血液學(xué)檢查在診斷假體周圍感染中的研究進(jìn)展

田居杰,郭曉斌,李亦丞,張曉崗

(新疆醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院關(guān)節(jié)外科,新疆 烏魯木齊 830054)

血液學(xué)指標(biāo)的檢測對髖膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后假體周圍感染的早期篩查和診斷有重要價值。雖然假體周圍感染的診斷往往要結(jié)合患者的病史、癥狀、細(xì)菌培養(yǎng)、病理等多方面的因素綜合判斷,但血液指標(biāo)是相對經(jīng)濟(jì)和患者最容易接受的檢查。隨著中國關(guān)節(jié)置換術(shù)患者的逐年增加,使用傳統(tǒng)非特異性炎癥標(biāo)志物診斷假體感染的漏診率也在增加。近年來,越來越多與凝血相關(guān)的標(biāo)志物和各種標(biāo)志物比值被用于診斷假體周圍感染,這些標(biāo)志物的應(yīng)用對早期診斷假體感染、減少漏診有重要作用。

本文討論了傳統(tǒng)的血液標(biāo)志物[C反應(yīng)蛋白(C-reactive protein,CRP)、紅細(xì)胞沉降率(erythrocyte sedimentation rate,ESR)、白細(xì)胞計(jì)數(shù)(white blood cell count,WBC)]和非傳統(tǒng)的血液標(biāo)志物[D-二聚體、纖維蛋白原、白細(xì)胞介素(interleukin,IL)-6、降鈣素原(procalcitonin,PCT)、中性粒細(xì)胞與淋巴細(xì)胞的比值(neutrophil to lymphocyte ratio,NLR)、血小板計(jì)數(shù)與平均血小板體積比(platelet count to mean platelet volume ratio,PC/MPV)、白蛋白與球蛋白比值(albumin-globulin ratio,AGR)]在假體周圍感染(periprosthetic joint infection,PJI)術(shù)前診斷中的表現(xiàn),并闡明了每個單一血液標(biāo)志物對PJI術(shù)前診斷的價值。

1 傳統(tǒng)生物標(biāo)志物

1.1 CRP和ESR CRP和ESR是篩查PJI最常用的非特異性炎癥標(biāo)志物,由于缺少可以100%診斷PJI的檢測方式,在研究CRP和ESR時的標(biāo)準(zhǔn)差異較大,因此其研究結(jié)果也變化較大。有研究表明[1],CRP的敏感性在62%～100%時,特異性在64%～96%之間變化;ESR的敏感性在33%～95%時,其特異性在60%～100%之間變化。但是其歸納的不同文獻(xiàn)中對于感染的診斷定義不同,但不同研究中的檢測方法也不同,這些都會使統(tǒng)計(jì)結(jié)果發(fā)生偏倚。另有研究表明[2],CRP的敏感性為74%～94%時,特異性為20%～100%,ESR的敏感性為42%～94%,特異性為33%～87%。雖然CRP和ESR有較高的敏感性和特異性,但是創(chuàng)傷、手術(shù)、自身免疫性疾病等因素都會使CRP和ESR的水平升高[3]。這會影響醫(yī)生對PJI的診斷,出現(xiàn)假陽性結(jié)果。在一些低毒力的細(xì)菌感染早期和細(xì)菌生物膜形成的情況下,CRP和ESR表現(xiàn)較差[4]。因此,即使CRP和ESR的水平正常,也不能作為排除PJI的指標(biāo)。由美國肌肉與骨骼感染學(xué)會在2011年制定并于2013年在第一屆人工關(guān)節(jié)感染國際共識會議(international consensus meeting,ICM)修訂診斷PJI的次要診斷標(biāo)準(zhǔn)中,建議CRP>100 mg/L作為診斷急性PJI的診斷指標(biāo),CRP>10 mg/L,ESR>30 mm/h作為診斷慢性PJI的診斷指標(biāo)[2]。由于CRP和ESR的局限性,臨床醫(yī)師在診斷PJI時需要與其他醫(yī)學(xué)檢測結(jié)果相結(jié)合來綜合判斷,以確保診斷結(jié)果的準(zhǔn)確性。

1.2 WBC WBC是外科診斷感染最常用的血液標(biāo)志物[4]。盡管在PJI的診斷中WBC起到重要作用[5],但研究發(fā)現(xiàn)[6]與未感染的患者相比,診斷為PJI的患者WBC并無明顯增高。有研究者認(rèn)為WBC可能無助于診斷PJI[1]。在疑似PJI患者的常規(guī)檢查中,WBC起到的作用十分有限。當(dāng)患者有明顯WBC升高時,患者的PJI癥狀往往相當(dāng)嚴(yán)重。因此,WBC對早期診斷PJI沒有幫助。近年來,WBC常被研究者用于與其他診斷PJI的生物標(biāo)志物進(jìn)行比較研究。

2 非傳統(tǒng)生物標(biāo)志物

2.1 D-二聚體 D-二聚體來源于纖維蛋白凝塊,是纖維蛋白溶解形成的纖維蛋白降解產(chǎn)物之一。機(jī)體發(fā)生感染、血栓或腫瘤性疾病,會引起D-二聚體的升高[7]。2018年第二屆ICM提出的PJI診斷標(biāo)準(zhǔn)中,認(rèn)為D-二聚體有較高的敏感性和特異性。D-二聚體在850 ng/mL閾值的敏感度為89%,特異性為93%[8]。這一結(jié)果明顯高于CRP和ESR的診斷性能。但國內(nèi)外均有研究者認(rèn)為D-二聚體對診斷PJI的價值有限。Pannu等[9]研究者認(rèn)為D-二聚體的特異性較差,而敏感性較好。Xiong等[10]的研究中,D-二聚體的敏感性為80.77%,特異性為79.63%,其診斷性能并不比CRP(敏感性為84.61%,特異性為64.81%)和ESR(敏感性為73.08%,特異性為90.47%)高。苗潤青等[11]認(rèn)為D-二聚體對膝關(guān)節(jié)慢性PJI診斷價值較高,但不及CRP和ESR。多數(shù)的研究認(rèn)為D-二聚體對PJI的診斷價值有限,低于ESR和CRP,無法作為篩查PJI的診斷工具。

2.2 纖維蛋白原 纖維蛋白原是術(shù)前評估凝血功能的常規(guī)檢測項(xiàng)目,其水平受到感染和炎癥的影響[12]。有研究者認(rèn)為[13]血清纖維蛋白原對診斷PJI的診斷價值的優(yōu)于D-二聚體,且與CRP和ESR相似。Klim等[14]的研究中,纖維蛋白原水平的升高與PJI相關(guān)(P<0.05),纖維蛋白原在聯(lián)合其他生物標(biāo)志物對診斷PJI的準(zhǔn)確性上并沒有幫助。許多研究者認(rèn)為纖維蛋白原檢測是PJI診斷的有效生物標(biāo)志物[12,15-17]。纖維蛋白原是評估患者凝血功能的常規(guī)項(xiàng)目,與傳統(tǒng)炎癥標(biāo)志物相比,其對人工膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后PJI有良好的診斷價值。但作為診斷標(biāo)志物,纖維蛋白的診斷閾值及變化趨勢仍需要繼續(xù)研究。

2.3 IL-6 IL-6是在細(xì)菌感染和組織損傷時產(chǎn)生的血清生物標(biāo)志物[18-19]。由于IL-6的半衰期僅有15 h,所以可以很快恢復(fù)到正常濃度[20]。Bottner等[6]認(rèn)為IL-6具有較好的敏感性和特異性,可以和CRP共同作為檢測PJI的生物標(biāo)志,但是其研究中的感染定義是基于術(shù)中培養(yǎng)和組織學(xué)檢查結(jié)果,因此其結(jié)論可靠性有待證明。在一項(xiàng)研究中[21],CRP和IL-6合并診斷PJI的敏感性為86%,特異性為67%。而低于研究中的CRP單獨(dú)診斷PJI的敏感性91%,特異性72%。因此不推薦IL-6作為診斷檢查。在目前的研究中,由于不同研究者對感染的定義和臨界值的設(shè)定不同[6,8,16,22],難以對IL-6的診斷價值做出有效判斷,因此需要進(jìn)一步的研究。

2.4 PCT PCT是一種蛋白質(zhì)。在菌血癥發(fā)生時,PCT由甲狀腺C細(xì)胞和腸肺的神經(jīng)內(nèi)分泌細(xì)胞釋放,對診斷膿毒血癥和細(xì)菌感染有較好的表現(xiàn)[23]。Bottner等[6]認(rèn)為PCT雖然特異性高,但是敏感性很差。Glehr等[21]認(rèn)為PCT在診斷PJI的價值上不及CRP。雖然PCT是檢測細(xì)菌感染的良好標(biāo)志物,但在PJI的診斷中PCT的準(zhǔn)確性較差,難以成為PJI的術(shù)前診斷標(biāo)志物。

2.5 NLR 細(xì)菌感染會導(dǎo)致中性粒細(xì)胞計(jì)數(shù)增加和淋巴細(xì)胞計(jì)數(shù)減少[24]。與其他生物標(biāo)志物相比,NLR利用了從血細(xì)胞計(jì)數(shù)中得到的實(shí)驗(yàn)室標(biāo)志物進(jìn)行診斷,無需進(jìn)行額外的檢測[25]。血清NLR最早用于檢測外科手術(shù)的感染[26-27]。有研究表明[19],血清NLR診斷PJI的敏感性為28.3%,特異性為80%,其診斷價值低于CRP和纖維蛋白原。Sigmund等[1]認(rèn)為雖然NLR是一個容易獲得的血液參數(shù),但NLR準(zhǔn)確性較低,無法應(yīng)用在PJI的篩查和診斷中應(yīng)用?？傮w來說,NLR準(zhǔn)確性較低,無法應(yīng)用在PJI的篩查和診斷中。

2.6 PC/MPV 血小板計(jì)數(shù)和平均血小板體積也是術(shù)前評估患者凝血情況的常規(guī)指標(biāo)。在有炎癥或感染發(fā)生時,引起血小板的生成增加而平均血小板體積下降[28],造成PC/MPV的水平升高。在Paziuk等[28]研究中,PC/MPV診斷PJI的敏感性為48%,特異性為81%。雖然其表現(xiàn)出良好的特異性,但敏感性較低,不適合單獨(dú)診斷PJI。目前對于PC/MPV的研究較少,需要更多的研究以了解其診斷效果。

2.7 AGR 白蛋白和球蛋白分別是維持人體營養(yǎng)、內(nèi)環(huán)境滲透壓和參與人體免疫過程的兩種重要的蛋白質(zhì),也是臨床醫(yī)生在圍術(shù)期中密切關(guān)注的生理指標(biāo)。在炎癥過程中,白蛋白水平會下降,球蛋白的水平升高。在感染性疾病中,AGR也會發(fā)生變化。最近的一項(xiàng)研究中[29],AGR對診斷PJI的價值與CRP相近。Wang等[30]在一項(xiàng)研究中發(fā)現(xiàn),白蛋白的曲線下面積(area under curve,AUC)為0.774,敏感性為67.5%,特異性為77.54%;球蛋白的AUC值為0.820,敏感性57.5%,特異性為89.86%;AGR的AUC值為0.845,敏感性為66.25%,特異性為93.48%。Wang[30]等認(rèn)為球蛋白和AGR可以用于診斷PJI患者。Zhang等[29]也認(rèn)為這是一種可以用于診斷的生物標(biāo)志物。目前AGR是否可用于診斷PJI的研究不多,但AGR作為易于獲得的生理指標(biāo),驗(yàn)證其診斷價值將有助于PJI的診斷(見表1)。

表1 各種血液標(biāo)志物在假體周圍感染診斷中的文獻(xiàn)比較

3 結(jié) 論

PJI的診斷需要詳細(xì)的病史和大量復(fù)雜的檢查,尤其對于僅有單一癥狀或者低毒力微生物引起的感染患者[30],可以明確的診斷其病情更具有挑戰(zhàn)性。近年來,在PJI的血液標(biāo)志物的診斷研究已經(jīng)較為成熟,但依然缺少診斷PJI的金標(biāo)準(zhǔn)。血液學(xué)檢查只是整個PJI診斷中的一部分,患者的最終確診往往要通過影像學(xué)檢查和關(guān)節(jié)液檢測才能保證其可靠性。目前常用血液學(xué)診斷標(biāo)志物均是非特異性的血液指標(biāo)。對于患有全身炎癥性疾病或者有關(guān)節(jié)以外部位感染的患者,會導(dǎo)致假陽性的判斷。本文中CRP、ESR、AGR和纖維蛋白原對診斷PJI有較好的表現(xiàn),但AGR和纖維蛋白原診斷感染的最佳閾值仍需要研究。血液檢查相比于其他檢查不需要復(fù)雜的操作,易于獲得,不會增加患者的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。目前有的研究者將不同血液標(biāo)志物的比值進(jìn)行研究,以提高PJI的診斷成功率并指導(dǎo)臨床治療,比如ESR與CRP的比值[31]以及NLR、血小板與淋巴細(xì)胞的比值等。但目前相關(guān)的研究文獻(xiàn)較少,還需要對不同患者進(jìn)行研究以了解其效果。