聯合檢測炎癥指標對不同病原菌血流感染的診斷價值

朱天川,袁育妙,龍 軍

(南方醫科大學珠江醫院, 廣東 廣州 510280)

·論著·

聯合檢測炎癥指標對不同病原菌血流感染的診斷價值

朱天川,袁育妙,龍 軍

(南方醫科大學珠江醫院, 廣東 廣州 510280)

目的 探討聯合檢測降鈣素原(PCT)、C反應蛋白(CRP)、白細胞(WBC)和中性粒細胞百分比(NEU%)對革蘭陽性(G+)球菌、革蘭陰性(G-)桿菌及真菌所致血流感染的診斷價值。方法 回顧性分析2014年1月—2015年12月某醫院389例血培養陽性患者的檢測結果，根據血培養結果分為G+球菌、 G-桿菌和真菌血流感染組，比較不同組別患者的炎癥指標是否存在差異。結果 經Mann-WhitneyU檢驗顯示，G-桿菌感染組患者血PCT高于G+球菌、真菌感染組(G-桿菌感染組與G+球菌感染組比較：Z=-2.68，P<0.01； G-桿菌感染組與真菌感染組比較：Z=-2.46，P<0.05)。若以PCT≥0.5 ng/mL、CRP≥5.0 mg/L、NEU%≥70%及WBC≥10×109/L作為陽性的截點，統計分析顯示，G-桿菌感染組患者血PCT陽性率較G+球菌、真菌感染組高(G-桿菌感染組與G+球菌感染組比較：χ2=5.94，P<0.05；G-桿菌感染組與真菌感染組比較：χ2=7.721，P<0.01)； G-桿菌感染組患者血CRP陽性率較G+球菌感染組高(χ2=5.03，P<0.05)。用二分類logistic回歸對四項指標在鑒別G+球菌、G-桿菌和真菌血流感染的作用大小比較分析，僅PCT對鑒別G-桿菌、G+球菌和真菌有統計學差異(P<0.01)。結論 PCT在區分血培養G-桿菌、G+球菌和真菌時有較高的準確度，若能動態監測PCT，同時結合CRP、WBC、NEU%的結果綜合判斷，可以在血流感染早期指導臨床醫生快速判斷患者的病情并合理用藥，從而降低血流感染患者的病死率。

血流感染; 降鈣素原; 白細胞計數; C反應蛋白; 革蘭陽性球菌; G+球菌; 革蘭陰性桿菌; G-桿菌; 真菌

[Chin J Infect Control，2017，16(5)：444-448]

從長期來看，我國血流感染患者住院病死率呈下降趨勢，但楊祖耀等[1]關于血流感染患者住院病死率的meta分析顯示，我國住院患者血流感染的病死率仍高達26.8%。此可能是因為血常規、影像學等檢查對血流感染的診斷都缺乏特異性，而血培養雖然是血流感染的“金標準”，但卻有培養時間較長、檢出率易受抗菌藥物影響等缺點，從而大大影響了臨床醫生用藥的準確性和及時性。自1993年Assicot等[2]發現降鈣素原(procalcitonin, PCT)之后，PCT因為在感染性疾病的診斷和鑒別上顯示出較好的靈敏度和特異性，從而在臨床上受到廣泛推崇。張愛華等[3]的研究結果顯示，PCT可以很好地區分細菌、病毒、支原體和衣原體感染。但國內外聯合多種炎癥因子同時區分鑒別多種不同病原菌的研究尚少。 因此，本研究采用回顧性分析的方法，篩選出2014年1月—2015年12月就診于珠江醫院的389例血培養陽性的住院患者，探討聯合檢測血清PCT、C反應蛋白(C-reactive protein， CRP)、白細胞(white blood cell count, WBC)和中性粒細胞百分比(neutrophil percentage， NEU%)對血流感染早期不同種類病原菌的診斷價值，從而更好地指導臨床醫生及時、準確地經驗性使用抗菌藥物。

1 對象與方法

1.1 研究對象 選取2014年1月—2015年12月珠江醫院所有血培養陽性住院患者的資料，對其中入院后同時進行了血培養、PCT、CRP、WBC和NEU%檢測的患者資料進行分析。所選患者均在出現發熱和寒戰等臨床癥狀或體征之后、使用抗菌藥物之前抽取靜脈血送檢。若同一個患者多次同時送檢，只選擇入院后第一次同時送檢的檢測結果。同時，排除以下患者：(1)合并有血液病、急性胰腺炎、小細胞肺癌、甲狀腺髓細胞癌和嚴重肝腎功能不全等可能影響PCT結果疾病的患者；(2)單次血培養培養出多種病原菌或多次血培養培養出不同病原菌的感染患者；(3)其他部位合并有不同病原菌感染的患者；(4)臨床資料不完整的患者。此外，因為凝固酶陰性葡萄球菌(CNS)是血培養最常見的污染菌，所以，在上述標準下再參考Schuetz[4]提出的標準，對CNS陽性患者進行篩選：至少有兩項全身炎癥反應綜合征指征，同時有下列指標之一即認為是CNS感染患者。(1)血培養至少2次CNS陽性；(2)不同部位血培養同時陽性且均為CNS；(3)分離的CNS耐藥譜一致；(4)血培養報陽時間小于15 h；(5)排除血管導管內定植的CNS。按血培養病原菌將患者分成革蘭陽性(G+)球菌感染組、革蘭陰性(G-)桿菌感染組和真菌感染組。

1.2 標本采集 根據患者入院時的臨床表現，抽取懷疑為血流感染患者靜脈血5～10 mL注入血培養瓶，并在6 h內抽取患者空腹靜脈血進行PCT、CRP、WBC和NEU%檢測。

1.3 檢測方法 血清PCT定量檢測采用法國梅里埃有限公司生產的 VIDAS熒光定量分析儀及其專用原裝試劑盒，按要求進行定標及質控試驗，并嚴格按照說明書操作，正常參考范圍是0～0.05 ng/mL。血培養則采用法國梅里埃公司生產的全自動連續性檢測系統Bact/Alert 3D及配套的血培養瓶；病原菌菌種鑒定使用法國生物梅里埃公司生產的VITEK II 微生物全自動鑒定儀以及VITEK MS(VITEK Mass Spectrometry,VITEK質譜儀)。采用匯松QR-1000全自動CRP檢測系統，運用免疫比濁法測定CRP ；WBC、NEU%采用SYSMEX公司XE-5000全自動血細胞分析儀檢測。

2 結果

2.1 一般資料 共篩選出389例患者，其中G+球菌感染組164例，男性110例，女性54例，平均年齡(37.64±30.25)歲；G-桿菌感染組187例，男性107例，女性80例，平均年齡(45.04±28.75)歲；真菌感染組38例，男性20例，女性18例，平均年齡(44.33±27.57)歲。各組間患者的性別、年齡比較差異無統計學意義(均P>0.05)。389例患者中，來自兒科111例(28.53%)，重癥醫學科64例(16.45%)，神經內科、呼吸內科和肝膽科各25例(共計19.28%)、心內科19例(4.88%)、泌尿外科17例(4.37%)、腎內科16例(4.11%)、消化內科14例(3.60%)，其他科室73例(18.77%)。

2.2 病原菌分布 389例患者血培養陽性病原菌中，G+球菌中最多的是CNS(91株)，G-桿菌中則以大腸埃希菌(59株)和肺炎克雷伯菌(50株)為主，真菌中以白假絲酵母菌(18株)最常見。見表1。

表1 389株血培養病原菌分布

Table 1 Distribution of 389 strains of pathogenic bacteria in blood culture

病原菌株數構成比(%)G+球菌16442.16 CNS9123.39 金黃色葡萄球菌297.46 腸球菌屬194.88 肺炎鏈球菌133.34 其他鏈球菌123.08G-桿菌18748.07 大腸埃希菌5915.17 肺炎克雷伯菌5012.85 銅綠假單胞菌246.17 鮑曼不動桿菌225.66 陰溝腸桿菌51.29 沙門菌屬51.29 變形桿菌屬20.51 沙雷菌屬20.51 其他不動桿菌10.26 其他G-桿菌174.37真菌389.77 白假絲酵母菌184.63 熱帶假絲酵母菌61.54 近平滑假絲酵母菌30.77 光滑球擬酵母菌30.77 新生隱球菌30.77 希木龍假絲酵母菌10.26 其他真菌41.03合計389100.00

2.3 三組感染患者血PCT分布 三組不同病原菌感染患者血PCT統計結果見圖1。其中，血PCT G+球菌感染組為(12.35+30.72)ng/mL，G-桿菌感染組為(26.87±47.68)ng/mL，真菌感染組為(8.00+17.20)ng/mL，經Mann-WhitneyU檢驗顯示，G-桿菌感染組患者PCT高于G+球菌和真菌感染組，差異有統計學意義(G-桿菌感染組與G+球菌感染組比較：Z=-2.68，P<0.01；G-桿菌感染組與真菌感染組比較：Z=-2.46，P<0.05)。G+球菌感染組和真菌感染組患者PCT比較，差異則無統計學意義(Z=-0.984，P>0.05)。

圖1 血培養不同病原菌的患者PCT比較

Figure 1 Comparison of PCT in patients with different pathogenic bacteria in blood culture

2.4 三組患者血PCT、CRP、NEU%和WBC的比較 以PCT≥0.5 ng/mL、CRP≥10.0 mg/L、NEU%≥70%及WBC≥10×109/L作為陽性的截點，統計分析顯示，G-桿菌感染組患者血PCT陽性率較G+球菌和真菌感染組高，差異有統計學意義(G-桿菌感染組與G+球菌感染組比較：χ2=5.94，P<0.05；G-桿菌感染組與真菌感染組比較：χ2=7.72，P<0.01)；G-桿菌感染組患者CRP陽性率較G+球菌感染組高，差異有統計學意義(χ2=5.03，P<0.05)；此外，G+球菌感染組患者WBC陽性率較G-桿菌和真菌感染組高，差異有統計學意義(G+球菌感染組與G-桿菌感染組比較：χ2=18.61，P<0.01；G+球菌感染組與真菌感染組比較：χ2=6.39，P<0.05)。見圖2。

2.5 不同炎癥指標鑒別G-桿菌與G+球菌的效能比較 以血培養陽性菌株類別作為自變量，WBC、PCT、CRP、NEU%值作為因變量，采用二分類logistic回歸分析，結果顯示，只有PCT對鑒別G-桿菌和G+球菌有統計學意義(P<0.01)。見表2。

圖2 三組患者血PCT、CRP、NEU%和WBC的比較

Table 2 Comparison of binary logistic regression analysis among different inflammatory indicators

項目回歸系數WalsPOR95%CI下限上限WBC0.0193.1030.0781.2110.9961.046CRP0.0010.6510.4150.9850.9931.002PCT0.01615.2140.0000.9730.9800.995NEU%0.0720.0530.7850.9100.4761.809

3 討論

近年來，隨著抗菌藥物、糖皮質激素、免疫抑制劑和有創診療技術在臨床的廣泛使用，血流感染發病率有增高的趨勢[5]，而且病死率仍然高達26.8%[1]。因此，血流感染的早期診斷十分重要。雖然診斷血流感染的“金標準”是血培養，但由于血培養的檢查周期較長、費用較為昂貴、影響陽性率的因素較多、貧血患者接受意愿較低，我國血培養的普及率和陽性率都較低[6-7]。 所以，探討PCT、CRP、WBC、NEU%等炎癥指標對血流感染的預測、評估顯得十分必要。PCT是一種無激素活性的降鈣素前肽物質，生理條件下主要由甲狀腺細胞產生，質量濃度不高于0.1 ng/mL。當機體受到感染時，內毒素和細胞因子可抑制PCT分解為降鈣素，從而引起血中PCT的水平上升。因為PCT具有半衰期短、體內外穩定性好、檢測結果不受機體免疫力影響等優點[8]， 近年來在臨床上廣泛應用。CRP是一種主要由肝臟合成并釋放入血的急性相蛋白，當機體受到病原微生物入侵或組織損傷等炎癥性刺激時，可在8～12 h后緩慢升高，升高水平可達正常值的數百倍至上千倍，經合理治療后可在3～7 d恢復至正常水平。WBC和NEU%作為臨床上最常用的炎癥指標，常常被用來判斷患者是否存在感染，并被用來區分細菌與病毒性感染。

本研究共納入389株血培養菌株，雖經過納入和排除標準的篩選，但與血培養中病原菌的整體分布相差不大[9]。 排在前幾位的病原菌分別是CNS、大腸埃希菌、肺炎克雷伯菌、金黃色葡萄球菌、銅綠假單胞菌和鮑曼不動桿菌。關幼華等[10]的研究顯示，血培養的污染菌可占全部血培養陽性菌的17.3%，其中CNS占污染菌的66.7%。所以本研究中，盡可能將污染的CNS排除，以得到比較可靠的分析結果。最終有91株CNS被納入分析，占全部菌株的23.39%。

本研究結果發現，G-桿菌感染組患者血PCT高于G+球菌和真菌感染組，差異有統計學意義，但G+球菌感染組和真菌感染組患者血PCT比較則無統計學意義。可能是因為G-桿菌細胞壁中的脂多糖可直接促進PCT的TmRNA的表達及其蛋白的翻譯，進而快速誘導生成大量的PCT[11]； 同時，脂多糖也可抑制PCT分解為降鈣素，從而使機體內的PCT水平快速上升。而G+球菌和真菌雖然可刺激機體產生腫瘤壞死因子(TNF)-α和白細胞降介素(IL)-6等細胞因子，進而刺激神經內分泌細胞、巨噬細胞和單核細胞產生PCT，但作用不及脂多糖強，所以整體上PCT的升高水平不及G-桿菌。但應當注意的是，神經內分泌腫瘤、系統性炎癥反應綜合征、創傷等疾病也可以刺激機體產生細胞因子，進而導致PCT水平上升，引起PCT假陽性，臨床工作者應當結合患者的具體情況加以分析[12]。而血培養為真菌感染組和G+球菌感染組的患者血PCT分布差異無統計學意義，當臨床工作者不能進一步區分是G+球菌還是真菌感染的時候，可借助G試驗和GM試驗進一步判讀。

本研究還發現，若以PCT≥0.5 ng/mL、CRP≥10.0 mg/L、NEU%≥70%及WBC≥10×109/L作為陽性的截點，G-桿菌感染組患者血PCT陽性率較G+球菌和真菌感染組高，G+球菌感染組患者血WBC陽性率較G-桿菌和真菌感染組高，而G-桿菌感染組患者血CRP陽性率較G+球菌感染組高。同時，CRP的陽性率是最高的。根據有關文獻[13]報道，PCT≥0.5 ng/mL時則主張使用抗菌藥物，有一定的指導意義。但從本研究結果來看，臨床醫生更需要注意，無論是G-桿菌、G+球菌或者真菌，都還有20%以上血培養陽性的患者PCT<0.5 ng/mL。造成PCT<0.5 ng/mL原因可能為：第一，個別血培養陽性菌株可能是污染菌；第二，藥物等因素對PCT產生影響，導致PCT較低[14-15]；第三，血流感染的不同時期PCT的不同；第四，受患者機體、方法學等固有因素影響，敏感性不高。因此，臨床工作者可以考慮對首次入院的患者，尤其是急性感染入院的患者進行PCT動態監測，同時結合CRP、NEU%敏感性較高的特點，排除非血流感染。這樣，既可以及時給予患者合理的治療，還可以監測抗菌藥物的療效，防止抗菌藥物的濫用[16]，減少耐藥菌的產生。G-桿菌感染組患者CRP陽性率高于G+球菌感染組，則可能是因為CRP作為一種急性相反應蛋白，一定程度上可以反映患者感染的嚴重程度；而G-桿菌血流感染一般多發生于醫院感染，患者免疫力低下，一旦發生血流感染會導致CRP快速升高。此外，本研究結果顯示，在WBC、PCT、CRP、NEU%四個炎癥指標中，PCT對于區分G-桿菌和G+球菌感染時，比其他三個指標具有更高的準確性，可以較好地區分出血培養G-桿菌和G+球菌，結果與唐躍華等[17]的報道大體一致。

綜上所述，聯合PCT、CRP、WBC和NER%檢測在區分血培養G-桿菌、G+球菌和真菌時有較高的準確度。但本研究中沒有對炎癥因子進行動態監測，若能在感染的不同階段對炎癥指標進行連續動態監測分析，可更好幫助臨床醫生快速判斷患者的病情并合理用藥，降低血流感染患者的病死率。

[1] 楊祖耀, 詹思延, 王波,等.中國血流感染住院病死率的系統評價和meta分析[J].北京大學學報(醫學版), 2010, 42(3):304-307.

[2] Assicot M, Gendrel D, Carsin H, et al. High serum procalcitonin concentrations in patients with sepsis and infection[J]. Lancet, 1993, 341(8844): 515.

[3] 張愛華, 付漢東, 沈紅園,等. PCT、HsCRP在兒童不明原因發熱診斷中的應用[J]. 中國感染控制雜志, 2012, 11(4):274-277.

[4] Schuetz P, Mueller B, Trampuz A. Serum procalcitonin for discrimination of blood contamination from bloodstream infection due to coagulase-negative Staphylococci[J]. Infection, 2007, 35(5): 352-325.

[5] 張麗麗, 劉梅, 陳明.血流感染研究進展[J].醫學綜述, 2010,16(4):589-592.

[6] 高曉東, 胡必杰, 周春妹,等.上海市72所醫院血培養標本送檢率調查[J].中華醫院感染學雜志, 2011, 21(12):2602-2603.

[7] 孫國全, 王倩, 褚云卓,等. 28179例血培養病原菌分布及耐藥性分析[J].微生物學雜志, 2013, 33(5):102-105.

[8] 胡如雪.降鈣素原(PCT)的臨床應用價值[J].江西醫學檢驗, 2005, 23(3):259.

[9] 袁星, 沈繼錄, 徐元宏.近5年血培養中細菌分布及耐藥性分析[J].臨床輸血與檢驗, 2010, 12(3):211-215.

[10] 關幼華, 周金鳳, 區云枝.血培養菌株分布與陽性報警時間的意義[J].檢驗醫學, 2013, 28(4):263-266.

[11] Elson G, Dunn-Siegrist I, Daubeuf B, et al. Contribution of Toll-like receptors to the innate immune response to Gram-negative and Gram-positive bacteria[J]. Blood, 2007, 109(4): 1574-1583.

[12] Becker KL, Snider R, Nylen ES. Procalcitonin in sepsis and systemic inflammation: a harmful biomarker and a therapeutic target[J]. Br J Pharmacol, 2009, 159(2): 253-264.

[13] 降鈣素原急診臨床應用專家共識組.降鈣素原(PCT)急診臨床應用的專家共識[J].中華急診醫學雜志, 2012, 21(9):944-951.

[14] 張智潔, 劉勇, 孫繼梅, 等.頭孢他啶影響大鼠降鈣素原產生機制的初步研究[J].中華醫院感染學雜志, 2007, 17(2):129-133.

[15] 馬超, 趙春玉, 王元祥,等.牛磺酸對嬰幼兒體外循環術下血漿降鈣素原的影響及意義[J].中國當代醫藥, 2010, 17(24):9-10, 13.

[16] Kip MM, Kusters R, Ijzerman MJ, et al. A PCT algorithm for discontinuation of antibiotic therapy is a cost-effective way to reduce antibiotic exposure in adult intensive care patients with sepsis[J]. J Med Econ, 2015, 18(11): 944-953.

[17] 唐躍華, 李偉強, 楊小蘭,等.血降鈣素原和C反應蛋白及中性粒細胞百分比區分革蘭陽性與陰性細菌血流感染的價值[J].廣東醫學, 2013, 34(15):2350-2352.

(本文編輯：文細毛)

Diagnostic value of combined detection of inflammatory indicators in bloodstream infection with different pathogenic bacteria

ZHUTian-chuan,YUANYu-miao,LONGJun

(ZhujiangHospital,SouthernMedicalUniversity,Guangzhou510280,China)

Objective To investigate the diagnostic value of combined detection of procalcitonin (PCT), C-reactive protein (CRP), white blood cell (WBC), and neutrophil percentage (NEU%) in bloodstream infection with gram-positive coccus(G+), gram-negative bacillus (G-)and fungus. Methods Detection results of positive blood culture of 389 patients in a hospital between January 2014 and December 2015 were analyzed retrospectively, according to the results of blood culture, patients were divided into G+coccus, G-bacillus and fungal bloodstream infection groups, inflammatory indicators of different groups of patients were compared. ResultsMann-WhitneyUtest revealed that PCT level of G-infection group was higher than that of G+and fungal infection group (comparison between G-infection group and G+infection group :Z=-2.68，P<0.01；comparison between G-infection group and fungal infection group:Z=-2.46，P<0.05). If PCT≥0.5 ng/mL, CRP≥5.0 mg/L, NEU%≥70% and WBC≥10×109/L were as the cut-off point, statistical analysis revealed the positive rate of PCT in G-infection group was higher than that in G+and fungal infection group(comparison between G-infection group and G+infection group：χ2=5.94，P<0.05；comparison between G-infection group and fungal infection group：χ2=7.721，P<0.01)；the positive rate of CRP in G-infection group was higher than that in G+infection group (χ2=5.03，P<0.05). Binary logistic regression was adopted to analyze the efficacy of four indicators for the differentiation of bloodstream infection caused by G+coccus, G-bacillus, and fungus, only PCT had significant difference in the identification of bloodstream infection caused by G-bacillus, G+coccus and fungus(P<0.01). Conclusion PCT has high accuracy in differentiating G-bacillus, G+coccus, and fungus of blood culture, dynamic monitoring of PCT combined with detection results of CRP, WBC, and NEU%, patient’s condition can be judged rapidly, and antimicrobial agents can be used rationally, so the mortality of patients with bloodstream infection can be reduced.

bloodstream infection； procalcitonin； white blood cell count； C-reactive protein; gram-positive coccus; gram-negative bacillus; fungus

2016-06-23

朱天川(1990-)，男(漢族)，廣東省河源市人，碩士研究生，主要從事醫學微生物研究。

龍軍 E-mail:longjun327@163.com

10.3969/j.issn.1671-9638.2017.05.011

R446.11

A

1671-9638(2017)05-0444-05