急性呼吸道感染兒童9種呼吸道病原體IgM抗體檢測分析及其與空氣污染的相關性探討

馬 慧 沈永明 司 萍 彭 林

(天津市兒童醫院檢驗科，天津 300074)

病毒是引起兒童急性呼吸道感染(ARI)最常見的原因，病毒感染后最早出現的血清抗體為IgM，一般在發病后1周內可在患兒血清內檢測到特異性的IgM，因此，在急性期檢測IgM抗體對于診斷感染病原有重要意義。目前空氣污染日益嚴重，空氣污染是否對兒童呼吸道感染有影響尚在研究中。本研究通過采用間接免疫熒光法檢測天津市兒童醫院住院患兒9種呼吸道病原體，分析其結果并將其與空氣污染的相關性進行探討，現報道如下。

1 材料與方法

1.1材料

1.1.1研究對象 收集2015年6月至2017年5月期間在我院住院的有呼吸道感染癥狀患兒33 078例，男19 843例，女13 235例，年齡0～16歲。ARI符合《諸福棠實用兒科學》第7版中的診斷標準[1]。

1.1.2病例納入標準 ①于天津市兒童醫院住院且診斷為ARI的患兒；②年齡≤16歲； ③患兒在天津市市區及周邊地區的居住時間≥2周。

1.2研究方法

1.2.1標本采集 患兒入院當天采集患兒急性期外周靜脈血2 ml，注入促凝管，3 800 r/min離心8 min，收集血清備用。

1.2.2呼吸道病原體IgM抗體檢測 應用間接免疫熒光法檢測嗜肺軍團菌(LP)、肺炎支原體(MP)、肺炎衣原體(CPN)、Q熱立克次體(COX)、呼吸道合胞病毒(RSV)、腺病毒(ADV)、甲型流感病毒(FLuA)、乙型流感病毒(FLuB)、副流感病毒(PIV)9項常見呼吸道病毒IgM抗體，試劑盒由鄭州安圖生物工程股份有限公司提供的9項呼吸道感染病原體IgM抗體檢測試劑盒(間接免疫熒光法)；儀器為日本Olympus公司生產的BX51 型熒光顯微鏡。操作及陽性結果判讀嚴格按照說明書進行。

1.2.3空氣質量數據 收集每日登錄中國環境監測總站官網并記錄當日空氣質量狀況，以月為單位對空氣質量進行統計，以空氣質量指數(AQI)及空氣中PM2.5、PM10、NO2、SO2濃度作為主要統計指標。

2 結果

2.1呼吸道病原體IgM抗體檢出情況 共檢測33 078例患兒，其中病原體陽性者共有8 364例，其中ADV 152例、COX 9例、CPN 14例、FLuA 3例、FLuB 930例、LP 96例、MP 6 719例、PIV 326例、RSV 115例，病原體檢出總陽性率為25.29%。檢測結果顯示，9種呼吸道病原體陽性率分別為ADV 0.46%，COX 0.03%、CPN 0.04%、FLuA 0.01%、FLuB 2.8%、LP 0.29%、MP 20.3%、PIV 0.99%、RSV 0.35%，從高到低依次為MP>FLuB>PIV>ADV>RSV>LP>CPN>COX>FLuA。

2.2病原體與性別的關系 33 078例患兒中，男19 843例，女13 235例，男∶女=1.50∶1。男女呼吸道病原體陽性檢出率差異有顯著性統計學意義(χ2=557.492，P=0.000)，此外，FLuA、FLuB、MP、PIV男女陽性檢出率差異也均有顯著性統計學意義。男性感染率低于女性感染率。具體見表1。

2.3呼吸道病原體IgM抗體在不同月份的檢出情況 從圖1看出，各月份MP陽性檢出率最高，最高的三個月份依次為15年的11月份，16年的4、5月份，2016年6月之后一直持續一個低水平，17年2月份呈現了一個小高峰；FLuB在15年6月份到11月份均維持一個高水平，在2017年2、3、4月份有一個小高峰。PIV在17年的4、5月份呈現一個小高峰。

2.4呼吸道病原體IgM抗體不同季節的檢出情況 從表2看出，春季呼吸道病原體感染率最高，其次是秋季，再次冬季，最后夏季；各個季節均以MP感染率最高，各個季節之間呼吸道病原體陽性檢出率差異有顯著性統計學意義(χ2=114.177，P=0.000)。除COX和FLuA以外，其余7種病原體陽性檢出率在各個季節之間差異均有顯著性統計學意義(P<0.05)。MP陽性感染率從高到低依次為秋>春>冬>夏，FLuA為春>夏>秋>冬，PIV為春>冬>秋>夏，ADV與CPN為春>夏>冬>秋，RSV為冬>春>秋>夏，LP為夏>秋>春>冬，見表2。

表1不同性別中9種吸道病原體IgM抗體的檢出情況比較[n(%)]

Tab.1Comparisonofchildrenwithdifferentgenderinantibodiesof9typesofatypicalrespiratorypathogensIgMdetection[n(%)]

GenderCases(n)ADVCOXCPNLPRSVFLuAFLuBMPPIVTotalMale1984383(0.42)5(0.03)10(0.05)52(0.26)70(0.35)0451(2.27)3266(16.46)166(0.84)4103(20.68)Female1323569(0.52)4(0.03)4(0.03)44(0.33)45(0.34)3(0.02)479(3.62)3453(26.09)160(1.21)4261(32.19)χ21.8440.0740.7642.5950.0374.49852.668454.93911.280557.492P0.1750.7860.3820.2730.8470.0340.0000.0000.0010.000

2.5呼吸道病原體IgM抗體在不同年齡段的檢出情況 按年齡分組:嬰兒組(年齡<1歲)，幼兒組(1歲≤年齡≤3歲)，學齡前期組(3歲<年齡≤6歲)，學齡期組(6歲<年齡≤16歲)，從表3看出學齡前期組患兒陽性檢出率最高，其次是學齡期組，再次是幼兒組，嬰兒組陽性檢出率最低；各年齡組患兒呼吸道病原體陽性檢出率差異有顯著性統計學意義(P=0.000)，此外，除COX和FLuA陽性檢出率在各年齡組之間差異無顯著性統計學意義外，其余7種病原體差異均有顯著性統計學意義，見表3。

2.6病原體混合感染情況 兩種以上呼吸道病原體混合感染657例，混合感染率為1.99%，其中兩種病原體混合感染652例，包括LP+MP 41例、ADV+MP 49例、ADV+FLuB 3例、ADV+PIV 2例、ADV+RSV 1例、COX+MP 6例、COX+PIV 1例、CPN+PIV 1例、FLuA+MP 2例、FLuB+PIV 7例、FLuB+LP 1例、MP+PIV 95例、MP+RSV 9例、FLuB+RSV 1例、PIV+RSV 1例、FLuB+MP 432例；其中三種感染5例，包括FLuB+LP+MP 1例、FLuB+MP+PIV 3例、CPN+MP+PIV 1例。此外，男282例，女375例，男∶女=0.75∶1，嬰兒組15例，幼兒組237例，學齡前期組245例，學齡期組160例。

2.7調查期間天津市2015年6月到2016年5月的AQI均值為98.42，PM2.5平均濃度為66.34，PM10.0平均濃度為110.50，NO2平均濃度為41.74， SO2平均濃度為22.52， CO平均濃度為1.47，O3平均濃度為47.99。此期間PM2.5、PM10、NO2的平均濃度值均超過了環境空氣質量標準年平均二級濃度限值(PM2.5 35.00 μg/m3、PM10 70.00 μg/m3、NO240.00 μg/m3)，其超標倍數分別為1.9、1.58、1.04。SO2的平均濃度值為22.52，在年平均二級濃度限值60.00 μg/m3之內，CO的平均濃度值在年平均一級濃度限值4.00 mg/m3之內。此期間不同月份的AQI及各污染物濃度日平均值比較，差異均有顯著性統計學意義(P<0.001)，其中2015年的12月份普遍較高，7月份普遍較低(見表4)；2016年6月到2017年5月的AQI均值為105.52，PM2.5平均濃度為73.08，PM10.0平均濃度為110.32，NO2平均濃度為52.44，SO2平均濃度為20.62，CO平均濃度為1.64，O3平均濃度為55.34。此期間PM2.5、PM10、NO2的平均濃度值也均超過了環境空氣質量標準年平均二級濃度限值，其超標倍數分別為2.09、1.58、1.31，SO2和CO的平均濃度值均在限值范圍之內。此期間不同月份AQI及各污染物濃度日平均值比較，差異亦均有顯著性統計學意義(P<0.001)，其中2016年12月份普遍高，8月份普遍低(表5)，不同季節的AQI及各污染物濃度日平均值比較，差異亦均有顯著性統計學意義(P<0.001)，在夏季較低，冬季較高(表6)。

圖1 不同月份9種吸道病原體IgM抗體檢出情況比較Fig.1 Comparison of children with different month in antibodies of 9 types of atypical respiratory pathogens IgM detection

表2不同季節9種呼吸道病原體IgM抗體檢出情況比較[n(%)]

Tab.2Comparisonofchildrenwithdifferentseasoninantibodiesof9typesofatypicalrespiratorypathogensIgMdetection[n(%)]

SeasonCases(n)ADVCOXCPNFLuAFLuBLPMPPIVRSVTotalSpring878356(0.6)3(0.03)9(0.1)2(0.02)361(4.1)20(0.2)1843(20.98)231(2.63)45(0.51)2570(29.26)Summer716234(0.47)1(0.01)2(0.03)1(0.01)200(2.79)39(0.54)1312(18.32)13(0.18)2(0.03)1604(22.40)Autumn758822(0.29)2(0.03)1(0.01)0190(2.5)30(0.40)1613(21.26)27(0.36)18(0.24)1903(25.08)Winter954540(0.42)3(0.03)2(0.02)0179(1.88)7(0.07)1951(20.44)55(0.58)50(0.52)2287(23.96)Total33078152(0.46)9(0.03)14(0.04)3(0.01)930(2.8)96(0.29)6719(20.3)326(0.99)115(0.35)8364(0.03)

Note：Spring.March to may;Summer.June to August;Autumn.September to November;Winter.December to next February.

表3不同年齡組患兒9種呼吸道病原體IgM抗體檢出情況比較[n(%)]

Tab.3Comparisonofchildrenwithdifferentagestagesinantibodiesof9typesofatypicalrespiratorypathogensIgMdetection[n(%)]

GroupsCases(n)ADVCOXCPNLPRSVFLuAFLuBMPPIVTotalBaby810314(0.17)2(0.02)1(0.01)1(0.01)77(0.95)033(0.41)253(3.12)77(0.95)407(5.02)Infant1210684(0.69)2(0.02)030(0.25)23(0.19)1(0.01)357(2.95)2830(23.38)23(0.19)346(28.63)Preschool716740(0.56)3(0.04)2(0.03)35(0.49)6(0.08)1(0.01)348(4.86)2102(29.33)6(0.08)2637(36.79)School570214(0.25)2(0.04)11(0.19)30(0.53)9(0.16)1(0.02)192(3.37)1534(26.90)9(0.16)1854(32.51)χ236.3331.23337.76543.062113.9591.383288.2872062.469113.9592492.868P0.0000.7480.0000.0000.0000.7100.0000.0000.0000.000

MonthAQIPM2.5(μg/m3)PM10.0(μg/m3)NO2(μg/m3)SO2(μg/m3)CO(mg/m3)2015.688.58±30.2958.03±27.1890.35±37.0632.74±9.1914.48±6.801.33±0.422015.776.80±24.649.20±22.2687.77±36.6417.83±4.456.43±1.770.74±0.192015.879.52±29.3751.13±24.5192.87±39.1924.58±7.3610.52±4.151.03±0.252015.968.97±32.9744,73±27.6673.53±37.6224.33±8.3412.07±6.260.878±0.322015.1085.66±49.0053.74±44.2296.42±56.4639.55±16.4316.16±9.051.05±0.452015.11118.57±73.5787.7±61.91128.43±86.0357.00±22.7335.60±18.952.03±1.022015.12164.42±100.68129.19±88.92184.65±112.6366.61±27.0345.19±17.562.12±1.042016.1105.55±74.3373.65±67.28119.29±88.1557.45±26.9436.42±21.121.58±0.752016.276.21±41.1450.07±36.1283.31±49.3440.93±16.0726.52±16.181.32±0.542016.3125.13±65.6981.16±51.85147.16±80.7553.00±16.2129.48±14.911.54±0.372016.4104.1±45.3463.60±40.69127.37±53.6242.63±18.2517.87±7.791.02±0.482016.585.29±23.8051.16±17.6193.23±34.2341.13±11.4716.97±7.970.97±0.28F7.657.977.6123.8628.2318.00P0.0000.0000.0000.0000.0000.000

MonthAQIPM2.5(μg/m3)PM10.0(μg/m3)NO2(μg/m3)SO2(μg/m3)CO(mg/m3)2016.686.03±27.0453.83±23.7480.90±28.8535.17±10.1911.93±7.881.01±0.312016.780.58±19.6054.10±16.3073.55±21.3427.39±8.756.74±3.440.89±0.122016.866.52±19.6340.90±16.6665.00±18.3530.42±11.078.19±3.120.88±0.292016.981.27±35.2952.30±31.7082.47±38.9040.93±13.1514.00±6.401.26±0.382016.1091.52±48.9364.26±41.2488.10±45.5450.32±17.0716.97±8.631.42±0.432016.11141.1±68.77105.97±58.61146.53±72.4465.10±18.8726.23±14.212.03±0.672016.12173.39±94.57136.48±83.34166.94±96.0984.00±23.5633.81±16.462.78±1.832017.1142.00±89.95108.26±79.26130.52±86.4267.29±29.7929.94±16.752.40±1.682017.2115.43±70.5682.68±60.49118.86±72.9363.21±26.3628.18±14.541.64±0.672017.394.52±39.4764.35±35.18105.32±42.2264.65±17.3028.29±10.531.45±0.372017.494.84±24.0758.90±22.94120.45±30.6557.39±12.1424.19±6.981.33±0.252017.5101.91±62.2855.22±37.60144.78±140.9643.94±7.5018.47±3.781.14±0.18F9.6311.497.1729.5722.7516.90P0.0000.0000.0000.0000.0000.000

SeasonsAQIPM2.5(μg/m3)PM10.0(μg/m3)NO2(μg/m3)SO2(μg/m3)CO(mg/m3)Spring100.95±47.5962.35±36.89123.15±78.4250.46±16.5122.55±10.481.24±0.39Summer79.65±26.0951.20±22.4981.71±32.4028.04±10.359.72±5.780.98±0.33Autumn97.74±58.2368.02±50.25102.47±63.6346.19±21.0920.13±14.001.44±0.74Winter130.32±87.2697.47±77.32134.73±92.1263.50±28.1533.50±18.151.98±1.29F23.1327.5920.6597.61104.5353.81P0.0000.0000.0000.0000.0000.000

Note：Spring.March to may;Summer.June to August;Autumn.September to November;Winter.December to next February.

表7AQI及污染物濃度與呼吸道病原體IgM抗體檢出情況的相關性

Tab.7RelationshipbetweenrespiratorytractpathogensIgMdetectionandAQI,airpollutantsconcentration

IndexAQIrPPM2.5rPPM10.0rPNO2rPSO2rPNumberofhospitalizedcases0.6940.0000.6620.0000.6280.0010.8330.0000.6230.001Positiverateoftotalpathogens0.0080.9700.0440.8390.0990.6450.1010.6400.2110.323Positivecasesoftotalpathogens0.3830.0650.3160.1330.4360.0330.5550.0050.5410.006PositivecasesofMP0.3650.0800.3300.1150.3310.1140.3720.0730.4390.032PositiverateofMP0.0610.7790.0380.8590.0580.7890.0240.9100.1710.423PositivecasesofFLuB-0.0570.792-0.0450.834-0.0010.9960.1810.3970.1550.470PositiverateofFLuB-0.1500.484-0.1320.538-0.0870.6880.0190.9290.0450.836

2.8AQI及污染物濃度與呼吸道病原體IgM抗體檢出情況的相關性 根據病原體檢測結果可看出MP和FLuB是呼吸道感染住院患兒的主要病原，將AQI及各污染物濃度與住院病例數、病原體總陽性率和陽性例數、MP陽性例數和陽性率、FLuB陽性例數和陽性率進行線性相關分析，結果顯示AQI、PM2.5、PM10.0、NO2、SO2濃度與住院病例數都呈顯著正相關，PM10.0、NO2、SO2濃度與病原體總的陽性例數呈顯著正相關，SO2濃度與MP陽性例數呈顯著正相關，其余均無直線相關關系，見表7。

2.9空氣污染物濃度與兒童呼吸道感染住院病例數、病原體總陽性例數及MP陽性例數的關系一元線性回歸分析 根據表7結果可知，NO2濃度與住院病例數相關性最強，將其進行一元線性回歸分析，結果顯示NO2濃度每增加10 μg/m3，因呼吸道病原體感染住院病例數增加116例(回歸方程Y=832.605+11.614X，X為NO2)，NO2濃度與病原體總的陽性例數相關性最強，將其進行一元線性回歸分析，結果顯示NO2濃度每增加10 μg/m3，呼吸道病原體總的陽性例數增加30例(回歸方程Y=209.568+2.962X，X為NO2)，SO2濃度與MP陽性例數相關性最強，將其進行一元線性回歸分析，結果顯示SO2濃度每增加10 μg/m3，MP陽性例數增加38例(回歸方程Y=198.175+3.814X，X為SO2)。

3 討論

本文采用間接免疫熒光法檢測9種呼吸道病原體IgM抗體，總的陽性檢出率為25.29%，高于王加芬等[2]報道的16.35%，何忠發等[3]報道的17.1%；低于姜鳳全等[4]報道的54.17%,以及文金謙等[5]報道的40.1%；與周博等[6]報道的27.55%，以及楊敏等[7]報道的25.63%相近,基本符合以往報道。國內大部分報道稱兒童春冬季呼吸道病原體感染的主要病原是呼吸道合胞病毒，其次為FLuA以及PIV[2,8],而本文IgM抗體陽性檢出率最高的前三種病毒依次為MP、FluB和PIV,推測與近幾年天津市秋冬季空氣質量不佳有關，其次呼吸道病原體發病與年齡、季節、地域有一定的關系，每年會呈現不同的流行趨勢。本文中總的病原體以及FLuA、FLuB、MP、PIV男性檢出率均低于女性檢出率，與以往報道不同[9,10]，不過近年來有些研究稱女性比男性更易感染MP[11],這種差別產生的原因，未來還需要繼續加大監測力度來探討。呼吸道病原體感染有一定的季節性，以春冬季感染多見[12]，本研究中33 078例患兒呼吸道病原體感染以春秋季感染為主，夏季最低；其中MP為四季中最主要的呼吸道感染病原體，春秋感染率最高，夏季最低，與以往報道相符[13]；而FLuB春夏感染率最高，冬季最低；PIV春冬感染率最高，夏季最低；ADV與CPN春夏感染率最高，秋季最低；RSV冬春感染率最高，夏季最低； LP為夏秋感染率最高，冬季最低。除COX與FLuA檢出率太低無統計學意義外，各病原體均呈現一定的流行趨勢，分別與年齡、季節、環境、氣候、地域等眾多因素有關。此外，本文中MP學齡前期組患兒陽性檢出率最高，其次是學齡期組，再次是幼兒組，嬰兒組陽性檢出率最低，與錢前等[14]報道的相符，推測學齡前期組患兒感染率高可能與自身免疫力還不是太高，戶外活動相對較多，集體環境空氣流通差，互相傳播有關，而嬰兒組感染率最低推測其基本都在室內，受空氣污染影響較小，具體原因還需進一步研究；FLuB、ADV、CPN與MP感染情況相近；而PIV與RSV嬰兒組患兒感染率最高，學齡前期組感染率最低，與嚴華杰等[9]報道相符；LP患兒感染率隨年齡增加而增加，掌握呼吸道病原體與年齡的關系，有助于提高防治重點，做好預防措施。

文章中呼吸道病原體混合感染率為1.99%，與國內某些文獻報道相近[8,12]。主要為兩種病原體混合感染，以MP合并FLuB最多見，其次是MP合并PIV，再次是MP合并ADV，33 078份病例中三種病原體混合感染共5例，MP同時合并FLuB和PIV占3例，推測與患兒感染MP或某種呼吸道病原體后造成了呼吸道黏膜細胞物理屏障的破壞，氣道防御功能降低，從而為其他病原體的入侵創造了較好的條件，因此出現了兩種以上病原體混合感染的情況。另外，本文中混合感染以學齡前期組和幼兒組患兒多見。

之前有文獻報道過氣象條件對空氣污染有一定的影響[15,16]，同時也對呼吸道感染發病人數有影響。在無風、無降水的情況下，空氣污染加重，隨著溫度、濕度的改變，使得呼吸道感染發病人數增加。近幾年空氣污染問題越來越嚴重，不同研究者對呼吸道感染與空氣污染的相關性探討，調查結果不同。李權恒等[17]對石家莊地區研究結果顯示，不同月份和不同季節的AQI及各污染物濃度日平均值比較，差異均有統計學意義，12月份普遍較低、4月份普遍較高；在夏季較低，冬季較高。本研究期間天津市PM2.5、PM10、NO2的平均濃度值均超過了環境空氣質量標準年平均二級濃度限值，不同月份和不同季節的AQI及各污染物濃度日平均值比較，差異也均有顯著性統計學意義，季節上也與李權衡等[17]報道的相符，然而本研究中12月份普遍高，7、8月份較低，分析不同地區、不同年份空氣污染程度不同。此外李權恒報道結果顯示SO2濃度與呼吸道感染住院病例數呈正相關，PM2.5與病原體總陽性率、RSV陽性例數及陽性率有關，PM10濃度與住院病例數及RSV陽性例數無關，與病原體總陽性率、RSV陽性率有關，PM2.5、NO2濃度改變對于RSV無論是陽性例數還是陽性率均呈正相關。胡曉光等[18]報道NO2濃度與總門診量及兒童呼吸道感染關系密切，NO2濃度每上升10 μg/m3，門診總量可能增加3.5% 左右，上呼吸道感染增加4%左右，下呼吸道感染病例數增加8%左右。本研究結果顯示AQI、PM2.5、PM10.0、NO2、SO2濃度與住院病例數都呈顯著正相關，PM10.0、NO2、SO2濃度與病原體總的陽性例數呈顯著正相關，SO2濃度與MP陽性例數呈顯著正相關。其余均無直線相關關系。并且NO2濃度每增加10 μg/m3，因呼吸道病原體感染住院病例數增加116例，呼吸道病原體總的陽性例數增加30例；SO2濃度每增加10 μg/m3，MP陽性例數增加38例。說明空氣污染物濃度對天津市兒童醫院住院患兒呼吸道病原體感染有一定影響。

總之，本文不僅對本地區呼吸道病原體的流行趨勢做了系統性分析，還將其與空氣污染進行相關性探討并得出相應結論，旨在為臨床診斷及日后對呼吸道病原體感染的防治提供一定參考依據。

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