老年吸入性肺炎支氣管肺泡灌洗液的生物學(xué)標(biāo)志物和病原學(xué)分析

時(shí)銘蔚 周朝娥 王立娜 孫春萍 李君 劉新民

吸入性肺炎(aspiration pnuemonia, AP)的發(fā)病率隨著年齡的增長(zhǎng)而不斷增加,在80歲以上的人群中,60.1%的社區(qū)獲得性肺炎(community acquired pneumonia, CAP)和86.7%的醫(yī)院獲得性肺炎為AP［1］。AP在老年人中高發(fā)的主要原因?yàn)椋豪夏耆四X血管和退行性神經(jīng)系統(tǒng)疾病的發(fā)病率增加,吞咽困難和咳嗽反射受損,更容易發(fā)生口咽部誤吸［2］。準(zhǔn)確、快速地識(shí)別老年AP有助于及時(shí)調(diào)整治療以及護(hù)理方案,改善病人的預(yù)后。胃蛋白酶由胃主細(xì)胞分泌,在正常的呼吸標(biāo)本中不存在,研究證實(shí)它可以用于胃食管反流病的輔助診斷［3］。淀粉酶來(lái)源于胰腺、唾液腺和胃腸道,不易通過(guò)肺泡屏障,當(dāng)病人發(fā)生口咽誤吸時(shí),在支氣管肺泡灌洗液(bronchoalveolar lavage fluid, BALF)內(nèi)可檢測(cè)到淀粉酶［4］。然而,胃蛋白酶和淀粉酶是否可以作為識(shí)別老年AP的生物學(xué)標(biāo)志物尚未得到證實(shí)。本研究擬探索BALF中淀粉酶和胃蛋白酶水平對(duì)老年AP的診斷價(jià)值,并分析老年AP病人BALF中的病原學(xué)特征。

1 研究對(duì)象和方法

1.1 研究對(duì)象 本研究納入2021年9月至2022年1月北京大學(xué)第一醫(yī)院住院治療的65名受試者。所有受試者年齡均>60歲,符合肺炎診斷標(biāo)準(zhǔn)［5］。如果病人同時(shí)具備以下任何一項(xiàng)條件,則被診斷為AP：(1)護(hù)工或他人證實(shí)的誤吸;(2)因吞咽功能異?；蛲萄世щy易發(fā)生誤吸且臨床醫(yī)生嚴(yán)重懷疑AP的病人;(3)胸部CT顯示重力依賴性肺段的證據(jù)。其余的肺炎病人則定義為非吸入性肺炎(no-AP)病人。排除呼吸機(jī)相關(guān)肺炎、開(kāi)放性肺結(jié)核、新型冠狀病毒肺炎、免疫狀態(tài)低下和有肺部或頭頸部腫瘤的病人。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會(huì)核準(zhǔn)后進(jìn)行(批號(hào)：2021-309),病人均知情同意。

1.2 方法

1.2.1 資料收集：根據(jù)納入、排除標(biāo)準(zhǔn)收集病人的病歷資料,包括人口學(xué)信息(年齡和性別)、合并疾病(高血壓、糖尿病、急性心肌梗死以及腦梗死等)、臨床表現(xiàn)(嘔吐、呼吸困難以及吞咽困難等)。

1.2.2 樣本采集：所有病人在入組48 h內(nèi)按照標(biāo)準(zhǔn)流程完成BALF的采集［6］,根據(jù)胸部影像學(xué)或內(nèi)鏡表現(xiàn)判斷取樣的節(jié)段。

1.2.3 生物學(xué)標(biāo)志物檢測(cè)：將BALF進(jìn)行1000 r/min離心,取上清液進(jìn)行檢測(cè)。(1)淀粉酶檢測(cè)：采用全自動(dòng)生化分析儀(AU5800,貝克曼,美國(guó))檢測(cè)淀粉酶的活性［4］。(2)胃蛋白酶檢測(cè)：使用ELISA試劑盒(USCN Life Science,武漢,中國(guó)),該試劑盒可以特異性檢測(cè)人胃蛋白酶A,最低檢測(cè)限為1.27 ng/mL。運(yùn)用多功能酶標(biāo)儀在450 nm的波長(zhǎng)下測(cè)定吸光度,并計(jì)算樣品濃度。

1.2.4 BALF中病原學(xué)檢測(cè)：BALF同時(shí)送檢傳統(tǒng)病原學(xué)檢測(cè),包括細(xì)菌、真菌涂片及培養(yǎng),呼吸道多項(xiàng)病原抗體檢測(cè),病毒核酸PCR檢測(cè)、抗體檢測(cè)、半乳甘露聚糖試驗(yàn)和(1,3)-β-D-葡聚糖試驗(yàn)等。對(duì)于常見(jiàn)的污染微生物,如凝固酶陰性葡萄球菌、草綠色鏈球菌、棒狀桿菌屬以及丙酸桿菌屬等在本研究中視為陰性。

2 結(jié)果

2.1 研究人群基本資料 65例病人中有30例病人診斷為AP,AP組中位年齡顯著高于no-AP組(P<0.05);AP組病人合并急性心肌梗死、腦梗死、反流性食管炎和骨折的比例明顯多于no-AP組(均P<0.05);AP組發(fā)生休克、嘔吐、呼吸困難、吞咽困難和意識(shí)障礙的比例也顯著多于no-AP組(均P<0.05)。見(jiàn)表1。年齡≥70歲(86.7%)、腦梗死(66.7%)和腸內(nèi)營(yíng)養(yǎng)(70.0%)是AP組最常見(jiàn)的誤吸危險(xiǎn)因素。53.3%的AP組病人至少存在3個(gè)誤吸危險(xiǎn)因素。見(jiàn)圖1。

圖1 AP組病人誤吸危險(xiǎn)因素的組成

表1 2組受試者的基線特征比較

2.2 2組BALF中胃蛋白酶和淀粉酶水平比較 AP組和no-AP組中位胃蛋白酶水平分別為1.8(0,9.9) ng/mL和1.1(0,4.8) ng/mL,差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.608)。AP組和no-AP組中位淀粉酶水平分別為878.0(253.9,3394.2) IU/L和88.6(31.0,170.8) IU/L,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.001)。

2.3 繪制ROC曲線評(píng)估BALF中淀粉酶輔助診斷AP的價(jià)值 ROC曲線的AUC為0.83(95%CI： 0.72～0.94),截?cái)嘀禐?38.3 IU/L,敏感度為77.3%,特異度為88.6%。

2.4 2組病原體分析 AP組和no-AP組病原體檢測(cè)陰性率分別為23.3%(7/30)和42.9%(15/35)。AP組檢出的微生物主要包括肺炎克雷伯菌、銅綠假單胞菌、金黃色葡萄球菌和鮑曼不動(dòng)桿菌,no-AP組檢出的微生物主要包括白色念珠菌和肺炎克雷伯菌,2組肺炎克雷伯菌和金黃色葡萄球菌檢出率差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。見(jiàn)圖2。BALF中細(xì)菌檢測(cè)陽(yáng)性病人(n=43)的中位淀粉酶水平顯著高于細(xì)菌檢測(cè)陰性病人(n=22)［408.9(165.3,1979.0) IU/L比48.4(24.2,98.4) IU/L,P<0.001］,兩者胃蛋白酶水平差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義［2.5(0,9.9) ng/mL比0(0,2.6) ng/mL］。

注：與AP組比較,*P<0.05圖2 2組病人的微生物檢測(cè)結(jié)果

3 討論

AP是老年肺炎的一個(gè)常見(jiàn)類型,隨著年齡的增加,AP的發(fā)病率逐漸增加。AP的診斷依據(jù)主要是病人的誤吸史、誤吸危險(xiǎn)因素和肺部重力依賴性影像學(xué)表現(xiàn)等［2］。但老年AP往往癥狀不典型、起病隱匿,極易進(jìn)展為重癥肺炎。目前缺少快速準(zhǔn)確的診斷方法,病人無(wú)法得到及時(shí)、有效的診療。生物標(biāo)志物如可溶性髓系細(xì)胞觸發(fā)受體［7］、降鈣素原［8］等診斷AP的效果不佳。胃蛋白酶是胃內(nèi)容物反流到食道和下呼吸道的生物標(biāo)志物,淀粉酶是口咽分泌物進(jìn)入肺部的生物學(xué)標(biāo)志物,二者均直觀地反映了誤吸的過(guò)程,本研究分析了這兩種誤吸生物標(biāo)志物對(duì)老年AP的診斷價(jià)值。

本研究發(fā)現(xiàn)AP組和no-AP組病人BALF中胃蛋白酶水平差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(1.8 ng/mL比1.1 ng/mL)。主要原因可能是胃蛋白酶在酸性環(huán)境下才能保持活性,而B(niǎo)ALF的pH值為7.5［9］。目前的研究也尚未明確BALF中胃蛋白酶的半衰期［10］,也有可能是本研究中發(fā)生胃內(nèi)容物誤吸的病人較少。本研究AP組BALF中淀粉酶水平顯著高于no-AP組(878.0 IU/L比88.6 IU/L),淀粉酶診斷AP的AUC為0.83。Suzuki等［11］研究發(fā)現(xiàn),BALF中淀粉酶診斷AP的靈敏度為77.1%,特異度為84.2%。而且淀粉酶的檢測(cè)窗口時(shí)間較長(zhǎng)、成本低,臨床可以快速獲得檢測(cè)結(jié)果,可以作為診斷AP的一個(gè)快速有效的生物標(biāo)志物。本研究發(fā)現(xiàn),BALF中細(xì)菌檢測(cè)陽(yáng)性者的淀粉酶水平顯著高于陰性病人(408.9 IU/L比48.4 IU/L)。Weiss等［12］檢測(cè)了280例病人的296個(gè)BALF樣本中的淀粉酶結(jié)果,發(fā)現(xiàn)細(xì)菌性肺炎病人的BALF中淀粉酶顯著升高,用BALF中淀粉酶區(qū)分培養(yǎng)陽(yáng)性和陰性肺炎病人的AUC為0.67,這表明BALF中淀粉酶也可能與細(xì)菌性肺炎相關(guān)。本研究沒(méi)有采集健康人的BALF,但在no-AP組受試者中也檢測(cè)到了胃蛋白酶和淀粉酶。Gleeson等［13］通過(guò)多導(dǎo)睡眠掃描圖發(fā)現(xiàn),50%的健康成年男性在睡眠過(guò)程中會(huì)發(fā)生誤吸,這說(shuō)明健康人也存在一定程度的誤吸,AP并不是僅由誤吸事件引起的,與宿主防御能力下降和吸入的微生物也密切相關(guān)［14］。

本研究結(jié)果顯示,AP病人BALF中最常見(jiàn)的病原菌是肺炎克雷伯菌、銅綠假單胞菌、金黃色葡萄球菌和鮑曼不動(dòng)桿菌,我們并未發(fā)現(xiàn)厭氧菌。目前的研究也顯示,AP的病原學(xué)發(fā)生了變化,厭氧菌群不再是主要病原體［15-16］。Marin-corral等［15］納入了2606例CAP病人,其中193例(7.4%)為AP,對(duì)所有病人的呼吸道樣本進(jìn)行微生物學(xué)檢測(cè)后發(fā)現(xiàn),AP、有誤吸危險(xiǎn)因素的CAP以及無(wú)誤吸危險(xiǎn)因素的CAP病人厭氧菌的檢出率均較低(0.5%、0.3%、0),可能因?yàn)榇蟛糠植∪硕冀邮芰丝箙捬蹙幬镏委?。老年病人因免疫力低、基礎(chǔ)疾病多并且長(zhǎng)期使用抗菌藥物,易感染肺炎克雷伯菌和銅綠假單胞菌等革蘭氏陰性菌［17］。另外,本研究在AP病人中檢出了糞腸球菌、白色念珠菌等上呼吸道或腸道的常駐細(xì)菌,這些細(xì)菌在長(zhǎng)期臥床、機(jī)械通氣、腸內(nèi)營(yíng)養(yǎng)的老年病人中易形成牙菌斑被吸入到下氣道引發(fā)AP［18］。因此,必須重視老年病人的口腔衛(wèi)生,例如標(biāo)準(zhǔn)的洗手程序、清潔殘留在口腔中的食物殘?jiān)⒓傺狼鍧嵰约笆褂脧?fù)方氯己定、0.35%聚維酮碘的方法以預(yù)防AP的發(fā)生和進(jìn)展［19-20］。

本研究存在一定的局限性。首先,AP沒(méi)有明確的診斷標(biāo)準(zhǔn),本研究的納入標(biāo)準(zhǔn)可能會(huì)導(dǎo)致一部分AP病人的漏診。其次,本研究納入的樣本量小,病原體結(jié)果可能不足以代表老年AP的病原體組成。最后,由于在采集樣本前多數(shù)病人經(jīng)驗(yàn)性使用抗生素,有誤吸危險(xiǎn)因素的病人可能已經(jīng)使用了抗厭氧菌的藥物,影響了病人的病原學(xué)檢測(cè)結(jié)果。綜上所述,BALF中淀粉酶可以作為診斷老年AP的一種快速有效的辦法,幫助臨床醫(yī)生早期識(shí)別AP并預(yù)防AP的進(jìn)展。