急性呼吸道感染儿童9种呼吸道病原体IgM抗体检测分析及其与空气污染的相关性探讨

马 慧 沈永明 司 萍 彭 林

(天津市儿童医院检验科，天津 300074)

病毒是引起儿童急性呼吸道感染(ARI)最常见的原因，病毒感染后最早出现的血清抗体为IgM，一般在发病后1周内可在患儿血清内检测到特异性的IgM，因此，在急性期检测IgM抗体对于诊断感染病原有重要意义。目前空气污染日益严重，空气污染是否对儿童呼吸道感染有影响尚在研究中。本研究通过采用间接免疫荧光法检测天津市儿童医院住院患儿9种呼吸道病原体，分析其结果并将其与空气污染的相关性进行探讨，现报道如下。

1 材料与方法

1.1材料

1.1.1研究对象 收集2015年6月至2017年5月期间在我院住院的有呼吸道感染症状患儿33 078例，男19 843例，女13 235例，年龄0～16岁。ARI符合《诸福棠实用儿科学》第7版中的诊断标准[1]。

1.1.2病例纳入标准 ①于天津市儿童医院住院且诊断为ARI的患儿；②年龄≤16岁； ③患儿在天津市市区及周边地区的居住时间≥2周。

1.2研究方法

1.2.1标本采集 患儿入院当天采集患儿急性期外周静脉血2 ml，注入促凝管，3 800 r/min离心8 min，收集血清备用。

1.2.2呼吸道病原体IgM抗体检测 应用间接免疫荧光法检测嗜肺军团菌(LP)、肺炎支原体(MP)、肺炎衣原体(CPN)、Q热立克次体(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项常见呼吸道病毒IgM抗体，试剂盒由郑州安图生物工程股份有限公司提供的9项呼吸道感染病原体IgM抗体检测试剂盒(间接免疫荧光法)；仪器为日本Olympus公司生产的BX51 型荧光显微镜。操作及阳性结果判读严格按照说明书进行。

1.2.3空气质量数据 收集每日登录中国环境监测总站官网并记录当日空气质量状况，以月为单位对空气质量进行统计，以空气质量指数(AQI)及空气中PM2.5、PM10、NO2、SO2浓度作为主要统计指标。

2 结果

2.1呼吸道病原体IgM抗体检出情况 共检测33 078例患儿，其中病原体阳性者共有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，病原体检出总阳性率为25.29%。检测结果显示，9种呼吸道病原体阳性率分别为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%，从高到低依次为MP>FLuB>PIV>ADV>RSV>LP>CPN>COX>FLuA。

2.2病原体与性别的关系 33 078例患儿中，男19 843例，女13 235例，男∶女=1.50∶1。男女呼吸道病原体阳性检出率差异有显著性统计学意义(χ2=557.492，P=0.000)，此外，FLuA、FLuB、MP、PIV男女阳性检出率差异也均有显著性统计学意义。男性感染率低于女性感染率。具体见表1。

2.3呼吸道病原体IgM抗体在不同月份的检出情况 从图1看出，各月份MP阳性检出率最高，最高的三个月份依次为15年的11月份，16年的4、5月份，2016年6月之后一直持续一个低水平，17年2月份呈现了一个小高峰；FLuB在15年6月份到11月份均维持一个高水平，在2017年2、3、4月份有一个小高峰。PIV在17年的4、5月份呈现一个小高峰。

2.4呼吸道病原体IgM抗体不同季节的检出情况 从表2看出，春季呼吸道病原体感染率最高，其次是秋季，再次冬季，最后夏季；各个季节均以MP感染率最高，各个季节之间呼吸道病原体阳性检出率差异有显著性统计学意义(χ2=114.177，P=0.000)。除COX和FLuA以外，其余7种病原体阳性检出率在各个季节之间差异均有显著性统计学意义(P<0.05)。MP阳性感染率从高到低依次为秋>春>冬>夏，FLuA为春>夏>秋>冬，PIV为春>冬>秋>夏，ADV与CPN为春>夏>冬>秋，RSV为冬>春>秋>夏，LP为夏>秋>春>冬，见表2。

表1不同性别中9种吸道病原体IgM抗体的检出情况比较[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呼吸道病原体IgM抗体在不同年龄段的检出情况 按年龄分组:婴儿组(年龄<1岁)，幼儿组(1岁≤年龄≤3岁)，学龄前期组(3岁<年龄≤6岁)，学龄期组(6岁<年龄≤16岁)，从表3看出学龄前期组患儿阳性检出率最高，其次是学龄期组，再次是幼儿组，婴儿组阳性检出率最低；各年龄组患儿呼吸道病原体阳性检出率差异有显著性统计学意义(P=0.000)，此外，除COX和FLuA阳性检出率在各年龄组之间差异无显著性统计学意义外，其余7种病原体差异均有显著性统计学意义，见表3。

2.6病原体混合感染情况 两种以上呼吸道病原体混合感染657例，混合感染率为1.99%，其中两种病原体混合感染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；其中三种感染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，婴儿组15例，幼儿组237例，学龄前期组245例，学龄期组160例。

2.7调查期间天津市2015年6月到2016年5月的AQI均值为98.42，PM2.5平均浓度为66.34，PM10.0平均浓度为110.50，NO2平均浓度为41.74， SO2平均浓度为22.52， CO平均浓度为1.47，O3平均浓度为47.99。此期间PM2.5、PM10、NO2的平均浓度值均超过了环境空气质量标准年平均二级浓度限值(PM2.5 35.00 μg/m3、PM10 70.00 μg/m3、NO240.00 μg/m3)，其超标倍数分别为1.9、1.58、1.04。SO2的平均浓度值为22.52，在年平均二级浓度限值60.00 μg/m3之内，CO的平均浓度值在年平均一级浓度限值4.00 mg/m3之内。此期间不同月份的AQI及各污染物浓度日平均值比较，差异均有显著性统计学意义(P<0.001)，其中2015年的12月份普遍较高，7月份普遍较低(见表4)；2016年6月到2017年5月的AQI均值为105.52，PM2.5平均浓度为73.08，PM10.0平均浓度为110.32，NO2平均浓度为52.44，SO2平均浓度为20.62，CO平均浓度为1.64，O3平均浓度为55.34。此期间PM2.5、PM10、NO2的平均浓度值也均超过了环境空气质量标准年平均二级浓度限值，其超标倍数分别为2.09、1.58、1.31，SO2和CO的平均浓度值均在限值范围之内。此期间不同月份AQI及各污染物浓度日平均值比较，差异亦均有显著性统计学意义(P<0.001)，其中2016年12月份普遍高，8月份普遍低(表5)，不同季节的AQI及各污染物浓度日平均值比较，差异亦均有显著性统计学意义(P<0.001)，在夏季较低，冬季较高(表6)。

图1 不同月份9种吸道病原体IgM抗体检出情况比较Fig.1 Comparison of children with different month in antibodies of 9 types of atypical respiratory pathogens IgM detection

表2不同季节9种呼吸道病原体IgM抗体检出情况比较[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不同年龄组患儿9种呼吸道病原体IgM抗体检出情况比较[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及污染物浓度与呼吸道病原体IgM抗体检出情况的相关性

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及污染物浓度与呼吸道病原体IgM抗体检出情况的相关性 根据病原体检测结果可看出MP和FLuB是呼吸道感染住院患儿的主要病原，将AQI及各污染物浓度与住院病例数、病原体总阳性率和阳性例数、MP阳性例数和阳性率、FLuB阳性例数和阳性率进行线性相关分析，结果显示AQI、PM2.5、PM10.0、NO2、SO2浓度与住院病例数都呈显著正相关，PM10.0、NO2、SO2浓度与病原体总的阳性例数呈显著正相关，SO2浓度与MP阳性例数呈显著正相关，其余均无直线相关关系，见表7。

2.9空气污染物浓度与儿童呼吸道感染住院病例数、病原体总阳性例数及MP阳性例数的关系一元线性回归分析 根据表7结果可知，NO2浓度与住院病例数相关性最强，将其进行一元线性回归分析，结果显示NO2浓度每增加10 μg/m3，因呼吸道病原体感染住院病例数增加116例(回归方程Y=832.605+11.614X，X为NO2)，NO2浓度与病原体总的阳性例数相关性最强，将其进行一元线性回归分析，结果显示NO2浓度每增加10 μg/m3，呼吸道病原体总的阳性例数增加30例(回归方程Y=209.568+2.962X，X为NO2)，SO2浓度与MP阳性例数相关性最强，将其进行一元线性回归分析，结果显示SO2浓度每增加10 μg/m3，MP阳性例数增加38例(回归方程Y=198.175+3.814X，X为SO2)。

3 讨论

本文采用间接免疫荧光法检测9种呼吸道病原体IgM抗体，总的阳性检出率为25.29%，高于王加芬等[2]报道的16.35%，何忠发等[3]报道的17.1%；低于姜凤全等[4]报道的54.17%,以及文金谦等[5]报道的40.1%；与周博等[6]报道的27.55%，以及杨敏等[7]报道的25.63%相近,基本符合以往报道。国内大部分报道称儿童春冬季呼吸道病原体感染的主要病原是呼吸道合胞病毒，其次为FLuA以及PIV[2,8],而本文IgM抗体阳性检出率最高的前三种病毒依次为MP、FluB和PIV,推测与近几年天津市秋冬季空气质量不佳有关，其次呼吸道病原体发病与年龄、季节、地域有一定的关系，每年会呈现不同的流行趋势。本文中总的病原体以及FLuA、FLuB、MP、PIV男性检出率均低于女性检出率，与以往报道不同[9,10]，不过近年来有些研究称女性比男性更易感染MP[11],这种差别产生的原因，未来还需要继续加大监测力度来探讨。呼吸道病原体感染有一定的季节性，以春冬季感染多见[12]，本研究中33 078例患儿呼吸道病原体感染以春秋季感染为主，夏季最低；其中MP为四季中最主要的呼吸道感染病原体，春秋感染率最高，夏季最低，与以往报道相符[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与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为夏秋感染率最高，冬季最低。除COX与FLuA检出率太低无统计学意义外，各病原体均呈现一定的流行趋势，分别与年龄、季节、环境、气候、地域等众多因素有关。此外，本文中MP学龄前期组患儿阳性检出率最高，其次是学龄期组，再次是幼儿组，婴儿组阳性检出率最低，与钱前等[14]报道的相符，推测学龄前期组患儿感染率高可能与自身免疫力还不是太高，户外活动相对较多，集体环境空气流通差，互相传播有关，而婴儿组感染率最低推测其基本都在室内，受空气污染影响较小，具体原因还需进一步研究；FLuB、ADV、CPN与MP感染情况相近；而PIV与RSV婴儿组患儿感染率最高，学龄前期组感染率最低，与严华杰等[9]报道相符；LP患儿感染率随年龄增加而增加，掌握呼吸道病原体与年龄的关系，有助于提高防治重点，做好预防措施。

文章中呼吸道病原体混合感染率为1.99%，与国内某些文献报道相近[8,12]。主要为两种病原体混合感染，以MP合并FLuB最多见，其次是MP合并PIV，再次是MP合并ADV，33 078份病例中三种病原体混合感染共5例，MP同时合并FLuB和PIV占3例，推测与患儿感染MP或某种呼吸道病原体后造成了呼吸道黏膜细胞物理屏障的破坏，气道防御功能降低，从而为其他病原体的入侵创造了较好的条件，因此出现了两种以上病原体混合感染的情况。另外，本文中混合感染以学龄前期组和幼儿组患儿多见。

之前有文献报道过气象条件对空气污染有一定的影响[15,16]，同时也对呼吸道感染发病人数有影响。在无风、无降水的情况下，空气污染加重，随着温度、湿度的改变，使得呼吸道感染发病人数增加。近几年空气污染问题越来越严重，不同研究者对呼吸道感染与空气污染的相关性探讨，调查结果不同。李权恒等[17]对石家庄地区研究结果显示，不同月份和不同季节的AQI及各污染物浓度日平均值比较，差异均有统计学意义，12月份普遍较低、4月份普遍较高；在夏季较低，冬季较高。本研究期间天津市PM2.5、PM10、NO2的平均浓度值均超过了环境空气质量标准年平均二级浓度限值，不同月份和不同季节的AQI及各污染物浓度日平均值比较，差异也均有显著性统计学意义，季节上也与李权衡等[17]报道的相符，然而本研究中12月份普遍高，7、8月份较低，分析不同地区、不同年份空气污染程度不同。此外李权恒报道结果显示SO2浓度与呼吸道感染住院病例数呈正相关，PM2.5与病原体总阳性率、RSV阳性例数及阳性率有关，PM10浓度与住院病例数及RSV阳性例数无关，与病原体总阳性率、RSV阳性率有关，PM2.5、NO2浓度改变对于RSV无论是阳性例数还是阳性率均呈正相关。胡晓光等[18]报道NO2浓度与总门诊量及儿童呼吸道感染关系密切，NO2浓度每上升10 μg/m3，门诊总量可能增加3.5% 左右，上呼吸道感染增加4%左右，下呼吸道感染病例数增加8%左右。本研究结果显示AQI、PM2.5、PM10.0、NO2、SO2浓度与住院病例数都呈显著正相关，PM10.0、NO2、SO2浓度与病原体总的阳性例数呈显著正相关，SO2浓度与MP阳性例数呈显著正相关。其余均无直线相关关系。并且NO2浓度每增加10 μg/m3，因呼吸道病原体感染住院病例数增加116例，呼吸道病原体总的阳性例数增加30例；SO2浓度每增加10 μg/m3，MP阳性例数增加38例。说明空气污染物浓度对天津市儿童医院住院患儿呼吸道病原体感染有一定影响。

总之，本文不仅对本地区呼吸道病原体的流行趋势做了系统性分析，还将其与空气污染进行相关性探讨并得出相应结论，旨在为临床诊断及日后对呼吸道病原体感染的防治提供一定参考依据。

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