5種炎性指標(biāo)對革蘭陰性菌和革蘭陽性菌所致膿毒癥的早期診斷及鑒別診斷價值比較

盧秋維，廖美娟，林雪珍

(廣西壯族自治區(qū)人民醫(yī)院，南寧530021)

膿毒癥是指由病原體血流感染引起的全身炎性反應(yīng)綜合征，其發(fā)生機制與免疫功能紊亂、內(nèi)毒素移位、炎性因子分泌失控和病原體的構(gòu)成等因素有關(guān)。膿毒癥感染的病原體以革蘭陰性菌(G-菌)和革蘭陽性菌(G+菌)為主，而G-菌引起的血流感染較G+菌病理過程更加嚴(yán)重，其發(fā)生膿毒性休克及死亡的可能性更高，另有研究顯示，膿毒癥早期的病理生理改變是功能性的、可逆的，及時有效的冶療可降低患者病死率[1]。因此早期識別膿毒癥患者血流感染病原菌的種類對臨床治療至關(guān)重要。血培養(yǎng)是目前確診膿毒癥和病原菌的金標(biāo)準(zhǔn)，但存在等待結(jié)果的時間長、檢出率低、污染率高等問題[2]。近年來，血中炎性標(biāo)志物越來越多地用于膿毒癥的早期診斷和預(yù)后評價，但也存在一些不足和分歧。本研究通過檢測膿毒癥患者的血清降鈣素原(PCT)、C反應(yīng)蛋白(CRP)、腦鈉肽(BNP)、白細(xì)胞計數(shù)(WBC)、中性粒細(xì)胞比率(NE%)，分析上述炎性指標(biāo)對G-菌與G+菌引起的膿毒癥的早期鑒別價值。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選擇2014年10月～2017年12月廣西壯族自治區(qū)人民醫(yī)院收治的膿毒癥患者251例，男145例、女90例，年齡8個月～95歲。排除急性冠狀動脈綜合征、急性心力衰竭等循環(huán)系統(tǒng)疾病。根據(jù)血培養(yǎng)結(jié)果，將患者分為G-菌組和G+菌組。G-菌組154例，男95例、女59例，年齡(47.39±28.72)歲；G+菌組97例，男60例、女37例，年齡(43.55±30.17)歲。另選擇同期收治的局部感染或疑有系統(tǒng)性感染的非膿毒癥患者221例(對照組)，男130例、女91例，年齡(55.28±20.51)歲，血培養(yǎng)均為陰性。三組性別、年齡具有可比性。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會審核批準(zhǔn)，患者均知情同意。

1.2 血清PCT、BNP、CRP、WBC、NE%檢測 采用Roche cobas e601電化學(xué)發(fā)光法定量檢測血清PCT和BNP；WBC和NE%檢測采用SysmeXN9000血細(xì)胞分析儀；CRP檢測采用韓國BODITE熒光干式分析儀，嚴(yán)格按說明書操作。

2 結(jié)果

2.1 三組血清炎性指標(biāo)水平比較 見表1、表2。G-菌組血PCT、CRP、BNP水平高于G+菌組和對照組，G+菌組血PCT、CRP、BNP水平高于對照組(P均<0.05)，三組WBC、NE%比較差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P均>0.05)。

表1 三組血清PCT、CRP、BNP水平比較[M(P25,P75)]

注：與G-菌組比較，*P<0.05；與G+菌組比較，△P<0.05。

表2 三組血WBC、NE%比較

注：與G-菌組比較，*P<0.05；與G+菌組比較，△P<0.05。

2.2 鑒別病原體最有價值炎性指標(biāo)的篩選結(jié)果 使用Multinomial Logistic 回歸法對WBC、NE%、PCT、CRP、BNP進行逐步回歸，最后篩選出PCT和CRP這兩個因素對鑒別病原體最有價值，見表3。似然比檢驗顯示，PCT的診斷價值(χ2=25.946，P=0.000)較CRP(χ2=6.911，P=0.032)更高。

表3 多因素分析篩選鑒別病原體最有價值的炎性指標(biāo)

2.3 各炎性指標(biāo)對不同病原菌引起的膿毒癥的診斷效能

2.3.1 各炎性指標(biāo)區(qū)分G+菌引起的膿毒癥和非膿毒癥的診斷效能 見圖1。BNP、WBC、NE%不能區(qū)分G+菌引起的膿毒癥和非膿毒癥(AUC分別為0.517、0.444、0.483，P均>0.05)。PCT的AUC為0.717，P=0.001，最佳診斷閾值為0.975，以PCT>0.975 pg/mL作為診斷G+菌引起的膿毒癥的標(biāo)準(zhǔn)，其敏感度為67.2%，特異度為76.9%。CRP的AUC為0.619，P=0.035，最佳診斷閾值為98.59，以CRP>98.59 ng/mL作為診斷G+菌引起的膿毒癥的標(biāo)準(zhǔn)，其敏感度為57.7%，特異度為71.1%。

圖1 各炎性指標(biāo)區(qū)分G+菌引起的膿毒癥和非膿毒癥的ROC曲線

2.3.2 各炎性指標(biāo)區(qū)分G-菌引起的膿毒癥和非膿毒癥的診斷效能 見圖2。WBC、NE%不能區(qū)分G-菌引起的膿毒癥和非膿毒癥(AUC分別為0.506、0.569，P均>0.05)。PCT的AUC為0.797，P=0.000，最佳診斷閾值為2.06，以PCT>2.06 pg/mL作為除外非膿毒癥、考慮G-菌引起的膿毒癥，其敏感度為65.4%，特異度為82.0%。CRP的AUC為0.643，P=0.003，最佳診斷閾值為101.17，以CRP>101.17 ng/mL作為除外非膿毒癥、考慮G-菌引起的膿毒癥，其敏感度為55.8%，特異度為71.9%。BNP的AUC為0.638，P=0.004，最佳診斷閾值為2 759，以BNP>2 759 pg/mL作為除外非膿毒癥、考慮G-菌引起的膿毒癥，其敏感度為59.4%，特異度為65.4%。

圖2 各炎性指標(biāo)區(qū)分G-菌引起的膿毒癥和非膿毒癥的ROC曲線

2.3.3 各炎性指標(biāo)區(qū)分G-菌和G+菌引起的膿毒癥的診斷效能 見圖3。WBC、NE%、CRP和BNP不能區(qū)分G-菌和G+菌引起的膿毒癥(AUC分別為0.525、0.569、0.509，P均>0.05)。PCT的AUC為0.645，P=0.012，最佳診斷閾值2.47，以PCT>2.47 pg/mL作為除外G+菌引起的膿毒癥，考慮G-菌引起的膿毒癥，其敏感度為65.4%，特異度為60.4%。

圖3 各炎性指標(biāo)區(qū)分G-菌和G+菌引起的膿毒癥的ROC曲線

3 討論

膿毒癥是病原菌侵襲人體并在血流中播散導(dǎo)致嚴(yán)重感染的疾病。不同病原菌類型所致的膿毒癥病死率有所差異。與G+菌相比，G-菌所致膿毒癥病情進展更加迅速，病死率更高。由于血培養(yǎng)作為 “金標(biāo)準(zhǔn)”檢出病原菌耗時長，且膿毒患者中多達70%已接受過抗感染治療，影響了病原菌的檢出時間和陽性檢出率。因而尋找更快速且特異的膿毒癥實驗室診斷指標(biāo)有著非常重要的臨床價值。

本研究結(jié)果顯示，在血清PCT、BNP、CRP、WBC、NE%這五個指標(biāo)中，WBC、NE%在非膿毒癥感染組、G-菌和G+菌的膿毒癥組間沒有統(tǒng)計學(xué)差異。ROC曲線分析顯示，WBC和NE%的AUC較低，在0.4～0.5，且P均>0.05。表明WBC、NE%對早期診斷膿毒癥及鑒別病原體缺乏診斷價值。WBC和NE是機體的防御細(xì)胞，在抵抗病原菌的侵襲過程及機體防御中起重要作用，是對炎癥輔助診斷最為傳統(tǒng)和原始的指標(biāo)。WBC和NE%升高對診斷細(xì)菌感染有一定臨床價值，但在膿毒癥的發(fā)展過程中它們的波動范圍非常廣泛，不同病原體感染或某些嚴(yán)重膿毒癥和感染性休克情況下，WBC可以升高也可以降低甚至缺乏[3]，所以在診斷膿毒癥時WBC和NE%缺乏特異性和敏感性，更無法鑒別病原菌類型，其診斷價值非常有限。

BNP由心肌細(xì)胞合成，表達于心肌細(xì)胞及腦組織中，常用于心力衰竭、心肌梗死等心血管疾病的危險程度分級及預(yù)后預(yù)測。關(guān)于BNP在膿毒癥中的作用，目前還存在爭議[4]。Vila等[5]報道，在健康男性中，大腸桿菌釋放內(nèi)毒素可導(dǎo)致BNP升高。Piechota等[6]在不合并心力衰竭的膿毒癥患者中發(fā)現(xiàn)，BNP水平與PCT、CRP水平高度相關(guān)。Ma等[7]通過離體實驗證實，白細(xì)胞介素6、腫瘤壞死因子等可直接刺激心肌細(xì)胞分泌BNP。以上研究提示，感染是除心功能障礙外導(dǎo)致BNP增加的一個重要原因。既往BNP在膿毒癥中作用的研究多集中在對疾病的分程和預(yù)后關(guān)系[8]，關(guān)于其對病原菌的識別鮮有報道。李成健等[9]研究顯示，G-菌感染膿毒癥患者的BNP顯著高于G+菌患者。本研究結(jié)果顯示，對照組、G-菌組和G+菌組BNP水平存在統(tǒng)計學(xué)差異，且區(qū)分G-菌組和非膿毒癥的AUC為0.638，最佳診斷閾值為2 759，敏感度為59.4%、特異度為65.4%，P=0.004。表明膿毒癥可導(dǎo)致BNP明顯升高，在G-菌感染致膿毒癥患者中升高更加明顯，可用于G-菌感染膿毒癥與非膿毒癥感染者的鑒別。但在本研究中，BNP與PCT、CRP相比，不能區(qū)分G+菌感染的膿毒癥和非膿毒癥患者，各項指標(biāo)均不具備優(yōu)勢。

CRP是急性時期反應(yīng)蛋白。人體正常狀態(tài)下，CRP血清含量極低。當(dāng)炎癥、感染和組織損傷時，CRP由肝臟合成，在感染6～8 h后升高，24～48 h達高峰，病情緩解1周內(nèi)逐漸下降至正常。CRP常用來反映感染的嚴(yán)重程度，是臨床廣泛應(yīng)用的炎性標(biāo)志物。有研究顯示，CRP在10～99 mg/L提示局部或淺表性感染，≥100 mg/L提示敗血癥或侵襲性感染，CRP適用于提示是否存在膿毒癥的感染及監(jiān)測治療效果[10]。本研究ROC曲線分析提示，CRP區(qū)分G+菌膿毒癥和非膿毒癥的AUC為0.619，最佳診斷閾值98.59，敏感度57.7%,特異度71.1%，區(qū)分G-菌膿毒癥和非膿毒癥AUC為0.643，最佳診斷閾值101.17,敏感度55.8%，特異度71.9%；兩組的AUC、敏感度和特異度無明顯差異，特異度較為理想，表明CRP水平高低能夠用于膿毒癥病原體感染者與非膿毒癥感染者的鑒別。另外，本研究的5個炎性指標(biāo)中雖然CRP和PCT為鑒別病原體最有價值的炎性因子，但進一步研究顯示CRP區(qū)分G+菌和G-菌膿毒癥的ROC曲線顯示P>0.05，提示CRP不適用于在膿毒癥患者中病原體類型的區(qū)分。這可能與CRP的診斷特異性有關(guān)，因為在非細(xì)菌誘導(dǎo)的疾病如創(chuàng)傷、自身免疫性疾病和腫瘤等疾病CRP都會升高[11]，而本研究未完全排除這些病例。

PCT是由甲狀腺細(xì)胞產(chǎn)生的前肽糖蛋白，健康人群中含量極低，在細(xì)菌感染特別是膿毒癥狀態(tài)下可迅速升高，一般在感染3 h升高，12 h達高峰，峰值最高可達1 000 ng/L。與CRP相比，PCT在局部細(xì)菌感染、嚴(yán)重的病毒感染和非感染性起源的炎癥反應(yīng)時不會增加或僅輕微增加，是鑒別細(xì)菌感染和病毒感染的良好指標(biāo)。很多研究認(rèn)為，PCT在早期鑒別細(xì)菌感染類型方面的敏感度和特異度均高于CRP[12]。一項納入3 487例患者的薈萃分析顯示，降鈣素原水平用于膿毒癥診斷的總體敏感性和特異性分別為0.77和0.79，ROC為0.85[13]。進一步研究發(fā)現(xiàn)，PCT水平可用于區(qū)分G+菌和G-菌感染。Kumar等[14]認(rèn)為，不同病原體的感染可以誘導(dǎo)不同水平的PCT產(chǎn)生，由于G-菌產(chǎn)生內(nèi)毒素，加上Toll樣受體激活信號通路不同，G-菌相比G+菌可產(chǎn)生更高水平的PCT釋放。Leli等[15]的前瞻性研究發(fā)現(xiàn)，PCT在截點為10.8 ng/mL可以區(qū)分G+菌和G-菌感染的膿毒癥，敏感性為0.60，特異性為0.82。本研究中PCT水平不僅在G-菌組最高，還可根據(jù)水平高低區(qū)分是G+菌還是G-菌感染，而且經(jīng)檢定提示PCT(P=0.000)比CRP(P=0.032)鑒別病原體能力更強。在本研究中的ROC曲線分析中，PCT區(qū)分G-菌引起的膿毒癥和非膿毒癥的診斷價值最高，面積為0.797，診斷閾值為2.06，敏感度為65.4%,特異度為82.0%，而PCT區(qū)分G-菌和G+菌引起的膿毒癥的AUC為0.645，診斷閾值為2.47，敏感度為65.4%,特異度為60.4%。這一結(jié)果與戴莉等[16]的報道相近(閾值為2.105)，而與Leli等[15]的報道(閾值為10.8)存在差異，其原因可能與患者構(gòu)成、菌屬分布以及對照組選擇等因素相關(guān)。本研究選取的是各科住院的血培養(yǎng)陽性患者，因此選取不同類別的患者，其相應(yīng)的參考值也不同。故PCT可用于診斷膿毒癥及預(yù)測細(xì)菌菌種，其效能優(yōu)于WBC和NE%以及BNP和CRP。

綜上所述，血清PCT、CRP、BNP水平在G-菌組和G+菌組的水平有顯著差異，且在G-菌組最高。PCT對膿毒癥的早期診斷價值及鑒別病原體能力最強，CRP次之，BNP相對較弱，而WBC和NE%診斷值有限。由于膿毒癥病情較為復(fù)雜，本研究尚有不足：①選取或收集病歷資料時，可能受主觀因素影響。②未對炎性指標(biāo)做動態(tài)描述和分析。③未剔除可能影響炎性指標(biāo)水平的創(chuàng)傷、自身免疫性疾病、腫瘤等病例。因此，針對膿毒癥早期診斷因素仍需臨床深入探討。