重組人白介素-11誘導C反應蛋白升高與細菌性感染鑒別的病例對照研究

劉 衡，楊振中，王予川，吳 悅

0 引言

骨髓抑制是腫瘤化療常見并發癥之一。重組人白細胞介素-11 (Recombinant human interleukin-11，rhIL-11)能促進巨核細胞增殖，誘導巨核細胞分化、成熟，提高血小板數量，用于化療后血小板減少癥(Chemotherapy-induced thrombocytopenia，CIT)的治療，可使患者減少或免于血小板輸注[1]。然而，rhIL-11可引起發熱[2-3]，或C反應蛋白(CRP)升高[3]，后者未列入藥品說明及各類指南之中，國內外相關研究報道亦少見，臨床上易將rhIL-11治療引起的發熱及CRP升高誤診為細菌性感染，導致不必要的抗生素用藥；另一方面，若僅憑經驗將CRP升高視為rhIL-11治療反應，使感染尤其是膿毒癥漏診或延遲診斷，可能導致危及生命的嚴重后果。rhIL-11治療是否影響感染標志物，如降鈣素原(PCT)、白介素-6(IL-6)，后者水平檢測能否鑒別rhIL-11治療反應亦不明確?，F對我科應用rhIL-11治療CIT的患兒的臨床資料進行回顧性研究，比較rhIL-11治療過程中出現CRP升高伴或不伴發熱的非感染患兒與臨床確診為細菌性感染患兒的臨床特點，探討PCT、IL-6等相關實驗室指標在感染早期鑒別診斷中的價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2013年9月至2017年3月我科收治的ALL化療中發生CIT的患兒作為研究對象。納入標準：符合ALL診斷標準[4]；0～14歲；處于完全緩解狀態；化療后并發CIT，并予以rhIL-11治療；rhIL-11治療前無感染證據。排除標準：ALL未緩解或復發；rhIL-11治療前已存在感染；合并創傷、自身免疫性疾病等干擾因素；臨床及實驗室資料不完全。

1.2 治療方案 ALL化療依據CCLG-ALL 2008方案進行[4]。選取早期強化階段資料進行研究(IR/HR患兒選取第1次早期強化化療階段)。當化療后BPC<50×109/L時開始rhIL-11治療，50 μg/(kg·d)，皮下注射，用藥至BPC>75×109/L，或雖<75×109/L，但有明顯上升趨勢時停用。

1.3 資料搜集 開始化療后每1～3 d監測血象、CRP，骨髓抑制發生后，則隔日或每日監測。若出現發熱(單次腋溫>38 ℃，或腋溫>37.7 ℃持續超過1 h[5-6])或其他感染表現，或雖無明確感染表現，但CRP升高(>8 mg/L)，則于24 h內復查血象并測定PCT、IL-6、ESR。根據患兒病情，選擇X線、超聲影像學、血清學、病原體分離、培養、PCR檢測等尋找感染部位及病原。將患兒分為2組。①細菌感染組：經無菌體液檢測(培養、PCR、血清抗體等)明確的感染；X光片、CT或肺泡盥洗證實的肺炎；血流動力學不穩定；有明確感染灶者(如膿腫、粒細胞缺乏性腸炎)；持續發熱>72 h而無明確非感染因素者；在細菌感染基礎上合并真菌等感染者亦歸入該組。②非細菌感染組：無感染表現，或除發熱和/或CRP升高外，無細菌感染癥狀、體征及影像學與病原學依據，經密切觀察不符合細菌感染者。其中有CRP升高者(包括發熱伴CRP升高以及單純CRP升高)，考慮rhIL-11治療反應，歸入rhIL-11反應組進一步研究。

2 結果

2.1 總體情況 共81例患兒接受rhIL-11治療，男53例，女28例(1.89∶1)，中位年齡5 (3～8)歲。綜合臨床表現、輔助檢查及病情轉歸，符合細菌性感染48例，非細菌感染患者30例(包括非感染者、懷疑病毒感染但無病原學依據者)，3例有發熱并有明確病毒病原學依據(1例EBV，2例VZV)者未納入研究。兩組發熱及CRP升高情況見表1。

2.2 細菌感染組與rhIL-11反應組實驗室資料比較 非細菌感染組中，CRP升高19例(包括單純CRP升高而無發熱9例，發熱伴CRP升高10例)，歸入rhIL-11反應組，與細菌感染組年齡、性別等一般資料比較差異無統計學意義(P>0.05)。兩組粒細胞缺乏率分別為91.7%、68.4% (χ2=4.107，P<0.05)，其余實驗室資料比較結果見表2。

2.3 ANC、IL-6、PCT診斷效能的評價 繪制ROC曲線，比較ANC、IL-6、PCT、PCT+IL-6鑒別細菌感染與rhIL-11反應的效能，AUC、標準誤(SE)、95%可信區間(CI)、最佳診斷界值(Cut-off value)及對應的敏感性、特異性見表3。ROC曲線成對對比：PCT vs.IL-6 (Z=0.553，P=0.581)；PCT+IL-6 vs.PCT(Z=0.180，P=0.857)；PCT+IL-6 vs.IL-6 (Z=0.761，P=0.447)。

2.4 抗菌治療療程比較 細菌感染組48例均予以抗生素治療，中位用藥天數12.5 (8.0,18.0)d，rhIL-11反應組中有13例應用抗生素，在綜合臨床表現與病原學、影像學等資料，并動態監測感染標志物排除細菌感染后及時停用抗生素，中位用藥天數5.0 (4.0,7.0)d (U=57.00，P<0.001)。

3 討論

多數抗腫瘤化療藥物可引起骨髓抑制，血小板減少，嚴重者可發生危及生命的出血，進而推遲化療或減低化療強度，影響遠期生存。輸注血小板可有效預防出血，但存在血源不足、血源感染風險等問題，且反復輸注可引起同種免疫反應，導致輸注無效。近年來，rhIL-11被用于CIT的治療，可減輕血小板減少程度、縮短其持續時間、減少血小板輸注[1]。然而，rhIL-11可引起發熱、CRP升高等不良反應，易干擾臨床決策，需引起足夠重視。

機體對感染的炎癥反應表現為釋放促炎細胞因子與急性期蛋白。在細菌抗原刺激下，巨噬細胞分泌IL-6等作為內生性致熱源，提高下丘腦體溫調定點，引起發熱，而IL-6又是肝臟合成CRP的主要誘導因子[7]。本研究中，細菌感染組 IL-6多顯著升高，而rhIL-11反應組IL-6多在正常水平，提示rhIL-11反應組CRP的升高與細菌抗原刺激及IL-6升高無關。rhIL-11導致發熱和/或CRP升高的機制目前尚未明確。IL-11、IL-6同屬IL-6細胞因子家族，具有共同的受體信號亞基gp130。IL-6、IL-11分別與其膜結合受體IL-6R、IL-11R結合，再連接上gp130，隨后gp130二聚化，啟動信號傳導。兩者均通過JAK激活STAT蛋白家族磷酸化，其中STAT3為信號傳遞的主要對象，所激活基因表達亦有高度的重疊[8]，推測IL-11具有與IL-6類似的內生性致熱源作用，以及刺激肝臟合成急性期蛋白的功能，有待進一步研究證實。

表1 兩組發熱與CRP升高情況的比較(例，%)

注：*差異無統計學意義，未計算敏感性、特異性

表2 細菌感染組與rhIL-11反應組血象及感染標志物比較

注：*為t檢驗，其余為秩和檢驗

表3 ANC、IL-6、PCT的ROC曲線特征

注：△應用logistic回歸法計算PCT與IL-6的聯合預測因子，并對其作ROC曲線，聯合預測因子為0.602時約登指數最大；▲Medcalc軟件比較曲線下面積(DeLong法)：兩兩比較差異無統計學意義(P>0.05)

感染是發熱的最主要病因，本研究中細菌感染組發熱發生率略高于非細菌感染組，但差異無統計學意義，究其原因，一方面，化療后免疫抑制導致部分患兒感染起病隱匿而無發熱，另一方面，rhIL-11本身亦可引起發熱。血清CRP是肝臟合成的急性期蛋白，是常用的細菌感染標志物[9]。本研究中，非細菌感染組與細菌感染組CRP升高比例差異無統計學意義。以發熱合并CRP升高判斷細菌感染，敏感性、特異性均較差。非細菌感染組30例，去除體溫及CRP均正常7例，以及單純發熱而無CRP升高4例(可能為rhIL-11反應，但不能排除病毒感染或阿糖胞苷藥物熱等情況)，將余下19例(包括發熱伴CRP升高10例以及單純CRP升高而無發熱9例)定義為rhIL-11反應組，其CRP升高程度與細菌感染組亦無明顯差異?？梢妼邮躵hIL-11治療的病例，不宜采用發熱及CRP升高診斷細菌感染。本研究進一步比較了感染或疑似感染早期細菌感染組與rhIL-11反應組血象及ESR、PCT、IL-6的差別，結果顯示，ANC及PCT、IL-6差異有統計學意義，具有早期鑒別診斷價值。

本研究中，炎癥反應初起時細菌感染組的粒細胞缺乏率高于rhIL-11反應組，前者ANC亦顯著低于后者，根據ROC曲線選取最佳截斷值為0.47×109/L，敏感性為89.60%，但特異性欠佳，僅為42.10%，即將rhIL-11反應誤判為細菌感染的可能性達57.90%。國外研究也表明，粒細胞缺乏并發熱(Febrile neutropenia，FN)的腫瘤患者，其細菌感染率為29%～60%[10-11]，因此，根據ANC判斷細菌感染，誤診率較高。

PCT是人類降鈣素的前體，主要在內毒素與促炎細胞因子(如IL-1β、TNF-α)刺激下生成，在血漿中出現早，呈快速、高特異性增長，能早期鑒別細菌性與非細菌性感染、評估感染嚴重程度，動態監測有利于觀察療效及指導抗生素使用[12]，將其加入癌癥支持療法多國學會(MASCC)評分體系，可提高FN危險度分層的準確性[13]。IL-6是固有免疫系統對感染或損傷最初反應所表達的重要細胞因子，在炎癥反應中，IL-6的升高早于CRP和PCT，且持續時間長，可用來輔助急性感染的早期診斷[14]。然而，IL-11是一種多功能的細胞因子，具有免疫調控作用，可下調促炎細胞因子如TNF-α、IL-1β、IL-6的表達[8]。如前所述，TNF-α、IL-1β是PCT的誘導因子，因此，rhIL-11可能影響PCT、IL-6作為感染標志物的效能。不過，本研究顯示，細菌感染組的PCT、IL-6水平仍顯著高于rhIL-11反應組，兩者診斷細菌感染的ROC曲線下面積分別為0.820、0.784，以PCT>0.35 ng/mL作為截斷值，敏感性與特異性分別為85.40%、73.70%，以IL-6>41.8 pg/mL作為截斷值，敏感性與特異性分別為68.80%、78.90%，由此可見，PCT與IL-6均可作為鑒別細菌感染與rhIL-11反應的有效指標。Liang等[15]檢測rhIL-11治療后患者Th1/Th2系列細胞因子(IL-2、IL-4、IL-6、IL-10、TNF-α、IFN-γ)水平，發現IL-6具有輔助鑒別細菌感染與rhIL-11誘導發熱及CRP升高的作用，與本研究結果一致。任何一種診斷方法都有局限性，聯合兩種生物標志物可能提高診斷的準確性。然而，統計分析顯示，PCT的AUC雖大于IL-6，但差異無統計學意義，PCT聯合IL-6的診斷效能亦不優于單獨應用兩者時的診斷效能(P>0.05)。

臨床上微生物學檢查耗時較長，且2/3以上感染不能明確病原[16]，故經驗性抗生素治療在血液腫瘤患兒中極為普遍，尤其是出現FN的患兒，感染進展迅速，若抗菌治療延遲，病死率將顯著增加，國內外指南均要求迅速無誤地給予廣譜抗生素治療[5-6]。本研究rhIL-11反應組中，有13例最初因各種原因如發熱、合并粒細胞缺乏、PCT和/或IL-6偏高，考慮細菌感染風險較大，予以抗生素治療，但發熱較短暫，治療過程中經密切觀察，無細菌感染證據，動態復查PCT、IL-6，短期內有明顯下降，隨即停用抗生素，療程明顯較細菌感染組縮短，預后較好。其余6例僅CRP升高，無發熱等感染表現，亦無粒缺、PCT或IL-6升高之中任何一項表現，未予抗生素治療，無不良事件發生。臨床醫師必須在抗生素治療不足與治療過度之間尋求平衡。感染生物標志物有助于細菌感染的診斷，但目前尚缺乏絕對敏感、特異的標志物，本研究中，PCT、IL-6用于鑒別rhIL-11治療反應的ROC的AUC為0.7～0.9，診斷價值中等，因此，需結合、參照患者的臨床表現與其他實驗室檢查結果加以判斷。根據本組資料，我們認為，rhIL-11治療后，若無發熱或其他感染臨床表現，又無粒細胞缺乏與PCT、IL-6升高，僅CRP升高，可考慮不使用抗生素，密切觀察；對CRP升高伴粒細胞缺乏，但無發熱等感染表現，PCT、IL-6正常者，可參照美國感染病協會(IDSA)的FN危險度分層，低危者暫不使用抗生素；對CRP升高伴FN，或PCT和/或IL-6升高者，感染風險大，仍需立即給予廣譜抗生素治療，動態監測PCT與 IL-6，并結合臨床表現與病原學、影像學等檢查結果，適時調整治療方案。

綜上所述，rhIL-11可誘導發熱和/或CRP升高，接受rhIL-11治療的患者不宜采用CRP作為細菌感染標志物，PCT、IL-6有助于鑒別細菌感染與rhIL-11治療反應。綜合臨床表現、PCT、IL-6及其他實驗室檢查，識別rhIL-11治療反應，有助于減少抗生素使用。然而，本研究樣本量較小，且為回顧性研究，如何更準確地識別rhIL-11治療反應，能否進一步減少rhIL-11反應患者抗菌藥物的使用，仍有待大樣本前瞻性研究進一步明確。

[1] Tamamyan G,Danielyan S,Lambert MP.Chemotherapy induced thrombocytopenia in pediatric oncology[J].Crit Rev Oncol Hematol,2016,99:299-307.

[2] Smith JW 2nd.Tolerability and side-effect profile of rhIL-11[J].Oncology (Williston Park),2000,14(9 Suppl 8):41-47.

[3] Ellis M,Hedstrom U,Frampton C,et al.Modulation of the systemic inflammatory response by recombinant human interleukin-11:a prospective randomized placebo controlled clinical study in patients with hematological malignancy[J].Clin Immunol,2006,120(2):129-137.

[4] 中華醫學會兒科學分會血液學組,《中華兒科雜志》編輯委員會.兒童急性淋巴細胞白血病診療建議(第4次修訂)[J].中華兒科雜志,2014,52(9):641-644.

[5] Freifeld AG,Bow EJ,Sepkowitz KA,et al.Clinical practice guideline for the use of antimicrobial agents in neutropenic patients with cancer:2010 update by the Infectious Diseases Society of America[J].Clin Infect Dis,2011,52(4):e56-e93.

[6] 中華醫學會血液學分會,中國醫師協會血液科醫師分會.中國中性粒細胞缺乏伴發熱患者抗菌藥物臨床應用指南(2016年版)[J].中華血液學雜志,2016,37(5):353-359.

[7] Slaats J,Ten OJ,Van de Veerdonk FL,et al.IL-1β/IL-6/CRP and IL-18/ferritin:distinct inflammatory programs in infections[J].PLoS Pathog,2016,12(12):e1005973.

[8] Negahdaripour M,Nezafat N,Ghasemi Y.A panoramic review and in silico analysis of IL-11 structure and function[J].Cytokine Growth Factor Rev,2016,32:41-61.

[9] Nora D,Salluh J,Martin-Loeches I,et al.Biomarker-guided antibiotic therapy-strengths and limitations[J].Ann Transl Med,2017,5(10):208.

[10]Zinner SH.Changing epidemiology of infections in patients with neutropenia and cancer:emphasis on gram-positive and resistant bacteria[J].Clin Infect Dis,1999,29(3):490-494.

[11]Laoprasopwattana K,Pruekprasert P,Laosombat V,et al.Clinical outcome of febrile neutropenia in children with cancer using ceftazidime and aminoglycosides[J].Pediatr Hematol Oncol,2007,24(8):595-606.

[12]Taylor R,Jones A,Kelly S,et al.A review of the value of procalcitonin as a marker of infection[J].Cureus,2017,9(4):e1148.

[13]Ahn S,Lee YS,Lim KS,et al.Adding procalcitonin to the MASCC risk-index score could improve risk stratification of patients with febrile neutropenia[J].Support Care Cancer,2013,21(8):2303-2308.

[14]Lin S,Huang Z,Wang M,et al.Interleukin-6 as an early diagnostic marker for bacterial sepsis in patients with liver cirrhosis[J].J Crit Care,2015,30(4):732-738.

[15]Liang J,Lei Z,Xu X,et al.Role of interleukin-6 in differentiating interleukin-11 induced fever and early bacterial infection[J].Indian J Pediatr,2014,81(9):871-875.

[16]Hann I,Viscoli C,Paesmans M,et al.A comparison of outcome from febrile neutropenic episodes in children compared with adults:results from four EORTC studies.International Antimicrobial Therapy Cooperative Group (IATCG) of the European Organization for Research and Treatment for Cancer (EORTC)[J].Br J Haematol,1997,99(3):580-588.