IL-6、PCT水平对髋关节置换术后感染的早期预测

王丽冰 左立新 刘永刚 邢晶伟 陈超 张森

近年来，随着国内人口老龄化的演变，老年人甚至是中年人发生股骨颈骨折及股骨头坏死等疾病的发生率显著升高，威胁了很大一部分人群的健康［1］。髋关节置换术是临床近年来治疗髋关节部位发生病变的最为显效的方法，髋关节置换术可以有效地增加患者髋关节的活动度、显著缓解患者因髋关节带来的病变并很大程度地患者疼痛［2-3］。但由于髋关节置换术是一种大型的侵入性外科手术，部分患者在术后会呈现抵抗力、免疫力下降，有一定比例的患者会在髋关节置换术后出现术后感染的情况。术后感染不仅影响整个手术的效果、伤口愈合时间并延长患者住院时间［4］。血清降钙素原（procalcitonin，PCT）是一种在评价机体出现全身性感染时常用的特异性标志物。在机体发生感染早期时，血清PCT水平会出现明显升高且具有早期的诊断价值［5］。白细胞介素-6（interleukin 6，IL-6）是临床上最为常见的检查指标，当机体发生炎症反应时，血清白细胞介素会在短时间内出现显著的升高［6-7］。本研究对全髋关节置术后的IL-6、PCT水平进行了研究，髋关节置换术后发生感染提供早期预测价值。结果如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

分析2014年1月至2019年1月安阳市人民医院接受人工髋关节置换术845 例患者资料。其中有近30 例患者出现术后感染。根据后述感染组纳排标准［8］，选择纳入15 例，为感染组。再从未感染患者中，依据后述未感染组纳排标准，随机抽样30 例（按感染组样本量1∶2 设计），为未感染组。并选择同时间段的健康体检者30 例为对照组。3组的一般资料比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。本研究均获参试者知情同意。本实验经伦理委员会批准。

感染组纳入标准［8］：①经过人工髋关节置换术的患者术后一个月出现感染；②年龄在25～75 岁之间；③患者在进行抽取血液检查感染情况前未进行过抗感染治疗；④有齐全的检测化验资料。感染组排除标准：①患者年龄＜25 岁或＞75 岁；②患者除人工髋关节置换术外有明显体表外伤并出现感染情况；③患者免疫系统方面功能不全或障碍等；④患者心脏、肾脏等功能不全或有缺陷。

无感染组纳入标准：①2014年1月至2019年1月于本院接受髋关节置换术；②患者未出现术后感染情况；③年龄在25～75 岁之间。无感染组排除标准：①患者在2014年1月至2019年1月于本院接受髋关节置换术后出现术后感染情况；③年龄＜25 岁或＞75 岁。

1.2 诊断标准

术后早期感染诊断依据［8］：患者在术后1 个月之内，手术部位开始急性疼痛，关节置换的部位周围发生红斑或出现渗出液，术后局部皮肤出现红肿热痛的急性疼痛症状，如持续性关节疼痛、全身发热症状；患者的关节假体周围组织或关节样本中检测到病原菌，细菌若培养结果阳性者可判定为感染；实验室检查显示：C-反应蛋白、红细胞沉降率及白细胞计数均升高；根据患者临床表现、实验室检查结果及影像学检查结果进行确诊。

1.3 检查方法

比较两组患者术后3 d 的外周血的IL-6、PCT 并检测水平，对于患者的病原菌的鉴定及测定VIKIT-2compact 微生物鉴定系统对关节液、关节腔、脓液及假膜组织的病原菌进行鉴定（来自法国生物梅里埃公司）；采用16srDNA 基因测序法或16 s 核糖体蛋白打谱对无法确定的病原菌进行鉴定。电化学发光法对PCT 进行测定，酶联免疫吸附法（ELISA）对IL-6 进行测定。

1.4 统计学方法

使用SPSS 22.0 软件进行分析。计量资料以（）表示，两组间比较用t检验，多组间的比较为单因素方差分析，组内两两比较LSD-t 检验。计数资料以n（%）表示，行χ2检验。预测诊断价值分析为ROC 分析。以P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 3 组的基线资料比较

3 组患者在性别、年龄比较，差异无统计学意义（P＞0.05）；感染组与未感染组在原发疾病、髋关节置换的单双侧、置换材料等基线资料比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。见表1。

表1 3 组基线资料比较［n（%），（±s）］Tab.1 Comparison of three groups of baseline data［n（%），（±s）］

表1 3 组基线资料比较［n（%），（±s）］Tab.1 Comparison of three groups of baseline data［n（%），（±s）］

注：与感染组比较，aP 值均＞0.05；与未感染组，bP 值均＞0.05。

基线资料性别年龄（岁）原发疾病男/女对照组（n=30）19/11ab 57.15±7.12ab髋关节置换置换材料股骨头股骨骨折髋关节炎股骨头缺血坏死髋关节发育不良单侧双侧钛合金不锈钢陶瓷感染组（n=15）9/6 57.11±6.85 6（40.00）2（13.33）2（13.33）4（26.67）7（46.67）8（53.33）6（40.00）5（33.33）4（26.67）未感染组（n=30）17/13a 57.06±7.05a 13（43.33）3（10.00）6（20.00）8（26.67）17（56.67）13（43.33）13（43.33）11（36.67）6（20.00）χ2/F 值0.278（0.035）0.046 0.028 0.019 0.128 0.402 0.178 0.046 0.048 0.016 P 值0.870 0.966 0.831 0.867 0.890 0.721 0.526 0.673 0.831 0.826 0.899

2.2 3 组研究对象的IL-6 和PCT 水平比较

3 组IL-6 水平上的比较显示：感染组＞未感染组＞对照组，差异有统计学意义（P＜0.05），且两两比较差异均有统计学意义（P＜0.05）；PCT 水平上的比较显示：感染组＞未感染组＞对照组，差异有统计学意义（P＜0.05），且两两比较差异均有统计学意义（P＜0.05）。见表2。

表2 3 组IL-6 和PCT 水平比较（±s）Table 2 The compare of IL-6 and PCT levels in 3 groups（±s）

表2 3 组IL-6 和PCT 水平比较（±s）Table 2 The compare of IL-6 and PCT levels in 3 groups（±s）

注：与感染组比较，aP 值均＜0.05，与未感染组，bP 值均＜0.05。

PCT（ng/mL）2.10±0.63 0.54±0.24a 0.48±0.11a 143.679 0.000 n感染组未感染组对照组F 值P 值15 30 30 IL-6（pg/mL）9.85±3.23 4.17±0.96a 2.45±0.11ab 115.944 0.000

2.3 IL-6 和PCT 水平对髋关节置换术后早期感染的预测价值

IL-6 及PCT 的最佳截断值分别设为7.0 pg/mL、1.25 ng/mL，两项标志物联合评价髋关节置换术后早期感染的敏感度、特异度均高于单独检测（P＜0.05）。见表3、图1。

表3 IL-6、PCT 及IL-6 联合PCT 检测对髋关节置换术后早期感染的预测价值Table 3 The predictive value of IL-6，PCT and IL-6 combined with PCT in early infection after hip replacement

图1 IL-6、PCT 及IL-6 联合PCT 检测对髋关节置换术后早期感染的预测价值Figure 1 The predictive value of IL-6，PCT and IL-6 combined with PCT in early infection after hip replacement

3 讨论

随着国内开始进入老龄化的阶段，股骨颈骨折、股骨头坏死、髓关节炎等髋关节疾病的发病率在每年呈现上升的趋势［9］。大量研究指出，人工髋关节置换术是治疗股骨头股骨骨折、髋关节炎、股骨头缺血坏死、髋关节发育不良等无法通过非手术行为复健的疾病中的最好解决方案，髋关节置换术的优点在于会避免股骨头进一步坏死或者骨不连形成等不良反应还可以很好地保留患者的运动功能并可以进一步提高患者的生活质量［10］。但因为髋关节置换术是一种大型的创伤性手术，术中机体暴露范围广、创伤大且深等因素有可能导致患者在术后发生感染，除此之外，患者在术后抵抗力的下降，免疫功能屏障减退等个人机体原因，有可能出现手术部位感染、手术失败或者进行返修等临床常见问题［11］。随着这些问题的出现，近年来髋关节置换术后的患者在术后发生感染的几率开始降低。但临床上的研究仍显示髋关节置换术后发生感染的概率在2%左右［12］。对髋关节置换术患者发生感染进行早期诊断便尤为重要。本研究就髋关节置换术后法发生感染时的病原菌种类及炎症因子水平进行检测并评估其早期预测价值。

IL-6 是机体内一种抗炎性细胞因子，主要是由单核巨噬细胞产生，具有诱导机体免疫耐受以及炎症抑制的作用，在机体发生感染时可明显升高，在发挥抗炎作用同时也会抑制机体免疫功能，因而导致机体感染加重，IL-6 水平的检测目前广泛应用于免疫和炎症相关疾病患者的早期诊断及预后观察。有研究发现，在颅内感染时，脑脊液和血液中的IL-6 水平可较正常对照组患者明显升高，在外科术后的感染上不具备非常好的诊断效果［13］。在PCT 水平的比较上，感染组与未感染组间的差异、未感染组与对照组间的差异均有统计学意义，原因可能为：IL-6 在炎症反应的调节上有着重要的调节作用，当患者术后组织受到病原菌等侵害后，巨噬细胞和单核细胞开始分泌IL-6，随着体液循环开始出现于全身的血液中，作为多种急性炎症的强检查指标还可以经垂体激素系统对体温进行调控［14］。

有研究显示IL-6 在急性炎症如：大型创伤及关节炎、败血症的诊断上有一定的临床应用价值［15］，而本研究的ROC 回归曲线也证明了IL-6 在诊断人工髋关节置换术后发生感染有很好的诊断价值。有研究显示PCT 是由116 个氨基酸组成的多肽，当患者开始出现感染症状时，外周血的PCT 含量会显著升高，且稳定度较高，有研究显示，出现细菌感染时机体发生感染后的3 至4 小时内即检测得到PCT，且PCT 的水平与炎症的严重程度有关，炎症反应控制后即降至正常水平［16］。在本研究中，经ROC 曲线显示PCT 对人工髋关节置换术后发生感染的早期诊断具有较好的预测作用。且IL-6 和PCT 联合用于感染的预测效能，均高于两指标的单独应用。

综上所述，IL-6、PCT 水平对人工髋关节置换术后发生感染的早期诊断具有重要意义，对人工髋关节置换术后并发早期感染具有一定的诊断价值。