血清降鈣素原與內(nèi)毒素對醫(yī)院獲得性肺炎病原診斷和療效的判斷價值

施永新,宋衛(wèi)青,李化會

(青島市市立醫(yī)院, 山東 青島　266071)

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·論著·

血清降鈣素原與內(nèi)毒素對醫(yī)院獲得性肺炎病原診斷和療效的判斷價值

施永新,宋衛(wèi)青,李化會

(青島市市立醫(yī)院, 山東 青島266071)

[摘要]目的探討血清降鈣素原(PCT)與內(nèi)毒素(LPS)在醫(yī)院獲得性肺炎(HAP)病原類型鑒別和療效判斷價值的意義。方法對某院110例HAP患者進(jìn)行前瞻性研究，分為革蘭陰性(G-)菌感染肺炎組(50例)，革蘭陽性(G+)菌感染肺炎組(30例),對照組(非典型病原體或病毒感染組,30例)。動態(tài)監(jiān)測患者血清PCT、LPS、C反應(yīng)蛋白(CRP)，并采用受試者工作特征曲線(ROC)及曲線下面積(AUC)，評估PCT與LPS對預(yù)測HAP病原菌感染類型的效能。結(jié)果G-菌感染肺炎組PCT、LPS水平分別為(3.43±1.15)ng/mL、(0.20±0.08)EU/mL，高于G+菌感染肺炎組[分別為(0.42±0.12)ng/mL、(0.05±0.02)EU/mL]和對照組(0.14±0.08)ng/mL、(0.02±0.01)EU/mL]，差異均具有統(tǒng)計學(xué)意義(均P<0.05)。G-菌感染肺炎組治療前后PCT[(3.43±1.15)ng/mL vs(0.63±0.22)ng/mL]、CRP[(47.26±30.35) mg/L vs(9.21±6.54) mg/L]水平比較，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(均P<0.01)。中重度組較輕度組血清PCT[(5.43±1.05)ng/mL vs(0.72±0.32)ng/mL]、LPS [(0.33±0.07) EU/mL vs(0.09±0.04) EU/mL]和CRP[(57.46±20.15) mg/L vs(8.25±5.24) mg/L]水平均明顯升高，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(均P<0.05)。PCT和LPS聯(lián)合檢測區(qū)分G-菌和G+菌感染HAP的敏感度為95.83%，特異度為96.15%，AUC為0.95。結(jié)論PCT和LPS在HAP患者病原類型鑒別中具有一定價值，PCT和LPS聯(lián)合檢測可提高鑒別HAP感染類型的特異度，并可根據(jù)其動態(tài)變化評估抗菌藥物療效。

[關(guān)鍵詞]降鈣素原； 內(nèi)毒素； 醫(yī)院獲得性肺炎； C反應(yīng)蛋白； 診斷

[Chin J Infect Control，2016，15(1)：41-44,48]

醫(yī)院獲得性肺炎(hospital-acquired pneumonia,HAP)發(fā)病率高，是感染性疾病中導(dǎo)致死亡的重要原因之一。早期正確判斷HAP患者細(xì)菌感染情況，并合理使用抗菌藥物可提高療效、降低病死率、縮短治療時間。然而HAP診斷初期，很難明確其病原菌，抗菌藥物的選用還是以經(jīng)驗治療為主，濫用和過度使用抗菌藥物成為HAP治療中的普遍現(xiàn)象。近年來發(fā)現(xiàn)降鈣素原(procalcitonin,PCT)和內(nèi)毒素(lipopolysaccharide,LPS)是具有高特異性和敏感性的新指標(biāo), 尤其在早期鑒別診斷呼吸系統(tǒng)細(xì)菌感染類型方面有很高的價值。因此，本研究擬探討血清PCT和LPS在判斷HAP細(xì)菌感染類型及抗菌藥物使用療效中的價值，協(xié)助臨床早期正確使用抗菌藥物。

1對象與方法

1.1研究對象2012年1月—2013年12月某院HAP細(xì)菌感染患者80例和非典型病原體或病毒感染患者30例。 研究對象分為觀察組：革蘭陰性(G-)菌感染肺炎組(50例)，革蘭陽性(G+)菌感染肺炎組(30例)；對照組：非典型病原體或病毒感染組(30例)。合并基礎(chǔ)疾病患者64例(80.00%)，其中糖尿病25例(39.06%)，心功能不全 14例(21.88%)，高血壓病10例 (15.63%)，腦出血10例(15.63%)，顱腦損傷5 例(7.81%)。

1.2診斷標(biāo)準(zhǔn)HAP診斷均符合中華醫(yī)學(xué)會HAP診斷和治療指南(草案)[1]。排除合并其他肺部疾病患者、存在其他部位感染、存在結(jié)締組織疾病患者、器官移植術(shù)后的患者，以及近期使用過腎上腺糖皮質(zhì)激素或其他免疫抑制劑的患者。細(xì)菌性肺部感染病原體診斷標(biāo)準(zhǔn)：經(jīng)纖維支氣管鏡(FOB)或人工氣道(AA)，防污染樣本毛刷采樣(PSB)或支氣管肺泡灌洗(BAL)分離細(xì)菌≥103CFU/mL；經(jīng)FOB或AA下呼吸道吸引物培養(yǎng)分離細(xì)菌≥105CFU/mL；咯痰定量培養(yǎng)細(xì)菌≥107CFU/mL；血和呼吸道標(biāo)本同時分離出相同細(xì)菌。

1.3病情嚴(yán)重程度評價采用CURB-65評分，即包括意識(confusion，C)改變，血尿素氮(urea，U)>7 mmol/L，呼吸頻率(respiratory rate，R)>30次/分，血壓(blood pressure，B)收縮壓<90 mmHg或舒張壓<60 mmHg，年齡>65歲。每符合一條為1分，總分5分。以0～1分為輕度，2分為中度，≥3分為重度，HAP細(xì)菌感染患者按病情嚴(yán)重程度分為輕度48例，中度20例，重度12例。

1.4研究方法本研究為前瞻性、單中心、觀察性研究。患者入院分別于抗感染治療前后的48～72 h取外周靜脈血。收集患者的一般臨床資料包括年齡、性別、基礎(chǔ)疾病、體溫、呼吸道癥狀；實驗室檢查資料包括外周血血常規(guī)、PCT、LPS、C反應(yīng)蛋白(CRP)、痰細(xì)菌培養(yǎng)、血培養(yǎng)；臨床診斷、治療及預(yù)后等。所有擬診患者病原學(xué)培養(yǎng)和PCT等送檢時間相差不超過12 h。血清PCT檢測采用電化學(xué)發(fā)光分析法(儀器為羅氏Elecsys2010),正常參考值為<0.5 ng/mL；LPS檢測采用動態(tài)濁度鱟試劑法(儀器為細(xì)菌內(nèi)毒素分析儀BET-24A)，正常參考值0～0.035 EU/mL;血清CRP檢測采用免疫比濁法(儀器為貝克曼Dxc800),正常參考值0～5 mg/L；痰培養(yǎng)為合格下呼吸道標(biāo)本(白細(xì)胞>25個/低倍視野，上皮細(xì)胞<10個/低倍視野),按實驗室規(guī)范進(jìn)行半定量培養(yǎng)，優(yōu)勢菌中度以上生長(≥+++)；血培養(yǎng)和痰標(biāo)本細(xì)菌鑒定：血標(biāo)本接種于BECTEC9120全自動血培養(yǎng)儀，所有標(biāo)本根據(jù)需要進(jìn)行分離培養(yǎng)，并在法國生物梅里埃VITEK 2全自動細(xì)菌鑒定儀上進(jìn)行細(xì)菌菌種鑒定及藥敏試驗。以上檢查均由指定的經(jīng)驗豐富的檢驗醫(yī)生操作。繪制受試者工作特征曲線(ROC)，并計算診斷HAP的最佳臨界值，及診斷敏感度與特異度。

2結(jié)果

2.1HAP患者基本情況共納入110例HAP患者，其中男性61例，女性49例，年齡24～86歲，平均年齡(55±31)歲；各組患者性別、年齡及感染來源等基線水平比較，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(均P>40.05)。G-菌感染50例次，其中銅綠假單胞菌17例次、肺炎克雷伯菌14例次、大腸埃希菌8例次、鮑曼不動桿菌7例次、奇異變形桿菌2例次、流感嗜血桿菌和陰溝腸桿菌各1例次；G+菌感染30 例次，其中甲氧西林敏感的金黃色葡萄球菌(MSSA)13例次、耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(MRSA)12例次、腸球菌3例次、凝固酶陰性葡萄球菌2 例次；非典型病原體或病毒感染30例次。

2.23組患者血清 PCT 、LPS和CRP水平比較3組間PCT、LPS水平比較，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)；進(jìn)一步兩兩比較顯示G-菌感染肺炎組、G+菌感染肺炎組PCT水平均高于對照組，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(均P<0.05)；G-菌感染肺炎組LPS水平高于G+菌感染肺炎組和對照組，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(均P<0.05)。3組間CRP水平比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。見表 1。

±s)

組別PCT(ng/mL)LPS(EU/mL)CRP(mg/L)G-菌感染肺炎組(n=50)3.43±1.150.20±0.0847.26±10.35G+菌感染肺炎組(n=30)0.42±0.120.05±0.0224.24±4.34對照組(n=30)0.14±0.080.02±0.0135.47±8.56

2.3G-菌感染肺炎組治療前后血清PCT、LPS、CRP水平變化G-菌感染肺炎組抗菌藥物有效治療后血清PCT、CRP水平均明顯下降，與治療前比較差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(均P<0.01)；LPS水平治療前后比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。見表2。

2.4不同病情嚴(yán)重程度HAP患者血清PCT、LPS、CRP水平比較中重度組和輕度組患者血清PCT、LPS和CRP水平比較，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義 (均P<0.05)，中重度組血清PCT、LPS和CRP水平均高于輕度組(均P<0.05)。見表3。

±s，n=50)

組別PCT(ng/mL)LPS(EU/mL)CRP(mg/L)治療前3.43±1.150.20±0.0847.26±30.35治療后0.63±0.220.12±0.059.21±6.54t7.240.159.43P<0.01>0.05<0.01

±s)

±s)

組別PCT(ng/mL)LPS(EU/mL)CRP(mg/L)輕度組(n=48)0.72±0.320.09±0.048.25±5.24中重度組(n=32)5.43±1.050.33±0.0757.46±20.15t8.046.359.86P<0.05<0.05<0.05

2.5PCT、LPS水平預(yù)測HAP病原菌感染類型效能ROC曲線顯示，PCT水平以0.56 ng/mL為截點值區(qū)分G-菌和G+菌感染HAP的敏感度為93.33%，特異度為84.01%，曲線下面積(AUC)為0.89；LPS水平以0.12 EU/mL為截點值區(qū)分G-菌和G+菌感染HAP的敏感度為83.33%，特異度為79.17%，AUC為0.88；PCT和LPS聯(lián)合檢測區(qū)分G-菌和G+菌感染HAP的敏感度為95.83%，特異度為96.15%，AUC為0.95。

3討論

HAP感染病原菌和耐藥性等因時間、地域不同存在差異。呼吸道細(xì)菌感染早期和部分嚴(yán)重細(xì)菌感染患者中白細(xì)胞計數(shù)并未顯著上升，給臨床鑒別細(xì)菌感染帶來一定困難。HAP細(xì)菌感染主要分為G-菌和G+菌感染，早期抗菌藥物的選擇非常關(guān)鍵，如果選用不當(dāng)會貽誤病情，導(dǎo)致患者病死率增加[2]。PCT和LPS作為目前理想的細(xì)菌感染標(biāo)志物，在判斷是否存在細(xì)菌感染、感染類型、治療效果及預(yù)后方面具有良好的應(yīng)用前景[3]。PCT本身是一種無激素活性的降鈣素的前肽物質(zhì),正常生理狀態(tài)下PCT由甲狀腺C細(xì)胞產(chǎn)生，血清中含量極低(<0.1 ng/mL),在血液中半衰期為25～30 h,在體內(nèi)外穩(wěn)定性好,有利于檢測。當(dāng)發(fā)生細(xì)菌感染和膿毒癥時,大部分由甲狀腺以外的組織產(chǎn)生,PCT水平顯著升高[4-5]。本組研究表明,在細(xì)菌感染早期PCT水平升高,且不同感染類型患者PCT升高程度不同, G-菌感染肺炎組PCT水平較G+菌感染肺炎組高, 對照組中PCT水平不升高,基于此特性PCT可用于早期區(qū)分細(xì)菌感染類型,有利于臨床醫(yī)生及時掌握病情及調(diào)整抗菌藥物。

細(xì)菌通過誘導(dǎo)機體炎癥反應(yīng)，由不同的信號途徑釋放各種細(xì)胞因子，從而導(dǎo)致血清PCT水平升高[6]。內(nèi)毒素是細(xì)菌致病性的一個重要方面，通過其結(jié)合受體或調(diào)節(jié)蛋白的作用，誘導(dǎo)宿主多種細(xì)胞因子的合成和釋放，激發(fā)機體一系列病理生理改變。內(nèi)毒素是由G-菌細(xì)胞壁LPS和少量蛋白質(zhì)組成，當(dāng)細(xì)菌死亡溶解或用人工方法破壞細(xì)菌后，LPS才釋放出來，其毒性成分主要為類脂質(zhì)A[7]。G-菌細(xì)胞壁的重要成分是內(nèi)毒素，其可以在無細(xì)胞因子的情況下體外直接誘導(dǎo)人培養(yǎng)細(xì)胞產(chǎn)生高水平的PCT[8]；而G+菌的細(xì)胞壁無此成分作用。因此G-菌在內(nèi)毒素和細(xì)胞因子的雙重影響誘導(dǎo)下使PCT的釋放明顯增加，從而導(dǎo)致PCT水平高于G+菌[9-10]。本研究顯示，G-菌感染肺炎組LPS水平高于G+菌感染肺炎組。PCT和內(nèi)毒素質(zhì)量濃度變化，結(jié)合細(xì)菌學(xué)培養(yǎng)結(jié)果可能為臨床醫(yī)生區(qū)分單純細(xì)菌定植，或細(xì)菌感染導(dǎo)致全身炎癥反應(yīng)提供鑒別診斷依據(jù)[11-12]。

PCT和LPS聯(lián)合檢測有助于鑒別病原菌的類型，且對G-菌感染的陰性預(yù)測值較高，對抗菌藥物的選擇具有一定的指導(dǎo)意義。HAP常見致病菌為G-菌(包括銅綠假單胞菌、大腸埃希菌、肺炎克雷伯菌和鮑曼不動桿菌)和G+球菌(金黃色葡萄球菌為主)，早發(fā)性HAP常由敏感菌引起，遲發(fā)性HAP多為耐藥菌(包括多重耐藥銅綠假單胞菌、鮑曼不動桿菌、腸桿菌、嗜麥芽窄食單胞菌及MRSA)[13]。臨床經(jīng)驗選用抗菌藥物時首先需明確區(qū)分G-菌和G+菌感染。分析ROC，PCT以0.56 ng/mL為截點值區(qū)分HAP G-菌和G+菌感染的敏感度為93.33%，特異度為84.01%，AUC為0.89；LPS以0.12 EU/mL為截點值區(qū)分G-菌和G+菌感染的敏感度為83.33%，特異度為79.17%，AUC為0.88；PCT和LPS聯(lián)合檢測區(qū)分HAP G-菌和G+菌感染的敏感度為95.83%，特異度為96.15%，AUC為0.95。因此，利用PCT和LPS聯(lián)合檢測可輔助鑒別HAP感染類型。對G-菌感染肺炎患者治療前后血清PCT、CRP和LPS進(jìn)行比較，結(jié)果顯示，有效抗感染治療后，患者血清PCT和CRP均明顯降低，而治療前后LPS水平無明顯變化，個別患者血清LPS水平甚至明顯升高，其原因可能與部分抗菌藥物(如頭孢噻肟和頭孢他啶等)殺滅細(xì)菌過程中促使細(xì)菌細(xì)胞壁釋放LPS增加有關(guān)[14-15]，因此針對個體LPS水平升高，也可評估抗菌藥物的療效，進(jìn)一步驗證病原菌類型。

綜上所述，通過聯(lián)合檢測血清PCT及LPS水平可用于鑒別HAP G-菌與G+菌感染及非細(xì)菌性感染，從而幫助臨床早期診斷,正確使用抗菌藥物。對患者血清PCT和LPS水平動態(tài)監(jiān)測，有助于評估患者感染的嚴(yán)重程度、預(yù)測疾病轉(zhuǎn)歸并指導(dǎo)抗菌藥物合理使用。本研究因樣本量偏少，以及采血時間與起病時間的關(guān)系等混雜因素，可能研究結(jié)果存在一定的偏倚，有待下一步進(jìn)行大樣本、前瞻性、隨機對照試驗研究進(jìn)一步驗證。

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(本文編輯：劉思娣)

Value of procalcitonin and lipopolysaccharide in identifying pathogens and evaluating therapeutic efficacy of hospital-acquired pneumonia

SHIYong-xin,SONGWei-qing,LIHua-hui(QingdaoMunicipalHospital,Qingdao266071,China)

[Abstract]ObjectiveTo explore the value of procalcitonin (PCT) and lipopolysaccharide (LPS) in identifying pathogens and evaluating therapeutic efficacy of hospital-acquired pneumonia (HAP).MethodsA total of 110 HAP patients were enrolled in a prospective study, patients were divided into gram-negative bacterial infected HAP group (G-infected group,n=50), gram-positive bacterial infected HAP group (G+infected group,n=30),and control group (nontypical pathogen or virus infected group,n=30). Serum levels of PCT, LPS and C-reactive protein (CRP) of patients were dynamically detected, receiver operating characteristic (ROC) curve and area under the curve (AUC) were adopted to assess the value of PCT and LPS in predicting pathogenic bacteria causing HAP.ResultsPCT and LPS levels of G-infected group were (3.43±1.15)ng/mL and (0.20±0.08)EU/mL respectively, which were higher than G+infected group ([0.42±0.12]ng/mL and [0.05±0.02]EU/mL respectively)and control group([0.14±0.08] ng/mL and [0.02±0.01]EU/mL respectively)(allP<0.05). Levels of PCT and CRP of G-infected group before and after therapy were both significantly different ([3.43±1.15] ng/mL vs [0.63±0.22]ng/mL, [47.26±30.35] mg/L vs [9.21±6.54] mg/L, respectively)(bothP<0.01).The levels of PCT, LPS, and CRP in moderate and severe patients were all significantly higher than mild patients ([5.43±1.05]ng/mL vs [0.72±0.32]ng/mL, [0.33±0.07] EU/mL vs [0.09±0.04] EU/mL, [57.46±20.15] mg/L vs [8.25±5.24] mg/L,respectively)(allP<0.05). Sensitivity and specificity of combined detection of PCT and LPS in differentiating gram-negative bacteria infected VAP from gram-positive bacteria infected VAP were 95.83% and 96.15% respectively, AUC was 0.95.ConclusionPCT and LPS have certain value in identifying pathogens of HAP, combined detection of PCT and LPS can increase specificity in identifying HAP type, and assess the efficacy of antimicrobial therapy in accordance with the dynamic change.

[Key words]procalcitonin; lipopolysaccharide; hospital-acquired pneumonia; C-reactive protein; diagnosis

[中圖分類號]R181.3+2

[文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A

[文章編號]1671-9638(2016)01-0041-05

DOI:10.3969/j.issn.1671-9638.2016.01.010

[作者簡介]施永新(1968-)，女(漢族)，山東省青島市人，副主任技師，主要從事臨床感染性疾病病原學(xué)研究。[通信作者]施永新E-mail：lhs16878@tom.com

[收稿日期]2015-05-12