炎性介質(zhì)在細(xì)菌性下呼吸道感染老年患者診斷中的意義

李立新 潘婧 齊菊菊 梁蕓 李玉雪 宋國威 萬玲玲

老年人下呼吸道感染通常由細(xì)菌、支原體、衣原體及病毒等微生物引起，臨床癥狀不具有典型性[1,2]。傳統(tǒng)的病原學(xué)檢測方法，如細(xì)菌培養(yǎng)等方法雖特異性較高，但由于其受影響的因素較多，易存在陽性率低、耗時長等缺點，不利于疾病的早期診斷，易造成抗生素濫用等問題。因此，尋找快速準(zhǔn)確的檢測方案，已成為細(xì)菌性肺炎診斷的研究熱點。檢測肺部感染的方法有多種，包括臨床特征、放射學(xué)檢查、炎性標(biāo)志物、血液培養(yǎng)、細(xì)胞學(xué)和微生物學(xué)等[3]。血清生物標(biāo)志物如白細(xì)胞計數(shù)、乳酸脫氫酶、白細(xì)胞計數(shù)和葡萄糖也被證明是有效的檢測方法[4]。近年來，PCT被認(rèn)為是是診斷和監(jiān)測細(xì)菌炎性感染的一個重要標(biāo)志物，反映全身炎性反應(yīng)的活躍程度。CRP在急性炎性和感染時，其與疾病活動性有良好的相關(guān)。血清淀粉樣道白A(SAA)也是一種急性時相反應(yīng)蛋白，其在急性細(xì)菌感染早期上升幅度大、靈敏度高，較CRP優(yōu)勢明顯[5]。細(xì)胞因子參與了急慢性疾病的病理、生理過程[6]，其中TNF-α、IL-10、IL-6及IL-2是機體內(nèi)重要的炎性因子，參與機體內(nèi)的免疫過程，當(dāng)機體受到傷害或者感染時，炎性反應(yīng)激活先天性免疫及免疫應(yīng)答，引起細(xì)胞因子的升高[6]。通過對老年細(xì)菌性下呼吸道感染患者細(xì)胞因子、PCT、CRP、SAA及WBC等指標(biāo)的檢測，可以來評估機體所處的免疫功能狀態(tài)及感染程度，為患者疾病的輔助診斷、用藥及預(yù)后干預(yù)提供重要的參考依據(jù)。報告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2019年9月至2020年1月因下呼吸道感染住院的老年患者75例為研究對象，包括男43例，女32例；年齡60～97歲；其中細(xì)菌培養(yǎng)陽性患者55例作為細(xì)菌感染組，病毒檢測陽性患者20例作為病毒感染組，隨機選取同期我院健康體檢者30例作為對照組，其中男15例，女15例；年齡60～89歲。3組性別比、年齡等差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。

1.2 納入與排除標(biāo)準(zhǔn)

1.2.1 納入標(biāo)準(zhǔn)：根據(jù)IDSA/ATS指南(2007版)制定的診斷標(biāo)準(zhǔn)診斷下呼吸道細(xì)菌性感染者；有咳嗽咳白色黏稠狀痰液或黃痰等癥狀，并有發(fā)熱現(xiàn)象,肺部出現(xiàn)濕羅音者；X線或者CT顯示肺部有炎性浸潤性病變者；有≥3次痰標(biāo)本細(xì)菌培養(yǎng)陽性者入組細(xì)菌感染組；咽拭子或痰液病毒核酸檢測陽性同時細(xì)菌培養(yǎng)陰性者入組病毒感染組。

1.2.2 排除標(biāo)準(zhǔn)：合并嚴(yán)重臟器衰竭者；合并結(jié)核栓塞水腫等肺部疾病者；合并肺癌等腫瘤患者；合并精神疾病者。患者、家屬均知情且自愿簽署研究同意書，并經(jīng)過我院倫理委員會批準(zhǔn)。

1.3 方法

1.3.1 細(xì)胞因子檢測：所有受試者清晨采集3 ml肘靜脈血于含有乙二胺四乙酸二(EDTA-k2)抗凝管中，4 h 內(nèi)將血液3 000 r/min離心20 min，分離上層血漿，置于-80℃冷凍保存?zhèn)溆?，采用流式免疫熒光技術(shù)測定血漿IL-2、IL-4、IL-6、IL-10、TNF-α、IFN-γ及IL-17水平，所用儀器為Beckman Coulter Navios流式細(xì)胞分析儀，試劑盒是賽基生物的人Th1/Th2/Th17亞群檢測試劑盒(流式熒光法)，所用操作過程嚴(yán)格按照試劑盒說明書進行。

1.3.2 PCT、CRP及SAA檢測：所有受試者清晨采集3 ml肘靜脈血于采血管內(nèi)，根據(jù)不同檢測項目進行相應(yīng)的處理，得到全血、血清或血漿。所用儀器分別為星童醫(yī)療技術(shù)有限公司的循環(huán)增強熒光分析儀、Beckman Coulter AU5800和深圳普門科技股份有限公司的特定蛋白分析儀，試劑為降鈣素原檢測試劑盒(循環(huán)增強熒光免疫法)、全程C-反應(yīng)蛋白測定試劑盒(膠乳免疫比濁法)和血清淀粉樣蛋白A(SAA)測定試劑盒(散射比濁法)，所用操作過程嚴(yán)格按照試劑盒說明書進行。參考值：PCT<0.5 ng/ml、SAA<10.0 mg/L、CRP<10.0 mg/L、WBC(3.5～9.5)×109/L，以PCT≥0.5 ng/ml、SAA≥10.0 mg/L、CRP≥10.0 mg/L、WBC>9.5×109/L為陽性標(biāo)準(zhǔn)。

1.3.3 呼吸道病原體多重PCR檢測：采用全自動核酸提取儀對每份受試者咽拭子標(biāo)本進行自動核酸提取。通過多重 RT-PCR 技術(shù)，在Applied Biosystems 3500Dx基因分析儀上進行檢測，試劑為寧波海爾施提供的13種呼吸道病原體多重檢測試劑盒，所有操作過程嚴(yán)格按照試劑說明書進行。

2 結(jié)果

2.1 3組血清7種細(xì)胞因子表達水平比較 3組血漿IL-2、IL-4、IL-6、IL-10、TNF-α及IL-17水平差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，IFN-γ水平差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)；進一步兩兩比較發(fā)現(xiàn)，細(xì)菌感染組血漿中IL-2、IL-4、IL-6、IL-10、TNF-α及IL-17水平高于對照組(P<0.05)，IL-2、IL-4、IL-6及L-10水平高于病毒感染組 (P<0.05)；病毒感染組IL-4、IL-6、IL-10、TNF-α及IL-17水平均高于對照組(P<0.05)。見表1。

表1 3組血清中7種細(xì)胞因子表達水平比較

2.2 3組PCT、CRP、SAA及WBC表達水平比較 3組PCT、CRP、SAA及WBC水平差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)；進一步進行兩兩比較發(fā)現(xiàn)，細(xì)菌感染組PCT、CRP、SAA及WBC水平高于病毒組及對照組(P<0.05)；病毒感染組CRP、SAA及WBC水平均高于對照組(P<0.05)。見表2。

表2 2組PCT、CRP、SAA及WBC表達水平比較

2.3 七種細(xì)胞因子診斷細(xì)菌感染的診斷效果 ROC曲線分析結(jié)果顯示，IL-2、IL-4、IL-6及IL-10在鑒別診斷細(xì)菌性下呼吸道感染與病毒性下呼吸道感染上，ROC 曲線下面積分別0.759、0.766、0.931、0.781。IL-6的診斷效能最高，當(dāng)取臨界值時，IL-6的特異性分別為93.9%，敏感度分96.2%。見表3，圖1。

表3 IL-2、IL-4、IL-6及IL-10細(xì)胞因子鑒別診斷細(xì)菌性下呼吸道感染的ROC曲線分析

2.4 PCT、CRP、SAA及WBC對診斷細(xì)菌感染的診斷效果 ROC曲線分析結(jié)果顯示，PCT、CRP、SAA及WBC在鑒別診斷細(xì)菌性下呼吸道感染與病毒性下呼吸道感染上，ROC 曲線下面積分別。SAA的診斷效能最高，當(dāng)取臨界值時，SAA的特異性分別為87.9%，敏感度分92.3%。見表4，圖2。

表4 PCT、CRP、SAA及WBC鑒別診斷細(xì)菌性下呼吸道感染的ROC曲線分析

2.5 細(xì)胞因子IL-6、SAA與IL-6+SAA聯(lián)合對診斷細(xì)菌感染的診斷效果 ROC曲線分析結(jié)果顯示，IL-6、SAA與IL-6+SAA聯(lián)合在鑒別診斷細(xì)菌性下呼吸道感染與病毒性下呼吸道感染上，ROC 曲線下面積分別0.931、0.941、0.994。IL-6+SAA聯(lián)合的診斷效能最高，當(dāng)取臨界值時，IL-6+SAA聯(lián)合的特異性分別為93.9%，敏感度分96.2%。見表5，圖3。

表5 IL-6、SAA與IL-6+SAA聯(lián)合鑒別診斷細(xì)菌性下呼吸道感染的ROC曲線分析

3 討論

與青壯年人群相比，老年人群(≥65歲)呼吸系統(tǒng)疾病有著更高的發(fā)病率和死亡率，其發(fā)病率是青壯年人群的4倍[2]。老年人由于免疫功能下降可能會存在各種基礎(chǔ)疾病，由于目前我國老齡化問題嚴(yán)重，因下呼吸道感染而住院治療的老年患者也逐年增加，將給醫(yī)療、社會等帶來巨大的經(jīng)濟負(fù)擔(dān)[8]。由于目前病原學(xué)鑒定方法如細(xì)菌培養(yǎng)等耗時長、靈敏度低等缺點，難以及時確定致病菌并選擇合理有效的治療方案，易導(dǎo)致患者延誤病情，甚至造成抗菌藥物的濫用。據(jù)報道，抗菌藥物治療不足會影響感染患者的發(fā)病率和死亡率[9,10]。因此，對細(xì)菌性下呼吸道感染患者做出及時的診斷并對病情進行合理評估是正確使用抗生素的關(guān)鍵[11]，所以需要一種敏感而特異的標(biāo)記物來早期識別細(xì)菌感染。

本研究針對老年細(xì)菌性下呼吸道感染進行了相關(guān)研究，結(jié)果提示血清中IL-4、IL-6、IL-10、TNF-α和IL-17的表達水平可以反映老年患者下呼吸道感染情況。在本研究中細(xì)菌感染組患者血清中IL-2、IL-4、IL-6和IL-10的表達水平顯著高于病毒感染組，說明細(xì)菌感染導(dǎo)致的炎性可引起更高的細(xì)胞因子反應(yīng)，而細(xì)胞因子增高的程度可反應(yīng)感染的嚴(yán)重程度。本研究還發(fā)現(xiàn)IL-6在鑒別診斷細(xì)菌性下呼吸道感染與病毒性下呼吸道感染有著很大的潛力，其靈敏度和特異性分別為96.2%和93.9%。本研究與郝燕燕等[12-14]的研究結(jié)果研究結(jié)果相似。不同的是，本研究結(jié)果還顯示了病毒感染患者細(xì)胞因子IL-17的升高。免疫系統(tǒng)是抵抗病原體的第一道防線。細(xì)胞因子和趨化因子是免疫細(xì)胞活化所產(chǎn)生的第一個衍生物。IL-6作為重要的促炎細(xì)胞因子之一，在炎性性疾病患者中升高[15]。IL-10是一種主要的免疫調(diào)節(jié)細(xì)胞因子，它能抑制抗原呈遞細(xì)胞和巨噬細(xì)胞功能，抑制Th1細(xì)胞因子的產(chǎn)生，是公認(rèn)的炎性和免疫抑制因子。IL-6在一定程度上被認(rèn)為是IL-10產(chǎn)生的誘導(dǎo)劑。IL-17可誘導(dǎo)IL-6、TNF-α等炎性因子及趨化因子的表達引起炎性細(xì)胞的浸潤和組織破壞，起著重要的抗感染作用[16,17]。多數(shù)學(xué)者認(rèn)為當(dāng)IL-6和IL-10顯著上升數(shù)百倍甚至數(shù)千倍時，往往病情會迅速發(fā)展，需密切觀察，并可提醒臨床采取相應(yīng)措施[15,18-20]。對老年下呼吸道感染患者的細(xì)胞因子進行檢測有助于判斷機體所處的免疫功能狀態(tài)，可為疾病發(fā)展的監(jiān)測提供參考依據(jù)，也對疾病的輔助診斷、用藥及預(yù)后干預(yù)有重要的臨床指導(dǎo)意義。

在本研究中，我們還研究了3組的CRP、SAA、PCT和白細(xì)胞等指標(biāo)的變化。結(jié)果顯示細(xì)菌感染組PCT、CRP、SAA及WBC水平高于病毒組及對照組；病毒感染組CRP、SAA及WBC水平均高于對照組。本研究與林國輝等[21]的研究結(jié)果相似，均顯示細(xì)菌感染組血清SAA、CRP、PCT指標(biāo)水平明顯高于病毒感染組，對臨床醫(yī)師就患者肺部感染情況進行初步判斷及指導(dǎo)抗生素的使用有一定的意義。本研究就對鑒別診斷細(xì)菌性與病毒性下呼吸道感染進行ROC分析顯示，SAA具有很高的檢測效能，其靈敏度和特異性分別為92.3%和87.9%，PCT診斷特異性最高可達90.9%，但其靈敏度較低，僅為57.7%。多數(shù)學(xué)者認(rèn)為PCT的濃度反映了全身炎性的嚴(yán)重程度，并可預(yù)測死亡率[22,23]。正常情況下，血清PCT濃度在病毒感染時可以忽略不計或相對較低，而在細(xì)菌感染后，其濃度顯著升高，可在肺部感染的鑒別中起作用[24]。血清淀粉樣蛋白A(SAA)在急性和慢性炎性中起重要作用，并在臨床實驗室中用作炎性指標(biāo)。本研究將IL-6與SAA聯(lián)合用于鑒別診斷細(xì)菌性與病毒性下呼吸道感染，發(fā)現(xiàn)與單獨使用IL-6或SAA具有更高的鑒別價值，其靈敏度與特異性高96.2%與93.9%。生物標(biāo)志物的組合，與單獨使用任何一種炎性因子相比，它能提供更多的疾病信息和更高的靈敏度與特異性，并且對于指導(dǎo)抗生素治療具有更準(zhǔn)確的意義[25,26]。

雖然本研究提示IL-6與SAA聯(lián)合檢測可作為鑒別診斷診斷細(xì)菌性與病毒性下呼吸道感染的標(biāo)志物，但本研究存在一定的局限性。第一，增加抗生素治療可能降低SAA水平，檢測效果。此外，由于統(tǒng)計標(biāo)本量少，可能研究結(jié)果會有一定的偏差，本研究下一步將收集大批量標(biāo)本進行驗證。

綜上所述，老年細(xì)菌性下呼吸道感染患者血清中IL-4、IL-6、IL-10、PCT、CRP、SAA及WBC的表達顯著高于病毒感染組。IL-6與SAA聯(lián)合檢測可以更好的鑒別診斷細(xì)菌與病毒性感染，對指導(dǎo)臨床醫(yī)師抗生素的合理有效使用有重要價值，并且對炎性指標(biāo)的動態(tài)監(jiān)測將有利于評估患者免疫水平及及預(yù)測疾病的轉(zhuǎn)歸。