降钙素原监测对细菌性血流感染类型的诊断预测价值

卢振华 汪 鸿 李 婧 钱 军 倪 维

湖北省中医院 湖北省中医药研究院检验科，湖北武汉 430074

病原菌侵入血液系统生长繁殖，释放细菌毒素和代谢产物，引起严重的血流感染（bloodstream infection，BSI）及脓毒症，危及患者生命。当患者被怀疑血流感染时，基于细菌培养的诊断仍然是鉴别病原体的参考标准，但存在阳性率低且易受临床抗菌药物影响等缺点。分子生物学的发展，特别是核酸提取、多重聚合酶链反应、时间飞行质谱（MALDI-TOF MS）等技术的快速发展，为病原学诊断提供了有力的工具，但仍然存在耗时长、费用高等缺点。由于早期引入有效的抗感染治疗对患者预后影响重大，因此加快血流感染的诊断，综合探讨各炎症指标用于血流感染的早期快速鉴别，备受临床关注。本研究通过回顾性分析172例血培养结果为阳性患者的临床资料，比较分析白细胞计数（WBC）、中性粒细胞计数（NEUT）、中性粒细胞比例（N%）、中性粒细胞/淋巴细胞比值（NLR）、C-反应蛋白（CRP）、降钙素原（PCT）等炎症指标对血流感染早期诊断和感染风险的预测价值，为指导临床及时、精准、经验性使用抗生素提供循证医学依据。

1 资料与方法

1.1 一般资料

回顾性分析2018 年1～10 月湖北省中医院（以下简称“我院”）急诊科、感染科、神经内科、产房、血液内科、外科ICU、免疫风湿科、泌尿外科、内科ICU 及其他科室的172 例患者的临床资料，所有患者血培养结果为阳性且同时接受血常规和CRP、PCT 检测。其中，男89 例，女83 例；年龄1～90 岁，平均（35.4±9.8）岁。本研究经我院医学伦理委员会批准。

1.2 仪器与方法

从患者肘静脉或其他静脉采血，采血量以培养基的1/10 为宜，成人和婴幼儿一次采血量均为8～10 mL/瓶。血液抽出后，立即注入血培养瓶，包括厌氧瓶（批号：411254）、需养瓶（批号：322408）。操作均在无菌条件下进行。将培养皿置于Thermo Fisher 全自动细菌培养仪（赛默飞世尔科技有限公司）。阳性标本转种血琼脂平板，血培养瓶和血琼脂平板均购自郑州安图生物工程股份有限公司。菌落培养使用贝克曼Walk Away 96 Plus 全自动微生物培养系统；病原菌鉴定采用德国布鲁克全自动微生物快速鉴定质谱仪（Microflex LT/SH）。

血常规检测采用自动血液细胞分析仪（深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司）；试剂购自迈瑞南京生物技术有限公司（生产批号：2018012901）；校准品与质控品来源厂家配套（生产批号：BC1801BH）。血清CRP 检测采用全自动生化分析仪（德国西门子股份公司，型号：ADVIA2400）；CRP 试剂购自美康生物科技股份有限公司（生产批号：180830101）；CRP 校准品与质控品购自英国朗道实验诊断有限公司（生产批号：HE1532）。血清PCT 检测采用普门全自动电化学发光测试仪ECL8000，试剂购自深圳普门科技股份有限公司（生产批号：L0118002）。

1.3 统计学方法

采用R 统计学软件进行数据分析，不符合正态分布的计量资料采用中位数（M）表示，两组间比较采用非参数检验（秩和检验）。计数资料用率表示，组间比较采用χ2检验。采用ROC 曲线分析各指标的诊断效果。以P ＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 一般临床资料

172 例血培养结果为阳性的患者中，革兰阳性菌（G+菌）感染组55 例，患者主要分布于急诊科、感染科、神经内科等，以金黄色葡萄球菌、人葡萄球菌、表皮葡萄球菌、屎肠球菌、溶血性葡萄球菌为主；革兰阴性菌（G-菌）感染组117 例，主要分布于感染科、血液内科、急诊科等，以大肠埃希菌、肺炎克雷伯菌、铜绿假单胞菌、鲍曼不动杆菌、洋葱伯克霍尔德菌为主。见表1～2。

表1 血流感染患者主要科室来源分布及构成比

表2 血流感染患者感染主要细菌类型构成比

2.2 总体炎症指标评估

G+菌与G-菌血流感染患者的WBC、NEUT、N%、NLR、CRP 等炎症指标表达水平差异均无统计学意义（P ＞0.05），但G-菌感染组患者的PCT 水平与G+菌感染组患者比较，差异有统计学意义(P ＜0.05)。见表3。

表3 两组患者各炎症指标水平比较

2.3 炎症指标诊断预测效果

对不同炎症指标诊断血流感染的ROC 曲线进一步分析，结果显示各指标对血流感染的诊断效率由高到低依次为PCT、CRP、WBC、N%、NLR、NEUT，最佳诊断截点值依次为1.11 ng/mL、15.6 mg/L、5.45×109/L、87%、6.36、3.33×109/L。当以1.11 ng/mL 作为PCT 的最佳截点值时，其诊断血流感染类型的敏感性为55.08%，特异度为80.00%。见表4、图1（封三）。且其他炎症指标的最佳诊断阈值对不同类型细菌感染患者的诊断效能评估差异均有统计学意义（P ＜0.05）。

图1 各炎症指标诊断血流感染的ROC 曲线及风险阈值评估（见内文第160 页）

表4 各种炎症指标诊断患者血流感染细菌类型的ROC 曲线分析

表5 两组各炎症指标诊断阈值对不同类型细菌感染诊断效果的比较

3 讨论

血流感染是一类全身性感染疾病，当各种病原微生物及其毒素侵入血液循环系统后可引起一过性、间歇性或持续性的全身感染、中毒和重度炎性反应。荟萃分析研究发现，血流感染患者1 年内的病死率可达8%～48%[1]，并且血流感染容易引发脓毒症，而脓毒症具有病死率高、治疗时间长、治疗费用高等特点[2]，由此可见对疑似血流感染的患者，早期的病原学快速诊断可为临床医生尽早合理用药治疗提供经验性依据[3]，对血流感染甚至是脓毒症的患者具有重要意义。

本研究发现，我院G+菌引起的血流感染患者主要来源于急诊科、感染科、神经内科，分别占16.4%、14.5%、7.3%，且以金黄色葡萄球菌、人葡萄球菌、表皮葡萄球菌、屎肠球菌、溶血性葡萄球菌为主；G-菌引起的血流感染患者主要来源于感染科、血液内科、急诊科，分别占14.5%、13.7%、11.1%，主要以大肠埃希菌、肺炎克雷伯菌、铜绿假单胞菌、鲍曼不动杆菌、洋葱伯克霍尔德菌为主。此次发现也可为关注临床患者的疾病类型、细菌血流感染提供流行病学依据。

G+菌和G-菌的代谢产物不同，G+菌主要产生外毒素,G-菌主要产生内毒素，故G-菌感染诱发脓毒症的病理机制更严重、病情发展更迅速、病死率更高[4]。这是因为细菌内毒素、外毒素侵入机体后与免疫细胞表面的不同Toll 样受体结合，促使免疫细胞不同程度地分泌PCT、CRP 等炎性介质，且内毒素诱发产生的PCT、CRP 水平明显高于外毒素[5]。由于内毒素对炎性反应和氧化应激反应的程度高于外毒素，使得不同细菌感染后炎症因子的分泌水平也出现差异[6]。内毒素是刺激产生炎症介质最有效的一种脂多糖，由O 特异性多糖链、R 核心抗原以及类脂A3 部分组成[7]。细菌迅速繁殖生长或死亡时，内毒素被细胞裂解出来，作为外源性致热源激活单核细胞、中性粒细胞、内皮细胞等释放出大量的炎症介质，引起机体高热和炎性反应，严重时甚至可引发多器官功能衰竭和脓毒症[8]。血流感染及脓毒症患者体内存在强烈的宿主炎症与抗炎性反应[9]，因此，通过测定炎症因子可为G+菌和G-菌引起的血流感染提供鉴别依据。

对疑似血流感染的临床患者常根据其临床症状结合WBC、N%、内毒素等指标进行诊断，但存在一定的局限性，不能早期特异性反映患者血流感染的情况[10]。PCT 作为细菌感染检测的一种有效的指标，在各类细菌感染炎性反应及危重病症患者早期的临床诊断中发挥着非常重要的作用[11-12]。血培养联合检测WBC、NEUT、N%、NLR、CRP、PCT 等炎症指标可进一步提高对不同类细菌导致的血流感染检测的敏感度和特异度。通过对多种炎症指标、血流感染细菌类型的关联分析，发现WBC、NEUT、N%、NLR、CRP 各指标的表达水平在G+菌和G-菌血流感染患者中均无明显差异，但同时筛选到G-菌感染的患者PCT 表达水平均显著高于G+菌感染的患者[13]，这一结果与于宏伟等[14]报道一致。也有研究显示，杆菌感染组患者的PCT表达水平高于球菌感染组，差异有高度统计学意义（P ＜0.01）[15]；且细菌血流播散性感染和腹腔感染的患者，其PCT 表达水平明显高于呼吸系统感染、泌尿系统感染以及中枢神经系统感染的患者[16]。由此可见，PCT 表达水平对不同类型的细菌感染具有较高的早期诊断和感染风险预测价值。

PCT 主要由甲状腺的髓质细胞分泌，在体内稳定存在，不能降解为有激素样活性的降钙素释放到外周血液循环系统。健康人群血液中PCT 水平非常低，约为0.1 μg/L，发生细菌感染时，PCT 可迅速升高。PCT的生成过程受细菌毒素和炎性细胞因子（肿瘤坏死因子、白细胞介素-6）等多种因素的调节[17]。有研究显示，PCT 对败血症患者鉴别血流细菌感染类型较好的诊断截点值为2 ng/mL，特异度为64.6%[5]，而对鉴别不同种类阴性菌引起血流感染无明显临床意义。通过对我院人群的数据分析发现，PCT 最佳截点值为1.11 ng/mL，特异度可达80.00%，同以往学者的研究结果相近[18]。当患者PCT 水平＞1.11 ng/mL，其他炎症指标，如WBC ＞5.45×109/L、NEUT ＞3.33×109/L、N% ＞87%、NLR ＞6.36、CRP ＞15.6 mg/L 时，怀疑患者血流感染为G-菌感染的价值和意义更高[15]。

总之，当怀疑患者发生血流感染时，临床医生经验用抗生素之前一定要先送检血培养，检查患者各类炎症指标，尤其PCT 水平快速检查。而后通过PCT 水平截点1.11 ng/mL，快速判断和预测血流感染的类型，开展抗感染治疗。PCT 与血培养相结合对临床血流感染的早期诊断、早期和精准治疗，挽救患者生命具有重要影响。