一種早期聯(lián)合測定炎癥因子對不同病原菌血流感染的鑒別新方法
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【摘要】目的探討早期聯(lián)合測定外周血降鈣素原（PCT）、C反應(yīng)蛋白（CRP）和內(nèi)毒素對不同病原菌血流感染的膿毒癥鑒別診斷的臨床價(jià)值。方法回顧性分析2012年1月至2013年12月首都醫(yī)科大學(xué)附屬世紀(jì)壇醫(yī)院ICU血培養(yǎng)陽性的膿毒癥患者152例，根據(jù)血培養(yǎng)結(jié)果分革蘭陰性桿菌與革蘭陽性球菌及真菌血流感染組，分別觀察患者入科后第1天的外周血PCT、CRP、內(nèi)毒素和三者聯(lián)合后的水平在早期診斷的價(jià)值。結(jié)果（1）共收集血流感染病例152例，革蘭陰性菌共93例（61.18%），以肺炎克雷伯氏菌、鮑曼不動(dòng)桿菌、大腸埃希氏菌、洋蔥伯克霍爾德菌、銅綠假單胞菌為主;革蘭陽性菌43例（28.29%），金黃色葡萄球菌13例（8.55%）;真菌16例（10.53%）。（2）對三組患者的炎癥指標(biāo)進(jìn)行比較，革蘭陰性菌組內(nèi)毒素陽性60例（64.52%），革蘭陽性菌及真菌組均未檢測到內(nèi)毒素陽性值。革蘭陰性菌PCT為7.760 （3.365， 28.585）ng/mL，革蘭陽性菌為0.705（0.265， 3.225） ng/mL，真菌為1.245（0.543， 1.998） ng/mL，三組間差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義;CRP在革蘭陰性菌為（126.01±66.53）mg/L，革蘭陽性菌（77.58±54.21）mg/L，真菌（140.14±71.21）mg/L，血流感染真菌組升高更為明顯。（3）比較各細(xì)菌組的受試者工作特征曲線（ROC曲線）的診斷效應(yīng)，區(qū)分革蘭陽性菌組和真菌組的ROC曲線顯示，AUC PCT+CRP=0.791，PCT截點(diǎn)為0.92 ng/mL，CRP截點(diǎn)為68.00 mg/L，敏感性為50%，特異性為95.5%;區(qū)分革蘭陰性菌組和真菌組的ROC曲線顯示：AUCPCT+CRP+LPS=0.947， PCT截點(diǎn)為2.16 ng/mL，CRP截點(diǎn)為94.10 mg/L時(shí)，內(nèi)毒素陽性為截點(diǎn)，敏感性為82.8%，特異性為100%;區(qū)分革蘭陰性菌組和革蘭陽性菌組的ROC曲線顯示AUCPCT+CRP+LPS =90.2%， PCT截點(diǎn)為2.68 ng/mL，CRP截點(diǎn)為106.5 mg/L，內(nèi)毒素陽性為截點(diǎn)，敏感性為74.2%，特異性為97.7 %。結(jié)論重癥監(jiān)護(hù)病房的血流感染仍以革蘭陰性菌為主，早期聯(lián)合外周血PCT、CRP、內(nèi)毒素檢測，與單一炎癥因子相比，可明顯提高對不同病原菌血流感染膿毒癥患者早期診斷的敏感性和特異性。
【關(guān)鍵詞】血流感染;膿毒癥;革蘭陰性菌;革蘭陽性菌;真菌;降鈣素原;C反應(yīng)蛋白;內(nèi)毒素
Early diagnostic value of combined inflammatory cytokines in bloodstream infection with different organisms
Chen Wei，Niu Suping， Zang Xuefeng， Zhao Lei， Sheng Bo.Department of Intensive Care Unit，Beijing Shijitan Hospital，Capital Medical University，Beijing 100038，China
Corresponding author：Chen Wei，Email：hanwa@aliyun.com
【Abstract】ObjectiveTo investigate the expression of procalcitonin（PCT） and C-reactive protein （CRP）， and endotoxin in bloodstream infection with different microorganisms， so as to assess the value of these inflammatory cytokines in early diagnosis of sepsis in bloodstream infections patients.Methods Data of 152 septic bloodstream infected patients with 90 male and 62 female aged from 62 to 102 years and 79.2 ±16.3 years in average admitted from January 2012 to December 2013 were analyzed retrospectively. According to the results of blood culture，the microorganisms could be categorized into gram-negative bacteria，gram-positive bacteria and fungus groups， and the levels of serum CRP， PCT， and endotoxin were compared among these groups of bloodstream infections patients within 24 hours after admission.Results （1）A total of 152 strains of microorganisms were surveyed including 92 gram-negative strains （ 61.18%） ，43 gram-positive strains （28.29%），and 16 fungal strains （10.53%）.In the gram-negative strains， Klebsiella pneumoniae （n=29），Acinetobacter baumannii （n=24），Escherichia coli （n=23），Burkholderia cepacia （n=9） and Pseudomonas aeruginosa （n=4） were the most common isolates. In the Gram-positive strains， 13 strains of Staphylococcus aureus were isolated. （2） In the gram-negative bacterial bloodstream infections group， there were 60 （64.52%） patients with endotoxin positive， and there were no endotoxin positive cases with detected gram-positive bacteria and fungal bloodstream infections. The median levels of PCT were significantly different among the three groups[gram-negative strains group： 7.760 （3.365， 28.585）ng/mL， gram-positive strains group： 0.705（0.265， 3.225）ng/mL，fungal infection group： 1.245（0.543， 1.998）ng/mL].In the fungal bloodstream infection group，the mean level of CRP was higher than that in other two groups[gram-negative strains group： （126.01±66.53）mg/L， gram-positive strains group： （77.58±54.21）mg/L ， fungal infection group： （140.14±71.21）mg/L].（3） The receiver operating characteristic （ROC） curve of inflammatory cytokines was made for the diagnostic value in bloodstream infections. ROC curve used to distinguish between gram-positive bacterial bloodstream infections group and fungal group showed that AUCPCT+CRP=0.791. When PCT cut-off value was 0.92 ng/ mL，and CRP cut-off value was 68.00 mg/L ， the sensitivity was 50% and the specificity was 95.5%. ROC curve used to distinguish between the gram-negative bacterial bloodstream infections group and fungal group showed that AUCPCT+CRP+LPS=0.947. When PCT cut-off value was 2.16 ng/mL and CRP cut-off value was 94.10 mg/L， and endotoxin was positive， the sensitivity was 82.8% and the
【Key words】Bloodstream infection;Sepsis;Gram-negative bacteria;Gram-positive bacteria;Fungal; Procalcitonin; C-reactive protein; Endotoxin
膿毒癥是重癥監(jiān)護(hù)病房最常見的高危疾病，由嚴(yán)重膿毒癥、膿毒性休克所導(dǎo)致的多器官功能衰竭所致的病死率高達(dá)35%～70%<sup>[1]</sup>，其主要原因是缺乏早期診斷而延遲治療。研究表明，在導(dǎo)致膿毒癥的各類感染中，血流感染被認(rèn)為是影響膿毒癥預(yù)后的最嚴(yán)重因素，其歸因病死率達(dá)35%<sup>[2]</sup>。對于血流感染的膿毒癥患者而言，早期識別血流感染病原菌的種類，進(jìn)而進(jìn)行準(zhǔn)確的診斷和快速、正確、積極、足量的抗感染治療，對于膿毒癥的預(yù)后是至關(guān)重要的。因此，臨床醫(yī)生需要一些快速提示病原菌血流感染及病原菌類型的實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)，為早期準(zhǔn)確的抗感染治療提供可靠的依據(jù)。本研究回顧性分析了首都醫(yī)科大學(xué)附屬世紀(jì)壇醫(yī)院重癥監(jiān)護(hù)病房收治的152例膿毒癥單一血培養(yǎng)陽性患者在入院當(dāng)天同時(shí)測定降鈣素原聯(lián)合C反應(yīng)蛋白和內(nèi)毒素等炎癥因子的水平，并分析單一或聯(lián)合指標(biāo)在早期鑒別診斷方面的價(jià)值與否�，F(xiàn)報(bào)道如下。
1資料與方法
1.1一般資料
采用臨床回顧性研究的方法，選擇 2012年1月至2013年12月在世紀(jì)壇醫(yī)院住院膿毒癥患者，所有入選患者均符合2008年國際膿毒癥定義會(huì)議所制定的診斷標(biāo)準(zhǔn)<sup>[3]</sup>。所有患者均無自身免疫性疾病病史，均無惡性腫瘤病史，均無各種急慢性傳染病者，近期未應(yīng)用過免疫抑制藥物，并排除多種細(xì)菌血培養(yǎng)陽性患者。入院后立即按照2008年國際膿毒癥指南進(jìn)行治療，在治療原發(fā)病的基礎(chǔ)上，予以經(jīng)驗(yàn)性抗生素抗感染，有效的液體復(fù)蘇及營養(yǎng)支持和臟器保護(hù)等集束化治療。本研究符合醫(yī)學(xué)倫理學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，并經(jīng)醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，所有檢查獲得患者及家屬知情同意。
1.2研究方法
所有膿毒癥患者收治1 h內(nèi)抽取血培養(yǎng)及外周血PCT、CRP和內(nèi)毒素等指標(biāo)，按照原衛(wèi)生部頒布的標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程至少連續(xù)進(jìn)行3次以上血培養(yǎng)。采用美國BD公司制造BACTECTM9120全自動(dòng)血培養(yǎng)儀進(jìn)行細(xì)菌培養(yǎng)，法國生物梅里埃公司vitekⅡ全自動(dòng)細(xì)菌鑒定儀鑒定菌種;采用德國羅氏診斷有限公司生產(chǎn)的Rochecohase411 全自動(dòng)化學(xué)發(fā)光儀及Roche降鈣素原電化學(xué)發(fā)光法定量檢測試劑盒，行電化學(xué)發(fā)光法測定PCT;采用日本日立公司制造的HITACHI 7600-020全自動(dòng)生化分析儀和C反應(yīng)蛋白診斷試劑盒，行透射比濁法測定CRP;采用中國北京金山川科技發(fā)展有限公司制造的MB-80微生物快速動(dòng)態(tài)檢測系統(tǒng)和革蘭陰性菌脂多糖檢測試劑盒，行動(dòng)態(tài)比濁法測定內(nèi)毒素。
1.3統(tǒng)計(jì)學(xué)方法
采用SPSS19.0軟件處理，正態(tài)分布計(jì)量資料使用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（x±s）表示，組間比較用成組t檢驗(yàn);非正態(tài)分布計(jì)量資料以中位數(shù)（四分位數(shù)）[ M（QL、QU）]表示，組間比較用非參數(shù)Kruskal Wallis秩和檢驗(yàn)。使用ROC曲線構(gòu)筑PCT、CRP、內(nèi)毒素曲線以鑒別革蘭陰性菌/革蘭陽性菌、革蘭陰性菌/真菌、革蘭陽性菌/真菌感染，評價(jià)其診斷價(jià)值。以P<0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2結(jié)果
2.1基本情況
2012年1月至2013年12月共收治膿毒癥患者997例，其中1 h內(nèi)抽取血培養(yǎng)，72 h內(nèi)陽性的單一血培養(yǎng)陽性患者共152例。其中男90例，女62例，年齡62～102歲，（79.2±16.3）歲。上述患者入科時(shí)感染部位為肺部感染86例，膽系感染15例，泌尿系感染28例，腹腔感染23例。引起血流感染的細(xì)菌以革蘭陰性菌多見，革蘭陰性菌以肺炎克雷伯氏菌（29例）、鮑曼不動(dòng)桿菌（24例）、大腸埃希氏菌（23例）、洋蔥伯克霍爾德菌（9例）、銅綠假單胞菌（4例）為主。革蘭陽性菌中以金黃色葡萄球菌（13例）為主，其次為表皮葡萄球菌（10例）、糞、屎腸球菌（8例），真菌共16例。
2.2比較革蘭陰性菌、革蘭陽性菌、真菌血流感染的膿毒癥患者外周血PCT、CRP和內(nèi)毒素水平
內(nèi)毒素檢測<5 pg/mL為陰性，內(nèi)毒素檢測≥5 pg/mL為陽性，革蘭陰性菌組內(nèi)毒素陽性60例，陰性33例，革蘭陽性菌及真菌組均未檢測到陽性值。革蘭陰性菌與革蘭陽性菌、真菌血流感染的膿毒癥患者外周血PCT、CRP水平的比較見表1。血PCT在革蘭陰性菌感染時(shí)升高最為明顯，對區(qū)分革蘭陰性菌和革蘭陽性菌及真菌感染有一定價(jià)值。CRP水平在血培養(yǎng)陽性時(shí)各組均增高，但真菌組CRP升高較革蘭陰性菌和革蘭陽性菌組更為明顯。見表1。
2.3各組病原菌引起血流感染的炎癥因子ROC曲線的鑒別價(jià)值
2.3.1外周血 PCT、CRP區(qū)分革蘭陽性菌和真菌血流感染患者診斷的ROC曲線單獨(dú)使用PCT不能區(qū)分革蘭陽性菌和真菌血流感染，其敏感性和特異性均不高。CRP曲線下面積（AUC）最大值為0.745，在ROC 曲線上敏感度、特異度均較高的臨界點(diǎn)為68.00 mg/L，以CRP質(zhì)量濃度>68.00 mg/L 作為除外革蘭陽性菌、考慮真菌的臨界點(diǎn)具有一定臨床價(jià)值。但聯(lián)合使用PCT和CRP的AUC最大值為0.791，其敏感度僅有50%，但特異度較高，為95.5%。見圖1。
2.3.2外周血PCT、CRP及內(nèi)毒素區(qū)分革蘭陰性菌和真菌血流感染患者診斷的ROC曲線單獨(dú)使用CRP不能區(qū)分革蘭陰性菌和真菌血流感染，其敏感性和特異性均不高。PCT曲線下面積（AUC）最大值為0.875，在ROC 曲線上敏感度、特異度均較高的臨界點(diǎn)為2.155 ng/mL，以PCT質(zhì)量濃度>2.155 ng/mL作為除外真菌、考慮革蘭陰性菌的臨界點(diǎn)具有一定臨床價(jià)值。內(nèi)毒素陽性作為除外真菌、考慮革蘭陰性菌的診斷依據(jù)具有一定臨床價(jià)值。聯(lián)合使用PCT、CRP和內(nèi)毒素的AUC最大值為0.947，其 敏感度82.8%，特異度100%。提示對革蘭陰性菌的診斷提供可靠的診斷依據(jù)。見圖2。
2.3.3PCT、CRP及內(nèi)毒素區(qū)分革蘭陰性菌和革蘭陽性菌血流感染患者診斷ROC曲線PCT曲線下面積（AUC）最大值為0.826，在ROC 曲線上敏感度、特異度均較高的臨界點(diǎn)為2.68 ng/mL，以PCT質(zhì)量濃度>2.68 ng/mL作為除外革蘭陽性菌、考慮革蘭陰性菌的臨界點(diǎn)具有一定臨床價(jià)值。CRP曲線下面積（AUC）最大值為0.707，在ROC 曲線上敏感度、特異度均較高的臨界點(diǎn)為106.5 mg/L，以CRP質(zhì)量濃度>106.5 mg/L作為除外革蘭陽性菌、考慮革蘭陰性菌的臨界點(diǎn)具有一定臨床價(jià)值。LPS陽性作為除外革蘭陽性菌、考慮革蘭陰性菌的診斷依據(jù)具有較明確的臨床價(jià)值。聯(lián)合使用PCT、CRP和內(nèi)毒素的AUC最大值為0.902，其敏感度74.2%，特異度97.7%，這對兩者的鑒別診斷更具有重要的意義。見圖3。
3討論
本研究回顧性分析了本院重癥監(jiān)護(hù)病房血流感染陽性的膿毒癥患者病原菌類型，其中革蘭陰性菌與革蘭陽性菌和真菌所占比例分別為61.18%、28.29%、10.53%，革蘭陰性菌為本院重癥監(jiān)護(hù)病房血流感染最常見的細(xì)菌。一般來講，表皮葡萄球菌多為操作污染相關(guān)性感染，嚴(yán)格遵循無菌操作，可減少上述血流感染的發(fā)生。其余細(xì)菌均為引起膿毒癥常見的細(xì)菌，而感染原發(fā)部位主要為肺部、尿路及腹腔，故革蘭陰性菌感染最為常見，提示在臨床上應(yīng)重視原發(fā)感染灶的控制，防止患者由單純感染性疾病發(fā)展為復(fù)雜、系統(tǒng)性感染的膿毒癥。此外，常見革蘭陰性菌的血流感染如鮑曼不動(dòng)桿菌的感染，除與肺部感染相關(guān)外，與機(jī)械通氣、侵襲性有創(chuàng)操作等因素亦相關(guān)，提示應(yīng)該注意口腔護(hù)理及聲門下吸痰，以預(yù)防呼吸機(jī)相關(guān)性肺炎導(dǎo)致嚴(yán)重感染，注意有創(chuàng)操作的無菌性<sup>[4]</sup>。同時(shí)，筆者也注意到，本研究中真菌血癥的比例高于血流感染流調(diào)結(jié)果<sup>[5]</sup>，考慮與本院重癥監(jiān)護(hù)病房收治的膿毒癥患者以內(nèi)科系統(tǒng)疾病為主，尤以慢阻肺、糖尿病、心腦血管病及惡性腫瘤終末期的重癥感染患者居多，其基礎(chǔ)病變多而復(fù)雜、機(jī)體免疫力低下，入住ICU前即開始廣譜抗生素治療等密切相關(guān)。這就提示在院內(nèi)感染的膿毒癥中真菌血流感染的發(fā)生率越來越高，需要臨床高度重視并及時(shí)處理。
不同病原菌感染的發(fā)病過程、病死率不同，革蘭陰性菌導(dǎo)致的膿毒癥較革蘭陽性菌膿毒癥的病理過程更加嚴(yán)重、病情進(jìn)展更加迅速，病死率高<sup>[6]</sup>。因此，對感染所致的膿毒癥患者治療初期識別是否存在血流感染，以及血流感染病原菌的類型對于改善預(yù)后極為重要。盡管傳統(tǒng)的血培養(yǎng)結(jié)果是膿毒癥患者病原學(xué)診斷的金標(biāo)準(zhǔn)，但因其陽性率低、耗時(shí)長，往往延誤最佳治療時(shí)機(jī)。近年來，越來越多的各種炎癥因子的研究顯示，多種炎癥因子如PCT、CRP、內(nèi)毒素、IL-6等對評價(jià)感染的診斷及嚴(yán)重程度和預(yù)后均有一定臨床價(jià)值<sup>[7-9]</sup>。
CRP是膿毒癥患者處于感染狀態(tài)時(shí)血清中出現(xiàn)的急性反應(yīng)期蛋白，是評價(jià)感染的常用炎癥指標(biāo)<sup>[9]</sup>。在本研究中，CRP 在三組中均明顯升高，尤其在真菌血流感染組升高最為明顯，考慮與真菌引起患者的全身炎癥反應(yīng)更為嚴(yán)重相關(guān)。既往研究顯示，血漿PCT在血流感染膿毒癥時(shí)亦會(huì)顯著升高。PCT水平與感染的嚴(yán)重程度及臨床預(yù)后密切相關(guān)，且在革蘭陰性菌感染時(shí)升高更為明顯<sup>[10-11]</sup>。故應(yīng)用PCT水平來評價(jià)血流感染有一定臨床價(jià)值，但單獨(dú)應(yīng)用敏感性和特異性均受限<sup>[12-14]</sup>。內(nèi)毒素是革蘭陰性菌細(xì)胞壁的脂多糖成分，國內(nèi)外研究均顯示，內(nèi)毒素陰性可基本排除敗血癥的發(fā)生，但其陽性對革蘭陰性菌血流感染的陽性預(yù)測值較低<sup>[15]</sup>。應(yīng)用內(nèi)毒素監(jiān)測對于區(qū)分血流感染中革蘭陰性菌和革蘭陽性菌感染有一定的價(jià)值，但單獨(dú)應(yīng)用其敏感性較低，使其應(yīng)用價(jià)值受限。
因此，筆者建立了炎癥因子PCT、CRP、內(nèi)毒素聯(lián)合評價(jià)體系用于衡量其在早期血流感染中的鑒別診斷價(jià)值。結(jié)果顯示，聯(lián)合PCT、CRP、內(nèi)毒素對區(qū)分革蘭陰性菌、革蘭陽性菌及真菌血流感染有一定的意義。內(nèi)毒素僅對診斷革蘭陰性菌血流感染有一定意義，通過選定PCT、CRP特定的截點(diǎn)值，三者聯(lián)合測定可更有效地區(qū)分革蘭陰性菌、革蘭陽性菌和真菌所致血流感染。值得注意的是，各種不同革蘭陰性菌的炎癥指標(biāo)有所不同，按照細(xì)菌種類評價(jià)炎癥指標(biāo)截點(diǎn)可能更有意義，值得在今后的工作中做更深入的研究。而聯(lián)合PCT和CRP對于區(qū)分革蘭陽性菌和真菌亦有一定的臨床價(jià)值，但其敏感性較低;可是，至少兩者同時(shí)增高可以明確提示有感染存在，較傳統(tǒng)的炎癥因子如白細(xì)胞計(jì)數(shù)、中性粒細(xì)胞分類、血沉等指標(biāo)的診斷價(jià)值更大。
目前血流感染的確定診斷仍需依靠血培養(yǎng)的結(jié)果，它是判斷病原菌的種類及指導(dǎo)抗生素選擇的金標(biāo)準(zhǔn)。但早期聯(lián)合檢測外周血PCT、CRP和內(nèi)毒素可以及時(shí)幫助血流感染的膿毒癥患者判斷病原菌類型，在血培養(yǎng)回報(bào)前盡早指導(dǎo)經(jīng)驗(yàn)性使用抗生素的種類，以提高血流感染膿毒癥患者早期治療的有效性，降低其病死率是至關(guān)重要的。
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