCR）（16）确认。临床脓毒症中仅11%经血培养实验室确认。死亡者年龄更大、出生体重和胎龄更低；性别、入组前抗生素治疗或临床诊断无差异。入组至死亡中位天数5.1天（IQR 2.7-15.5）。
血清生物标志物作为院内死亡预测因子：通过比较死亡与存活者中位浓度并经FDR校正，死亡者基线血清Angpt-2、IL-8、uPAR、IL-10、IL-15较高，TRAIL较低；只有TRAIL、Angpt-2、IL-8和uPAR证据仍强。CRP和PCT（均为入组标准）及IL-6、IL-12p70、ULBP-2/5/6、CHI3L1、IP-10、TNFRSF1A(TNFRI)/TNFR1、TREM-1、NGAL、Tau、S100B、NSE、Angpt-1、VEGFR1/Flt-1无差异。血清标志物在有无实验室确认脓毒症间无差异。Firth回归显示，每倍增IL-8、uPAR和Angpt-2与死亡比值比（odds ratio, OR）升高相关，TRAIL降低相关；完全调整性别、年龄、非常低出生体重（very low birth weight, VLBW）和窒息后，仅TRAIL每倍增仍与死亡OR降低相关（OR 0.29；95% CI 0.09-0.94；p=0.038）。TRAIL区分能力最强（AUROC 0.863；95% CI 0.784-0.934），其次Angpt-2（0.844；0.670-0.974）、IL-8（0.797；0.699-0.893）、uPAR（0.785；0.627-0.927）。将TRAIL加入含年龄、性别、出生体重和窒息的临床模型，AUROC从0.776（校正后0.716）升至0.902（校正后0.849），ΔAUROC=0.126（95% CI 0.031-0.271；校正差异0.133；p=0.018）。
CSF生物标志物作为院内死亡预测因子：死亡者基线CSF PCT、TREM-1和TNFR1较高；FDR校正后仅PCT与主要终点相关。每2倍CSF PCT增加与院内死亡OR升高相关，调整年龄、性别、VLBW和围产期窒息后仍显著（OR 4.07；95% CI 1.49-11.12；p=0.006）。CSF PCT区分院内死亡性能良好（AUROC 0.874；95% CI 0.796-0.953）。加入含年龄、性别、出生体重和窒息的临床模型，AUROC从0.827（校正后0.778）升至0.892（校正后0.850），ΔAUROC=0.065（95% CI 0.012-0.176；校正差异0.072；p=0.004）。
配对血清和CSF分析：Spearman相关显示ULBP-2/5/6（ρ=0.50）、TNFR1（0.49）、TREM-1（0.46）和NGAL（0.46）中度正相关；PCT、IL-6、IL-8、IL-10、IL-12p70、IL-15、uPAR、CHI3L1、IP-10、Angpt-2、NGAL和VEGFR1弱相关（ρ<0.40）；CRP、Angpt-1、NSE、Tau、S100B和TRAIL无显著相关。限制于配对样本后结果无实质性改变：血清TRAIL仍预测死亡最佳（AUROC 0.85；95% CI 0.75-0.95），CSF PCT仍最佳（AUROC 0.85；95% CI 0.73-0.98）。联合血清TRAIL与CSF PCT未较单用血清TRAIL显著改善院内死亡区分（AUROC 0.85；95% CI 0.75-0.95；p=0.896）。
与脑膜炎相关的血清和CSF生物标志物：血清基线标志物在可能或实验室确认脑膜炎有无之间无差异。CSF中IL-6、IL-12p70、TNFR1、TREM-1、Angpt-1、NGAL和NSE在可能或实验室确认脑膜炎者中较高；每倍增与更高脑膜炎OR相关，调整年龄、性别和VLBW后仍相关。在仅限微生物学确认细菌性脑膜炎分析中，仅IL-6较高，每倍增CSF IL-6与更高微生物学确认细菌性脑膜炎OR相关，未调整和调整模型均如此。在可能或实验室确认脑膜炎者中，死亡者CSF PCT和uPAR较高。
讨论部分总结：研究人员认为结果与年长儿童和成人中免疫激活和炎症标志物与不良结局关联的广泛证据一致，并将观察扩展至疾病严重且预后标志物数据有限的人群，显示在基于母亲和新生儿危险因素的临床模型之外改善严重程度区分的探索性潜力。同时评估血清和CSF提供分区宿主反应的新见解。TRAIL为TNF超家族成员和关键免疫调节因子，诱导活化免疫和感染细胞凋亡，通常病毒感染时上调，已用于病毒和细菌感染鉴别；低循环水平与成人及年长儿童脓毒症休克、器官功能障碍、低淋巴细胞和单核细胞计数及死亡相关，也与儿童呼吸道感染和成人COVID-19更差结局相关。本研究发现支持低血清TRAIL作为新生儿和年轻婴儿脓毒症和脑膜炎严重进展和死亡标志。其他uPAR、IL-8、Angpt-2和TREM-1在年长儿童中也有预后价值，TREM-1常为严重度最佳预测因子，但本队列血清TRAIL优于TREM-1，可能与基质有关：本研究用血清，既往TREM-1多用EDTA血浆，凝血可隔离分析物降低浓度，TRAIL可能较少受凝血影响；人群差异也可能贡献。新生儿证据有限且多小样本，既往sTREM-1、IL-8与死亡相关，但IL-6在贝宁和荷兰大型新生儿研究中为最佳，差异可能反映设计、基质、人群、采样时间、抗生素暴露和病因。CSF PCT对死亡预后最强，TREM-1、IL-6、IL-12p70、TNFR1、Angpt-1、NGAL和NSE对可能或实验室确认脑膜炎有良好区分，IL-6与微生物学确认细菌性脑膜炎相关；既往CSF PCT和IL-6诊断细菌与非细菌性脑膜炎准确性好，血标志物在儿童细菌性脑膜炎区分有限，支持CSF评估附加价值；CSF NSE与新生儿脓毒症相关脑病不良结局和儿科结核性脑膜炎死亡相关。局限包括CRP和PCT为入组标准，无法评价独立预后；未系统记录临床评分；死亡数少限制精度；因血浆溶血使用血清；部分重叠人群；症状发作和采样时间不可用且单时间点；多数采样前接受抗生素；脓毒症诊断占优限制诊断特异分析，病毒确诊少。研究结论翻译：在这项对疑似严重细菌感染住院新生儿和年轻婴儿前瞻性队列的二次分析中，较低的血清TRAIL和较高的Angpt-2、IL-8、uPAR浓度与进展至院内死亡相关，TRAIL显示最高区分能力。CSF生物标志物评估扩展这些发现，CSF PCT与死亡最强相关，而IL-6、IL-12p70、TNFR1、TREM-1、Angpt-1、NGAL和NSE与脑膜炎相关，值得进一步研究。这些发现提供免疫激活标志物与患病新生儿和年轻婴儿死亡之间关联的探索性证据。需要在更大、纵向、多中心队列中使用多种生物基质验证，以评估可重复性、表征动力学、定义临床相关阈值。还需进一步研究确定这些标志物最终是否有助于风险分层和及时识别高风险婴儿，指导升级治疗，改善结局，尤其在可预防新生儿死亡仍最高的LMIC。
