中性粒细胞CD64在感染性疾病早期诊断中的临床应用价值
2022-12-07唐明霞付立芳
唐明霞 付立芳 羊 建
四川省雅安市人民医院检验科,四川雅安 625000
细菌感染是发病率和死亡率最高的疾病,导致大量医疗资源的消耗。若能早期诊断细菌感染有助于临床合理使用抗生素,缩短患者住院时间,减少耐药菌产生。研究表明,中性粒细胞CD64(neutrophil CD64,nCD64)在细菌感染的早期诊断方面具有高特异性及敏感性,且明显优于白细胞计数(white blood cell,WBC)、C反应蛋白(C-reaction protein,CRP)、降钙素原(procalcitonin,PCT)、白细胞介素-6(interleukin-6,IL-6)等传统感染标志物[1]。现就nCD64 在脓毒血症、慢性阻塞性肺疾病急性加重期(acute exacerbations of chronic obstructive pulmonary disease,AECOPD)、小儿肺炎、新生儿感染、外科手术等疾病发生细菌感染时的早期诊断价值进行综述。
1 中性粒细胞CD64 的生物学特性
nCD64 属于免疫球蛋白(immunoglobulin,Ig)超家族成员,是分子质量为72 KDa 的Ⅰ型跨膜糖蛋白,主要由肝脏合成,作为IgG 的Fc 段受体1 型(又称FcrR1),可与IgG1 和IgG3 高亲和力结合。外周血中,nCD64主要表达在单核细胞、巨噬细胞、骨髓前体细胞和树突细胞表面,而在红细胞、淋巴细胞、巨核细胞不表达[2]。在静止的中性粒细胞上呈低水平表达,当机体感染时,细菌内毒素即脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)释放,或粒细胞集落刺激因子(granulocyte colonystimulating factor,G-CSF)、γ 干扰素(γ-interferon,γ-IFN)、白介素(interleukin,IL)等因子刺激,引起中性粒细胞活化,nCD64 可在4~6 h 迅速升高,同时加速细胞氧化新陈代谢和脱颗粒,大量nCD64 与其配体结合,启动免疫反应,包括吞噬作用、抗体依赖性的细胞介导的细胞毒作用和细胞因子释放,进而加速靶细胞死亡。因此,在急性感染性疾病中,nCD64 参与中性粒细胞吞噬和杀菌功能,且在感染初期快速升高,可作为疾病感染的早期诊断指标[3]。
2 中性粒细胞CD64 的检测方法
nCD64 现多采用流式细胞仪检测,该方法快速简便、重复性好。所需标本为外周静脉血,采集方便且需要量少。nCD64 的结果主要有3 种形式:nCD64 平均荧光强度中位数(median mean fluorescence intensity,MFI)、nCD64 阳性细胞百分率、nCD64 指数。
nCD64 指数的计算公式为:nCD64 指数=(中性粒细胞CD64MFI/淋巴细胞CD64MFI)/(单核细胞CD64MFI/中性粒细胞CD64MFI)。在检测中,nCD64指数检测常选择CD64 表达高且稳定的单核细胞作为阳性内参对照,选择不表达CD64 的淋巴细胞作为阴性内参对照。nCD64 指数的重复性及准确性好,可准确反映疾病状态下nCD64 水平,现已被广泛应用并得到肯定[4]。
3 nCD64在感染性疾病早期诊断中的应用
3.1 nCD64 在脓毒血症早期诊断中的应用
脓毒血症是危及生命的一种疾病,而脓毒血症的早期临床症状不典型,易被忽略而导致延误诊断,因此,寻找脓毒血症的早期诊断标志物十分必要。临床病例分析显示,nCD64 对脓毒血症的早期诊断具有良好的敏感性(87%)和特异性(90%),其诊断效能明显优于传统的感染标志物CRP 和PCT,且对成人脓毒血症的诊断价值优于儿童脓毒血症[5]。另有研究显示,nCD64 指数升高程度与脓毒血症的严重程度一致,治疗期间实时监测nCD64 指数,可有效评估治疗效果[6]。
此外,有研究表明,nCD64 指数的单项检测对脓毒血症的诊断价值不及与其他炎症标志物联合检测,传统炎症标志物CRP、PCT 均能有效鉴别脓毒血症与非脓毒血症,但两者的敏感性和特异性均较低,而nCD64 与CRP 或PCT 联合检测,诊断脓毒血症的敏感性为92%,特异性更是高达99%,有效减少不必要的抗生素应用[7]。有研究表明,nCD64 指数联合CD69和CD25 能大大提高对脓毒血症的诊断效能,受试者工作特征曲线下面积(area under receiver operating characteristic curve,AUC)高达0.978,具有更快速、准确的诊断优势,适合临床应用推广[8-9]。
3.2 nCD64 在AECOPD 早期诊断中的应用
AECOPD 是慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease,COPD)疾病的严重恶化,极易并发感染,但临床很难区分细菌性和非细菌性感染的AECOPD,导致抗生素的大量使用极易造成耐药菌株的产生,增加了AECOPD 的死亡率[10]。研究表明,nCD64 可以区分细菌性和非细菌性AECOPD,且AUC 高达0.994,诊断的敏感性为90%,特异性高达100%[11],且与痰培养阳性高度相关,能有效指导抗生素使用,缩短治疗时间和住院时间。此外,入院时nCD64 指数(最佳临界值3.3)可预测出院后死亡率。综上所述,nCD64 是AECOPD 患者早期高效的细菌感染良好的诊断指标,检测结果高低对患者预后具有重要意义[12-13]。
同样,nCD64 指数联合其他感染标志物可进一步提高对AECOPD 的早期诊断效能。周峰等[14]发现在AECOPD 中,nCD64 指数、CRP、PCT 以及三者联合检测的敏感性分别为81.48%、62.96%、78.57%、93.75%,特异性分别为78.57%、66.67%、75.86%、96.00%,可见三者联合检测的敏感性和特异性均高于单项检测。
3.3 nCD64 在小儿肺炎早期诊断中的应用
小儿细菌性肺炎的早期症状不明显,极易因治疗不及时危及生命,是引起5 岁以下儿童死亡的首要原因[15]。研究发现,nCD64 在细菌性肺炎早期明显增高,在支原体肺炎和病毒肺炎中则不增高,nCD64 指数与CRP 呈正相关(r=0.545),且特异性(90%)远高于CRP(74%),有助于小儿肺炎的早期诊断和鉴别诊断。此外,有研究发现,nCD64 的表达与疾病的严重程度一致,经合理治疗后,nCD64 显著下降,因此,动态监测nCD64可用于抗感染疗效评价[16,20]。另有研究发现,nCD64 的特异性及敏感性高于传统标志物(CRP、WBC、PCT),其阳性预测值和阴性预测值更是明显增高[17-18]。
此外,有研究显示,在小儿肺炎的早期诊断中,nCD64 的联合检测优于单个感染标志物检测,nCD64联合PCT、CRP、WBC、IL-6、P2X7 受体检测的AUC(0.924)、敏感性(92%)、特异性(93%)均明显高于6项指标单独检测[19],研究还发现,联合新型标志物可溶性髓系细胞触发受体-1(soluble triggering receptor expressed anmyelaid cells -1,sTREM -1)的敏感性(93.15%)、特异性(91.54%)也高于单项检测[20]。由此可见nCD64 指数检测(尤其是联合检测)对小儿肺炎的早期诊断可明显提高诊断效能。
3.4 nCD64 在新生儿细菌感染早期诊断中的应用
新生儿免疫系统不完善,易发生细菌感染,若感染控制不及时,极易发展为败血症,据统计,全世界每年约有60 万新生儿死于败血症,占新生儿死亡的22%[21],因此新生儿细菌感染的早期诊断非常重要。在新生儿感染诊断中,临床常用指标WBC、CRP、PCT 易受其他因素影响,CRP 在出生后3 d 生理性升高,并受胎龄、出生体重、胎膜破裂时间、分娩方式等影响,PCT 出生后48 h 生理性升高,非感染性并发症(出生性窒息、颅内出血等)亦可增加[22-23],因而传统感染指标对新生儿感染的应用受到限制。而CD64 不受生理、围生期并发症、胎龄影响,且在正常早产儿、足月儿中表达相似,是新生儿细菌感染早期诊断的良好指标[24]。Tang 等[25]发现,败血症组和非败血症组(非特异性感染无败血症)的nCD64 指数显著高于对照组,且与WBC、PCT、CRP 相比,nCD64 指数对新生儿感染的诊断具有独特优势。
nCD64、PCT、CRP 在新生儿细菌感染的早期诊断中,nCD64 与PCT 联合诊断价值最大,高于其他组合联合检测,敏感性和准确度高达97.29%和89.65%,且阴性预测值高达94.11%,两者可以优势互补,提高诊断效能,也有其他研究发现,三者联合检测的敏感性、特异性、阳性预测值、阴性预测值高达94.44%、96.47%、96.59%、94.25%,均高于单独检测[26-27]。有研究发现,nCD64、单核细胞CD16(monocyte CD16,mCD16)可作为早期诊断新生儿细菌感染的新型标志物,具有较高敏感性和特异性,患儿表现为nCD64、mCD16 升高[28]。此外,有研究发现,nCD11b 在新生儿脓毒血症及疑似脓毒血症中显著增高,其截断值(cut-off 值)为0.695 ng/ml 时,敏感性、特异性、阳性和阴性预测值可高达100%[29]。但目前这些新型标志物的研究尚少,结合其他项目联合检测是否能提高早期感染的诊断效能,尚需大量数据以及结合临床病例分析进一步证实。
3.5 nCD64 在外科手术细菌感染早期诊断中的应用
手术部位感染会延长住院时间,加重患者经济负担,甚至增加死亡率,因而早期快速诊断术后细菌感染变得尤为重要。研究表明,在正常的关节置换术后,CD64 于术后第1 天开始升高,第3 天达峰值,第5 天显著下降并接近基线水平,与CRP、血细胞沉降率(erthrocyte sedimentation rate,ESR)甚至WBC 相比,nCD64 水平的动态变化更显著,峰值水平超过2000个分子/细胞则被认为是区分感染的cut-off 值,这为术后细菌感染并发症的早期诊断提供了实验依据[30]。近年来,有学者发现在大肠手术术后感染时,nCD64 指数显著增高,随着术后天数增加,nCD64 指数的cut-off值增加,第3 天和第4 天达高峰为1.4,第6 天降至1.23,当nCD64 指数大于cut-off 值时,发生感染的可能性为93.7%[30],也有研究者提出,nCD64 指数比值(nCD64指数与术前nCD64 指数的比值)更能反映术后感染[31]。然而,在假体关节感染中,mCD64 MFI 的诊断价值优于nCD64 MFI,nCD64 指数、mCD64 指数更低,但有其他研究发现,滑液中的nCD64 指数诊断假体关节感染的最佳阈值为0.85,敏感性和特异性高(分别为92%和96%),适用于假体关节感染的早期诊断[32-33]。
国内有文献报道,nCD64 联合其他标志物可提高外科手术后细菌感染的早期诊断效能,在开放性骨折术后并发感染时,nCD64、血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)、基质细胞衍生因子-1(stromal cell-derived factor,SDF-1)明显上升,高于非感染组,且三者联合检测的AUC 为0.864,高于单个指标检测,诊断的灵敏度和特异性最好[34]。对颅脑术后并发颅内感染的研究证实,CD64 联合淀粉样蛋白A(serum amyloid A,SAA),CRP 检测高于各指标单独检测[35]。由此可见,nCD64 联合其他标志物对术后感染的诊断效能远高于单项检测。
4 小结及展望
综上所述,相较细菌感染相关的众多标志物,nCD64 对诊断早期感染具高特异性、高敏感性,且有助于感染性疾病与其他疾病的鉴别诊断,能够更好地指导临床合理用药,有效减少耐药菌产生。此外,nCD64 联合其他炎症标志物,比单独检测更具早期诊断价值,但关于如何进行标志物最优组合的研究尚少,有待于进一步深入研究,目的是为临床提供合理诊疗方案,改良疾病转归,同时节约诊疗费用。
随着流式细胞仪的应用、更新,以及实验条件标准化,nCD64 指数检测结果的一致性及准确性得以保证,有望在临床上得到广泛应用,从而成为诊断感染性疾病的良好指标。