氣道表面液糖濃度對(duì)不同病原體致慢性阻塞性肺疾病急性加重的診斷價(jià)值

譚紫妍，李再清

(南華大學(xué)衡陽醫(yī)學(xué)院，附屬邵陽醫(yī)院，湖南 邵陽，422000)

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease,COPD)是一種常見的呼吸系統(tǒng)慢性氣道性疾病，以氣流受限及持續(xù)的呼吸道癥狀為主要特征。COPD急性加重主要是指咳嗽、咳痰和/或呼吸困難逐漸加重并超過每日變異，以至于需要改變治療方案，嚴(yán)重影響患者生活質(zhì)量及預(yù)后[1]。COPD急性加重期最主要的原因是感染、病毒和/或細(xì)菌感染。近年來，由于抗生素的濫用及長期吸入糖皮質(zhì)激素，導(dǎo)致COPD真菌感染越來越常見，給患者帶來了巨大威脅。早診斷、早治療對(duì)提高患者預(yù)后及生存率至關(guān)重要。COPD急性加重期治療以抗菌藥物為主，但治療前需明確引起下呼吸道感染的病原體，而各類病原體感染早期具有類似的臨床表現(xiàn)，尤其是病原體學(xué)確診前的抗生素治療會(huì)致使病原體學(xué)結(jié)果出現(xiàn)假陰性甚至假陽性，給臨床診斷及治療造成很大困難。痰培養(yǎng)是明確下呼吸道感染病原體學(xué)的“金標(biāo)準(zhǔn)”，但周期長、陽性率很低。在痰培養(yǎng)結(jié)果出來前，醫(yī)師只能經(jīng)驗(yàn)性治療，往往錯(cuò)失最佳治療時(shí)間。因此，尋找簡單、精確的輔助診斷方法，迅速鑒別下呼吸道不同病原體學(xué)感染成為研究的熱門話題。正常情況下，氣道表面液(airway surface liquid,ASL)糖濃度約為血糖濃度的1/12倍，產(chǎn)生如此高濃度梯度的主要機(jī)制為氣道上皮細(xì)胞之間的緊密連接和葡萄糖本身的轉(zhuǎn)運(yùn)和代謝，該結(jié)構(gòu)限制了葡萄糖跨細(xì)胞旁運(yùn)動(dòng)[2]。在各種因素作用下，氣道表面液穩(wěn)態(tài)發(fā)生改變，緊密連接遭到破壞，葡萄糖發(fā)生了跨細(xì)胞旁運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致濃度升高。本研究主要探討氣道表面液糖濃度對(duì)不同病原體所致COPD急性加重的診斷價(jià)值，為臨床提供一定參考依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選擇2019年12月至2021年3月入住邵陽市中心醫(yī)院呼吸與危重癥醫(yī)學(xué)科經(jīng)臨床診斷為COPD急性加重期患者80例作為研究對(duì)象，根據(jù)臨床癥狀、胸部影像學(xué)、實(shí)驗(yàn)室檢查(痰培養(yǎng)、抗原檢測(cè)、血清學(xué)檢測(cè)、分子生物學(xué)檢測(cè)等)分為細(xì)菌感染組50例，男27例，女23例，年齡51～80(68.06±8.14)歲；真菌感染組30例，男16例，女14例，年齡55～83(69.9±7.11)歲，并選擇同期入院體檢中心體檢結(jié)果為健康者40例作為痰培養(yǎng)陰性組，男30例，女10例，年齡52～85(71.25±8.84)歲。3組性別、年齡等一般資料比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，具有可比性。本研究經(jīng)醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，所有患者及家屬均簽署知情同意書。

1.2 診斷標(biāo)準(zhǔn)

符合2020年修訂的GOLD指南[1]的診斷標(biāo)準(zhǔn)。COPD急性加重期診斷標(biāo)準(zhǔn)也依據(jù)上述指南[1]。細(xì)菌感染診斷標(biāo)準(zhǔn)：存在發(fā)熱、咳嗽咳痰、咳膿性痰等典型臨床表現(xiàn)；或胸部影像學(xué)提示肺部有滲出性改變；血常規(guī)提示白細(xì)胞大于10×109/L和/或中性粒細(xì)胞比值>70%，紅細(xì)胞沉降率和/或超敏C反應(yīng)蛋白和/或降鈣素原等炎性指標(biāo)升高；或痰細(xì)菌培養(yǎng)或革蘭染色呈陽性，經(jīng)抗生素治療有效。真菌感染診斷標(biāo)準(zhǔn)：依據(jù)2007年中華醫(yī)學(xué)會(huì)呼吸病分會(huì)呼吸道感染組就侵襲性肺部真菌感染制定的肺真菌病診斷和治療專家共識(shí)[3]。

納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)符合COPD及COPD急性加重期、細(xì)菌感染、肺真菌病診斷和治療共識(shí)；(2)COPD急性加重期分組為D組，分級(jí)為I級(jí)或II級(jí)，年齡>50歲；(3)一般資料及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)完整者；(4)所有患者均簽署知情同意書；(5)入組所有患者空腹血糖均<7 mmol/L，隨機(jī)血糖均<11 mmol/L。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)診斷不明確的患者；(2)合并其他感染性疾病患者；(3)應(yīng)用抗真菌藥物等干擾檢測(cè)結(jié)果存在，入院前1周內(nèi)服用過食用真菌；(4)除外口腔真菌定植、合并其他部位真菌感染，半年內(nèi)做過手術(shù)、合并腫瘤、血液系統(tǒng)惡性疾病、HIV等免疫缺陷的患者。

1.3 方法

所有患者及健康體檢者均于入院當(dāng)天清晨用清水漱口后，留取從深部咳出的痰液置于痰標(biāo)本收集器中，于2 h內(nèi)送檢，先將痰標(biāo)本保存于-20 ℃冰箱中，解凍后，取出標(biāo)本以2 000 r/min離心15 min，將唾液與痰液分開，留取下層痰液，測(cè)定痰液標(biāo)本質(zhì)量，先加入等體積的生理鹽水，然后,在痰液中加入3～5滴消化酶黏解劑，充分搖勻、震蕩使痰標(biāo)本完全溶解，再次以2 000 r/min離心15 min，上清液在0.2 mm大小的轉(zhuǎn)位孔柱上過濾，取過濾后的上清液，采用生化分析儀己糖激酶法檢測(cè)葡萄糖濃度。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

2 結(jié)果

2.1 氣道表面液糖、血糖、尿糖濃度比較

痰培養(yǎng)陰性組氣道表面液糖濃度顯著低于真菌組 (t=2.323,P<0.05)和細(xì)菌感染組(t=3.859,P<0.001)，真菌感染組顯著低于細(xì)菌感染組(t=3.887,P<0.001)；痰培養(yǎng)陰性組患者血糖水平與細(xì)菌感染組(t=1.911,P=0.059)和真菌感染組(t=0.494,P=0.624)比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，細(xì)菌感染組與真菌感染組在血糖水平比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=0.632,P=0.530)；痰培養(yǎng)陰性組患者尿糖水平與細(xì)菌感染組(t=0.243,P=0.809)和真菌感染組(t=1.873,P=0.065)比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，細(xì)菌感染組與真菌感染組在尿糖水平比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=1.737,P=0.088)，見表1。

表1 痰培養(yǎng)陰性組、細(xì)菌感染組和真菌感染組氣道表面液糖、尿糖、血糖的比較

2.2 氣道表面液糖濃度與痰培養(yǎng)結(jié)果相關(guān)性分析

經(jīng)Spearman相關(guān)性分析，氣道表面液糖濃度與痰培養(yǎng)結(jié)果呈顯著正相關(guān)(rs=0.468,P<0.01)。

3 討論

COPD是威脅生命的一類重要疾病，具有高患病率、高致死率及高致殘率等特點(diǎn)，患者多次感染，反復(fù)住院，肺功能進(jìn)行性下降，最終導(dǎo)致慢性呼吸衰竭，是呼吸系統(tǒng)疾病致死的主要原因之一。COPD急性加重期主要常見原因?yàn)椴《尽⒓?xì)菌或病毒和細(xì)菌雙重感染，但近年來，COPD繼發(fā)肺真菌病越來越常見，明確病原體最主要的方法就是痰標(biāo)本細(xì)菌學(xué)檢查，該標(biāo)本容易獲得，臨床操作簡單，可在大多數(shù)醫(yī)院開展，其結(jié)果對(duì)臨床有參考價(jià)值[4]。

氣道表面液糖濃度升高導(dǎo)致感染加重的原因主要有以下幾方面[5]：(1)氣道表面液糖濃度升高時(shí)，氣道上皮細(xì)胞緊密連接被破壞,上皮及內(nèi)皮細(xì)胞損傷，其通透性發(fā)生改變，使蛋白質(zhì)、葡萄糖等營養(yǎng)物質(zhì)容易通過上皮及內(nèi)皮細(xì)胞進(jìn)入肺腔，導(dǎo)致細(xì)菌生長繁殖或改變菌群，使感染進(jìn)一步加重[6]。(2)氣道表面液糖濃度升高，致使血液中糖濃度與氣道表面液糖濃度兩者之間的濃度梯度降低，葡萄糖在細(xì)胞之間自由擴(kuò)散，使血液中糖濃度升高，導(dǎo)致感染進(jìn)一步加重且難以控制。(3)氣道表面液糖濃度增加，會(huì)改變?nèi)梭w免疫功能，通過激活環(huán)磷酸腺苷cAMP，使糖酵解過程加強(qiáng)，能夠激活巨噬細(xì)胞釋放炎癥因子，導(dǎo)致感染進(jìn)一步加重[7]。(4)氣道表面液糖濃度升高，可激活呼吸道甜味受體中樞，甜味受體激活后可抑制抗菌肽的分泌，導(dǎo)致感染進(jìn)一步加重[8]。

本研究相關(guān)性分析結(jié)果表明，痰培養(yǎng)結(jié)果陽性與氣道表面液糖濃度呈顯著正相關(guān)，痰培養(yǎng)結(jié)果陽性是診斷下呼吸道感染的“金標(biāo)準(zhǔn)”。在治療過程中，如果痰培養(yǎng)結(jié)果持續(xù)陽性，提示治療效果不佳或失敗可能性大。氣道表面液糖濃度影響痰培養(yǎng)結(jié)果，表明控制氣道表面液糖濃度是比較重要的。肺內(nèi)微生物的生長繁殖主要取決于3個(gè)因素：病原體菌的入侵、人體對(duì)病原體菌的清除能力和病原體菌的繁殖能力。正常情況下，健康的肺對(duì)于病原體來說，是一個(gè)相對(duì)缺乏營養(yǎng)的環(huán)境，對(duì)病原體繁殖種類方面只起較小的作用。當(dāng)發(fā)生慢性氣道炎癥或肺部感染時(shí)，氣道上皮和內(nèi)皮損傷使肺腔內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)增加[9]。眾所周知，葡萄糖是病原體生長的主要碳源之一，氣道表面液糖濃度升高為肺內(nèi)病原體生長提供了良好的營養(yǎng)物質(zhì)基礎(chǔ)，能夠利用葡萄糖作用碳源，增加細(xì)菌負(fù)荷或改變細(xì)菌群落。有研究表明，氣道表面液糖濃度升高可刺激金黃色葡萄球菌、綠膿桿菌和其他革蘭氏陰性菌增殖[10]。近年來，氣道表面液糖濃度在慢性氣道疾患中的研究越來越多，ZHU等[11]認(rèn)為其濃度升高可導(dǎo)致COPD因細(xì)菌感染而急性加重的次數(shù)增加，這在慢性囊性纖維化疾病中也同樣存在[12]，氣道表面液糖濃度水平是慢性氣道疾患急性加重的獨(dú)立危險(xiǎn)因素之一。

本研究對(duì)3組患者治療前氣道表面液糖濃度進(jìn)行比較，液糖濃度為細(xì)菌感染組>真菌感染組>痰培養(yǎng)陰性組。對(duì)危重癥感染患者，通過檢測(cè)氣道表面液糖濃度鑒別病原體，克服了檢測(cè)繁瑣和耗時(shí)等缺陷，是一種比較理想的替代方法。但痰培養(yǎng)陰性組、細(xì)菌感染組和真菌感染組中，氣道表面液糖濃度的最佳診斷界值還需進(jìn)一步研究。

綜上所述，氣道表面液糖濃度對(duì)不同病原體致COPD急性加重有一定的鑒別診斷意義。但本研究納入指標(biāo)較單一，未充分校正可能的混雜因素，樣本量少。此外，氣道表面液糖濃度受血糖水平影響，波動(dòng)大，未納入糖尿病患者。未來可選用更好指標(biāo)或聯(lián)合其他炎癥指標(biāo)來鑒別不同病原體。