轻度胃肠炎伴婴幼儿良性惊厥（benign infantile convulsions associated with mild gastroenteritis，BICE）是一种常见于3岁以下儿童的神经系统疾病，临床表现包括全身性或局灶性惊厥发作。此外，患儿常伴有轻度胃肠炎症状，如呕吐和腹泻，部分患儿还会出现轻度脱水的现象，但通常不伴有显著的酸中毒和电解质紊乱[1-2]。
尽管BICE的确切发病机制尚未完全明确，但已有研究成果表明病毒感染、炎症反应在该病的发病过程中起着重要作用。研究指出，病毒侵袭和随后的免疫应答触发复杂的生物学过程，这些过程最终引发BICE[3-4]。在BICE患儿中检测到的病毒包括轮状病毒（Rotavirus）、诺如病毒（Norovirus）、腺病毒、星状病毒等，其中对轮状病毒和诺如病毒的研究更为深入[5⇓-7]。炎症反应涉及白介素（interleukin，IL）、肿瘤坏死因子（tumor necrosis factor，TNF）等多种细胞因子的变化，这些细胞因子通过血液循环进入中枢神经系统，影响神经细胞的兴奋性和稳定性，进而导致惊厥的发作[8⇓-10]。因此，理解这些病毒的感染与细胞因子在中枢神经系统中的作用，对于揭示BICE的病理机制以及开发新的治疗方法具有重要意义。尽管BICE通常具有良好的预后，但大部分患儿在病程中都会发生≥2次的惊厥发作，反复的惊厥发作不仅会对患儿的身体造成危害，还会增加医疗费用以及家长心理和经济的负担[11⇓-13]。因此，如何识别高风险群体以预防惊厥反复发作已成为当前BICE的研究重点。尽管BICE的临床特征已被广泛研究，但目前尚缺乏一个有效的预测模型来识别反复发作高风险患儿，这限制了临床干预的及时性和有效性。本研究通过对BICE患儿肠道病毒和细胞因子的研究，构建预测模型，旨在疾病早期阶段识别出有多次惊厥发作风险的患儿，以期为BICE患儿的个性化治疗方案提供指导。
1 对象与方法
1.1 研究对象
1.2 研究方法
所有患儿入院后即刻抽取静脉血行血常规、细胞因子以及粪便病毒检测。收集患儿的基线临床资料和实验室检查数据，包括性别、年龄、白细胞（white blood cell，WBC）计数、中性粒细胞绝对值（absolute neutrophil count，ANC）、淋巴细胞绝对值（absolute lymphocyte count，ALC）、血红蛋白（hemoglobin，Hb）质量浓度、血小板（platelet，PLT）计数、C反应蛋白（C-reactive protein，CRP）、IL-2、IL-4、IL-6、IL-10、IL-17A、TNF-α、轮状病毒抗原、诺如病毒RNA检测数据等。
根据本研究纳入的85例患儿病程第1日至第3日惊厥发作次数的中位数（2次），将BICE患儿分为观察组（≥2次）和对照组（1次）。
1.3 统计学方法
根据Logistic回归分析样本量计算的经验法则，每个自变量至少应有5~20个事件，本研究预计最终纳入模型的自变量个数≤5，按最小样本量5倍计算，观察组或者对照组样本量至少为25例，本研究纳入病例数基本满足要求。采用SPSS 25.0进行数据分析。计数资料用n（%）表示，组间比较采用χ 2检验。使用Shapiro-Wilk 检验各组计量资料的正态性，正态分布及近似正态分布的计量资料采用$\bar{x} \pm s$表示，方差齐的2组资料比较用独立样本t检验，方差不齐者用t´检验。偏态分布的计量资料采用M（P25，P75）表示，2组资料比较用Mann-Whitney U检验，中位数差值的置信区间用Hodges-Lehmann估计法。将肠道病毒、细胞因子和惊厥发作次数进行Spearman秩相关分析。以观察组为因变量，单因素分析差异有统计学意义的变量为自变量，进行多因素Logistic回归分析，得出BICE反复发作的独立危险因素。通过R 4.2.2统计软件的rms程序包构建预测BICE反复发作的列线图模型，绘制模型的受试者操作特征（receiver operating characteristic，ROC）曲线，计算曲线下面积（area under curve，AUC），评估列线图模型区分度，绘制校准曲线和决策曲线分析对模型进行评估和验证。所有统计分析基于双侧假设检验，P < 0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 一般资料
共纳入85例BICE患儿，男46例（54.1％）、女39例（45.9％），年龄（1.67±0.54）岁。其中观察组60例（70.6%），对照组25例（29.4%），2组性别、年龄与对照组比较，差异无统计学意义（均P > 0.05）。见表1。
表1 观察组和对照组患儿临床资料比较Table 1 Comparison of clinical data between the observation group and the control group |
| 变 量 | 观察组（n=60） | 对照组（n=25） | χ 2/t/Z值 | P值 | 差值95%可信区间 | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 下限 | 上限 | |||||
| 男性/n（%） | 29（48.3） | 17（68.0） | 2.749 | 0.097 | -0.42 | 0.03 |
| 年龄/岁 | 1.64±0.55 | 1.74±0.53 | 0.717 | 0.476 | -0.35 | 0.16 |
| WBC/（×109/L） | 7.15（5.73，9.98） | 6.80（5.80，8.48） | 0.531 | 0.335 | -0.90 | 1.80 |
| ANC/（×109/L） | 3.10（2.48，6.25） | 2.57（1.86，4.70） | 1.621 | 0.700 | -0.20 | 1.49 |
| ALC/（×109/L） | 2.80（2.10，3.61） | 3.10（2.33，4.15） | 0.888 | 0.300 | -0.90 | 0.36 |
| Hb/（g/L） | 120.1±10.3 | 117.8±9.6 | 0.962 | 0.339 | -0.25 | 0.71 |
| PLT/（×109/L） | 297.67±88.39 | 304.36±88.64 | 0.318 | 0.751 | -48.58 | 35.19 |
| CRP/（mg/L） | 2.60（0.90，7.50） | 4.00（1.56，6.45） | 0.874 | 0.382 | -2.80 | 0.80 |
| 轮状病毒阳性/n（%） | 17（28.3） | 2（8.0） | 4.204 | 0.040 | 0.05 | 0.36 |
| 诺如病毒阳性/n（%） | 40（66.7） | 9（36.0） | 6.797 | 0.009 | 0.08 | 0.53 |
| IL-2/（pg/mL） | 0.44（0.30，0.83） | 0.30（0.30，0.69） | 1.019 | 0.308 | -0.04 | 0.23 |
| IL-4/（pg/mL） | 0.31（0.20，1.03） | 0.30（0.20，0.75） | 0.395 | 0.693 | -0.10 | 0.12 |
| IL-6/（pg/mL） | 3.20（1.42，6.49） | 0.60（0.30，2.33） | 4.341 | <0.001 | 0.96 | 3.31 |
| IL-10/（pg/mL） | 6.13（4.29，9.15） | 3.10（0.30，6.91） | 3.535 | <0.001 | 1.84 | 4.70 |
| TNF-α/（pg/mL） | 0.58（0.30，0.87） | 0.20（0.20，0.60） | 3.185 | 0.001 | 0.10 | 0.38 |
| IL-17A/（pg/mL） | 0.90（0.53，1.10） | 0.90（0.30，0.90） | 1.111 | 0.267 | -0.03 | 0.50 |
2.2 BICE影响因素分析
观察组WBC、ANC、ALC、Hb、PLT、CRP与对照组比较，差异均无统计学意义（均P > 0.05）。观察组轮状病毒、诺如病毒阳性率以及IL-6、IL-10和TNF-α水平均高于对照组，差异有统计学意义（均P < 0.05）。观察组IL-2、IL-4和IL-17A水平与对照组比较差异无统计学意义（均P > 0.05）。见表1。
2.3 惊厥发作次数与肠道病毒、细胞因子水平的相关性分析
惊厥发作次数与诺如病毒、IL-6、IL-10和TNF-α均呈正相关（均P < 0.05）。见表2。
表2 惊厥发作次数与肠道病毒、细胞因子的相关性分析Table 2 Correlation analysis between the number of convulsions and enterovirus and cytokine |
| 变 量 | 惊厥发作次数 | |
|---|---|---|
| rs值 | P值 | |
| 轮状病毒 | 0.159 | 0.147 |
| 诺如病毒 | 0.255 | 0.018 |
| IL-2 | 0.087 | 0.428 |
| IL-4 | -0.026 | 0.812 |
| IL-6 | 0.542 | <0.001 |
| IL-10 | 0.599 | <0.001 |
| TNF-α | 0.405 | <0.001 |
| IL-17A | 0.055 | 0.619 |
2.4 多因素Logistic回归分析
以分组数据为因变量，将P < 0.05的指标（IL-6、IL-10、TNF-α、诺如病毒）为自变量，进行多因素Logistic回归分析，结果显示IL-6、IL-10、诺如病毒是BICE反复发作的独立危险因素（P < 0.05）。见表3。
表3 BICE的多因素Logistic回归分析Table 3 Multivariate logistic regression analysis of BICE |
| 变量 | β值 | β值标准误 | Wald χ 2值 | P值 | OR值 | OR值的95%CI | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 下限 | 上限 | ||||||
| IL-6 | 0.609 | 0.216 | 7.994 | 0.005 | 1.839 | 1.206 | 2.806 |
| IL-10 | 0.235 | 0.098 | 5.735 | 0.017 | 1.264 | 1.044 | 1.532 |
| 诺如病毒阳性 | 1.734 | 0.665 | 6.797 | 0.009 | 5.662 | 1.538 | 20.849 |
注：赋值如下，分组数据（观察组赋值为2，对照组赋值为1），诺如病毒（阴性赋值为0，阳性赋值为1），IL-6（实际值），IL-10（实际值）。 |
2.5 列线图模型的构建
根据多因素Logistic回归分析结果，构建BICE反复发作的列线图模型。见图1。
2.6 ROC曲线的构建
构建预测BICE反复发作列线图模型的ROC曲线，AUC为0.869，灵敏度为75% ，特异度为84%，提示该预测模型区分度较好。见图2。
2.7 校准曲线的构建
构建预测BICE反复发作的校准曲线，校准曲线接近理想对角线，提示该预测模型预测能力较好。见图3。
2.8 决策曲线的构建
3 讨论
BICE患儿接近半数表现为反复发作，及时地识别和干预对于减少治疗费用和减轻患儿家庭负担至关重要[16]。目前，关于BICE反复发作的研究较少，尤其在利用细胞因子预测其发作方面的研究有限。因此，深入探索有效的预测因子，构建预测模型，对于提高治疗效果和患儿的生活质量具有极大的临床价值。
轮状病毒、诺如病毒都会引起婴幼儿腹泻，它们主要感染小肠上皮细胞，造成上皮细胞损伤而引起腹泻。近几年许多研究结果显示BICE患儿粪便轮状病毒或诺如病毒阳性，推测这些病毒可能侵及大脑神经细胞，直接或间接引起惊厥发作[3,6,10,17]。本研究纳入的85例BICE患儿诺如病毒阳性率57.6%明显高于轮状病毒阳性率22.4%，进一步分析显示诺如病毒是BICE反复发作的独立危险因素之一。有研究显示BICE反复发作患儿的血液和脑脊液中诺如病毒阳性率显著高于阴性率，提示诺如病毒可以穿透胃肠道黏膜进入血液和脑脊液从而导致惊厥的反复发作[10]。然而，截至目前，关于诺如病毒如何引起BICE反复发作的病理生理学研究仍显不足，后续应对此进行更深入的探讨。
细胞因子在BICE的病理机制中扮演着关键角色，其具体作用主要体现在免疫功能的异常以及T细胞激活的复杂变化上[18]。研究显示BICE患儿中存在一定程度的免疫功能紊乱，特别是在T细胞亚群的激活以及多种细胞因子的表达水平上[19]。辅助性T细胞（T helper cell，Th细胞）是免疫调控的关键细胞，可分为Th1和Th2亚群，遇抗原刺激后增殖分化并分泌细胞因子。正常生理状态时两者保持动态平衡，感染等因素会打破平衡，使Th1细胞多分泌IL-2、TNF-α（与细胞免疫相关），Th2细胞多分泌IL-4、IL-6和IL-10（与体液免疫和炎症抑制相关）。这种免疫平衡的破坏，不仅影响了机体的免疫应答，还是BICE患儿惊厥发作的潜在机制之一。因此，深入探究细胞因子在BICE中的作用，对于理解疾病的发生发展以及寻找新的治疗策略具有重要意义。
胃肠炎伴惊厥的患儿体内剧烈的免疫反应涉及细胞因子的变化，这些变化的细胞因子通过血液循环影响中枢神经系统，改变神经细胞的兴奋性，从而导致惊厥的发生[20-21]。有文献报道，IL-6是一种多效性细胞因子，在免疫系统和神经系统中都发挥着重要作用[22]。另外，IL-6的失调与慢性炎症和多因素自身免疫性疾病有关[23]。IL-10具有双重作用，一方面，通过抑制炎症反应，减轻神经元损伤，保护神经细胞。另一方面，IL-10也可能参与调节免疫反应，促进免疫细胞的活化和增殖[24-25]。TNF-α是一种促炎细胞因子，通过调节炎症反应、细胞凋亡和其他细胞因子的表达，参与BICE的病理过程[26-27]。有研究表明IL-6联合TNF-α可以促进T淋巴细胞的分化，从而引发抽搐症状[27]。也有研究表明BICE患儿急性期外周血IL-10表达水平明显升高，且IL-10表达水平与病程中的惊厥发作次数呈正相关。值得注意的是，在恢复期，IL-10的水平又逐渐降至正常范围，推测IL-10表达水平的升高可能是机体对炎症反应的一种调节机制[28]。一些学者发现BICE患儿的IL-6、IL-10和TNF-α水平高于单纯胃肠炎患儿，这些细胞因子的变化不仅在一定程度上反映患儿脑损伤程度，还可能成为评估疾病严重程度的重要指标[24]。此外，也有研究显示中枢神经系统疾病患者的TNF-α水平显著升高，推测与核转录因子-κB信号通路有关[29-30]。本研究中观察组患儿IL-6、IL-10和TNF-α水平明显高于对照组，与上述文献报道一致，表明BICE反复发作患儿体内免疫失衡更强烈，过度表达的细胞因子会兴奋中枢神经系统导致惊厥发生，推测这些细胞因子的表达水平与BICE的严重程度相关。本研究还发现IL-6和IL-10在列线图的单项分数较高，提示这2种细胞因子对惊厥反复发作的影响较大，临床工作中更需要留意它们，及时将其纠正至正常水平以避免惊厥再发。尽管近期研究显示IL-17A在惊厥发生中扮演着关键角色，但本项研究尚未观察到IL-17A与惊厥反复发作之间存在相关性，这一结果可能受到本研究样本量偏小的影响[31]。
本研究通过筛选肠道病毒和细胞因子对BICE反复发作风险的独立影响因素构建列线图，该模型经过ROC曲线、校准曲线和决策曲线分析评估，经验证具有较好的预测性与准确性，有助于在疾病早期识别出有多次惊厥发作风险的患儿。据此采取具有针对性的预防措施，可以有效预防惊厥的再发。本研究也存在不足之处：首先，样本量偏少，未来的工作将进行多中心、大样本的前瞻性研究以构建更准确的预测模型。其次，本研究仅考虑发病初期的细胞因子水平，未统计疾病进展过程中细胞因子的动态变化，未来的研究计划会纳入时间序列分析，以期更深入地理解细胞因子和惊厥反复发作的关系。另外，本研究未涉及基因对BICE反复发作风险的潜在影响，未来的研究将整合基因组学数据，以期为识别BICE反复发作的高风险患儿提供理论依据。
综上所述，本研究基于诺如病毒、IL-6和IL-10构建的列线图模型能对BICE反复发作的风险进行评估，以便早期识别高风险患儿，从而采取更有针对性的预防和治疗措施。
利益冲突声明：本研究未受到企业、公司等第三方资助，不存在潜在利益冲突。