慢性阻塞性肺疾病急性加重期住院患者呼吸道病毒病原學分布及危險因素分析*

李允，羅裕文，鄭晶晶，郭松文，陳宜泰，陳新（南方醫科大學珠江醫院呼吸內科，廣東廣州510282）

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慢性阻塞性肺疾病急性加重期住院患者呼吸道病毒病原學分布及危險因素分析*

李允，羅裕文，鄭晶晶，郭松文，陳宜泰，陳新
（南方醫科大學珠江醫院呼吸內科，廣東廣州510282）

摘要：目的探討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學分布及病毒感染的危險因素。方法納入2012年05月-2015年05月因AECOPD住院的患者，采用聚合酶鏈式反應（PCR）檢測各患者病毒感染情況，同時記錄其基本資料、臨床資料和住院時間等，應用Logistic回歸分析探討病毒感染相關危險因素。結果共收集AECOPD患者127例。PCR病毒檢測陽性例數52例（40.94%），單一病毒感染患者36例（28.34%），雙重病毒感染患者16例（12.60%）。病毒檢測陽性組平均住院時間明顯長于病毒檢測陰性組[（11.5±0.96）d vs（8.99±0.42）d，P=0.001]。多因素Logistic回歸分析顯示吸煙（P=0.029）、糖尿病（P= 0.001）、呼吸衰竭（P=0.049）、既往1年內急性加重次數（P=0.028）是AECOPD患者病毒感染的危險因素。結論AECOPD住院患者呼吸道病毒感染率高。病毒感染使住院時間顯著延長。吸煙、糖尿病、呼吸衰竭、既往1年內急性加重次數可能是COPD患者呼吸道病毒感染的重要危險因素，早期識別和防治有助于降低AECOPD發生率。

關鍵詞：慢性阻塞性肺疾病；病毒；病原學；危險因素

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）是指以呼吸道癥狀加重為特征的臨床事件[1]。急性加重可導致患者的生活質量降低、加速肺功能損害速率[2]。目前的文獻報道，39.3%的AECOPD病例可檢測出呼吸道病毒病原體[3]。病毒感染已成為AECOPD的重要誘因。因此，在AECOPD人群中進行呼吸道病毒病原學和危險因素調查，可為預防和控制病毒感染誘發的急性加重提供循證依據。本研究目的是采用聚合酶鏈式反應（ploymerase chain reaction，PCR）了解AECOPD患者中的呼吸道病毒病原學分布并探討病毒感染的危險因素。

1　資料與方法

1.1對象

選擇2012年05月-2015年05月因AECOPD在南方醫科大學珠江醫院呼吸內科住院的患者。AECOPD定義為既往有慢性阻塞性肺疾病病史，并在近期出現咳嗽、咳痰和呼吸困難比平時加重或痰量增多，咯黃濃痰，或者需要改變用藥方案。納入標準：①患者均符合AECOPD診斷；②患者能夠配合完成肺功能檢查及問卷調查；③入組前4周內無上呼吸道感染病史；④急性加重3 d內入院，且無外院或自行服藥治療史。排除標準：①除COPD以外的其他慢性氣道炎癥，如嗜酸性粒細胞性支氣管炎等；②嚴重心律失常，慢性心力衰竭或心肌缺血；③合并嚴重的臟器功能不全或惡性腫瘤；④合并結核、氣胸或外科手術導致肺結構性破壞；⑤嚴重的呼吸衰竭，需有創性氣管插管，呼吸機支持患者。本研究經南方醫科大學珠江醫院倫理委員會批準，患者本人或家屬均知情同意。

1.2方法

采集患者基本資料主要包括性別、年齡、既往1年內急性加重次數、營養狀況問卷[微型營養評定法（mini nutritional assessment，MNA）]、疫苗接種情況和吸煙習慣等，臨床資料主要包括病程、癥狀[慢性阻塞性肺疾病評估試驗（COPD assessment test，CAT）]、體征、合并癥、基礎肺通氣功能、呼吸困難程度[改良英國醫學研究會呼吸困難量（modified medical research council scale，mMRC）]、運動能力[6分鐘步行距離（6 minutes walking distance，6MWD）]、記錄患者2015 GOLD COPD指南綜合性評估分級（根據患者癥狀、肺功能改變、急性加重風險分為A、B、C、D 4組）、用藥情況、既往治療史及家庭氧療等、住院期間輔助檢查（血常規、血氣分析、影像學資料及微生物學資料等）、患者本次住院時間（均符合2015 GOLD指南規定的出院標準）[4]。

1.2.1痰培養病原微生物學（細菌/真菌）標本檢測采用痰培養。住院期間清晨常規漱口后用無菌生理鹽水漱口3次用力深咳嗽，留取痰液標本于滅菌器皿，并于30 min內送檢。采集痰量不小于1 ml。經涂片鏡檢合格的樣本（低倍視野上皮細胞<10個，白細胞>25個）進行痰培養。

1.2.2病毒檢測入院當天采集鼻拭子標本，采用PCR檢測16種呼吸道病毒。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），人類偏肺病毒（human meta-pneumo virus，HMPV），腺病毒（adenoviridae，ADV），冠狀病毒（OC43/229E/ NL63/HKUl），人博卡病毒（human bocavirus，HBoV），及鼻病毒/腸道病毒（Rhv/Ev）等。應用病毒基因組DNA/RNA提取試劑盒（QIAamp Vires DNA/RNA Kit）提取標本中的DNA和RNA，將所得RNA反轉錄成cDNA，熒光定量RT-PCR/PCR反應試劑盒（TagMan@ Fast Virus 1-Step Master Mix）擴增特異性病原體基因片段，得出呼吸道病毒檢測結果。

1.3統計學方法

采用SPSS 13.0軟件，組間比較采用兩樣本t檢驗或非參數檢驗。數據資料采用均數±標準差（±s），計數資料采用例數（構成比）表示，比較采用χ2檢驗。分別選取患者的一般情況、臨床資料、住院期間輔助檢查的相關變量進行單因素Logistic回歸分析，判斷可能的危險因素。因分析因素（自變量）較多，故將P<0.15設定為單因素回歸分析變量納入的標準。將單因素分析中具有統計學意義的因素進行多因素Logistic回歸分析，判斷獨立危險因素。P< 0.05為差異有統計學意義。

2　結果

2.1患者納入情況

本研究共篩選患者166例，其中有28例因合并其他器官的嚴重疾病被排除，6例因急性加重已在外院治療被排除，5例拒絕參與研究。最終共127例患者納入研究。

2.2痰培養結果

痰標本鏡檢合格樣本94份，合格率74.02%。痰培養陽性者共16例。其中3例有2種致病菌，因此共鑒定出致病菌19株。肺炎克雷伯菌4株、銅綠假單胞菌3株、大腸埃希菌3株、金黃色葡萄球菌2株、肺炎鏈球菌2株、鮑曼不動桿菌1株、糞腸球菌1株、溶血性葡萄球菌1株、軍團菌1株及白色念球菌1株。

2.3呼吸道病毒檢測結果

呼吸道病毒PCR檢測陽性例數52例（52/127，40.94%），單一病毒感染患者36例（36/127，28.34%），雙重病毒感染患者16例（16/127，12.60%）。病毒檢出率依次為Rsv B 9例（9/52，17.31%）、Rhv/Ev 9例（9/52，17.31%）、HBoV 8例（8/52，15.38%）、冠狀病毒NL63 7例（7/52，13.46%）、冠狀病毒229E 6例（6/52，11.54%）、PIV3型6例（6/52，11.54%）、冠狀病毒0C43 4例（4/52，7.69%）、冠狀病毒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%）。呼吸道病毒檢測陽性患者合并細菌或真菌感染7例，死亡2例。呼吸道病毒檢測陰性患者合并細菌/真菌感染9例，死亡1例。呼吸道病毒檢測陽性患者在2015 GOLD COPD指南綜合性評估分級中的分布依次為：A組7例（7/19，36.8%），B組7例（7/16，43.8%），C組9例（9/24，37.5%），D組22例（22/52，42.3%）。各組間比較差異無統計學意義（P>0.05）。

2.4CT胸部表現

本研究排除了合并肺炎、胸腔積液、肺纖維化及肺惡性腫瘤的患者，根據以往文獻[5]將胸部影像學表現大致劃分為3種類型：A型（無肺氣腫或輕微肺氣腫，合并或不合并支氣管管壁增厚）；E型（肺氣腫不合并支氣管管壁增厚）；M型（肺氣腫合并支氣管管壁增厚）。其中，在52例病毒檢測陽性患者中，A型10例（19.2%）、E型24例（46.2%）、M型18例（34.6%）；在75例病毒檢測陰性患者中，A型16例（21.3%）、E型32例（42.7%）、M型27例（36.0%）。兩組CT類型分布比較差異無統計學意義（P>0.05）。

2.5病毒陽性組與病毒陰性組住院時間比較

為避免細菌或真菌感染造成的影響，本研究在剔除細菌或真菌培養陽性患者后將AECOPD患者分為病毒檢測陽性組（45例）和病毒檢測陰性組（66例）。兩組AECOPD患者資料，見表1。統計結果顯示，兩組患者在肺功能等級、年齡、呼吸困難程度、運動能力、營養狀況、細菌感染比例及住院期間臨床參數（血常規、血氣分析）等差異均無統計學意義（P> 0.05）。病毒檢測陽性組平均住院時間為（11.50± 0.96）d，病毒檢測陰性組平均住院時間為（8.99± 0.42）d，差異有統計學意義（P<0.01）。

2.6病毒Logistic回歸分析結果

病毒感染風險單因素Logistic回歸分析：在α=0.15的水平上，有統計學意義的因素包括性別（P=0.002）、吸煙（P=0.007）、合并支氣管哮喘（P= 0.146）、糖尿病（P=0.001）、呼吸衰竭（P=0.142）、既往1年內急性加重次數（P=0.114），具體分析結果，見表2。病毒感染風險多因素Logistic回歸分析：在α=0.05的水平上，篩選出吸煙、糖尿病、呼吸衰竭和既往1年內急性加重次數為AECOPD患者病毒感染的危險因素（P<0.05），見表3。

表1　病毒檢測陽性和陰性患者基本資料（±s）

表1　病毒檢測陽性和陰性患者基本資料（±s）

注：FEV1：第一秒用力呼氣容積；FEV1%pred：FEV1占預計值百分比；P<0.05表示差異有有統計學意義

組別年齡/歲　　男性例（%）　　病程/年　FEV1/L FEV1% pred　　營養狀況（MNA）　疾病評分（CAT）　呼吸困難（mMRC）慢性阻塞性肺陽性（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陰性（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組別　6 min步行距離（6MWD）/m　白細胞計數/（109/L）　　中性粒細胞計數/（109/L）　淋巴細胞計數/（109/L）　pH值　PaO2/kPa PaCO2/kPa　　住院時間/d陽性（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陰性（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單因素Logistic回歸分析

表3　AECOPD患者呼吸道病毒感染的多因素二分類Logistic回歸分析

3　討論

感染是導致AECOPD的主要原因。確定引起AECOPD的病原體是治療和預防AECOPD的重要措施。病毒感染在AECOPD中發生率較高[3]。呼吸道病毒感染可導致COPD頻繁加重，癥狀更加嚴重，并導致疾病恢復時間延長[6]。因此，對呼吸道病毒感染的病原學分布和危險因素的探討具有重要的臨床意義。

由于以往的病毒檢測方法敏感性和特異性低，病毒性病原在AECOPD中的重要性認識尚不足。本研究采用敏感性更高的PCR法檢測病毒樣本。結果表明AECOPD人群病毒檢測陽性率較高，與近期進行的一項Meta分析結果相似[3]。周一平[7]采用PCR方法檢測AECOPD住院病例檢出率高達54.4%。引起病毒檢測率不同的原因與地域、氣候、病原流行情況及對抗病毒藥物的耐藥性等綜合因素有關。納入本研究的患者均屬于廣州市本地居民，這可能是本項研究病毒流行分布有異于其他研究的原因。

既往的研究顯示病毒相關的AECOPD更加嚴重，表現為癥狀嚴重，急性加重次數增多，甚至死亡率增高[8]。本研究結果顯示病毒陽性組住院時間比陰性組顯著延長。病毒陽性的患者臨床情況嚴重，臨床癥狀緩解時間延長。有關機制目前尚未完全清楚，可能的機制包括：①病毒感染導致COPD炎癥反應增高[9]；②病毒感染導致COPD患者免疫功能系統紊亂，降低了宿主的防御能力[9]；③病毒感染與細菌感染形成惡性循環。

盡管以往研究已證實病毒相關的AECOPD病情更加嚴重，有效識別和防治急性加重的發生尤為重要，但目前尚缺乏相關研究探討可導致病毒相關的AECOPD發生率增加的因素。本研究結果顯示吸煙、糖尿病、呼吸衰竭、既往1年內急性加重次數與病毒相關的AECOPD密切相關。

研究結果表明吸煙與病毒感染明顯相關。長期吸入香煙，可導致氣道上皮受損，降低纖毛擺動頻率和黏液清除能力。目前有研究顯示吸煙也可影響患者的免疫系統，干擾白介素1和1型干擾素這2種重要的抗菌信號傳導通路，導致患者免疫系統紊亂，病毒危險性增加[10]。上述因素導致患者免疫系統的清除和防御能力下降，增加了病毒感染的風險。

本研究結果顯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險因素，高血糖導致肺泡表面活性物質的合成和分泌障礙，破壞肺泡的完整性，增加肺泡毛細血管的通透性并通過損害免疫反應和抑制中性粒細胞的趨化和吞噬作用和調節作用，影響呼吸系統對于呼吸道病毒的防御能力[11]，可能是其易感的原因之一。Qiu等人進行的研究顯示[12]合并呼吸衰竭的AECOPD患者中約47%檢測出病毒感染，病毒感染率明顯升高。本研究結果顯示合并呼吸衰竭也是呼吸道病毒感染的危險因素。合并呼吸衰竭的患者健康狀況迅速惡化，機體出現低氧和耗氧增加。持續的氧化應激和炎癥因子刺激、骨骼肌肉蛋白消耗增多、能量攝入不足等狀況，最終導致細胞免疫、體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潛伏病毒感染，放大了2次病毒感染的機會。因此，上述因素均增加了病毒感染的可能性。

既往1年內急性加重次數也可能是病毒感染的因素之一。既往1年內急性加重次數越多，可顯著增加病毒感染風險。反復急性加重可導致氣道黏膜、肺實質甚至肺血管產生病理性損害，引起氣道和肺血管的重塑，肺功能下降速度增快，導致臨床癥狀惡化，嚴重影響疾病的發展與預后，以上因素可能是導致病毒感染的易感原因[14]。

下呼吸道感染病原學檢測方法包括病變肺組織標本的病原學檢查，支氣管肺泡灌洗液檢查，誘導痰檢測等，由于技術難度大或容易污染等原因[15]，本研究未進行下呼吸道分泌物病毒檢測，因此可能會導致低估實際檢出率。但有報道指出下呼吸道感染與上呼吸道病毒感染密切相關，上呼吸道病毒檢測陽性可間接提示病毒相關的下呼吸道感染[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檢測也有較高的陽性率。

本研究具有一定的局限性。本研究為單中心橫斷面研究，不同地區病毒分布比例可能會有所差異，并且納入樣本量較少。雖然筆者已經設定了嚴格的納入標準盡量減少偏倚的發生，保證結果的準確性，但是本研究的結果仍需要一個多中心的隨機對照實驗進一步證實。

綜上所述，本研究顯示AECOPD住院患者呼吸道病毒感染率高。病毒感染使住院時間顯著延長。吸煙、糖尿病、呼吸衰竭、既往1年內急性加重次數可能是COPD患者病毒感染的重要危險因素，早期識別和防治可有效降低AECOPD發生率。

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（張蕾編輯）

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]陳新，E-mail：chen_xin1020@163.com；Tel：020-62782296

*基金項目：廣東省科技計劃項目（No：2013B022000072）;廣州市科技計劃項目（No：201507020033）

收稿日期：2015-10-18

文章編號：1005-8982（2016）06-0080-05

DOI:10.3969/j.issn.1005-8982.2016.06.017

中圖分類號：R563.2

文獻標識碼：B