細胞因子水平檢測對危重患者感染的診斷價值

張 文,邢周雄,陳華軍,陳 妮,陳 濤

(遵義醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院 重癥醫(yī)學(xué)科,貴州 遵義 563099)

重癥感染是指病原體(細菌、病毒、真菌、寄生蟲)侵入機體引起局部或全身性炎癥反應(yīng),進而出現(xiàn)不同的臨床表現(xiàn),例如寒戰(zhàn)、發(fā)熱、膿毒癥甚至膿毒性休克,嚴重危及患者的生命［1]。臨床輔助診斷感染的實驗室指標較多,主要為病原微生物培養(yǎng)(血培養(yǎng)、分泌物培養(yǎng)、引流液培養(yǎng)等)及C-反應(yīng)蛋白(CRP) 、白細胞計數(shù)、中性粒細胞絕對值、PCT等。血培養(yǎng)特異度高,但由于培養(yǎng)周期長,抗生素使用后采樣易影響報陽率。白細胞計數(shù)、CRP對感染診斷的靈敏度高,但特異度低,PCT對局部感染的診斷價值不理想［2]。機體在免疫力下降、廣譜抗生素使用及激素的不合理應(yīng)用等情況下,條件致病菌可轉(zhuǎn)變?yōu)橹虏【?可迅速發(fā)展為膿毒癥甚至膿毒性休克,從而危及患者生命［3]。免疫系統(tǒng)中的T細胞分化為Th1、Th2兩種,其中Th1細胞分泌的促進炎癥反應(yīng)的細胞因子IFN-γ、IL-2主要參與細胞免疫,Th2細胞分泌的抑制炎癥的細胞因子IL-4、IL-6、IL-10主要參與體液免疫,多種細胞因子相互調(diào)節(jié)、抑制［4-6]。此外,在膿毒癥患者中,巨噬細胞可釋放大量白細胞介素-1-β、α-腫瘤壞死因子、前列腺素E2(PGE2),而PGE2抑制IFN-γ、IL-2等細胞因子的釋放,進而導(dǎo)致Th1/Th2比例失調(diào)［7-9]。同時,下丘腦-垂體-腎上腺軸分泌大量糖皮質(zhì)激素,誘發(fā)IkB合成、抑制NF-kB及Th1的分泌,增強Th2分泌,促進IL-4、IL-10及IL-6等細胞因子的釋放,引起細胞因子水平的改變［10-13]。

因此,本研究目的為在原輔助檢查資料的前提下,結(jié)合患者的細胞因子水平評估機體免疫功能,盡早判斷病原菌種類和感染嚴重程度等,從而指導(dǎo)臨床經(jīng)驗性合理使用抗生素,達到挽救患者生命及改善患者預(yù)后的目的。

1 資料與方法

1.1 對象 收集2018年12月至2020年2月在遵義醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院重癥醫(yī)學(xué)科住院的455例患者資料,男性263例,女性192例,年齡18～80歲,男性平均年齡(53.54±17.07)歲,女性平均年齡(47.64±19.64)歲。

納入標準:(1)有明確感染基礎(chǔ),經(jīng)會診評估后入住重癥醫(yī)學(xué)科的患者。(2) APACHE Ⅱ評分大于10分。(3)18歲<年齡<80歲。(4)感染判定標準為具備以下2項以上體征:①體溫>38 ℃;②心率> 90 次/min;③呼吸頻率> 20 次/min或動脈血二氧化碳分壓(PaCO2)<32 mmHg;④外周血白細胞計數(shù)>12×109/L或<4×109/L;⑤影像學(xué)檢查明確感染部位。(5)陽性標本為培養(yǎng)(血培養(yǎng)、痰培養(yǎng)或分泌物培養(yǎng)等)陽性。

排除標準:(1)年齡≤18歲或≥80歲的患者;(2)合并其他嚴重軀體性疾病(惡性腫瘤、神經(jīng)系統(tǒng)疾病等),慢性腎功能不全長期透析及有傳染性疾病患者。

1.2 數(shù)據(jù)收集 收集所有患者基本信息、家族史、既往史、細胞因子(IL-2、IL-4、IL-6、IL-10、TNF-α、IFN-γ)、培養(yǎng)(血液、痰液、分泌物,積液等)、血生化、C-反應(yīng)蛋白、降鈣素原、真菌D葡聚糖、血常規(guī)及胸部或其他影像學(xué)資料。

1.3 檢測方法 血漿Th1/Th2細胞因子檢測利用EDTA抗凝管采集患者靜脈血,室溫3 000 r/min離心20 min,分離血漿,對Th1/Th2 進行熒光標記,Th1 /Th2細胞因子檢測試劑盒購自杭州賽基生物科技有限公司。采用BD FACS CantoⅡ流式細胞儀對血漿細胞因子含量進行檢測。

1.4 分組 根據(jù)治療后轉(zhuǎn)歸情況將所有患者分為好轉(zhuǎn)組345例(為經(jīng)治療后好轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)科、出院或轉(zhuǎn)下級醫(yī)院,其中男性151例) 和預(yù)后不良組110例(為經(jīng)治療后死亡、簽字出院,其中男性40例) ,根據(jù)菌培養(yǎng)結(jié)果分為陽性組(n=292例)和陰性組(n=163例),陽性組再根據(jù)致病菌情況分為革蘭陽性菌組(G+組,n=121例)、革蘭陰性菌組(G-組,n=133例)及真菌組(n=38例),分析不同分組情況下患者細胞因子水平的差異及各指標間的相關(guān)性和不同菌屬感染的細胞因子水平。

2 結(jié)果

2.1 臨床轉(zhuǎn)歸情況 根據(jù)患者治療預(yù)后情況分為好轉(zhuǎn)組345例(其中男性151例)和預(yù)后不良組110例(其中男性40例) ,其性別比例差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05) ;與預(yù)后不良組比較,年齡、IL-6、IL-10、N、L、INR、APTT及PCT均高于好轉(zhuǎn)組,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05,表1)。

表1 根據(jù)轉(zhuǎn)歸不同分組指標的比較［M(P25,P75)]

2.2 預(yù)后多因素分析 以重癥患者重癥好轉(zhuǎn)、預(yù)后不良為分類標準,將年齡、細胞因子和實驗室指標(WBC、N、L、PLT、INR、APTT 和PCT)引入二項多元Logistic 回歸方程。結(jié)果顯示IL-6(OR=1.002,95%CI:1.001～1.004) ;L(OR=0.005,95%CI:0.004～0.651) 和INR(OR=1.015,95%CI:1.006～1.117)是評估重癥患者預(yù)后的獨立預(yù)測因素(P<0.05),其他為非獨立預(yù)測因素(P>0.05),見表2。

2.3 使用ROC曲線和RCS曲線分析 用細胞因子(IL-2、IL-4、IL-6、IL-10、TNF-α 、IFN-γ)評估重癥患者的預(yù)后的臨床價值,ROC曲線分析結(jié)果顯示,IL-6:AUC(曲線下面積)=0.797,95%CI0.756～0.837,P<0.001,當IL-6=34.98 pg/mL時,敏感度=74.0%,特異度=70.8%;IL-10:AUC=0.731,95%CI0.685～0.778,P<0.00。當IL-10=12.73 pg/mL時,敏感度=59.3%,特異度=78%,圖1、2。

圖1 6種細胞因子評估患者預(yù)后的ROC曲線

圖2 IL-6、IL-10評估患者預(yù)后的RCS曲線

2.4 培養(yǎng)結(jié)果分析 根據(jù)菌培養(yǎng)分為陽性組(n=292例)和陰性組(n=163例),使用非參數(shù)兩獨立樣本檢驗顯示,與培養(yǎng)陰性組比較,陽性組IL-6、IL-10、IFN-γ的檢測值均偏低(P<0.05);再根據(jù)致病菌情況分為G+組(n=121例)、G-組(n=133例)及真菌組(n=38例),分析不同分組情況下患者細胞因子水平的差異及各指標間的相關(guān)性,G-組、G+組及真菌組間IL-2、IL-6、IL-10、TNF-α、IFN-γ檢測值存在差異(P<0.05)。與G+組比較,G-的IL-2、IL-6、IL-10、IFN-γ均偏高(P<0.05);真菌組的IL-6、IFN-γ偏高(P<0.05);與G-組比較,真菌組IL-6、IL-10偏低,而IFN-γ偏高(P<0.05)。同時發(fā)現(xiàn)G-組的IL-6、IL-10增高較參考值大于10倍;G+組IL-6、IL-10較參考值增高2～10倍,而IFN-γ不增高,真菌組IL-2、IL-4、IL-6、IL-10不增高,而IFN-γ顯著增高(125．86±62．45),表3～5。

表3 培養(yǎng)陽性組、陰性組非參數(shù)檢驗結(jié)果

表4 不同培養(yǎng)菌群分組的非參數(shù)檢驗結(jié)果

表5 G-組、G+組及真菌組間兩兩比較結(jié)果

3 討論

目前臨床上普遍存在抗生素不合理使用的現(xiàn)象,結(jié)果導(dǎo)致菌群失調(diào)、條件致病菌致病,多重耐藥菌的增加,甚至出現(xiàn)超級耐藥菌,這不僅造成極大的醫(yī)療資源浪費,而且增加了感染者治療的難度及死亡率［14]。因此,早診斷及準確評估患者感染病原菌,合理選擇抗生素進行精準化抗感染治療非常重要。

膿毒癥被定義為機體對感染的炎癥反應(yīng)失調(diào),細菌或內(nèi)、外毒素入血發(fā)展為菌血癥,且可能發(fā)生危及生命的器官功能障礙,其死亡率更是高達40%以上［15]。膿毒癥最常見的致病菌主要有大腸桿菌、銅綠假單胞菌、鮑曼不動桿菌、肺炎克雷伯菌及金黃色葡萄球菌等［16]。而臨床上病原菌培養(yǎng)通常滯后,因此感染患者通過細胞因子檢測可初步判斷病原菌菌屬,為臨床早期合理使用抗生素提供可靠依據(jù)。本研究顯示,與培養(yǎng)陰性組比較,陽性組的IL-6、IL-10、IFN-γ均偏低(P<0.05);與G+組比較,G-的IL-2、IL-6、IL-10、IFN-γ均偏高(P<0.05);真菌組的IL-6、IFN-γ偏高(P<0.05);與G-組比較,真菌組的IL-6、IL-10偏低,而IFN-γ偏高(P<0.05)。與以往研究結(jié)論相同,本研究同樣認為G-組的IL-6、IL-10增高較參考值大于10倍,G+組IL-6、IL-10較參考值增高約2～10倍,而IFN-γ不增高,真菌組IL-2、IL-4、IL-6、IL-10不增高,而IFN-γ顯著增高。

IL-6是一種多效細胞因子,不僅能激活T細胞,還可誘導(dǎo)B細胞分化,參與炎癥反應(yīng)過程,有研究認為膿毒癥患者血漿IL-6水平顯著增高,且增高幅度與膿毒癥的嚴重程度及不良預(yù)后呈正相關(guān)［17]。Th1細胞增強殺傷細胞的細胞毒性作用,同時激發(fā)遲發(fā)性超敏反應(yīng),介導(dǎo)細胞免疫應(yīng)答;而Th2細胞可促進抗體的產(chǎn)生,介導(dǎo)體液免疫應(yīng)答［18-20]。本研究顯示,與好轉(zhuǎn)組比較,預(yù)后不良組其性別比例差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05);而年齡、IL-6、IL-10、N、L、INR、APTT及PCT均高于好轉(zhuǎn)組,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。將上訴指標引入二項式多因素Logistic回歸分析結(jié)果顯示,IL-6、IL-10是評估重癥患者預(yù)后的獨立預(yù)測因素(P<0.05),其他為非獨立預(yù)測因素(P>0.05),ROC曲線和RCS曲線分析細胞因子(IL-6、IL-10)評估重癥患者病情嚴重程度及預(yù)后,IL-6的AUC(曲線下面積)=0.797,P<0.001;IL-10的AUC=0.731,P<0.005,認為IL-6、L-1評估重癥患者病情嚴重程度及預(yù)后的敏感度和特異度均較高。

本研究局限性在于并不是所有患者均為初治,培養(yǎng)陽性患者標本不統(tǒng)一,存在異質(zhì)性較大可能,這也可能是本研究統(tǒng)計結(jié)果不理想的原因之一,后續(xù)研究將進一步改正。

綜上所述,在感染患者中,G-菌感染的患者IL-6、IL-10同時高度增高較參考值大于10倍,而IFN-γ不增高;G+菌感染的患者IL-6、IL-10為輕度增高,較參考值大于2～10倍;真菌感染的患者IL-2、IL-4、IL-6、IL-10不增高,而IFN-γ顯著增高。且認為IL-6、IL-10是評估重癥患者預(yù)后的獨立預(yù)測因素,對于臨床早期判斷、評估、治療有著重要的意義,對患者早期精準抗感染治療更加經(jīng)濟、便捷、有效。