AECOPD 患者血清s TREM-1水平與炎癥反應(yīng)的關(guān)系及對(duì)細(xì)菌感染的診斷價(jià)值

高春 高麗華 趙軍

南京市中心醫(yī)院呼吸內(nèi)科210008

由于發(fā)病率高、治療負(fù)擔(dān)重，COPD 已經(jīng)成為我國(guó)重要的社會(huì)公共衛(wèi)生問(wèn)題[1]。慢性阻塞性肺疾病急性加重期 (acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease，AECOPD)是導(dǎo)致患者死亡的主要原因[2]。目前對(duì)于AECOPD 的發(fā)病機(jī)制尚不明確，已知感染因素和非感染因素協(xié)同作用共同誘導(dǎo)呼吸道癥狀加重以及肺功能快速下降[3]。有研究顯示，約有30%的COPD 患者在穩(wěn)定期存在氣道定植菌，而超過(guò)50%的AECOPD 患者與細(xì)菌感染有關(guān)[4]。因此抗菌治療在AECOPD的防治過(guò)程中占有重要地位。根據(jù)指南推薦，血清降鈣素原 (procalcitonin，PCT)水平可用于指導(dǎo)抗菌方案的制定[5]，但是仍然具有較高的漏診和誤診風(fēng)險(xiǎn)。從南京市中心醫(yī)院實(shí)際情況來(lái)看，臨床上普遍存在抗菌藥物不合理使用或無(wú)指征濫用情況，不僅無(wú)法達(dá)到治療目的，甚至?xí)黾蛹?xì)菌耐藥和二重感染的風(fēng)險(xiǎn)。髓樣細(xì)胞觸發(fā)受體1是一類(lèi)主要由髓樣細(xì)胞表達(dá)的跨膜免疫球蛋白分子，通過(guò)啟動(dòng)機(jī)體固有免疫應(yīng)答，刺激中性粒細(xì)胞、成熟單核-巨噬細(xì)胞等釋放促炎性細(xì)胞因子，進(jìn)而激活下游“瀑布式”炎癥反應(yīng)[6]。有研究顯示，血漿可溶性髓樣細(xì)胞觸發(fā)受體1 (soluble triggering receptor expressed on myeloid cells-1，s TREM-1)在膿毒癥、肺炎等感染性疾病中的表達(dá)量顯著增加，可作為細(xì)菌感染標(biāo)志物用于臨床[7]。因而本研究旨在分析sTREM-1在AECOPD患者血清中表達(dá)量與疾病嚴(yán)重程度和炎癥反應(yīng)的關(guān)系，并探討s TREM-1用于指導(dǎo)AECOPD患者抗菌藥物使用的潛在價(jià)值，為臨床應(yīng)用提供循證醫(yī)學(xué)支持。現(xiàn)研究報(bào)道如下。

1 對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象 本研究選擇2016年11月至2018年11月期間在南京市中心醫(yī)院呼吸內(nèi)科住院接受治療的AECOPD 患者60例，其中男42例，女18例;年齡 (70.23±10.45)歲，年齡范圍為47～89歲;病程(15.56±5.98)年，病程范圍為6.1～26.7年。納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)根據(jù)患者咳嗽、咳痰、呼吸困難等臨床癥狀，血常規(guī)，血?dú)夥治?，肺功能，胸部CT 或X 線胸片檢查確診為COPD，并符合急性加重期的診斷標(biāo)準(zhǔn);(2)向患者說(shuō)明本研究的目的，由患者簽署知情同意書(shū)。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)有支氣管哮喘、肺間質(zhì)纖維化、活動(dòng)性肺結(jié)核病史者;(2)肺部以外細(xì)菌感染者或惡性腫瘤者;(3)近3個(gè)月有手術(shù)史、重大外傷史者;(4)近1個(gè)月接受糖皮質(zhì)激素、炎癥因子抑制藥、抗感染藥物治療者。

選擇同時(shí)期在南京市中心醫(yī)院接受治療并定期隨訪的COPD 穩(wěn)定期患者60例，男43例，女17例;年齡 (68.27±12.53)歲，年齡范圍為39～85歲。納入標(biāo)準(zhǔn)和排除標(biāo)準(zhǔn)同AECOPD 患者，入組前2個(gè)月無(wú)急性發(fā)作。

選擇同時(shí)期在南京市中心醫(yī)院健康中心進(jìn)行體檢的肺功能正常者60 名作為健康對(duì)照組，男35例，女25例;年齡 (67.88±12.91)歲，年齡范圍為35～88歲。

本研究符合《赫爾辛基宣言》的原則，入組人員均簽署知情同意書(shū)。

1.2 研究方法

1.2.1 實(shí)驗(yàn)室檢查 采集受試者空腹肘靜脈血3 ml，用低溫高速離心機(jī)離心30 min(3 000 r/min，離心半徑13.5 cm)，取上層血清。采用德國(guó)羅氏E170電化學(xué)發(fā)光儀檢測(cè)外周血PCT 含量。采用免疫散射比濁法檢測(cè)血清超敏 C-反應(yīng)蛋白(hypersensitive C-reactive protein，hs-CRP)含量，按照試劑盒說(shuō)明書(shū)進(jìn)行操作。PCT 和hs-CRP試劑盒購(gòu)自北京中杉金橋生物科技有限公司。根據(jù)酶聯(lián)免疫吸附檢測(cè)試劑盒說(shuō)明書(shū)檢測(cè)受試者血清中s TREM-1、腫瘤壞死因子α (tumor necrosis factor-alpha，TNF-α)、IL-6水平，酶聯(lián)免疫吸附檢測(cè)試劑盒購(gòu)自上海江萊生物科技有限公司。

1.2.2 痰細(xì)菌培養(yǎng) 通過(guò)自發(fā)咳嗽或誘導(dǎo)咳嗽等方式留取痰液樣本，2 h內(nèi)送至檢驗(yàn)科進(jìn)行細(xì)菌培養(yǎng)鑒定。若送檢標(biāo)本每低倍視野白細(xì)胞＞25個(gè)且鱗狀上皮細(xì)胞＜10個(gè)，或者鱗狀上皮細(xì)胞/白細(xì)胞的比例＜1∶2.5，則為合格痰標(biāo)本。本步驟嚴(yán)格按照《全國(guó)臨床檢驗(yàn)操作規(guī)程》[8]進(jìn)行痰液細(xì)菌培養(yǎng)。

1.2.3 肺功能檢查 采用肺功能儀 (Master Screen PFT 型，德國(guó)耶格公司)檢測(cè)受試者肺功能。受檢者取坐位，上鼻夾，測(cè)試3次，取最佳曲線。檢測(cè)完全吸氣至肺總量位后1 s內(nèi)快速用力呼吸，即第1 秒用力呼氣容積 (forced expiratory volume in the first second，F(xiàn)EV1);完全吸氣至肺總量位后以最大努力、最快速度呼吸，即FVC;另計(jì)算FEV1/FVC 和第1 秒用力呼氣容積占預(yù)計(jì)值百分比 (forced expiratory volume in the first second as a percent age of expected value，F(xiàn)EV1%pred)。

1.2.4 AECOPD 治療方案 根據(jù)《慢性阻塞性肺疾病急性加重期診治中國(guó)專(zhuān)家共識(shí)2017年版》[9]推薦，給予患者解痙、平喘、祛痰等常規(guī)對(duì)癥治療。同時(shí)結(jié)合患者臨床癥狀給予經(jīng)驗(yàn)性抗菌藥物治療，抗菌藥選擇及使用療程參照《抗菌藥物臨床應(yīng)用指導(dǎo)原則2015年版》[10]。治療10 d。

1.2.5 療效評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn) 根據(jù) 《抗菌藥物臨床應(yīng)用指導(dǎo)原則2015年版》[10]，由南京市中心醫(yī)院呼吸內(nèi)科2名副主任醫(yī)師評(píng)定患者的臨床療效。治愈：臨床癥狀消失，胸部聽(tīng)診無(wú)干濕性啰音;改善：臨床癥狀較治療前有明顯好轉(zhuǎn)，胸部聽(tīng)證僅有少量干濕性啰音;無(wú)效：臨床癥狀無(wú)好轉(zhuǎn)或加重，胸部聽(tīng)診有明顯干濕性啰音。

1.3 觀察指標(biāo) 治療前，AECOPD 組和COPD穩(wěn)定期組患者完成慢性阻塞性肺疾病評(píng)估測(cè)試(chronic obstructive pulmonary disease assessment test，CAT); 檢 測(cè)3 組 受 試 者 血 清 PCT、hs-CRP、s TREM-1、TNF-α、IL-6 水平，并分析s TREM-1水平與PCT、hs-CRP、TNF-α、IL-6的關(guān)系;血清s TREM-1 與AECOPD 患者肺功能、細(xì)菌感染的關(guān)系。另外，AECOPD 組患者完成10 d抗菌藥物治療后，檢測(cè)血清s TREM-1水平變化，并分析其對(duì)治愈效果的評(píng)估價(jià)值。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 將資料輸入SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件。連續(xù)資料以±s 表示，組間比較采用Oneway ANOVA 分析和t檢驗(yàn);變量之間的相關(guān)性采用Pearson相關(guān)檢驗(yàn)和多元線性回歸分析。計(jì)數(shù)資料以例數(shù)(%)表示，2組間細(xì)菌培養(yǎng)陽(yáng)性率比較采用χ2檢驗(yàn)。繪制受試者工作特征曲線，并計(jì)算各指標(biāo)曲線下面積 (area under curve，AUC)。P ＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 3組受試對(duì)象的基本情況 3 組受試對(duì)象年齡、性別、體質(zhì)量指數(shù)、飲酒史比較，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué) 意 義 (P 值 均＞0.05)。AECOPD 組 和COPD 穩(wěn)定期組患者病程比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=1.685，P ＞0.05)。但AECOPD 組和COPD穩(wěn)定期組患者吸煙史比例高于健康對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=53.733，P ＜0.05)。見(jiàn)表1。

2.2 3組受試對(duì)象實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)比較 與健康對(duì)照組相比，AECOPD 組和COPD 穩(wěn)定期組患者血清s TREM-1、PCT、hs-CRP、TNF-α、IL-6 水平均升高(P 值均＜0.05)。與COPD 穩(wěn)定期組患者相比，AECOPD 組患者血清s TREM-1、PCT、hs-CRP、TNF-α、IL-6水平升高更明顯 (P 值均＜0.05)。見(jiàn)表2。

2.3 3組受試對(duì)象肺功能比較 與健康對(duì)照組相比，AECOPD 組和COPD 穩(wěn)定期組患者肺功能指標(biāo)FEV1、FEV1/FVC、FEV1%pred 值 均 降 低(P 值均＜0.05)。與COPD 穩(wěn)定期組患者比較，AECOPD 組患者FEV1、FEV1/FVC、FEV1%pred值降低更明顯(P 值均＜0.05)。見(jiàn)表3。

表1 3組受試對(duì)象的基本情況

表2 3組受試對(duì)象實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)比較 (±s)

表2 3組受試對(duì)象實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)比較 (±s)

注：AECOPD為慢性阻塞性肺疾病急性加重期;與健康對(duì)照組比較，a P ＜0.05;與COPD穩(wěn)定期組比較，b P ＜0.05

表3 3組受試對(duì)象肺功能指標(biāo)比較 (±s)

表3 3組受試對(duì)象肺功能指標(biāo)比較 (±s)

注：AECOPD為慢性阻塞性肺疾病急性加重;FEV 1 為第1秒用力呼氣容積;FEV1%pred為第1秒用力呼氣容積占預(yù)計(jì)值百分比;與健康對(duì)照組比較，a P ＜0.05;與COPD穩(wěn)定期組比較，b P ＜0.05

2.4 AECOPD 患者血清s TREM-1 水平與CAT評(píng)分的關(guān)系 AECOPD 患者CAT 評(píng)分 (23.07±7.39)分，評(píng)分范圍為11～35分。其中24例患者CAT 評(píng)分范圍為11～20分，即疾病狀態(tài)中等;21例患者CAT 評(píng)分范圍為21～30 分，即疾病狀態(tài)嚴(yán)重;15例患者CAT 評(píng)分＞31 分，即疾病狀態(tài)非常嚴(yán)重。隨著CAT 評(píng)分升高，AECOPD 患者血清s TREM-1水平也逐漸升高，3個(gè)亞組比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=37.356，P ＜0.05)。見(jiàn)圖1。

2.5 AECOPD 患者血清s TREM-1水平與炎癥因子的關(guān)系 經(jīng)Pearson相關(guān)性分析，AECOPD 患者血清s TREM-1水平與炎性因子PCT、hs-CRP、TNF-α、IL-6水平均呈正相關(guān) (P 值均＜0.05)，見(jiàn)圖2。

2.6 AECOPD 患者血清s TREM-1水平與肺功能的關(guān)系 經(jīng)Pearson相關(guān)性分析，AECOPD 患者血清s TREM-1水平與FEV1/FVC呈負(fù)相關(guān) (r=-0.238，P ＜0.05)。見(jiàn)圖3。

圖1 AECOPD 患者血清s TREM-1 水平和疾病狀態(tài)的關(guān)系

2.7 血清s TREM-1、PCT 水平對(duì)AECOPD 患者存在細(xì)菌感染的診斷效能 血清s TREM-1、PCT診斷AECOPD 患者存在細(xì)菌感染的AUC 分別為0.781(95%CI：0.662～0.900)、0.818 (95%CI：0.714～0.923)，敏感度分別為63.6%和71.9%，特異度分別為88.9%和78.6%。而sTREM-1 聯(lián)合PCT 診斷AECOPD 患者存在細(xì)菌感染的AUC 為0.911 (95%CI：0.837～0.986)，較各項(xiàng)單獨(dú)指標(biāo)診斷的AUC明顯增加，敏感度和特異度分別為78.1%和96.4%。見(jiàn)圖4。

圖2 AECOPD患者血清s TREM-1水平與炎性因子的相關(guān)性 A：sTREM-1與PCT;B：s TREM-1與hs-CRP;C：s TREM-1與TNF-α;D：s TREM-1與IL-6

圖3 AECOPD患者血清s TREM-1水平與FEV 1/FVC 的相關(guān)性

3 討論

COPD 是臨床上常見(jiàn)的一類(lèi)進(jìn)行性氣道炎癥反應(yīng)性疾病，當(dāng)患者出現(xiàn)COPD 急性加重時(shí)，需要改變用藥方案。由于AECOPD 都具有一定的異質(zhì)性，臨床上多依據(jù)不同的表型作為制定個(gè)體化治療方案的參考依據(jù)，例如病原學(xué)表型、炎癥表型、臨床表現(xiàn)相關(guān)表型等[11]。但是目前只有病原學(xué)表型是作為AECOPD 抗菌治療的參考標(biāo)準(zhǔn)。COPD 和AECOPD的發(fā)病因素可分為感染因素和非感染因素。由于非感染因素十分復(fù)雜且不確定，例如心理因素、環(huán)境因素、基礎(chǔ)性疾病等，但是感染因素相對(duì)穩(wěn)定且能夠把控。目前已知的感染性因素包括細(xì)菌、病毒、真菌、非典型性病原體等。鐘國(guó)澤[12]通過(guò)對(duì)186例AECOPD 患者進(jìn)行痰涂片檢測(cè)和鼻咽拭子監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)65例患者存在細(xì)菌感染，25例患者存在病毒感染，另有25例患者同時(shí)存在細(xì)菌和病毒感染。

細(xì)菌培養(yǎng)是目前診斷細(xì)菌感染的金標(biāo)準(zhǔn)，但是痰液標(biāo)本采集困難，檢測(cè)時(shí)長(zhǎng)一般超過(guò)24～48 h。不僅如此，支氣管分泌物培養(yǎng)或痰培養(yǎng)都具有較高的假陰性結(jié)果，因此對(duì)于臨床抗菌藥物應(yīng)用的指導(dǎo)價(jià)值并不理想。有研究結(jié)果證實(shí)，明確致病菌的AECOPD 患者合理選擇抗生素治療，與未明確感染因素的AECOPD 患者接受經(jīng)驗(yàn)性抗生素治療，兩者的治療效果和安全性均未表現(xiàn)出差異性[13]。因此對(duì)于AECOPD 的治療，臨床上多數(shù)是進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)性治療或依據(jù)循證醫(yī)學(xué)證據(jù)擬定抗菌方案。但是對(duì)于非細(xì)菌主導(dǎo)型AECOPD 患者，無(wú)指征濫用抗生素不僅無(wú)法達(dá)到治療目的，而且會(huì)導(dǎo)致耐藥菌的生成，并增加患者的治療負(fù)擔(dān)。張新宇等[14]學(xué)者曾對(duì)蘭州市軍區(qū)總醫(yī)院4 年期間就診的919 例COPD 患者進(jìn)行調(diào)查，有793例患者有抗菌藥物使用史，使用率為86.3%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了循證醫(yī)學(xué)提供的COPD 患者中細(xì)菌感染陽(yáng)性率[15];而且各種常用抗生素的藥物利用指數(shù)均超過(guò)1.2，提示可能存在藥物濫用或誤用。

根據(jù)指南要求，Anthonisen 標(biāo)準(zhǔn)、全血白細(xì)胞水平和血清PCT 水平是臨床使用抗生素的主要參考標(biāo)準(zhǔn)[16]，但是單獨(dú)使用任何一項(xiàng)指標(biāo)都存在特異度敏感度不足的情況。s TREM-1屬于免疫球蛋白膜受體家族成員之一，病原微生物與Toll樣受體4結(jié)合激活TREM-1的表達(dá)，在信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子的協(xié)同作用下激活下游的瀑鏈?zhǔn)窖仔苑磻?yīng)信號(hào)，促進(jìn)TNF-α、IL-6等促炎介質(zhì)的產(chǎn)生。Zhu等[17]學(xué)者發(fā)現(xiàn)，敲除LPS誘導(dǎo)的子宮內(nèi)膜炎大鼠模型TREM-1基因，可進(jìn)一步加重炎癥反應(yīng)的發(fā)生。Byers等[18]學(xué)者也證實(shí)TREM-1在COPD 患者肺組織中的表達(dá)量明顯升高，并且與患者疾病嚴(yán)重程度呈正相關(guān)性。在本研究中，我們也證實(shí)COPD患者和AECOPD 患者血清s TREM-1水平明顯高于健康對(duì)照人群，并且 AECOPD 患者血清s TREM-1水平較COPD 穩(wěn)定期患者更高，與血清炎癥介質(zhì)(PCT、hs-CRP、TNF-α、IL-6)呈獨(dú)立的正相關(guān)性。另外，經(jīng)Pearson 相關(guān)性分析，AECOPD 患者血清s TREM-1 水平與患者肺功能指標(biāo)有一定的負(fù)相關(guān)性，進(jìn)一步經(jīng)多元線性回歸分析，卻未發(fā)現(xiàn)兩者的獨(dú)立關(guān)聯(lián)，這也提示我們，s TREM-1可能與其他參數(shù)發(fā)揮協(xié)同作用共同參與肺功能損傷進(jìn)程。

圖4 sTREM-1、PCT診斷AECOPD患者存在細(xì)菌感染的受試者工作特征曲線 A：sTREM-1;B：PCT;C：sTREM-1聯(lián)合PCT

TREM-1主要表達(dá)于髓樣細(xì)胞表面，協(xié)同模式識(shí)別受體結(jié)合病原微生物啟動(dòng)固有免疫應(yīng)答，因此s TREM-1可被視為一類(lèi)感染性指標(biāo)。本研究也發(fā)現(xiàn)，s TREM-1 對(duì)AECOPD 患者細(xì)菌感染的診斷效能較高，尤其是特異度高于PCT，因此聯(lián)合PCT 可進(jìn)一步提高診斷的特異度。但是若要用于臨床，仍需要大量的循證醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)支持，以進(jìn)一步得出可靠的診斷閾值。

綜上所述，基于目前缺乏啟動(dòng)抗菌治療典型的參考指標(biāo)以及抗菌藥物無(wú)指征濫用、誤用情況普遍的現(xiàn)狀，我們通過(guò)臨床數(shù)據(jù)證實(shí)，血清s TREM-1水平與AECOPD 患者炎癥介質(zhì)存在獨(dú)立正相關(guān)性，并且可作為細(xì)菌感染的診斷指標(biāo)，聯(lián)合PCT可提高細(xì)菌感染的確診率，有望為指導(dǎo)抗菌藥物的使用提供一定的臨床指導(dǎo)價(jià)值。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突