李允，罗裕文，郑晶晶，郭松文，陈宜泰，陈新（南方医科大学珠江医院呼吸内科，广东广州510282）



慢性阻塞性肺疾病急性加重期住院患者呼吸道病毒病原学分布及危险因素分析*

李允，罗裕文，郑晶晶，郭松文，陈宜泰，陈新
（南方医科大学珠江医院呼吸内科，广东广州510282）

摘要：目的探讨慢性阻塞性肺疾病急性加重（AECOPD）住院患者中的呼吸道病毒病原学分布及病毒感染的危险因素。方法纳入2012年05月-2015年05月因AECOPD住院的患者，采用聚合酶链式反应（PCR）检测各患者病毒感染情况，同时记录其基本资料、临床资料和住院时间等，应用Logistic回归分析探讨病毒感染相关危险因素。结果共收集AECOPD患者127例。PCR病毒检测阳性例数52例（40.94%），单一病毒感染患者36例（28.34%），双重病毒感染患者16例（12.60%）。病毒检测阳性组平均住院时间明显长于病毒检测阴性组[（11.5±0.96）d vs（8.99±0.42）d，P=0.001]。多因素Logistic回归分析显示吸烟（P=0.029）、糖尿病（P= 0.001）、呼吸衰竭（P=0.049）、既往1年内急性加重次数（P=0.028）是AECOPD患者病毒感染的危险因素。结论AECOPD住院患者呼吸道病毒感染率高。病毒感染使住院时间显著延长。吸烟、糖尿病、呼吸衰竭、既往1年内急性加重次数可能是COPD患者呼吸道病毒感染的重要危险因素，早期识别和防治有助于降低AECOPD发生率。

关键词：慢性阻塞性肺疾病；病毒；病原学；危险因素

Keywords:chronic obstructive pulmonary disease; virus; etiology; risk factor

慢性阻塞性肺疾病急性加重（acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease，AECOPD）是指以呼吸道症状加重为特征的临床事件[1]。急性加重可导致患者的生活质量降低、加速肺功能损害速率[2]。目前的文献报道，39.3%的AECOPD病例可检测出呼吸道病毒病原体[3]。病毒感染已成为AECOPD的重要诱因。因此，在AECOPD人群中进行呼吸道病毒病原学和危险因素调查，可为预防和控制病毒感染诱发的急性加重提供循证依据。本研究目的是采用聚合酶链式反应（ploymerase chain reaction，PCR）了解AECOPD患者中的呼吸道病毒病原学分布并探讨病毒感染的危险因素。

1　资料与方法

1.1对象

选择2012年05月-2015年05月因AECOPD在南方医科大学珠江医院呼吸内科住院的患者。AECOPD定义为既往有慢性阻塞性肺疾病病史，并在近期出现咳嗽、咳痰和呼吸困难比平时加重或痰量增多，咯黄浓痰，或者需要改变用药方案。纳入标准：①患者均符合AECOPD诊断；②患者能够配合完成肺功能检查及问卷调查；③入组前4周内无上呼吸道感染病史；④急性加重3 d内入院，且无外院或自行服药治疗史。排除标准：①除COPD以外的其他慢性气道炎症，如嗜酸性粒细胞性支气管炎等；②严重心律失常，慢性心力衰竭或心肌缺血；③合并严重的脏器功能不全或恶性肿瘤；④合并结核、气胸或外科手术导致肺结构性破坏；⑤严重的呼吸衰竭，需有创性气管插管，呼吸机支持患者。本研究经南方医科大学珠江医院伦理委员会批准，患者本人或家属均知情同意。

1.2方法

采集患者基本资料主要包括性别、年龄、既往1年内急性加重次数、营养状况问卷[微型营养评定法（mini nutritional assessment，MNA）]、疫苗接种情况和吸烟习惯等，临床资料主要包括病程、症状[慢性阻塞性肺疾病评估试验（COPD assessment test，CAT）]、体征、合并症、基础肺通气功能、呼吸困难程度[改良英国医学研究会呼吸困难量（modified medical research council scale，mMRC）]、运动能力[6分钟步行距离（6 minutes walking distance，6MWD）]、记录患者2015 GOLD COPD指南综合性评估分级（根据患者症状、肺功能改变、急性加重风险分为A、B、C、D 4组）、用药情况、既往治疗史及家庭氧疗等、住院期间辅助检查（血常规、血气分析、影像学资料及微生物学资料等）、患者本次住院时间（均符合2015 GOLD指南规定的出院标准）[4]。

1.2.1痰培养病原微生物学（细菌/真菌）标本检测采用痰培养。住院期间清晨常规漱口后用无菌生理盐水漱口3次用力深咳嗽，留取痰液标本于灭菌器皿，并于30 min内送检。采集痰量不小于1 ml。经涂片镜检合格的样本（低倍视野上皮细胞<10个，白细胞>25个）进行痰培养。

1.2.2病毒检测入院当天采集鼻拭子标本，采用PCR检测16种呼吸道病毒。包括流感病毒甲型、乙型（influenza virus，IV A/B），副流感病毒1、2、3及4型（parainfluenza virus，PIV 1/2/3/4），呼吸道合胞病毒A、B（respiratory syncytial virus，RSVA/B），人类偏肺病毒（human meta-pneumo virus，HMPV），腺病毒（adenoviridae，ADV），冠状病毒（OC43/229E/ NL63/HKUl），人博卡病毒（human bocavirus，HBoV），及鼻病毒/肠道病毒（Rhv/Ev）等。应用病毒基因组DNA/RNA提取试剂盒（QIAamp Vires DNA/RNA Kit）提取标本中的DNA和RNA，将所得RNA反转录成cDNA，荧光定量RT-PCR/PCR反应试剂盒（TagMan@ Fast Virus 1-Step Master Mix）扩增特异性病原体基因片段，得出呼吸道病毒检测结果。

1.3统计学方法

采用SPSS 13.0软件，组间比较采用两样本t检验或非参数检验。数据资料采用均数±标准差（±s），计数资料采用例数（构成比）表示，比较采用χ2检验。分别选取患者的一般情况、临床资料、住院期间辅助检查的相关变量进行单因素Logistic回归分析，判断可能的危险因素。因分析因素（自变量）较多，故将P<0.15设定为单因素回归分析变量纳入的标准。将单因素分析中具有统计学意义的因素进行多因素Logistic回归分析，判断独立危险因素。P< 0.05为差异有统计学意义。

2　结果

2.1患者纳入情况

本研究共筛选患者166例，其中有28例因合并其他器官的严重疾病被排除，6例因急性加重已在外院治疗被排除，5例拒绝参与研究。最终共127例患者纳入研究。

2.2痰培养结果

痰标本镜检合格样本94份，合格率74.02%。痰培养阳性者共16例。其中3例有2种致病菌，因此共鉴定出致病菌19株。肺炎克雷伯菌4株、铜绿假单胞菌3株、大肠埃希菌3株、金黄色葡萄球菌2株、肺炎链球菌2株、鲍曼不动杆菌1株、粪肠球菌1株、溶血性葡萄球菌1株、军团菌1株及白色念球菌1株。

2.3呼吸道病毒检测结果

呼吸道病毒PCR检测阳性例数52例（52/127，40.94%），单一病毒感染患者36例（36/127，28.34%），双重病毒感染患者16例（16/127，12.60%）。病毒检出率依次为Rsv B 9例（9/52，17.31%）、Rhv/Ev 9例（9/52，17.31%）、HBoV 8例（8/52，15.38%）、冠状病毒NL63 7例（7/52，13.46%）、冠状病毒229E 6例（6/52，11.54%）、PIV3型6例（6/52，11.54%）、冠状病毒0C43 4例（4/52，7.69%）、冠状病毒HKUl 4例（4/52，7.69%）、HMPV 3例（3/52，5.77%）、PIV1型3例（3/52，5.77%）、PIV4型1例（1/52，1.92%）。呼吸道病毒检测阳性患者合并细菌或真菌感染7例，死亡2例。呼吸道病毒检测阴性患者合并细菌/真菌感染9例，死亡1例。呼吸道病毒检测阳性患者在2015 GOLD COPD指南综合性评估分级中的分布依次为：A组7例（7/19，36.8%），B组7例（7/16，43.8%），C组9例（9/24，37.5%），D组22例（22/52，42.3%）。各组间比较差异无统计学意义（P>0.05）。

2.4CT胸部表现

本研究排除了合并肺炎、胸腔积液、肺纤维化及肺恶性肿瘤的患者，根据以往文献[5]将胸部影像学表现大致划分为3种类型：A型（无肺气肿或轻微肺气肿，合并或不合并支气管管壁增厚）；E型（肺气肿不合并支气管管壁增厚）；M型（肺气肿合并支气管管壁增厚）。其中，在52例病毒检测阳性患者中，A型10例（19.2%）、E型24例（46.2%）、M型18例（34.6%）；在75例病毒检测阴性患者中，A型16例（21.3%）、E型32例（42.7%）、M型27例（36.0%）。两组CT类型分布比较差异无统计学意义（P>0.05）。

2.5病毒阳性组与病毒阴性组住院时间比较

为避免细菌或真菌感染造成的影响，本研究在剔除细菌或真菌培养阳性患者后将AECOPD患者分为病毒检测阳性组（45例）和病毒检测阴性组（66例）。两组AECOPD患者资料，见表1。统计结果显示，两组患者在肺功能等级、年龄、呼吸困难程度、运动能力、营养状况、细菌感染比例及住院期间临床参数（血常规、血气分析）等差异均无统计学意义（P> 0.05）。病毒检测阳性组平均住院时间为（11.50± 0.96）d，病毒检测阴性组平均住院时间为（8.99± 0.42）d，差异有统计学意义（P<0.01）。

2.6病毒Logistic回归分析结果

病毒感染风险单因素Logistic回归分析：在α=0.15的水平上，有统计学意义的因素包括性别（P=0.002）、吸烟（P=0.007）、合并支气管哮喘（P= 0.146）、糖尿病（P=0.001）、呼吸衰竭（P=0.142）、既往1年内急性加重次数（P=0.114），具体分析结果，见表2。病毒感染风险多因素Logistic回归分析：在α=0.05的水平上，筛选出吸烟、糖尿病、呼吸衰竭和既往1年内急性加重次数为AECOPD患者病毒感染的危险因素（P<0.05），见表3。

表1　病毒检测阳性和阴性患者基本资料（±s）

表1　病毒检测阳性和阴性患者基本资料（±s）

注：FEV1：第一秒用力呼气容积；FEV1%pred：FEV1占预计值百分比；P<0.05表示差异有有统计学意义

组别年龄/岁　　男性例（%）　　病程/年　FEV1/L FEV1% pred　　营养状况（MNA）　疾病评分（CAT）　呼吸困难（mMRC）慢性阻塞性肺阳性（n =45）　67.09±10.64 33（73）　8.56±7.05 1.03±0.52 42.20±17.24 21.33±4.65 14.02±5.7 1.93±1.14阴性（n =66）　67.08±9.16 51（77）　9.42±8.20 1.02±0.55 41.53±17.88 21.20±4.89 12.78±4.1 1.97±1.12 P值　0.994　0.200　0.564　0.966　0.845　0.890　0.215　0.868组别　6 min步行距离（6MWD）/m　白细胞计数/（109/L）　　中性粒细胞计数/（109/L）　淋巴细胞计数/（109/L）　pH值　PaO2/kPa PaCO2/kPa　　住院时间/d阳性（n =45）　302.89±128.31 8.93±3.37 6.42±3.29 1.36±0.61 7.42±0.04 11.43±2.86 5.99±1.32 11.5±0.96阴性（n =66）　318.51±139.23 8.99±3.90 6.62±3.56 1.50±0.74 7.41±0.04 12.06±3.43 6.05±1.42 8.99±0.42 P值　0.550　0.926　0.765　0.263　0.785　0.298　0.835　0.000

表2　AECOPD患者呼吸道病毒感染的单因素Logistic回归分析

表3　AECOPD患者呼吸道病毒感染的多因素二分类Logistic回归分析

3　讨论

感染是导致AECOPD的主要原因。确定引起AECOPD的病原体是治疗和预防AECOPD的重要措施。病毒感染在AECOPD中发生率较高[3]。呼吸道病毒感染可导致COPD频繁加重，症状更加严重，并导致疾病恢复时间延长[6]。因此，对呼吸道病毒感染的病原学分布和危险因素的探讨具有重要的临床意义。

由于以往的病毒检测方法敏感性和特异性低，病毒性病原在AECOPD中的重要性认识尚不足。本研究采用敏感性更高的PCR法检测病毒样本。结果表明AECOPD人群病毒检测阳性率较高，与近期进行的一项Meta分析结果相似[3]。周一平[7]采用PCR方法检测AECOPD住院病例检出率高达54.4%。引起病毒检测率不同的原因与地域、气候、病原流行情况及对抗病毒药物的耐药性等综合因素有关。纳入本研究的患者均属于广州市本地居民，这可能是本项研究病毒流行分布有异于其他研究的原因。

既往的研究显示病毒相关的AECOPD更加严重，表现为症状严重，急性加重次数增多，甚至死亡率增高[8]。本研究结果显示病毒阳性组住院时间比阴性组显著延长。病毒阳性的患者临床情况严重，临床症状缓解时间延长。有关机制目前尚未完全清楚，可能的机制包括：①病毒感染导致COPD炎症反应增高[9]；②病毒感染导致COPD患者免疫功能系统紊乱，降低了宿主的防御能力[9]；③病毒感染与细菌感染形成恶性循环。

尽管以往研究已证实病毒相关的AECOPD病情更加严重，有效识别和防治急性加重的发生尤为重要，但目前尚缺乏相关研究探讨可导致病毒相关的AECOPD发生率增加的因素。本研究结果显示吸烟、糖尿病、呼吸衰竭、既往1年内急性加重次数与病毒相关的AECOPD密切相关。

研究结果表明吸烟与病毒感染明显相关。长期吸入香烟，可导致气道上皮受损，降低纤毛摆动频率和黏液清除能力。目前有研究显示吸烟也可影响患者的免疫系统，干扰白介素1和1型干扰素这2种重要的抗菌信号传导通路，导致患者免疫系统紊乱，病毒危险性增加[10]。上述因素导致患者免疫系统的清除和防御能力下降，增加了病毒感染的风险。

本研究结果显示合并糖尿病或呼吸衰竭可能增加AECOPD患者的病毒感染率。高血糖也是肺部感染的危险因素，高血糖导致肺泡表面活性物质的合成和分泌障碍，破坏肺泡的完整性，增加肺泡毛细血管的通透性并通过损害免疫反应和抑制中性粒细胞的趋化和吞噬作用和调节作用，影响呼吸系统对于呼吸道病毒的防御能力[11]，可能是其易感的原因之一。Qiu等人进行的研究显示[12]合并呼吸衰竭的AECOPD患者中约47%检测出病毒感染，病毒感染率明显升高。本研究结果显示合并呼吸衰竭也是呼吸道病毒感染的危险因素。合并呼吸衰竭的患者健康状况迅速恶化，机体出现低氧和耗氧增加。持续的氧化应激和炎症因子刺激、骨骼肌肉蛋白消耗增多、能量摄入不足等状况，最终导致细胞免疫、体液免疫等病毒清除和防御能力降低[13]；此外，呼吸衰竭患者可能存在潜伏病毒感染，放大了2次病毒感染的机会。因此，上述因素均增加了病毒感染的可能性。

既往1年内急性加重次数也可能是病毒感染的因素之一。既往1年内急性加重次数越多，可显著增加病毒感染风险。反复急性加重可导致气道黏膜、肺实质甚至肺血管产生病理性损害，引起气道和肺血管的重塑，肺功能下降速度增快，导致临床症状恶化，严重影响疾病的发展与预后，以上因素可能是导致病毒感染的易感原因[14]。

下呼吸道感染病原学检测方法包括病变肺组织标本的病原学检查，支气管肺泡灌洗液检查，诱导痰检测等，由于技术难度大或容易污染等原因[15]，本研究未进行下呼吸道分泌物病毒检测，因此可能会导致低估实际检出率。但有报道指出下呼吸道感染与上呼吸道病毒感染密切相关，上呼吸道病毒检测阳性可间接提示病毒相关的下呼吸道感染[15]。并且AECOPD常由于上呼吸道病毒感染引起，上呼吸道分泌物病毒检测也有较高的阳性率。

本研究具有一定的局限性。本研究为单中心横断面研究，不同地区病毒分布比例可能会有所差异，并且纳入样本量较少。虽然笔者已经设定了严格的纳入标准尽量减少偏倚的发生，保证结果的准确性，但是本研究的结果仍需要一个多中心的随机对照实验进一步证实。

综上所述，本研究显示AECOPD住院患者呼吸道病毒感染率高。病毒感染使住院时间显著延长。吸烟、糖尿病、呼吸衰竭、既往1年内急性加重次数可能是COPD患者病毒感染的重要危险因素，早期识别和防治可有效降低AECOPD发生率。

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（张蕾编辑）

Prevalence and risk factors of viral infection in hospitalized patients with acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease*

Yun Li,Yu-wen Luo,Jing-jing Zheng,Song-wen Guo,Yi-tai Chen,Xin Chen
(Department of Respiratory Medicine,Zhujiang Hospital,Southern Medical University,Guangzhou,Guangdong 510282,China)

Abstract:Objective To investigate the prevalence and risk factors of viral infection in the hospitalized patients with acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease (AECOPD).Methods A cross-sectional study was carried out which included the inpatients with AECOPD from May 2012 to May 2015.The basic information,clinical data and duration of hospital stay of every patient were collected,and the viral epidemiology was analyzed by means of PCR.A logistic regression analysis was performed to investigate the risk factors.Results A total of 127 AECOPD patients were included in this study.Among the 127 patients 52 patients (40.94%) got positive viral PCR results,of which 36 patients (28.34%) were one-virus positive and the others (12.60%) were two-virus positive.The AECOPD patients with viral infections had a longer hospital stay than those without viral infection[(11.5±0.96) d vs (8.99± 0.42) d,P = 0.001].Multivariate regression analysis showed that smoking (P = 0.029),diabetes (P = 0.001),respiratory failure (P = 0.049),and frequent exacerbation in the last year (P= 0.028) were the risk factors.Conclusions High prevalence of respiratory viral infection has been found in hospitalized patients with AECOPD.The duration of hospital stay is longer in virus-positive patients.Viral infection is associated with smoking,diabetes,respiratory failure,and exacerbations in the past year.Early identification and prevention of these risk factors may help to reduce the incidence of AECOPD.

[通信作者]陈新，E-mail：chen_xin1020@163.com；Tel：020-62782296

*基金项目：广东省科技计划项目（No：2013B022000072）;广州市科技计划项目（No：201507020033）

收稿日期：2015-10-18

文章编号：1005-8982（2016）06-0080-05

DOI:10.3969/j.issn.1005-8982.2016.06.017

中图分类号：R563.2

文献标识码：B