上海地区328例新型冠状病毒肺炎患者实验室数据分析

魏剑浩， 郭 倩， 李海聪， 郜梦露， 徐 盛， 戚伟强，凌 云， 韩伟靖， 刘一力， 朱召芹

（1.上海市公共卫生临床中心，上海 201508；2.上海市第六人民医院中心实验室，上海 200233）

自2019年12月湖北省武汉市报告不明原因肺炎病例以来，多个国家和地区相继出现新型冠状病毒肺炎（corona virus disease 2019，COVID-19）病例[1-2]。前期我国相关研究结果显示，实验室检测的多项感染与炎症指标，如C反应蛋白（C-reactive protein，CRP）、高敏C反应蛋白（high-sensitivity C-reactive protein，hs-CRP）、乳酸脱氢酶（lactate dehydrogenase，LDH）和降钙素原（procalcitonin，PCT）以及细胞炎症因子相关指标如白细胞介素（interleukin，IL）-6、IL-8等水平的变化与COVID-19关系密切。本研究检测上海市公共卫生临床中心收治的COVID-19患者的感染与炎症相关指标，并对这些指标在不同疾病分组患者中的表达情况进行分析，以期为临床诊疗提供帮助。

1 材料和方法

1.1 研究对象

选取2020年1—2月上海市公共卫生临床中心COVID-19患者328例。依据我国国家卫生健康委员会印发的《新型冠状病毒肺炎诊疗方案（试行第七版）》将患者分为轻型及普通型组与重型及危重型组。住院天数统计以患者入院至出院时间计算，未出院患者统计时间截至2月23日24：00，以d为单位，死亡患者出院时间以死亡时间计算。出院标准需同时满足以下条件：（1）体温恢复正常＞3 d；（2）呼吸道症状明显好转；（3）肺部影像学检查显示急性渗出性病变明显改善；（4）连续2次呼吸道标本核酸检测阴性（采样时间至少间隔1 d）。本研究通过上海市公共卫生临床中心医学伦理委员会审查批准（公卫伦审2020-Y025-01号）。

1.2 仪器与试剂

SYSMEX XN-A1血液分析仪及血常规检测试剂（日本希森美康公司），BN2特定蛋白分析仪、CRP测定试剂（德国西门子公司），PA990特定蛋白分析仪、hs-CRP测定（散射比浊法）试剂（深圳普门科技股份有限公司），JetiStar3000免疫分析仪、肝素结合蛋白（heparinbinding protein，HBP）测定试剂（杭州中翰盛泰生物技术股份有限公司），ARCHITECT e1600生化免疫自动化分析工作站（美国雅培公司中国研发中心）、LDH测定试剂（美国雅培公司），E602电化学发光分析仪、PCT测定试剂（瑞士罗氏公司），细胞因子检测系列试剂（青岛瑞斯凯尔生物科技有限公司），FACSCanto II流式细胞仪（美国BD公司），Vision-B自动化血沉仪（深圳亚辉龙生物科技有限公司）。

1.3 研究方法

收集COVID-19患者一般资料（年龄、性别、病情分类、住院天数）和实验室检查结果等指标，结合患者疾病情况进行分析。患者如进行多次检测时，选取患者入院时检查数据录入统计。实验室检测结果包括：（1）常用感染与炎症指标，CRP、红细胞沉降率（erythrocyte sedimentation rate，ESR）、hs-CRP、HBP、LDH、PCT、白细胞（white blood cell，WBC）计数和淋巴细胞（lymphocyte，LPC）计数8项；（2）细胞因子相关指标，IL-1β、IL-2、IL-4、IL-5、IL-6、IL-8、IL-10、IL-12P70、IL-17、肿瘤坏死因子-α（tumor necrosis factor alpha，TNF-α）、α-干扰素（interferon alpha，IFN-α）、γ-干扰素（interferon gamma，INF-γ）12项。所有检测项目均按照实验室标准化操作规程开展。

1.4 统计学方法

采用SPSS 17.0软件进行统计分析，计数资料以例（百分比）表示，正态分布计量资料以±s表示，组间比较采用独立样本t检验；非正态分布计量资料以中位数（M）四分位间距表示。组间两两比较采用Mann-WhitneyU检验，以P＜0.05为差异具有统计学意义。超出检验报告范围的项目，在统计学分析中以检测报告范围极值纳入统计，如HBP的实验室检测报告范围为5.9～300 ng/mL，报告为“＜5.9 ng/mL”的病例以“5.9 ng/mL”纳入统计，“＞300 ng/mL”的病例以“300 ng/mL”纳入统计。

2 结果

2.1 一般情况

研究共纳入患者328例，包含3例死亡患者，其中男170例、女158例，年龄16～88岁，中位年龄51岁。经分组分析，轻型及普通型患者300例，年龄16～85岁，中位年龄49岁，男女比例为0.97，男女比例趋同；重型及危重型患者28例，年龄26～88岁，中位年龄68.5岁，男女比例为3.67，男性患者明显多于女性患者。与轻型及普通型比较，重型及危重型患者年龄更高（Z=-5.53，P＜0.01），住院天数更长（Z=-5.29，P＜0.01），出院率更低（Z=-27.72，P＜0.01），见表1。328例患者中，重症28例（8.54%），死亡率为10.71%。

表1 328例COVID-19患者一般情况比较

2.2 感染与炎症相关实验室检测数据分析

在临床常用感染与炎症指标中，轻型及普通型患者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项指标与重型及危重型患者比较，差异有统计学意义（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]较轻型及普通型患者升高，LPC[0.77（0.5）×109/L]较轻型及普通型患者减低（表2）。进一步对细胞因子相关指标进行分析，发现轻型及普通型患者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项指标与重型及危重型患者存在差异（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]较轻型及普通型患者升高，IL-4[0（0）pg/mL]和IL-17[0（0）pg/mL]较轻型及普通型患者降低。见表3。

表3 2个组患者细胞因子相关指标比较 pg/mL

3 讨论

COVID-19传染性强，早期症状不典型，且目前尚无用于治疗的特效药物[3-4]。实验室检测数据为预测病情变化、开展疾病评估与分级治疗提供了重要支持。不同于同时期我国相关研究报告的COVID-19患者的重症和危重症率（高达20%）[5-6]，截至2月23日，上海市公共卫生临床中心收治的上海地区确诊患者中，重型和危重型患者共28人，重症率（8.54%）和重症病死率（10.71%）均低于同类研究。与LIAN等[7]和QIAN等[8]的研究结论不同，上海市公共卫生临床中心收治的重型和危重型患者以男性为主，可能与医院重型和危重型患者例数相对较少有关。

随着对COVID-19的逐渐认识，加强对患者开展诸如CRP、ESR、LDH、IL-6、IL-8、PCT等项目的监测已形成专家共识[4]。本研究首先对确诊病例的常用感染与炎症指标进行分析，重型及危重型患者CRP、HBP、hs-CRP、LDH和PCT较轻型及普通型患者升高，LPC较轻型及普通型患者减低，与刘敏等[9]、陈蕾等[10]、石亚玲等[11]的研究结果基本一致，但与刘敏等[9]的研究结果的不同在于本研究中WBC计数2个组间并未表现出明显差异，与张明强等[12]、赵蕊等[13]研究结果的不同在于本研究中PCT 2个组比较有差异，重型及危重型组PCT升高。WAN等[14]发现，虽然实验室未找到合并感染的证据，重症COVID-19患者的CRP和PCT仍明显高于轻症患者；另有学者认为细菌毒素可诱导PCT的合成，而病毒感染时体内可产生INF-γ，抑制了PCT的合成[15]，但不能被忽视的是，重症COVID-19患者往往容易发生合并感染[16]，有学者也指出了PCT在重症患者中异常升高可能是合并感染导致的[17]。HBP是一种由中性粒细胞合成的相对分子质量为37 000的糖蛋白，当活化中性粒细胞的分泌囊泡在接触内皮细胞时被释放，且与IL-8表达关系密切[18]，与多种感染所致的脓毒血症关系密切，且常常预示着患者的感染程度[19]。但目前尚无研究对HBP在COVID-19中的作用进行分析。我们认为，CRP、HBP、hs-CRP和PCT的异常升高可提示COVID-2019患者感染情况加重，可能转向重症。LDH广泛存在于机体组织细胞中，组织损伤时被释放入血，其水平可反映组织损伤程度，重症COVID-19患者LDH的升高则可能是机体损伤的反映，这与凌云等[6]认为LDH水平可能是COVID-19患者重症的独立危险因素的观点符合。相较于WBC计数，本研究中LPC 2个组差异明显，结合相关研究结果[20]可认为是细胞因子风暴的产生通过多种途径引发淋巴细胞焦亡、凋亡，从而造成外周LPC减少[5]，因此监测LPC对患者病情进展判断有重要意义。

另一方面，炎症风暴是病毒性肺炎患者已知的死因之一[21]。本研究对实验室所检测的12种细胞因子指标进行分析，结果显示，重型及危重型患者IL-5、IL-6、IL-8及IL-10较轻型及普通型患者升高，IL-4和IL-17较轻型及普通型患者降低。目前我国关于COVID-19患者细胞因子检测的研究报道并不多见，陈蕾等[10]在对武汉同济医院收治的29例各类型患者进行分析后认为，重症组血清中IL-2R与IL-6水平高于轻症组，IL-1β、IL-8、IL-10、TNF-α、hs-CRP、LPC和LDH水平均无差异；温珂等[22]分析了解放军第五医学中心收治的46例COVID-19患者的情况后认为，CRP、IL-6、ESR和LDH水平在重症患者中升高；CHEN等[23]的研究结果也表明部分COVID-19患者血清中IL-6水平升高；陈倩等[24]与其他学者[25]则认为，IL-6、IL-10是急性期全身炎症反应的可靠指标，IL-1B、IL-6、IL-12及INF-γ与肺部炎症程度和损伤范围呈正相关，而Th2细胞分泌的细胞因子（如IL-4和IL-10）水平升高，虽可反向抑制炎症反应[24]，但在重症患者体内往往存在IL-2、IL-7、IL-10和TNF-α的高表达，提示炎症风暴与疾病严重程度呈正相关[26]，且在中东呼吸综合征（middle east respiratory syndrome，MERS）患者的血清中也出现了类似变化[25]。查阅相关文献，发现IL-5又称嗜酸性粒细胞分化因子（eosinophil differentiation factor，EDF），是一种特异性的嗜酸性粒细胞因子，可能与黏膜免疫与变态反应相关[27]。IL-5的变化可能是因COVID-19重症患者嗜酸性粒细胞同内皮细胞黏附聚集致使血液中嗜酸性粒细胞减低而引起。IL-8通过调控中性粒细胞趋化作用实现对炎症反应的调控[28]，其同时也是氧化损伤和炎症风暴中的重要成分之一[29]。IL-17是已知的促炎细胞因子之一，且是诸多细胞（如免疫细胞和内皮细胞）的趋化剂，其最显著的作用是诱导和介导促炎症反应[30]。由此可见，血清IL-4水平的降低，使其抑制炎症反应的作用减弱，加之IL-6、IL-8和IL-10水平的升高，最终可能导致患者炎症风暴的发生，但对重症患者IL-17水平的减低尚未见相关解释，有待在COVID-19中给予更多研究。

综上所述，轻型及普通型COVID-19患者的感染与炎症相关指标与重型及危重型患者间存在明显差异。结合相关专家意见[5，24]，我们认为，CRP、HBP、hs-CRP和PCT的异常升高提示COVID-19患者病情可能转向重症，LDH的升高则可能是COVID-19致机体损伤的现象，监测患者LPC、IL-4、IL-6、IL-8和IL-10水平对预测患者病情进展特别是炎症风暴的发生有重要意义，IL-5和IL-17水平变化的意义则有待更多研究与探讨。

随着对COVID-19认识的不断深入，已有的防控与诊治经验已经能够逐步帮助我们应对当前疫情的复杂局面。但应注意机体对抗外来感染是一系列免疫相关功能表达的综合作用，本研究虽然将常用感染炎症相关指标与细胞因子指标分别进行分析，但在实际疾病中两者是密不可分、相互作用、相互影响的。医学实验室如何在突如其来的疫情下完善检测项目，高效地提供检测服务，是医学实验室面临的新挑战。