施永新,宋卫青,李化会

(青岛市市立医院, 山东 青岛　266071)



·论著·

血清降钙素原与内毒素对医院获得性肺炎病原诊断和疗效的判断价值

施永新,宋卫青,李化会

(青岛市市立医院, 山东 青岛266071)

[摘要]目的探讨血清降钙素原(PCT)与内毒素(LPS)在医院获得性肺炎(HAP)病原类型鉴别和疗效判断价值的意义。方法对某院110例HAP患者进行前瞻性研究，分为革兰阴性(G-)菌感染肺炎组(50例)，革兰阳性(G+)菌感染肺炎组(30例),对照组(非典型病原体或病毒感染组,30例)。动态监测患者血清PCT、LPS、C反应蛋白(CRP)，并采用受试者工作特征曲线(ROC)及曲线下面积(AUC)，评估PCT与LPS对预测HAP病原菌感染类型的效能。结果G-菌感染肺炎组PCT、LPS水平分别为(3.43±1.15)ng/mL、(0.20±0.08)EU/mL，高于G+菌感染肺炎组[分别为(0.42±0.12)ng/mL、(0.05±0.02)EU/mL]和对照组(0.14±0.08)ng/mL、(0.02±0.01)EU/mL]，差异均具有统计学意义(均P<0.05)。G-菌感染肺炎组治疗前后PCT[(3.43±1.15)ng/mL vs(0.63±0.22)ng/mL]、CRP[(47.26±30.35) mg/L vs(9.21±6.54) mg/L]水平比较，差异均有统计学意义(均P<0.01)。中重度组较轻度组血清PCT[(5.43±1.05)ng/mL vs(0.72±0.32)ng/mL]、LPS [(0.33±0.07) EU/mL vs(0.09±0.04) EU/mL]和CRP[(57.46±20.15) mg/L vs(8.25±5.24) mg/L]水平均明显升高，差异均有统计学意义(均P<0.05)。PCT和LPS联合检测区分G-菌和G+菌感染HAP的敏感度为95.83%，特异度为96.15%，AUC为0.95。结论PCT和LPS在HAP患者病原类型鉴别中具有一定价值，PCT和LPS联合检测可提高鉴别HAP感染类型的特异度，并可根据其动态变化评估抗菌药物疗效。

[关键词]降钙素原； 内毒素； 医院获得性肺炎； C反应蛋白； 诊断

[Chin J Infect Control，2016，15(1)：41-44,48]

医院获得性肺炎(hospital-acquired pneumonia,HAP)发病率高，是感染性疾病中导致死亡的重要原因之一。早期正确判断HAP患者细菌感染情况，并合理使用抗菌药物可提高疗效、降低病死率、缩短治疗时间。然而HAP诊断初期，很难明确其病原菌，抗菌药物的选用还是以经验治疗为主，滥用和过度使用抗菌药物成为HAP治疗中的普遍现象。近年来发现降钙素原(procalcitonin,PCT)和内毒素(lipopolysaccharide,LPS)是具有高特异性和敏感性的新指标, 尤其在早期鉴别诊断呼吸系统细菌感染类型方面有很高的价值。因此，本研究拟探讨血清PCT和LPS在判断HAP细菌感染类型及抗菌药物使用疗效中的价值，协助临床早期正确使用抗菌药物。

1对象与方法

1.1研究对象2012年1月—2013年12月某院HAP细菌感染患者80例和非典型病原体或病毒感染患者30例。 研究对象分为观察组：革兰阴性(G-)菌感染肺炎组(50例)，革兰阳性(G+)菌感染肺炎组(30例)；对照组：非典型病原体或病毒感染组(30例)。合并基础疾病患者64例(80.00%)，其中糖尿病25例(39.06%)，心功能不全 14例(21.88%)，高血压病10例 (15.63%)，脑出血10例(15.63%)，颅脑损伤5 例(7.81%)。

1.2诊断标准HAP诊断均符合中华医学会HAP诊断和治疗指南(草案)[1]。排除合并其他肺部疾病患者、存在其他部位感染、存在结缔组织疾病患者、器官移植术后的患者，以及近期使用过肾上腺糖皮质激素或其他免疫抑制剂的患者。细菌性肺部感染病原体诊断标准：经纤维支气管镜(FOB)或人工气道(AA)，防污染样本毛刷采样(PSB)或支气管肺泡灌洗(BAL)分离细菌≥103CFU/mL；经FOB或AA下呼吸道吸引物培养分离细菌≥105CFU/mL；咯痰定量培养细菌≥107CFU/mL；血和呼吸道标本同时分离出相同细菌。

1.3病情严重程度评价采用CURB-65评分，即包括意识(confusion，C)改变，血尿素氮(urea，U)>7 mmol/L，呼吸频率(respiratory rate，R)>30次/分，血压(blood pressure，B)收缩压<90 mmHg或舒张压<60 mmHg，年龄>65岁。每符合一条为1分，总分5分。以0～1分为轻度，2分为中度，≥3分为重度，HAP细菌感染患者按病情严重程度分为轻度48例，中度20例，重度12例。

1.4研究方法本研究为前瞻性、单中心、观察性研究。患者入院分别于抗感染治疗前后的48～72 h取外周静脉血。收集患者的一般临床资料包括年龄、性别、基础疾病、体温、呼吸道症状；实验室检查资料包括外周血血常规、PCT、LPS、C反应蛋白(CRP)、痰细菌培养、血培养；临床诊断、治疗及预后等。所有拟诊患者病原学培养和PCT等送检时间相差不超过12 h。血清PCT检测采用电化学发光分析法(仪器为罗氏Elecsys2010),正常参考值为<0.5 ng/mL；LPS检测采用动态浊度鲎试剂法(仪器为细菌内毒素分析仪BET-24A)，正常参考值0～0.035 EU/mL;血清CRP检测采用免疫比浊法(仪器为贝克曼Dxc800),正常参考值0～5 mg/L；痰培养为合格下呼吸道标本(白细胞>25个/低倍视野，上皮细胞<10个/低倍视野),按实验室规范进行半定量培养，优势菌中度以上生长(≥+++)；血培养和痰标本细菌鉴定：血标本接种于BECTEC9120全自动血培养仪，所有标本根据需要进行分离培养，并在法国生物梅里埃VITEK 2全自动细菌鉴定仪上进行细菌菌种鉴定及药敏试验。以上检查均由指定的经验丰富的检验医生操作。绘制受试者工作特征曲线(ROC)，并计算诊断HAP的最佳临界值，及诊断敏感度与特异度。

2结果

2.1HAP患者基本情况共纳入110例HAP患者，其中男性61例，女性49例，年龄24～86岁，平均年龄(55±31)岁；各组患者性别、年龄及感染来源等基线水平比较，差异均无统计学意义(均P>40.05)。G-菌感染50例次，其中铜绿假单胞菌17例次、肺炎克雷伯菌14例次、大肠埃希菌8例次、鲍曼不动杆菌7例次、奇异变形杆菌2例次、流感嗜血杆菌和阴沟肠杆菌各1例次；G+菌感染30 例次，其中甲氧西林敏感的金黄色葡萄球菌(MSSA)13例次、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)12例次、肠球菌3例次、凝固酶阴性葡萄球菌2 例次；非典型病原体或病毒感染30例次。

2.23组患者血清 PCT 、LPS和CRP水平比较3组间PCT、LPS水平比较，差异有统计学意义(P<0.05)；进一步两两比较显示G-菌感染肺炎组、G+菌感染肺炎组PCT水平均高于对照组，差异均有统计学意义(均P<0.05)；G-菌感染肺炎组LPS水平高于G+菌感染肺炎组和对照组，差异均有统计学意义(均P<0.05)。3组间CRP水平比较，差异无统计学意义(P>0.05)。见表 1。

±s)

组别PCT(ng/mL)LPS(EU/mL)CRP(mg/L)G-菌感染肺炎组(n=50)3.43±1.150.20±0.0847.26±10.35G+菌感染肺炎组(n=30)0.42±0.120.05±0.0224.24±4.34对照组(n=30)0.14±0.080.02±0.0135.47±8.56

2.3G-菌感染肺炎组治疗前后血清PCT、LPS、CRP水平变化G-菌感染肺炎组抗菌药物有效治疗后血清PCT、CRP水平均明显下降，与治疗前比较差异均有统计学意义(均P<0.01)；LPS水平治疗前后比较，差异无统计学意义(P>0.05)。见表2。

2.4不同病情严重程度HAP患者血清PCT、LPS、CRP水平比较中重度组和轻度组患者血清PCT、LPS和CRP水平比较，差异均有统计学意义 (均P<0.05)，中重度组血清PCT、LPS和CRP水平均高于轻度组(均P<0.05)。见表3。

±s，n=50)

组别PCT(ng/mL)LPS(EU/mL)CRP(mg/L)治疗前3.43±1.150.20±0.0847.26±30.35治疗后0.63±0.220.12±0.059.21±6.54t7.240.159.43P<0.01>0.05<0.01

±s)

±s)

组别PCT(ng/mL)LPS(EU/mL)CRP(mg/L)轻度组(n=48)0.72±0.320.09±0.048.25±5.24中重度组(n=32)5.43±1.050.33±0.0757.46±20.15t8.046.359.86P<0.05<0.05<0.05

2.5PCT、LPS水平预测HAP病原菌感染类型效能ROC曲线显示，PCT水平以0.56 ng/mL为截点值区分G-菌和G+菌感染HAP的敏感度为93.33%，特异度为84.01%，曲线下面积(AUC)为0.89；LPS水平以0.12 EU/mL为截点值区分G-菌和G+菌感染HAP的敏感度为83.33%，特异度为79.17%，AUC为0.88；PCT和LPS联合检测区分G-菌和G+菌感染HAP的敏感度为95.83%，特异度为96.15%，AUC为0.95。

3讨论

HAP感染病原菌和耐药性等因时间、地域不同存在差异。呼吸道细菌感染早期和部分严重细菌感染患者中白细胞计数并未显著上升，给临床鉴别细菌感染带来一定困难。HAP细菌感染主要分为G-菌和G+菌感染，早期抗菌药物的选择非常关键，如果选用不当会贻误病情，导致患者病死率增加[2]。PCT和LPS作为目前理想的细菌感染标志物，在判断是否存在细菌感染、感染类型、治疗效果及预后方面具有良好的应用前景[3]。PCT本身是一种无激素活性的降钙素的前肽物质,正常生理状态下PCT由甲状腺C细胞产生，血清中含量极低(<0.1 ng/mL),在血液中半衰期为25～30 h,在体内外稳定性好,有利于检测。当发生细菌感染和脓毒症时,大部分由甲状腺以外的组织产生,PCT水平显著升高[4-5]。本组研究表明,在细菌感染早期PCT水平升高,且不同感染类型患者PCT升高程度不同, G-菌感染肺炎组PCT水平较G+菌感染肺炎组高, 对照组中PCT水平不升高,基于此特性PCT可用于早期区分细菌感染类型,有利于临床医生及时掌握病情及调整抗菌药物。

细菌通过诱导机体炎症反应，由不同的信号途径释放各种细胞因子，从而导致血清PCT水平升高[6]。内毒素是细菌致病性的一个重要方面，通过其结合受体或调节蛋白的作用，诱导宿主多种细胞因子的合成和释放，激发机体一系列病理生理改变。内毒素是由G-菌细胞壁LPS和少量蛋白质组成，当细菌死亡溶解或用人工方法破坏细菌后，LPS才释放出来，其毒性成分主要为类脂质A[7]。G-菌细胞壁的重要成分是内毒素，其可以在无细胞因子的情况下体外直接诱导人培养细胞产生高水平的PCT[8]；而G+菌的细胞壁无此成分作用。因此G-菌在内毒素和细胞因子的双重影响诱导下使PCT的释放明显增加，从而导致PCT水平高于G+菌[9-10]。本研究显示，G-菌感染肺炎组LPS水平高于G+菌感染肺炎组。PCT和内毒素质量浓度变化，结合细菌学培养结果可能为临床医生区分单纯细菌定植，或细菌感染导致全身炎症反应提供鉴别诊断依据[11-12]。

PCT和LPS联合检测有助于鉴别病原菌的类型，且对G-菌感染的阴性预测值较高，对抗菌药物的选择具有一定的指导意义。HAP常见致病菌为G-菌(包括铜绿假单胞菌、大肠埃希菌、肺炎克雷伯菌和鲍曼不动杆菌)和G+球菌(金黄色葡萄球菌为主)，早发性HAP常由敏感菌引起，迟发性HAP多为耐药菌(包括多重耐药铜绿假单胞菌、鲍曼不动杆菌、肠杆菌、嗜麦芽窄食单胞菌及MRSA)[13]。临床经验选用抗菌药物时首先需明确区分G-菌和G+菌感染。分析ROC，PCT以0.56 ng/mL为截点值区分HAP G-菌和G+菌感染的敏感度为93.33%，特异度为84.01%，AUC为0.89；LPS以0.12 EU/mL为截点值区分G-菌和G+菌感染的敏感度为83.33%，特异度为79.17%，AUC为0.88；PCT和LPS联合检测区分HAP G-菌和G+菌感染的敏感度为95.83%，特异度为96.15%，AUC为0.95。因此，利用PCT和LPS联合检测可辅助鉴别HAP感染类型。对G-菌感染肺炎患者治疗前后血清PCT、CRP和LPS进行比较，结果显示，有效抗感染治疗后，患者血清PCT和CRP均明显降低，而治疗前后LPS水平无明显变化，个别患者血清LPS水平甚至明显升高，其原因可能与部分抗菌药物(如头孢噻肟和头孢他啶等)杀灭细菌过程中促使细菌细胞壁释放LPS增加有关[14-15]，因此针对个体LPS水平升高，也可评估抗菌药物的疗效，进一步验证病原菌类型。

综上所述，通过联合检测血清PCT及LPS水平可用于鉴别HAP G-菌与G+菌感染及非细菌性感染，从而帮助临床早期诊断,正确使用抗菌药物。对患者血清PCT和LPS水平动态监测，有助于评估患者感染的严重程度、预测疾病转归并指导抗菌药物合理使用。本研究因样本量偏少，以及采血时间与起病时间的关系等混杂因素，可能研究结果存在一定的偏倚，有待下一步进行大样本、前瞻性、随机对照试验研究进一步验证。

[参 考 文 献]

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(本文编辑：刘思娣)

Value of procalcitonin and lipopolysaccharide in identifying pathogens and evaluating therapeutic efficacy of hospital-acquired pneumonia

SHIYong-xin,SONGWei-qing,LIHua-hui(QingdaoMunicipalHospital,Qingdao266071,China)

[Abstract]ObjectiveTo explore the value of procalcitonin (PCT) and lipopolysaccharide (LPS) in identifying pathogens and evaluating therapeutic efficacy of hospital-acquired pneumonia (HAP).MethodsA total of 110 HAP patients were enrolled in a prospective study, patients were divided into gram-negative bacterial infected HAP group (G-infected group,n=50), gram-positive bacterial infected HAP group (G+infected group,n=30),and control group (nontypical pathogen or virus infected group,n=30). Serum levels of PCT, LPS and C-reactive protein (CRP) of patients were dynamically detected, receiver operating characteristic (ROC) curve and area under the curve (AUC) were adopted to assess the value of PCT and LPS in predicting pathogenic bacteria causing HAP.ResultsPCT and LPS levels of G-infected group were (3.43±1.15)ng/mL and (0.20±0.08)EU/mL respectively, which were higher than G+infected group ([0.42±0.12]ng/mL and [0.05±0.02]EU/mL respectively)and control group([0.14±0.08] ng/mL and [0.02±0.01]EU/mL respectively)(allP<0.05). Levels of PCT and CRP of G-infected group before and after therapy were both significantly different ([3.43±1.15] ng/mL vs [0.63±0.22]ng/mL, [47.26±30.35] mg/L vs [9.21±6.54] mg/L, respectively)(bothP<0.01).The levels of PCT, LPS, and CRP in moderate and severe patients were all significantly higher than mild patients ([5.43±1.05]ng/mL vs [0.72±0.32]ng/mL, [0.33±0.07] EU/mL vs [0.09±0.04] EU/mL, [57.46±20.15] mg/L vs [8.25±5.24] mg/L,respectively)(allP<0.05). Sensitivity and specificity of combined detection of PCT and LPS in differentiating gram-negative bacteria infected VAP from gram-positive bacteria infected VAP were 95.83% and 96.15% respectively, AUC was 0.95.ConclusionPCT and LPS have certain value in identifying pathogens of HAP, combined detection of PCT and LPS can increase specificity in identifying HAP type, and assess the efficacy of antimicrobial therapy in accordance with the dynamic change.

[Key words]procalcitonin; lipopolysaccharide; hospital-acquired pneumonia; C-reactive protein; diagnosis

[中图分类号]R181.3+2

[文献标识码]A

[文章编号]1671-9638(2016)01-0041-05

DOI:10.3969/j.issn.1671-9638.2016.01.010

[作者简介]施永新(1968-)，女(汉族)，山东省青岛市人，副主任技师，主要从事临床感染性疾病病原学研究。[通信作者]施永新E-mail：lhs16878@tom.com

[收稿日期]2015-05-12