降鈣素原在鑒別血流感染菌種中的作用

楊　燕, 徐繼揚, 范　璐, 嵇　玲, 徐　敏

(江蘇省蘇北人民醫院, 江蘇 揚州, 225001)

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降鈣素原在鑒別血流感染菌種中的作用

楊燕, 徐繼揚, 范璐, 嵇玲, 徐敏

(江蘇省蘇北人民醫院, 江蘇 揚州, 225001)

摘要:目的比較血清降鈣素原(PCT)在G-桿菌和G+球菌血流感染中的差異及其診斷價值。方法回顧性分析本院急診科血流感染患者，血培養結果陽性且為單一的G-桿菌或G+球菌菌株，并檢測了血清PCT濃度，所有患者的疾病嚴重程度通過APACHEII評分、SOFA評分、住院時間、死亡率來評價。根據菌株不同分為G-桿菌感染組(59例)、G+球菌感染組(24例)。比較2組患者入院時的PCT水平。繪制PCT對血流感染菌種鑒別的受試者工作特征曲線(ROC曲線)，根據曲線下面積(AUC)來評價其對血流感染菌種鑒別的價值。結果G-桿菌和G+球菌2組血流感染患者在年齡、性別、疾病嚴重程度、住院時間方面比較差異無統計學意義(P>0.05)。2組血流感染患者的感染來源比較差異具有統計學意義(P<0.05); G-桿菌感染多來源于消化系統，G+球菌感染多來源于呼吸系統。從血液培養的菌株分布來看，引起血流感染的G-桿菌以大腸埃希氏菌、肺炎克雷伯氏菌為主，G+球菌以金黃色葡萄球菌、溶血性葡萄球菌為主。G-桿菌組PCT高于G+球菌組，差異有統計學意義(P<0.05)。ROC曲線分析顯示，PCT曲線下面積AUC=O.680(95% CI: 0.555-0.806)、AUC與area=0.5的差異具有統計學意義(P<0.05); 血清 PCT值的最佳截斷值為2.5 ng/mL, 此時Youden 指數最大(0.309), 靈敏度為55.9%, 特異度為70.5%。 結論血清PCT濃度在G-桿菌引起血流感染中明顯增高，故早期檢測有診斷意義。

關鍵詞:降鈣素原; G-桿菌; G+球菌; 血流感染

近年來，隨著臨床侵入性診療技術的開展及廣譜抗生素、激素、免疫抑制劑的藥物的不合理應用，血流感染的發病率有逐年增高的趨勢，據國外相關文獻[1]報道，血流感染的發生率在1986年僅為1.6%, 2006年增加至3.1%，病死率高達21%～48%。近年來，歐洲的研究[2]報道血流感染所致的死亡列居歐洲死亡原因的第4位。由此可見，血流感染的發病率及死亡率呈現全球性的增長。因此，早期識別血流感染，及時搶救，并及時地得到有效抗生素的治療，從而改善預后降低死亡率顯得十分重要。血培養是鑒定病原菌類型的金標準，但存在靈敏度低，檢測時間長的缺點，因而需尋找能夠鑒別病原菌類型的實驗室早期快速診斷指標。近年來，隨著血中炎癥因子的深入研究，國內外臨床醫生開始更多的關注可能具有預測血流感染價值及早期鑒別血流感染病原菌的炎癥因子[3]。本研究對臨床確診為G-桿菌或G+球菌血流感染患者進行早期檢測PCT，并進行回顧性分析，以評價其是否對血流感染患者菌種鑒別具有早期診斷價值。

1資料與方法

1.1　一般資料

本研究采用臨床回顧性研究方法，選擇2012年12月—2014年12月入住本院急診科的發熱待查患者，入院的同時進行血培養及血清PCT檢測，2次不同部位血培養均為同一種G-桿菌菌株或同一種G+球菌菌株感染患者共83例，將其分為G-桿菌感染組(59例)和G+球菌感染組(24例)。G-桿菌感染組男33例，女26例，平均(62.83±15.83)歲；G+球菌感染組男15例，女9例，平均(59.00±22.26)歲，2組在年齡和性別構成上差異無統計學意義(P>0.05)。

1.2　研究方法

所有臨床表現高度懷疑血流感染的患者，進行血培養、PCT檢查，以血液培養陽性作為血流感染診斷標準，2組病例均在抗生素治療前根據血培養采血標準操作規程同時采集2套血培養標本(不同部位外周靜脈血各10 mL)，每套同時接種至需氧瓶和厭氧瓶。同時，采集外周靜脈血5 mL，室溫靜置、離心、分離血清部分，2 ℃～8 ℃貯存，12 h內測定PCT值。采集外周靜脈血2 mL，使用美國BD公司BACTEC FX全自動血液培養檢測儀檢測，美國COMPACT公司VITEK 2 COMPACT全自動微生物鑒定藥敏系統進行細菌菌種鑒定及藥敏試驗。PCT檢測采用深圳市新產業生物醫學工程股份有限公司提供的邁格魯米(MAGLUMI 2000)全自動化學發光測定儀和PCT測定試劑盒。

2結果

2.1　病情嚴重程度比較

所有患者的疾病嚴重程度通過APACHE Ⅱ評分、SOFA評分、住院時間、死亡率來評價。2組APACHE Ⅱ評分、SOFA評分、住院時間、死亡率等疾病嚴重程度的差異無統計學意義，見表1。

2.2　2組病原菌來源構成比及血培養細菌分布情況

G+球菌感染多存在于呼吸系統，G-桿菌感染多存在于消化系統，2組間比較差異有統計學意義(P<0.05); 其他系統感染時2組之間比較差異無統計學意義(P>0.05)。見表2。G-桿菌組和G+球菌組血培養細菌分布情況，見表3。

表1　2組患者嚴重程度比較

表2　2組患者感染來源比較[n(%)]

表3　2組患者血培養菌株分布情況[n(%)]

2.3　G-桿菌組和G+球菌組PCT比較

G-桿菌組PCT[3.98(0.59；18.99) ng/mL]高于G+球菌組[0.75(0.53；5.31) ng/mL]，提示2組在PCT水平比較差異有統計學意義(P<0.05)。見表4。

表4　2組PCT的比較

2.4　PCT構筑ROC曲線評價其對G-桿菌和G+球菌感染鑒別的診斷價值

運用SPSS 18.0中的ROC curve程序，以PCT作為測試變量，構建對G-桿菌和G+球菌感染鑒別的ROC曲線。分析使用PCT鑒別G-桿菌與G+球菌感染時，根據受試者工作特征(ROC)曲線，曲線下面積AUC=O.680(95%CI: 0.555-0.806), AUC與area=0.5的差異性比較差異具有統計學意義(P<0.05)。血清PCT值的最佳截斷值為2.5 ng/mL, 此時Youden指數最大，為0.309, 靈敏度為55.9%, 特異度為70.5%。見表5。

表5　PCT ROC曲線下面積(AUC)結果及統計學比較

3討論

血流感染是患者死亡的重要原因之一，雖然病原學診斷可以提供可靠的依據，但血培養檢測存在靈敏度低，檢測時間長的缺點，而且標本采集時容易受到皮膚正常菌群的污染，不利于血流感染患者的早期診斷及治療。故尋找血流感染早期診斷的炎性標記物顯得十分重要。PCT作為機體感染所引起全身炎癥反應綜合征(SIRS)的一個敏感性指標，并用于鑒別細菌感染與非細菌感染的鑒別診斷。血清PCT 是目前應用臨床血流感染中較為成熟、合理、公認的快速早期診斷方法之一。臨床上血培養結果尚未報告時，能否通過血清PCT濃度的測定為選擇針對G-桿或G+球菌的抗菌藥物提供一定的依據，減少了抗菌藥物選擇的盲目性。目前國內外學者關于早期通過炎性標記物血清降鈣素原鑒別血流感染病原菌菌種的研究較少，且其研究鑒別G-桿菌及G+球菌血流感染的血清PCT臨界值相差很大，結果也不一致。本實驗重點研究血清PCT對鑒別血流感染患者G-桿菌和G+球菌的臨床意義，尋求準確的臨界值，為臨床早期判斷血流感染病原菌菌種及合理的選擇抗菌藥物提供實驗室依據[23]。

衛生部2012年全國細菌耐藥性監測網統計由G+球菌引起的血流感染逐年下降，而G-桿菌、厭氧菌和真菌所致者逐年上升。從本次研究的83例血流感染患者血培養菌株看與此相符，血培養G-桿菌患者59例(71.1%)，G+球菌24例(28.9%)。G+球菌靠外毒素致病，外毒素的化學成分是蛋白質，毒性極不穩定，容易受到破壞。而G-桿菌靠內毒素致病，內毒素是G-桿菌細胞壁中的一種成分，稱為脂多糖，它作用于體內的中性粒細胞、巨噬細胞等，使之產生腫瘤壞死因子-α、白細胞介素-1，6等細胞因子在G-桿菌感染時，內毒素腫瘤壞死因子以及白細胞介素的刺激誘導肝、脾、腎、肺的神經內分泌細胞產生PCT[4]。由于G-桿菌及G+球菌致病因素不同，故其分泌的PCT水平存在一定的差異，可以通過PCT濃度的檢測早期對G-桿菌及G+球菌初步判斷。

APACHEⅡ評分系統可作為評估ICU患者病情和預后的指標。APACHEⅡ評分系統是由急性生理學評分(APS)、年齡評分、慢性健康狀況評分3部分組成，最后得分為3者之和。理論最高分71分，分值越高病情越重。1981年由Knaus等[5]提出的APACHEⅡ評分系統可作為評估ICU患者病情和預后的指標。全身性感染相關性器官功能衰竭評分(SOFA)對危重病病情嚴重程度的判斷及預后評估有價值，其標準簡單易行，客觀可信。近年來前瞻性的大樣本多中心研究已證明，SOFA評分與病情嚴重程度及預后有良好的相關性，SOFA 評分相對較為簡潔、數據容易獲得、客觀，更關注患者血流動力學變化，較符合膿毒癥患者病情變化特點，適合急診科醫師對膿毒癥患者的病情初步評估和判斷[6]。從本次研究的所有血流感染患者的病情嚴重程度通過APACHE II評分及 SOFA評分來評估。統計數據顯示，G-桿菌和G+球菌2組血流感染患者在年齡、性別、疾病嚴重程度、住院時間方面比較差異無統計學意義(P>0.05)。

血培養陽性患者感染來源以肺部感染最常見，其次為腹腔感染、泌尿系感染、皮膚軟組織感染、腦膜炎、心內膜炎等[7]，其中G+球菌病原菌來源以呼吸系統感染為主，G-桿菌病原菌來源以消化系統感染為主。從本次研究的統計數據看，G+球菌與G-桿菌感染的2組血流感染患者的感染來源比較差異具有統計學意義(P<0.05)，與相關文獻[8]報道一致。

Wisplinghoff H等[9]對血流感染病例研究顯示，社區和院內血流感染的第1位病原菌均包括大腸埃希菌和金黃色葡萄球菌。本次研究發現，由G-桿菌引起血流感染多見于大腸埃希菌和肺炎克雷伯菌感染為主，而G+球菌引起的血流感染以金黃色葡萄球菌及溶血性葡萄球菌感染為主，而這一病原菌分布與美國的病例研究結果相似[10]。

然而關于不同菌種(G-桿菌與G+球菌)感染所致血流感染患者血清PCT水平變化的研究報道尚不多見，本次研究發現PCT在G-桿菌引起血流感染患者中明顯增高，而在G+球菌引起血流感染患者中輕度增高。2組之間PCT進行比較提示G-桿菌組PCT明顯高于G+球菌組，Koivula等[11]報道在嗜中性粒細胞減少癥患者發生血流感染時，血培養革蘭陰性菌感染的患者PCT表達水平明顯增高，與本研究結果一致，這為臨床鑒別革蘭陰性菌感染和革蘭陽性菌感染以及選擇合適的抗菌藥物提供一定的依據。結合PCT的ROC曲線發現PCT的最佳截斷值=2.5 ng/mL時靈敏度為55.9%，特異度為70.5%，曲線下面積AUC=O.680(95%CI：0.555～0.806)，有相關文獻[12]報道PCT>2 ng/mL時可考慮診斷敗血癥。Nakajima A 等[13]研究45例嚴重感染的敗血癥患者中, 14例血培養陽性：7例革蘭氏陽性球菌(GPC)、6例革蘭氏陰性桿菌(GNR)、1例其他細菌。GNR組的PCT水平(149.8±199.7) ng/mL明顯高于GPC組(19.1±41.8 )ng/mL，差異有統計學意義，與本研究結果一致。

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Role of procalcitonin in identifying bloodstream infection of microorganism strains in patients

YANG Yan, XU Jiyang, FAN Lu, JI Ling, XU Min

(EmergencyDepartment,SubeiPeople′sHospital,Yangzhou,Jiangsu, 225001)

ABSTRACT:ObjectiveTo explore the differences of serum procalcitonin (PCT) between Gram-negative (GN) and Gram-positive (GP) bacterial bloodstream infection (BSI) and its diagnostic value.MethodsThe levels of PCT of patients were retrospectively investigated in emergency department.The patients with consistent positive blood culture were enrolled in this study, including 59 cases with GN bacterial infection and 24 cases with GP bacterial infection.And the concentration of serum PCT was detected.Clinical data such as APACHEII, SOFA score, hospitalization duration and mortality were recorded.We analyzed the difference of PCT level of GN and GP groups.ROC curve was drawn according diagnostic value of PCT in discriminating between GN and GP bacterial bloodstream infection and AUC was applied to assess the value of identifying bloodstream infection of microorganism strains.ResultsThere were no differences in gender, age, APACHEII, SOFA score, hospitalization duration and mortality between two groups (P>0.05).Infection sources of two groups showed statistically significant difference (P<0.05).Gram-negative bacillus was mainly infected by digestive system and Gram-positive cocci was sourced from respiratory system.E.coli and pneumonia Klebsiella were identified as the most frequent causal pathogens leading to bloodstream infection in Gram-negative bacillus.Staphylococcus aureus and staphylococcus haemolyticus were the most frequent causal pathogens in Gram-positive cocci. PCT levels in Gram-negative bacillus group were found to be markedly higher than that in Gram-positive cocci group, there was statistically significant difference (P<0.05). Receptor

of curve(ROC) revealed that the area under the curve(AUC) was 0.680(95% CI: 0.555-0.806), which was found a statistically significant difference between AUC and area=0.5 (P<0.05). Taken 2.5 ng/mL as a cut-off value of PCT, we found the largest Youden index was 0.309.The sensitivity was 55.9% and the specificity was 70.5%.ConclusionPCT concentration is increased in bloodstream infection, so early diagnosis is of great value.

KEYWORDS:procalcitonin; gram-negative bacillus; gram-positive cocci; bloodstream infection

通信作者:徐繼揚

收稿日期:2015-05-26

中圖分類號:R 631

文獻標志碼:A

文章編號:1672-2353(2015)24-046-04

DOI:10.7619/jcmp.201524014