ESR、CRP和COX-2對骨科創傷術后感染診斷價值及與SIRS相關性

余青洲,王揚,雷濤,黃翮,邵方源,方超,鄧淼

(中國人民武裝警察部隊重慶市總隊醫院骨科,重慶 400060)

近年來,隨著經濟和技術的不斷發展,骨科創傷患者逐年增多。手術治療可準確恢復骨折或脫臼的骨骼和關節,具有療效直接、確切的特點,得到臨床醫生的高度認可[1-2]。然而,手術是一種創傷治療,術后極易發生感染。術后感染不僅嚴重影響傷口愈合和患者疾病恢復,還會引發其他并發癥,導致代謝紊亂或器官衰竭,直接影響患者的生命安全[3]。因此,早期發現和治療術后感染對該類患者非常重要。由于創傷應激,患者可能會出現全身炎癥反應綜合征(systemic inflammatory response syndrome,SIRS)、多器官衰竭和其他并發癥,若患者伴有術后感染,則會進一步加重應激反應[4]。血清C反應蛋白(C-reactive protein,CRP)是監測細菌感染常用臨床標志物,當機體發生細菌感染和體內炎癥反應時,CRP可在一定程度上升高,對手術和創傷后感染具有良好診斷和預測價值[5]。血沉即紅細胞沉降率(erythrocyte sedimentation rate,ESR),是指在一定條件下紅細胞沉降速率[6]。近年來,ESR已成為關節置換術后感染診斷指標。環氧合酶-2(cycloxygenase-2,COX-2)正常情況下處于靜息狀態,在機體受到創傷病理情況下,被炎癥介子和細胞因子等刺激及誘導,其表達快速增加可高達50倍以上[7]。雖然對于CRP和ESR研究相對較多,但COX-2相關研究較少,本研究基于CRP、ESR和COX-2診斷價值并探究其與SIRS評分的相關性,旨為骨科創傷患者術后感染的預防診治提供借鑒,現報告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 納入標準:(1)均為骨科開放性損傷患者;(2)均于本院接受相關骨科手術治療;(3)術前均無感染征象;(4)無嚴重心腦血管疾病。排除標準:(1)合并嚴重惡性腫瘤;(2)合并免疫功能障礙;(3)閉合性骨折;(4)精神異常,無法正常溝通交流;(5)處于妊娠期或哺乳期。

選取中國人民武裝警察部隊重慶市總隊醫院骨科2019年7月至2022年7月診治的98例骨科開放性損傷患者,根據患者術后出現感染分為感染組和未感染組。感染組43例,男25例,女18例;年齡21～65歲,平均(56.19±4.33)歲;身體質量指數(body mass index,BMI)19～25 kg/m2,平均(21.53±3.79)kg/m2;致傷原因:交通傷18例,墜落傷4例,機械傷8例,銳器傷5例,跌傷8例;創口感染程度:輕度29例,中度11例,重度3例。未感染組55例,其中男29例,女26例;年齡21～66歲,平均(56.37±4.49)歲;BMI為18～25 kg/m2,平均(21.74±3.82)kg/m2;致傷原因:交通傷20例,墜落傷6例,機械傷11例,銳器傷8例,跌傷10例。本研究經本院醫學倫理委員會批準(TJIRB20190602),所有患者均知情并同意。

1.2 研究方法

1.2.1 手術治療 所有患者均接受負壓封閉引流(vacuum sealing drainage,VSD)技術。將患者創面異物和失活組織清除,但該過程中需保留血供的骨膜和軟組織,骨折外固定支架,碎骨塊可不游離。對于存在污染性較大的游離骨塊,完成清洗和碘伏浸泡后方可將其置于原位。測量創面,保證形狀和大小與創面一致的VSD敷料。直接從創面組織截孔內將引流管引出,使用濃度為75%的酒精清洗皮膚,去除皮膚油脂、污物,最后將創面應用貼膜覆蓋。引流管連通負壓并將參數設定為17～60 kPa,部分患者需要提供連接串聯引流裝置快速吸出液體、氣體,若泡沫材料塌陷、貼膜下無漏氣則提示封閉處理完成,植皮術或肌瓣轉移術需要依據新鮮肉芽組織生長情況進行判斷。

1.2.2 血清檢測與SIRS評分 血清檢測:分別于手術前和術后3 d對所有患者空腹采集血液樣本,樣本靜置1 h后以3 000 r/min將其離心10 min,吸取上清液,分別檢測CRP、ESR和COX-2水平。均采用雙抗體酶聯免疫吸附實驗(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)檢測,并對檢驗結果實時記錄。

SIRS評分[8]:患者入院后,對患者行常規血液檢查和生命體征的監測,根據患者體溫、心率、呼吸、血氧飽和度及血常規等相關指標計算患者SIRS評分。若以下情況存在一項即增加1分:(1)體溫>38 ℃或≤26 ℃;(2)心率>90次/min;(3)呼吸頻率>20次/min或血氧飽和度≤32 mm Hg;(4)白細胞>12×109/L或≤4×109/L或未成熟白細胞超過10%。當患者SIRS得分超過2分,即可判斷存在SIRS。

2 結 果

2.1 兩組ESR、CRP和COX-2水平表達對比 兩組術前ESR、CRP和COX-2水平對比,差異無統計學意義(P>0.05);術后ESR、CRP和COX-2水平均升高,且感染組表達明顯高于未感染組(P<0.05,見表1)。

表1 兩組手術前后ESR、CRP和COX-2水平對比

2.2 ESR、CRP、COX-2及聯合檢測對術后感染患者的診斷價值 ESR、CRP、COX-2聯合檢測在術后感染患者評估中的ROC曲線下面積(area under curve,AUC)為0.899,具有較高的特異性以及敏感度,且顯著高于單獨ESR、CRP、COX-2檢測的ROC曲線線下面積0.713、0.741和0.734,聯合檢測與單獨檢測方式分析預測模型比較,差異有統計學意義(P<0.05,見表2)。

表2 ESR、CRP、COX-2及聯合診斷對術后感染的診斷價值

2.3 兩組SIRS評分對比 兩組患者術前SIRS評分均較低,差異無統計學意義(P>0.05);術后3 d SIRS評分均升高,且感染組評分明顯高于未感染組(P<0.05,見表3)。

表3 兩組手術前后SIRS評分對比分)

2.4 ESR、CRP、COX-2與SIRS評分相關性 Pearson分析術后感染患者ESR、CRP、COX-2與SIRS評分的相關性,發現ESR、CRP、COX-2與SIRS評分之間均存在顯著正相關(P<0.001,見圖1～3)。

圖1 術后感染患者ESR與SIRS評分相關性

圖2 術后感染患者CRP與SIRS評分相關性

圖3 術后感染患者COX-2與SIRS評分相關性

3 討 論

近年來,意外傷害發病率逐年升高,包括交通、墜落和砸傷等,而伴隨骨科手術水平的提升,一些新型高科技材料逐漸在臨床手術治療中得到應用。目前骨外科手術的整體水平和安全性方面取得明顯成果,因此骨科手術治療率也呈現上升趨勢。然而,骨科創傷患者在術前曾遭受開放性損傷或軟組織、神經等其他損傷,導致患者免疫能力低下,術后更易感染[9]。若術后感染未得到及時有效地治療,會直接影響治療效果,甚至會導致肺、腎等重要器官發生感染,對患者生命安全造成不良影響。因此,術后早期診斷對于預防或及時干預術后感染極為重要,有利于促進患者康復,保證患者預后[10]。

本研究發現,術后感染組ESR、CRP水平明顯高于未感染組,分析原因為:CRP是一種高度表達炎癥反應的依賴性反應蛋白,當發生損傷或出現炎癥時,單核細胞在機體免疫作用下被有效激活,釋放大量白細胞介素I,從而加速肝細胞中CRP合成[11]。通常情況下,血清CRP表達水平在炎癥反應開始后急劇升高,主要集中在6 h內,并在1～2 d內達到峰值。因此,當機體內CRP表達水平升高后,其水平的高低與機體損傷程度/炎癥反應成明顯正相關[12]。骨科手術患者具有一定特殊性,大部分患者在手術前已存在骨科創傷,手術也會造成一定創傷,進而增加創口接觸細菌感染以及誘發炎癥的風險,并且創傷、感染、炎癥反應加重骨、骨髓損傷,進而導致CRP呈高表達水平[13-14]。ESR是指在特定條件下機體內紅細胞沉降的速率,正常情況下ESR浮動范圍很小,而術前骨科創傷與手術創傷均會加重體內的炎癥,進而刺激體內紅細胞相互重疊,進一步降低血漿抵抗力并增加沉降速度,導致ESR異常升高[15-16]。本研究發現ESR、CRP、COX-2聯合檢測對骨科術后感染患者診斷評估中的ROC曲線線下面積AUC為0.899,具有較高的特異性以及敏感度,顯著高于單獨ESR、CRP和COX-2檢測,且聯合診斷對骨科術后感染患者具有高度一致性(P<0.05);提示術后監測患者ESR、CRP和COX-2動態變化,有助于了解骨科創傷患者術后炎癥變化[17]。已有醫學研究表明,COX-2與骨科創傷患者病程進展密切相關,因COX-2主要來源于單核巨噬細胞和滑膜細胞,可通過促進滑膜細胞增殖和血管形成、促進膠原酶及其他中性蛋白酶的產生、刺激軟骨吸收及骨破壞等諸多途徑介導的骨科創傷炎癥反應和局部骨代謝的異常[18]。已有研究發現,若患者行骨科手術后發生感染,CRP呈現一個變化趨勢,即升高-降低-升高,且相較于未發生感染患者,其表達和升高幅度將更高,與本研究結果一致。而ESR的變化主要是將感染發生的活動性進行反應,大多患者ESR變化情況與病情活動性保持一致。因此,術后應監測ESR和CRP,了解其動態變化趨勢,對早期可能感染發現極為重要[19]。

此外,本研究還發現術后3 d兩組SIRS評分均升高,且感染組得分明顯高于未感染組,提示在感染發生過程中SIRS評分也隨之變化,全身炎癥反應加劇;因在創傷、缺血再灌注等因素的影響下,機體會產生大量炎性細胞,炎性細胞被激活,產生機體炎癥級聯反應,臨床也將其稱為SIRS[20]。術后SIRS是影響患者預后的主要因素,但術后感染患者預后的影響因素較多,且機制相對復雜,其涉及環節較多,如炎癥反應、凝血等[21]。Pearson分析開放性骨折術后感染患者ESR、CRP和COX-2與SIRS評分相關性,發現ESR、CRP和COX-2與SIRS評分之間均存在顯著正相關(P<0.001)。原因是隨著疾病的發展SIRS隨之升高,機體感染細胞內毒素將對機體再次刺激,導致相關炎癥因子呈現高表達,且炎癥因子存在血液外不同組織內,可與外部相關凝血系統產生觸發反應,激活凝血和纖溶系統[22]。臨床研究證實,感染可直接對生物體造成組織損傷,而不同細胞和因子之間可相互作用、激活并釋放炎性細胞,激活中性粒細胞和其他效應細胞,在該過程中效應細胞擴展級聯反應,更多炎癥介質釋放,從而發生SIRS,抑制機體免疫功能,導致患者更易發生感染[23]。

綜上所述,對于術后感染患者而言,其血清ESR、CRP和COX-2呈現高水平,聯合檢測對術后感染具有較高診斷價值,且ESR、CRP和COX-2與SIRS評分呈現顯著正相關,對全身炎癥反應和感染的發生具有一定的預測指導意義,臨床可對患者行ESR、CRP和COX-2指標及時檢測,以起到預防和降低術后感染的作用。