Expression levels and clinical significance of cerebrospinal fluid Annexin A2 and S100 calcium binding protein A10 levels in patients with secondary intracranial infection after craniocerebral surgery
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摘要:目的
探讨颅脑术后继发颅内感染患者脑脊液膜联蛋白A2(Annexin A2)和S100钙结合蛋白A10(S100A10)表达水平及临床意义。
方法选取收治的颅脑术后继发颅内感染患者120例为试验组，选取同期颅脑术后未感染的120例患者为对照组。采用酶联免疫吸附测定(ELISA)检测脑脊液中Annexin A2、S100A10水平; 采用Pearson相关分析法分析Annexin A2、S100A10与各临床指标的相关性; 采用Logistic回归分析法分析颅脑术后继发颅内感染的影响因素; 采用受试者工作特征(ROC)曲线分析Annexin A2、S100A10水平对颅脑术后继发颅内感染的预测价值。
结果试验组的糖尿病占比、脑脊液渗漏占比、血乳酸脱氢酶(LDH)、脑脊液中Annexin A2及S100A10水平高于对照组，差异有统计学意义(P＜0.05)。颅内感染患者脑脊液中Annexin A2与S100A10、血LDH水平呈正相关, S100A10水平与LDH水平呈正相关(P＜0.05)。多因素Logistic回归分析显示，糖尿病、脑脊液渗漏、血LDH、脑脊液中Annexin A2和S100A10均是颅脑术后继发颅内感染的独立影响因素(P＜0.05)。ROC曲线显示，脑脊液中Annexin A2、S100A10水平单独预测及二者联合预测颅脑术后继发颅内感染的曲线下面积(AUC)分别为0.788、0.768、0.865, 其中联合预测AUC大于二者单独预测(P＜0.05)。
结论颅脑术后继发颅内感染患者脑脊液中Annexin A2、S100A10表达水平升高，是颅脑术后继发颅内感染的独立影响因素，二者联合预测价值较高。
Abstract:ObjectiveTo investigate expression levels and clinical significance of annexin A2 and S100 calcium binding protein A10 (S100A10) in cerebrospinal fluid of patients with secondary intracranial infection after craniocerebral surgery.
MethodsA total of 120 patients with secondary intracranial infection after craniocerebral surgery were selected as test group, while 120 patients with no infection after craniocerebral surgery in the same period were selected as control group. The levels of Annexin A2 and S100A10 in cerebrospinal fluid were detected by enzyme-linked immunosorbent assay(ELISA). Pearson correlation analysis was applied to analyze the correlations of Annexin A2 and S100A10 with clinical indicators. Logistic regression analysis was applied to analyze the influencing factors of secondary intracranial infection after craniocerebral surgery. Receiver operator characteristic (ROC) curve was applied to analyze the predictive value of Annexin A2 and S100A10 levels for the occurrence of secondary intracranial infection after craniocerebral surgery.
ResultsThe proportions of diabetes and cerebrospinal fluid leakages, blood l actate dehydrogenase (LDH), cerebrospinal fluid Annexin A2 and S100A10 levels in the test group were higher than those in the control group (P < 0.05). Annexin A2 in cerebrospinal fluid of patients with intracranial infection was positively correlated with S100A10, LDH, and S100A10 level was positively correlated with LDH (P < 0.05). Multivariate Logistic regression analysis showed that diabetes, cerebrospinal fluid leakage, blood LDH, Annexin A2 and S100A10 in cerebrospinal fluid were independent influencing factors for secondary intracranial infection after craniocerebral surgery (P < 0.05). ROC results showed that the AUCs of Annexin A2 level or S100A10 level alone in cerebrospinal fluid and their combined prediction for secondary intracranial infection after craniocerebral surgery was 0.788, 0.768 and 0.865 respectively, the AUC of combined prediction was larger than that of the single prediction (P < 0.05).
ConclusionThe expression levels of Annexin A2 and S100A10 are increased in cerebrospinal fluid of patients with secondary intracranial infection after craniocerebral surgery, which are independent influencing factors for secondary intracranial infection after craniocerebral surgery. Their combination has higher predictive value for secondary intracranial infection after craniocerebral surgery.
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脓毒症是具有高发病率、高病死率特征的感染性疾病，是导致儿童死亡的主要原因之一[1]。研究[2]报道每年全球约有300万例新生儿和120万例儿童被确诊为脓毒症。受卫生条件、医疗设施等因素的限制，发展中国家脓毒症的发病率和儿童重症监护病房中的患病率显著超过了发达国家和中高收入国家的平均水平[3]。脓毒症发展较为迅速，若治疗不及时，可能会导致多器官功能衰竭、感染性休克等并发症，危及患儿生命安全。早期诊断并采取特异性的治疗措施对提高脓毒症患儿存活率、改善预后至关重要。本研究探讨血清降钙素原(PCT)、抗凝血酶Ⅲ (AT-Ⅲ)、D-二聚体(D-D)、纤维蛋白原(FIB)、凝血酶时间(TT)、活化部分凝血酶时间(APTT)、凝血酶原时间(PT)等水平变化与脓毒症患儿病情严重程度的相关性，现将结果报告如下。
1. 资料与方法
1.1 一般资料
选取2020年6月—2023年6月湖南医药学院总医院儿童重症监护室(PICU)收治的脓毒症患儿82例作为脓毒症组，男50例，女32例，年龄1个月~13岁，平均(1.69±2.92)岁。另选取同期本院普通病房呼吸道感染患儿90例为普通感染组，男59例，女31例，年龄1个月~12岁，平均(2.01±2.86)岁。再选取儿童保健科健康体检儿童100例为对照组，男67例，女33例，年龄1个月~12岁，平均(2.55±3.54)岁。3组一般资料比较，差异无统计学意义(P>0.05), 具有可比性。
纳入标准: ①脓毒症组患儿病情符合《儿童脓毒性休克(感染性休克)诊治专家共识(2015版)》[4]中脓毒症诊断标准; ②年龄≤14岁者; ③普通感染组患儿病情符合《急性上呼吸道感染基层诊疗指南(实践版·2018)》[5]中诊断标准; ④对照组儿童无体检异常结果; ⑤所有纳入患儿家属均已签署知情同意书。排除标准: ①有重大手术、外伤者; ②伴有免疫系统疾病者; ③伴有恶性肿瘤者; ④伴有血液系统疾病者; ⑤伴有凝血功能障碍者。本研究获得湖南医药学院总医院医学伦理委员会的批准(批件号: 快KY-2020033103)。
1.2 研究方法
对所有纳入研究的儿童进行详细的病史询问和体格检查，根据具体情况实施必要的辅助检查和相应的治疗措施。治疗前，按照规定的流程采集外周静脉血液标本，采用CA-7000型全自动凝血分析仪对PT、APTT、TT和FIB进行检测; 采用免疫化学发光法对血清PCT进行定量分析; 血清AT-Ⅲ则通过免疫散射比浊法进行测定; 血清D-D采用自动胶乳增强免疫测定法检测; 使用日本Sysmex公司和中国星童医疗技术有限公司生产的试剂盒，操作过程均严格遵循试剂盒说明书。所有实验室指标数据来自入院后24 h内，其正常值参考范围: PT为11.0~14.5 s, APTT为22.7~40.7 s, TT为11.5~20.0 s, FIB为2~4 g/L, D-D为0.01~0.50 mg/L, PCT < 0.5 μg/L, AT-Ⅲ为80%~120%。
1.3 统计学分析
采用SPSS 27.0统计分析软件进行分析，符合正态分布的计量资料用(x±s)表示，多组间比较采用单因素方差分析, 2组比较采用独立样本t检验; 不符合正态分布的计量资料采用中位数及四分位数间距[M(P25, P75)]表示，多组间比较采用Mann-Whitey秩和检验，两组间比较采用Pearson相关性分析，绘制受试者工作特征(ROC)曲线评价各项指标在诊断中的效能, P < 0.05为差异有统计学意义。
2. 结果
2.1 3组实验室指标比较
纳入的272例患儿中, PT延长者59例(21.7%), APTT延长者106例(39.0%), TT延长者60例(22.1%), FIB<2 g/L者91例(33.4%), D-D升高者168例(61.8%), PCT>0.5 μg/L者102例(37.5%), AT-Ⅲ下降者44例(16.2%)。与普通感染组、对照组比较，脓毒症组血清PCT、D-D升高，凝血4项中TT、APTT、PT延长，AT-Ⅲ、FIB水平降低，差异均有统计学意义(P < 0.05), 见表 1。
表 1 3组血清学指标比较[M(P25, P75)]指标 脓毒症组(n=82) 普通感染组(n=90) 对照组(n=100) F/Z/χ2 P PCT/(μg/L) 9.84(1.72, 19.00) 0.13(0.09, 0.23) 0.13(0.10, 0.26) 138.153 < 0.001 AT-Ⅲ/% 88.50(72.00, 99.00) 102.00(95.00, 108.00) 101.00(96.00, 108.00) 73.389 < 0.001 D-D/(mg/L) 6.50(1.92, 11.78) 0.86(0.50, 1.89) 0.50(0.36, 0.57) 139.764 < 0.001 PT/s 17.05(13.47, 32.50) 12.65(11.90, 13.40) 12.80(12.22, 13.47) 94.441 < 0.001 APTT/s 68.60(41.20, 89.00) 36.50(32.65, 40.35) 36.95(32.20, 39.27) 86.732 < 0.001 TT/s 20.90(18.17, 25.97) 16.85(15.67, 18.30) 16.40(15.80, 17.37) 78.343 < 0.001 FIB/(g/L) 1.81(1.25, 2.57) 2.88(2.02, 3.59) 2.77(2.31, 3.08) 45.809 < 0.001 PCT: 降钙素原; AT-Ⅲ: 抗凝血酶Ⅲ; D-D: D-二聚体; PT: 凝血酶原时间; APTT: 活化部分凝血酶时间;
TT: 凝血酶时间; FIB: 纤维蛋白原。2.2 血清PCT、AT-Ⅲ、D-D、PT、APTT、TT、FIB水平诊断儿童脓毒症的价值
血清PCT、AT-Ⅲ、D-D、PT、APTT、TT、FIB水平诊断儿童脓毒症的曲线下面积分别为0.949、0.174、0.911、0.869、0.855、0.834、0.242, 其中血清PCT的诊断价值最高，其截点值为0.62 μg/L时的约登指数最大，诊断灵敏度、特异度分别为86.6%、79.0%; 7项指标联合诊断儿童脓毒症的曲线下面积为0.966。见表 2、图 1。
表 2 血清PCT、AT-Ⅲ、D-D与凝血4项诊断脓毒症的效能分析指标 曲线下面积 截点值 灵敏度/% 特异度/% 95%CI P PCT 0.949 0.62 μg/L 86.6 79.0 0.918~0.980 < 0.001 AT-Ⅲ 0.174 93.50 % 29.3 83.2 0.121~0.226 < 0.001 D-D 0.911 1.53 mg/L 78.0 17.4 0.872~0.950 < 0.001 PT 0.869 13.30 s 79.3 27.4 0.819~0.920 < 0.001 APTT 0.855 40.80 s 76.8 20.5 0.800~0.911 < 0.001 TT 0.834 17.95 s 78.0 21.6 0.775~0.893 < 0.001 FIB 0.242 1.97 s 46.3 82.6 0.176~0.309 < 0.001 联合诊断 0.966 — 89.2 84.5 0.891~0.983 < 0.001 3. 讨论
脓毒症是一种全身性感染导致的严重炎症反应综合征，其病理改变特征是免疫炎症反应和凝血系统的异常激活。研究[1-2]发现脓毒症可以引发严重的凝血系统异常和器官功能衰竭，危及患者生命。儿童因免疫系统发育不成熟，一旦出现脓毒症，病情可以迅速恶化，大多数死亡病例出现在入院后3~7 d[6]。早期诊断对于改善脓毒症患儿的预后至关重要[7]。
PCT是在病原微生物刺激下分泌的一种糖蛋白，作为全身性感染的生物标志物，其与细胞壁相关的代谢产物诱导的炎症损伤相关，机体发生感染后的PCT水平在2~6 h显著升高[8]。PCT的敏感性和特异性均较高，已被广泛应用于脓毒症的早期诊断、严重程度判断、病情变化的监测、疾病预后等方面[9]。PODDAR B等[10]对82例患者的分析结果显示，重症脓毒症患者的PCT水平显著高于普通脓毒症患者。罗辑[11]分析了90例全身炎症反应综合征患者的数据发现, PCT在脓毒症早期的诊断中具有较高的准确性和临床应用价值。本研究结果发现，脓毒症组PCT水平显著升高(P < 0.05), 表明PCT水平的增高与全身炎症反应的加重及脓毒症发生呈正相关。
D-D作为一种纤维溶解蛋白的特异性降解产物，其主要是借助纤溶酶对交联纤维蛋白原的分解作用，能够有效介导纤维蛋白的溶解，也是评估弥散性血管内凝血(DIC)的重要指标[12-13]。研究[14]发现炎症反应可引起D-D水平显著升高，并与感染的严重程度呈正相关性。研究[15]发现脓毒症患者D-D水平显著升高，表明D-D是凝血功能障碍的早期敏感标志物，也说明其在脓毒症的病情变化中起到了重要的作用。李莹欣等[16]通过腹腔内注射脂多糖的方法建立了脓毒症小鼠模型，采用ELISA法检测发现，与正常组相比，模型鼠血浆D-D显著升高，表明D-D是凝血功能障碍的早期敏感标志物。本研究中，与普通感染组和对照组相比，脓毒症组D-D水平显著升高(P < 0.05), 表明了脓毒症患儿体内凝血与纤维蛋白溶解系统存在失衡，其原因可能是脓毒症发生时病原体对机体的直接侵袭及其毒素对微循环的影响，引起了炎症介质释放及细胞因子的激活，进而激活凝血过程，同时干扰了抗凝和纤维蛋白溶解系统的正常功能，最后导致凝血异常和D-D水平增高。
AT-Ⅲ是人体血液中的关键抗凝成分，其主要由肝实质细胞产生，作为一种丝氨酸蛋白酶的抑制剂, AT-Ⅲ能够与多种特定的蛋白协同作用，有效抑制凝血过程，具有显著的抗凝活性[17]。脓毒症发生发展过程中, AT-Ⅲ的活性可能减少至正常水平的20%~40%, 这可能与肝脏中的AT-Ⅲ生成减少、与凝血酶结合后消耗增加以及毛细血管通透性变化导致AT-Ⅲ渗出等因素有关[18]。本研究发现脓毒症组患儿的AT-Ⅲ水平显著低于普通感染组、对照组(P < 0.05), 表明脓毒症会对AT-Ⅲ活性的表达产生抑制作用。
凝血功能4项是用于评估凝血功能的检测指标，研究[19-20]发现脓毒症引发凝血功能异常时，抗凝血酶的活性常会出现显著下降，并且这一变化与病情的严重程度密切相关，有可能诱发多器官功能障碍综合征。PT是评估外源性凝血系统功能的重要指标，PT延长通常反映机体处于低凝状态[21]。APTT是一种反映内源性凝血系统功能的指标, PT和APTT的延长分别反映了外源性及共同凝血途径、内源性及共同凝血途径的凝血因子活性减弱。TT反映了纤维蛋白原转化为纤维蛋白所需的时间，而FIB则直接反映了纤维蛋白原的含量，其水平降低常见于原发性纤维蛋白溶解症[22]。本研究发现，与普通感染组和对照组相比，脓毒症组PT、APTT和TT显著延长，而FIB水平却显著下降(P < 0.05)，表明通过凝血功能4项检测可以早期有效诊断儿童脓毒症。
本研究结果显示，血清PCT在诊断效能上有最大的曲线下面积，而AT-Ⅲ的诊断曲线下面积最小，而7个指标联合诊断儿童脓毒症的曲线下面积均高于任一指标单独诊断，表明在临床中通过检测这些血清学指标，可以实现对儿童脓毒症的早期识别，并且为早期使用抗生素提供重要依据。研究[23]发现PCT在脓毒症的早期诊断方面具有较高的灵敏度及特异度，能够在一定程度上准确反映患者病情的动态变化。袁鼎山等[24]研究了血清PCT等指标在脓毒症诊断中的效能，结果表明血清PCT的诊断曲线下面积最大，其诊断的灵敏度、特异度均较高，与本研究结果相符。
综上所述，脓毒症患儿血清AT-Ⅲ、FIB水平均显著下降, PCT、D-D、PT、APTT、TT均呈现升高趋势，上述指标对脓毒症患儿的早期诊断及鉴别有重要的临床意义。
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表 1 对照组和试验组临床资料比较(x±s)[n(%)]
临床资料 对照组(n=120) 试验组(n=120) t/χ2 P 年龄/岁 42.13±13.25 41.88±13.19 0.146 0.884 男 66(55.00) 68(56.67) 0.068 0.795 体质量指数/(kg/m2) 21.84±6.57 22.16±6.35 0.384 0.702 高血压 49(40.83) 58(48.33) 1.336 0.242 糖尿病 24(20.00) 50(41.67) 13.207 < 0.001 高脂血症 15(12.50) 17(14.17) 0.144 0.704 脑脊液渗漏 26(21.67) 55(45.83) 15.672 < 0.001 手术持续时间≥3 h 32(26.67) 48(31.67) 0.726 0.394 手术类型 择期手术 58(48.33) 65(54.17) 0.817 0.366 急诊手术 62(51.67) 55(45.83) 脑脊液外引流术 13(10.83) 20(16.67) 1.722 0.189 血降钙素原/(μg/L) 2.66±0.85 2.86±0.92 1.749 0.082 血降钙素原/(mg/L) 7.71±2.24 8.18±2.11 1.673 0.096 乳酸脱氢酶/(U/L) 189.95±58.94 306.37±94.39 11.460 < 0.001 膜联蛋白A2/(ng/L) 1.49±0.46 2.10±0.62 8.656 < 0.001 S100钙结合蛋白/(ng/L) 1.01±0.31 1.38±0.43 7.646 < 0.001 
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表 2 多因素Logistic回归分析颅脑术后继发颅内感染的影响因素
变量 β SE Wald OR 95%CI P 上限 下限 糖尿病 1.584 0.520 9.286 4.876 1.760 13.509 0.002 脑脊液渗漏 1.568 0.484 10.493 4.795 1.857 12.378 0.001 乳酸脱氢酶 0.021 0.003 41.649 1.021 1.015 1.028 < 0.001 膜联蛋白A2 2.402 0.523 21.089 11.050 3.963 30.806 < 0.001 S100钙结合蛋白A10 2.742 0.608 20.313 15.515 4.709 51.117 < 0.001
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表 3 脑脊液中Annexin A2、S100A10水平对颅脑术后发生继发颅内感染的预测价值
指标 AUC 95%CI 敏感度/% 特异度/% 临界值 P 膜联蛋白A2 0.788 0.731~0.838 72.50 77.50 1.85 ng/L < 0.001 S100钙结合蛋白A10 0.768 0.709~0.820 72.50 75.83 1.33 ng/L < 0.001 二者联合 0.865 0.815~0.905 76.67 80.00 — < 0.001
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[1] WANG L Y, CAO X H, SHI L K, et al. Risk factors for intracranial infection after craniotomy: A case-control study[J]. Brain Behav, 2020, 10(7): e01658. doi: 10.1002/brb3.1658
[2] RICE C J, CHO S M, MARQUARDT R J, et al. Clinical course of infectious intracranial aneurysm undergoing antibiotic treatment[J]. Neurol Sci, 2019, 403: 50-55. doi: 10.1016/j.jns.2019.06.004
[3] 吴小莉, 王波, 胡昔奇, 等. "四洗法"消毒预防脑室-腹腔分流术后颅内感染的效果分析[J]. 实用临床医药杂志, 2022, 26(6): 23-25, 39. doi: 10.7619/jcmp.20213904 [4] 叶波, 叶斌. 术后颅内感染相关危险因素及早期炎症指标表达特点分析[J]. 中南医学科学杂志, 2018, 46(6): 646-649. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HYYY201806023.htm [5] DALLACASAGRANDE V, HAJJAR K A. Annexin A2 in Inflammation and Host Defense[J]. Cells, 2020, 9(6): 1499. doi: 10.3390/cells9061499
[6] LOU Y, HAN M, LIU H, et al. Essential roles of S100A10 in Toll-like receptor signaling and immunity to infection[J]. Cell Mol Immunol, 2020, 17(10): 1053-1062. doi: 10.1038/s41423-019-0278-1
[7] 中华医学会神经外科学分会, 中国神经外科重症管理协作组. 中国神经外科重症患者感染诊治专家共识(2017)[J]. 中华医学杂志, 2017, 97(21): 1607-1614. doi: 10.3760/cma.j.issn.0376-2491.2017.21.005 [8] GUERIN B, VORK D L, EGUIGUREN L, et al. Labyrinthine Sequestrum: A Case Report and Review of the Literature[J]. Otol Neurotol, 2018, 39(3): 340-343. doi: 10.1097/MAO.0000000000001676
[9] MO S, WEI L, CHEN H, et al. A chinese case of prevotella intermedia and streptococcus constellatus intracranial mixed infection[J]. Metab Brain Dis, 2018, 33(1): 161-166. doi: 10.1007/s11011-017-0142-x
[10] HUSSEIN K, RABINO G, FEDER O, et al. Risk factors for meningitis in neurosurgical patients with cerebrospinal fluid drains: prospective observational cohort study[J]. Acta Neurochir (Wien), 2019, 161(3): 517-524. doi: 10.1007/s00701-019-03801-y
[11] GU L, YANG X L, YIN H K, et al. Application value analysis of magnetic resonance imaging and computed tomography in the diagnosis of intracranial infection after craniocerebral surgery[J]. World Clin Cases, 2020, 8(23): 5894-5901. doi: 10.12998/wjcc.v8.i23.5894
[12] GABEL M, ROYER C, THAHOULY T, et al. Annexin A2 Egress during Calcium-Regulated Exocytosis in Neuroendocrine Cells[J]. Cells, 2020, 9(9): 2059. doi: 10.3390/cells9092059
[13] NA POMBEJRA S, SALEMI M, PHINNEY B S, et al. The Metalloprotease, Mpr1, Engages AnnexinA2 to Promote the Transcytosis of Fungal Cells across the Blood-Brain Barrier[J]. Front Cell Infect Microbiol, 2017, 7: 296. doi: 10.3389/fcimb.2017.00296
[14] ZHOU C M, LUO L M, LIN P, et al. Annexin A2 regulates unfolded protein response via IRE1-XBP1 axis in macrophages during P. aeruginosa infection[J]. Leukoc Biol, 2021, 110(2): 375-384. doi: 10.1002/JLB.3A1219-686RR
[15] FANG W, FA Z Z, XIE Q, et al. Complex Roles of Annexin A2 in Host Blood-Brain Barrier Invasion by Cryptococcus neoformans[J]. CNS Neurosci Ther, 2017, 23(4): 291-300. doi: 10.1111/cns.12673
[16] BHARADWAA, KEMPSTER E, WAISMAN D M. The Annexin A2/S100A10 Complex: The Mutualistic Symbiosis of Two Distinct Proteins[J]. Biomolecules, 2021, 11(12): 1849. doi: 10.3390/biom11121849
[17] ZHANG H, LU D, ZHANG Y, et al. Annexin A2 regulates Mycoplasma bovis adhesion and invasion to embryo bovine lung cells affecting molecular expression essential to inflammatory response[J]. Front Immunol, 2022, 13(1): 974006.
[18] ZHANG Y, YANG X, ZHU X L, et al. S100A gene family: immune-related prognostic biomarkers and therapeutic targets for low-grade glioma[J]. Aging (Albany NY), 2021, 13(11): 15459-15478.
[19] LEE T, BULETKO A B, MATTHEW J, et al. Bloodstream infection is associated with subarachnoid hemorrhage and infectious intracranial aneurysm in left ventricular assist devices[J]. Perfusion, 2020, 35(2): 117-120. doi: 10.1177/0267659119858853
[20] ZHONG X, LI X, SHAO S, et al. A case of infectious intracranial dissecting aneurysm[J]. Neurol India, 2017, 65(2): 405-407. doi: 10.4103/neuroindia.NI_1223_15
[21] 严秀友, 肖炳祥, 冯路, 等. 脑出血血肿清除术后颅内感染影响因素及脑脊液NT-proBNP、NSE、LDH预测价值[J]. 中华医院感染学杂志, 2022, 32(10): 1509-1513. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZHYY202210016.htm
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