上海地區328例新型冠狀病毒肺炎患者實驗室數據分析

魏劍浩， 郭 倩， 李海聰， 郜夢露， 徐 盛， 戚偉強，凌 云， 韓偉靖， 劉一力， 朱召芹

（1.上海市公共衛生臨床中心，上海 201508；2.上海市第六人民醫院中心實驗室，上海 200233）

自2019年12月湖北省武漢市報告不明原因肺炎病例以來，多個國家和地區相繼出現新型冠狀病毒肺炎（corona virus disease 2019，COVID-19）病例[1-2]。前期我國相關研究結果顯示，實驗室檢測的多項感染與炎癥指標，如C反應蛋白（C-reactive protein，CRP）、高敏C反應蛋白（high-sensitivity C-reactive protein，hs-CRP）、乳酸脫氫酶（lactate dehydrogenase，LDH）和降鈣素原（procalcitonin，PCT）以及細胞炎癥因子相關指標如白細胞介素（interleukin，IL）-6、IL-8等水平的變化與COVID-19關系密切。本研究檢測上海市公共衛生臨床中心收治的COVID-19患者的感染與炎癥相關指標，并對這些指標在不同疾病分組患者中的表達情況進行分析，以期為臨床診療提供幫助。

1 材料和方法

1.1 研究對象

選取2020年1—2月上海市公共衛生臨床中心COVID-19患者328例。依據我國國家衛生健康委員會印發的《新型冠狀病毒肺炎診療方案（試行第七版）》將患者分為輕型及普通型組與重型及危重型組。住院天數統計以患者入院至出院時間計算，未出院患者統計時間截至2月23日24：00，以d為單位，死亡患者出院時間以死亡時間計算。出院標準需同時滿足以下條件：（1）體溫恢復正常＞3 d；（2）呼吸道癥狀明顯好轉；（3）肺部影像學檢查顯示急性滲出性病變明顯改善；（4）連續2次呼吸道標本核酸檢測陰性（采樣時間至少間隔1 d）。本研究通過上海市公共衛生臨床中心醫學倫理委員會審查批準（公衛倫審2020-Y025-01號）。

1.2 儀器與試劑

SYSMEX XN-A1血液分析儀及血常規檢測試劑（日本希森美康公司），BN2特定蛋白分析儀、CRP測定試劑（德國西門子公司），PA990特定蛋白分析儀、hs-CRP測定（散射比濁法）試劑（深圳普門科技股份有限公司），JetiStar3000免疫分析儀、肝素結合蛋白（heparinbinding protein，HBP）測定試劑（杭州中翰盛泰生物技術股份有限公司），ARCHITECT e1600生化免疫自動化分析工作站（美國雅培公司中國研發中心）、LDH測定試劑（美國雅培公司），E602電化學發光分析儀、PCT測定試劑（瑞士羅氏公司），細胞因子檢測系列試劑（青島瑞斯凱爾生物科技有限公司），FACSCanto II流式細胞儀（美國BD公司），Vision-B自動化血沉儀（深圳亞輝龍生物科技有限公司）。

1.3 研究方法

收集COVID-19患者一般資料（年齡、性別、病情分類、住院天數）和實驗室檢查結果等指標，結合患者疾病情況進行分析。患者如進行多次檢測時，選取患者入院時檢查數據錄入統計。實驗室檢測結果包括：（1）常用感染與炎癥指標，CRP、紅細胞沉降率（erythrocyte sedimentation rate，ESR）、hs-CRP、HBP、LDH、PCT、白細胞（white blood cell，WBC）計數和淋巴細胞（lymphocyte，LPC）計數8項；（2）細胞因子相關指標，IL-1β、IL-2、IL-4、IL-5、IL-6、IL-8、IL-10、IL-12P70、IL-17、腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor alpha，TNF-α）、α-干擾素（interferon alpha，IFN-α）、γ-干擾素（interferon gamma，INF-γ）12項。所有檢測項目均按照實驗室標準化操作規程開展。

1.4 統計學方法

采用SPSS 17.0軟件進行統計分析，計數資料以例（百分比）表示，正態分布計量資料以±s表示，組間比較采用獨立樣本t檢驗；非正態分布計量資料以中位數（M）四分位間距表示。組間兩兩比較采用Mann-WhitneyU檢驗，以P＜0.05為差異具有統計學意義。超出檢驗報告范圍的項目，在統計學分析中以檢測報告范圍極值納入統計，如HBP的實驗室檢測報告范圍為5.9～300 ng/mL，報告為“＜5.9 ng/mL”的病例以“5.9 ng/mL”納入統計，“＞300 ng/mL”的病例以“300 ng/mL”納入統計。

2 結果

2.1 一般情況

研究共納入患者328例，包含3例死亡患者，其中男170例、女158例，年齡16～88歲，中位年齡51歲。經分組分析，輕型及普通型患者300例，年齡16～85歲，中位年齡49歲，男女比例為0.97，男女比例趨同；重型及危重型患者28例，年齡26～88歲，中位年齡68.5歲，男女比例為3.67，男性患者明顯多于女性患者。與輕型及普通型比較，重型及危重型患者年齡更高（Z=-5.53，P＜0.01），住院天數更長（Z=-5.29，P＜0.01），出院率更低（Z=-27.72，P＜0.01），見表1。328例患者中，重癥28例（8.54%），死亡率為10.71%。

表1 328例COVID-19患者一般情況比較

2.2 感染與炎癥相關實驗室檢測數據分析

在臨床常用感染與炎癥指標中，輕型及普通型患者CRP[10.9（21.49）mg/L]、hs-CRP[2.31（12.03）mg/L]、HBP[28.87（49.41）ng/mL]、LDH[224（75）U/L]、PCT[0.02（0.01）mg/L]、LPC[1.5（0.84）×109/L]6項指標與重型及危重型患者比較，差異有統計學意義（P＜0.01），其中重型及危重型患者CRP[55（84.5）mg/L]、hs-CRP[43.58（76.46）mg/L]、HBP[61.37（111.01）ng/mL]、LDH[354.5（150.5）U/L]和PCT[0.09（0.21）mg/L]較輕型及普通型患者升高，LPC[0.77（0.5）×109/L]較輕型及普通型患者減低（表2）。進一步對細胞因子相關指標進行分析，發現輕型及普通型患者IL-4[0（0.53）pg/mL]、IL-5[0.15（0.49）pg/mL]、IL-6[1.01（3.57）pg/mL]、IL-8[3.34（3.1）pg/mL]、IL-10[0.8（1.06）pg/mL]及IL-17[0（0.22）pg/mL]6項指標與重型及危重型患者存在差異（P＜0.05），其中重型及危重型患者IL-5[0.49（1.6）pg/mL]、IL-6[10.78（56.24）pg/mL]、IL-8[12.97（19.4）pg/mL]及IL-10[0.82（1.94）pg/mL]較輕型及普通型患者升高，IL-4[0（0）pg/mL]和IL-17[0（0）pg/mL]較輕型及普通型患者降低。見表3。

表3 2個組患者細胞因子相關指標比較 pg/mL

3 討論

COVID-19傳染性強，早期癥狀不典型，且目前尚無用于治療的特效藥物[3-4]。實驗室檢測數據為預測病情變化、開展疾病評估與分級治療提供了重要支持。不同于同時期我國相關研究報告的COVID-19患者的重癥和危重癥率（高達20%）[5-6]，截至2月23日，上海市公共衛生臨床中心收治的上海地區確診患者中，重型和危重型患者共28人，重癥率（8.54%）和重癥病死率（10.71%）均低于同類研究。與LIAN等[7]和QIAN等[8]的研究結論不同，上海市公共衛生臨床中心收治的重型和危重型患者以男性為主，可能與醫院重型和危重型患者例數相對較少有關。

隨著對COVID-19的逐漸認識，加強對患者開展諸如CRP、ESR、LDH、IL-6、IL-8、PCT等項目的監測已形成專家共識[4]。本研究首先對確診病例的常用感染與炎癥指標進行分析，重型及危重型患者CRP、HBP、hs-CRP、LDH和PCT較輕型及普通型患者升高，LPC較輕型及普通型患者減低，與劉敏等[9]、陳蕾等[10]、石亞玲等[11]的研究結果基本一致，但與劉敏等[9]的研究結果的不同在于本研究中WBC計數2個組間并未表現出明顯差異，與張明強等[12]、趙蕊等[13]研究結果的不同在于本研究中PCT 2個組比較有差異，重型及危重型組PCT升高。WAN等[14]發現，雖然實驗室未找到合并感染的證據，重癥COVID-19患者的CRP和PCT仍明顯高于輕癥患者；另有學者認為細菌毒素可誘導PCT的合成，而病毒感染時體內可產生INF-γ，抑制了PCT的合成[15]，但不能被忽視的是，重癥COVID-19患者往往容易發生合并感染[16]，有學者也指出了PCT在重癥患者中異常升高可能是合并感染導致的[17]。HBP是一種由中性粒細胞合成的相對分子質量為37 000的糖蛋白，當活化中性粒細胞的分泌囊泡在接觸內皮細胞時被釋放，且與IL-8表達關系密切[18]，與多種感染所致的膿毒血癥關系密切，且常常預示著患者的感染程度[19]。但目前尚無研究對HBP在COVID-19中的作用進行分析。我們認為，CRP、HBP、hs-CRP和PCT的異常升高可提示COVID-2019患者感染情況加重，可能轉向重癥。LDH廣泛存在于機體組織細胞中，組織損傷時被釋放入血，其水平可反映組織損傷程度，重癥COVID-19患者LDH的升高則可能是機體損傷的反映，這與凌云等[6]認為LDH水平可能是COVID-19患者重癥的獨立危險因素的觀點符合。相較于WBC計數，本研究中LPC 2個組差異明顯，結合相關研究結果[20]可認為是細胞因子風暴的產生通過多種途徑引發淋巴細胞焦亡、凋亡，從而造成外周LPC減少[5]，因此監測LPC對患者病情進展判斷有重要意義。

另一方面，炎癥風暴是病毒性肺炎患者已知的死因之一[21]。本研究對實驗室所檢測的12種細胞因子指標進行分析，結果顯示，重型及危重型患者IL-5、IL-6、IL-8及IL-10較輕型及普通型患者升高，IL-4和IL-17較輕型及普通型患者降低。目前我國關于COVID-19患者細胞因子檢測的研究報道并不多見，陳蕾等[10]在對武漢同濟醫院收治的29例各類型患者進行分析后認為，重癥組血清中IL-2R與IL-6水平高于輕癥組，IL-1β、IL-8、IL-10、TNF-α、hs-CRP、LPC和LDH水平均無差異；溫珂等[22]分析了解放軍第五醫學中心收治的46例COVID-19患者的情況后認為，CRP、IL-6、ESR和LDH水平在重癥患者中升高；CHEN等[23]的研究結果也表明部分COVID-19患者血清中IL-6水平升高；陳倩等[24]與其他學者[25]則認為，IL-6、IL-10是急性期全身炎癥反應的可靠指標，IL-1B、IL-6、IL-12及INF-γ與肺部炎癥程度和損傷范圍呈正相關，而Th2細胞分泌的細胞因子（如IL-4和IL-10）水平升高，雖可反向抑制炎癥反應[24]，但在重癥患者體內往往存在IL-2、IL-7、IL-10和TNF-α的高表達，提示炎癥風暴與疾病嚴重程度呈正相關[26]，且在中東呼吸綜合征（middle east respiratory syndrome，MERS）患者的血清中也出現了類似變化[25]。查閱相關文獻，發現IL-5又稱嗜酸性粒細胞分化因子（eosinophil differentiation factor，EDF），是一種特異性的嗜酸性粒細胞因子，可能與黏膜免疫與變態反應相關[27]。IL-5的變化可能是因COVID-19重癥患者嗜酸性粒細胞同內皮細胞黏附聚集致使血液中嗜酸性粒細胞減低而引起。IL-8通過調控中性粒細胞趨化作用實現對炎癥反應的調控[28]，其同時也是氧化損傷和炎癥風暴中的重要成分之一[29]。IL-17是已知的促炎細胞因子之一，且是諸多細胞（如免疫細胞和內皮細胞）的趨化劑，其最顯著的作用是誘導和介導促炎癥反應[30]。由此可見，血清IL-4水平的降低，使其抑制炎癥反應的作用減弱，加之IL-6、IL-8和IL-10水平的升高，最終可能導致患者炎癥風暴的發生，但對重癥患者IL-17水平的減低尚未見相關解釋，有待在COVID-19中給予更多研究。

綜上所述，輕型及普通型COVID-19患者的感染與炎癥相關指標與重型及危重型患者間存在明顯差異。結合相關專家意見[5，24]，我們認為，CRP、HBP、hs-CRP和PCT的異常升高提示COVID-19患者病情可能轉向重癥，LDH的升高則可能是COVID-19致機體損傷的現象，監測患者LPC、IL-4、IL-6、IL-8和IL-10水平對預測患者病情進展特別是炎癥風暴的發生有重要意義，IL-5和IL-17水平變化的意義則有待更多研究與探討。

隨著對COVID-19認識的不斷深入，已有的防控與診治經驗已經能夠逐步幫助我們應對當前疫情的復雜局面。但應注意機體對抗外來感染是一系列免疫相關功能表達的綜合作用，本研究雖然將常用感染炎癥相關指標與細胞因子指標分別進行分析，但在實際疾病中兩者是密不可分、相互作用、相互影響的。醫學實驗室如何在突如其來的疫情下完善檢測項目，高效地提供檢測服務，是醫學實驗室面臨的新挑戰。