降鈣素原和炎癥因子在COPD急性加重期病原鑒別診斷中的價值

唐丹丹，黃遠東

（湖北文理學院附屬醫(yī)院，襄陽市中心醫(yī)院呼吸內(nèi)科，湖北 襄陽 441021）

慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease，COPD）是一種持續(xù)性呼吸道癥狀和氣流受限不可逆性的慢性炎癥性疾病，多種炎癥細胞和炎癥因子參與其發(fā)生、發(fā)展及轉(zhuǎn)歸[1，2]。研究發(fā)現(xiàn)細菌感染及病毒感染為COPD急性加重的主要病因[3，4]，故及時準確的呼吸道感染病因鑒別診斷對降低COPD死亡率具有重要價值。本研究檢測COPD患者血清降鈣素原（PCT）和炎癥因子，為COPD急性加重期病原診斷及鑒別診斷提供證據(jù)。

1 資料與方法

1.1 研究對象

選擇2013-06～2015-01本科診治的COPD病人為研究對象，均符合以下標準：（1）經(jīng)癥狀體征、臨床表現(xiàn)、肺功能及肺部影像學檢查確診為COPD，符合中華醫(yī)學會呼吸病學分會慢性阻塞性肺疾病學組《慢性阻塞性肺疾病診治指南（2013年修訂版）》中COPD的診斷標準[5]；（2）既往COPD病史；（3）排除合并肺部其他疾病，排除其他導致炎癥因子異常疾病；（4）急性加重期為肺部感染導致，經(jīng)肺部CT及痰培養(yǎng)診斷肺部感染，既往1a內(nèi)無肺部感染；（5）經(jīng)痰培養(yǎng)或血培養(yǎng)找到明確致病細菌或病毒；（6）排除1a內(nèi)應用影響免疫功能藥物。根據(jù)病人病情分為穩(wěn)定期組（SSCOPD組）和急性加重期組（AECOPD組）。另選擇門診體檢的正常健康人為對照組（CON組）。AECOPD組、SSCOPD組和CON組均納入120例研究對象，在性別、年齡、體質(zhì)量指數(shù)和吸煙史方面均具有可比性（均P>0.05）（見表1）。

1.2 病原鑒定方法

清晨咳嗽及無菌生理鹽水漱口后取AECOPD組和SSCOPD組COPD病人痰液10mL，立即送檢，接種于巧克力平板、血平板和沙保羅培養(yǎng)基，前兩者置于5%CO2、37℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24h，后者置于真菌培養(yǎng)箱，分離培養(yǎng)病原，進行細菌鑒定，采用GN201法進行革蘭陽性菌藥敏試驗，采用GP法進行革蘭陰性菌藥敏試驗，藥敏試驗采用紙片擴散法。采用鼻拭子收集病人分泌物及鼻粘膜細胞，應用基因組DNA/RNA提取試劑盒提取標本DNA/RNA，PCR或者RT-PCR擴增后鑒定致病病毒。

表1 AECOPD組、SSCOPD組和CON組研究對象一般臨床資料比較（）

表1 AECOPD組、SSCOPD組和CON組研究對象一般臨床資料比較（）

images/BZ_75_272_461_666_535.pngimages/BZ_75_666_461_1060_535.pngimages/BZ_75_1060_461_1455_535.pngimages/BZ_75_1455_461_1849_535.pngimages/BZ_75_272_609_666_683.pngimages/BZ_75_666_609_1060_683.pngimages/BZ_75_1060_609_1455_683.pngimages/BZ_75_1455_609_1849_683.pngimages/BZ_75_272_757_666_831.pngAECOPD組CON組 images/BZ_75_666_757_1060_831.png145/105 70/50images/BZ_75_1060_757_1455_831.png68.4±2.6 68.2±2.5images/BZ_75_1455_757_1849_831.png21.2±1.8 21.3±2.1吸煙史（支/wk）14.1±1.5 14.3±1.7 14.2±1.7>0.05

1.3 炎癥因子檢測

AECOPD組、SSCOPD組和CON組研究對象空腹8h后于次晨取肘靜脈血10mL，室溫下3000r/min離心15分鐘，取上清液（血清）檢測降鈣素原和炎癥因子（包括hs-CRP、TNF-α、IL-1β、IL-6和IL-8），檢測方法均為酶聯(lián)免疫吸附法。

1.4 統(tǒng)計學分析

采用Sigmaplot12.0軟件進行統(tǒng)計學分析。AECOPD組、SSCOPD組和CON組研究對象間研究指標比較采用單因素方差分析（采用SNK分別兩兩比較）；計數(shù)資料采用χ2檢驗。Logistic回歸分析用于單因素分析，有意義者納入多因素Logistic回歸模型。P<0.05認為差異具有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 病原鑒定及構(gòu)成比

AECOPD組250例COPD病人中革蘭陰性菌107例（42.8%）（銅綠假單胞菌38例、肺炎克雷伯菌

2.2 PCT和炎癥因子對比

AECOPD組和SSCOPD組COPD病人血清PCT、hs-CRP、TNF-α、IL-1β、IL-6和IL-8均顯著高于CON組正常健康人（均P<0.001），AECOPD組30例、鮑曼不動桿菌21例和產(chǎn)氣腸桿菌18例）、革蘭陽性菌90例（36.0%）（金黃色葡萄球菌36例、溶血葡萄球菌24例和肺炎鏈球菌15例）、真菌25例（10.0%）（白假絲酵母菌15例和光滑假絲酵母菌10例）和病毒42例（16.8%）（鼻病毒20例、呼吸道合胞病毒15例和腸道病毒8例）（見表2）。COPD病人血清PCT、hs-CRP、TNF-α、IL-1β、IL-6和IL-8均顯著高于和SSCOPD組病人（均P<0.001）（見表3）。

表2 AECOPD組COPD患者病原鑒定及構(gòu)成比（n，%）

表3 AECOPD組、SSCOPD組和CON組研究對象PCT和炎癥因子對比（）

images/BZ_75_268_2808_625_2879.pngimages/BZ_75_625_2808_1010_2879.pngimages/BZ_75_1010_2808_1339_2879.pngimages/BZ_75_1339_2808_1687_2879.pngimages/BZ_75_1687_2808_1977_2879.pngimages/BZ_75_268_2950_625_3021.pngimages/BZ_75_625_2950_1010_3021.pngimages/BZ_75_1010_2950_1339_3021.pngimages/BZ_75_1339_2950_1687_3021.pngimages/BZ_75_1687_2950_1977_3021.pngimages/BZ_75_268_3092_625_3163.png研究指標PCT（ng/mL）TNF-α（pg/mL）IL-6（pg/mL）images/BZ_75_625_3092_1010_3163.pngAECOPD組9.7±1.4 34.1±4.5 13.6±2.8images/BZ_75_1010_3092_1339_3163.pngSSCOPD組1.2±0.4 10.9±2.8 4.5±1.6images/BZ_75_1339_3092_1687_3163.pngCON組0.3±0.1 6.8±1.7 2.4±1.2images/BZ_75_1687_3092_1977_3163.pngF值4722.286 3047.159 1291.588 P值<0.001<0.001<0.001<0.001<0.001<0.001

2.3 感染病原對比

AECOPD組中細菌感染COPD病人PCT、hs-CRP、TNF-α、IL-1β、IL-6和IL-8均顯著高于真菌感染和病毒感染COPD病人（均P<0.001），真菌感染與病毒感染COPD病人PCT、hs-CRP、TNF-α、IL-1β、IL-6和IL-8均無統(tǒng)計學差異（均P>0.05）（見表4）。

表4 AECOPD組COPD患者不同病原PCT和炎癥因子對比（）

images/BZ_76_272_846_630_924.pngimages/BZ_76_630_846_1014_924.pngimages/BZ_76_1014_846_1344_924.pngimages/BZ_76_1344_846_1691_924.pngimages/BZ_76_1691_846_1982_924.pngimages/BZ_76_272_1003_630_1082.pngimages/BZ_76_630_1003_1014_1082.pngimages/BZ_76_1014_1003_1344_1082.pngimages/BZ_76_1344_1003_1691_1082.pngimages/BZ_76_1691_1003_1982_1082.pngimages/BZ_76_272_1160_630_1239.png研究指標PCT（ng/mL）TNF-α（pg/mL）IL-6（pg/mL）images/BZ_76_630_1160_1014_1239.png細菌感染11.6±2.1 40.8±5.1 17.7±3.1images/BZ_76_1014_1160_1344_1239.png真菌感染3.8±1.2 15.4±4.3 7.9±2.2images/BZ_76_1344_1160_1691_1239.png病毒感染3.9±1.4 15.7±4.8 8.1±2.9images/BZ_76_1691_1160_1982_1239.pngF值398.881 639.408 265.506 P值<0.001<0.001<0.001<0.001<0.001<0.001

2.4 COPD急性加重期病原感染單因素分析

將PCT和炎癥因子納入logistic單因素分析，COPD急性加重期PCT、hs-CRP、TNF-α、IL-1β、IL-6和IL-8為細菌感染的影響因素，真菌感染和病毒感染與PCT、hs-CRP、TNF-α、IL-1β、IL-6和IL-8無關（見表5）。

表5 COPD急性加重期患者病原感染單因素分析

3 討論

COPD從穩(wěn)定期向急性加重期轉(zhuǎn)變的主要因素為呼吸道感染，因病人病程長且多伴有營養(yǎng)不良，呼吸道感染對COPD病人極其致命，可顯著提高病人死亡率，故及時準確的呼吸道感染病原鑒定并針對性治療對改善COPD急性加重期預后具有重要意義[6，7]。隨著抗菌藥物和糖皮質(zhì)激素的濫用，呼吸道感染的病原譜存在顯著變化，既往研究表明COPD急性加重期主要致病菌為細菌，其中肺炎克雷伯桿菌、銅綠假單胞菌、鮑曼不動桿菌和金黃色葡萄球菌比例最高，且細菌普遍對抗菌藥物耐藥率呈逐年升高趨勢，且與醫(yī)院及地理位置相關[8，9]。本研究COPD急性加重期病人中革蘭陰性菌42.8%、革蘭陽性菌36.0%、真菌10.0%和病毒16.8%，這些證據(jù)提示臨床治療AECOPD經(jīng)驗性使用抗生素時可首選抗菌治療，可聯(lián)合抗病毒治療以提高療效。

COPD本質(zhì)為系統(tǒng)性慢性炎癥疾病，多種炎癥細胞和細胞因子參與其發(fā)病機制。包括吸煙和空氣污染等致病因素可激活呼吸道上皮細胞和巨噬細胞，釋放炎癥因子和趨化因子，使中性粒細胞和單核細胞趨化至氣道和肺組織，導致氣道阻塞和不可逆性重塑，最終導致肺功能不可逆性下降[10，11]。hs-CRP為非特異性炎癥反應標志物，在COPD病人中可檢測到其水平升高，且可反應病情及預后[12]；TNF-α可刺激C反應蛋白合成增加，誘導中性粒細胞趨化至炎癥反應部位[13，14]；IL-1β可誘導炎癥細胞聚集在炎癥氣道，同時激活炎癥細胞產(chǎn)生氧自由基損傷正常肺泡上皮細胞[15]；IL-6可誘導中性粒細胞浸潤，并促進hs-CRP、TNF-α和IL-1β水平升高。降鈣素原為炎癥反應的標志物，在COPD中呈動態(tài)變化，與病情及預后密切相關，同時可用于評估藥物治療后療效。本研究中，COPD急性加重期和穩(wěn)定期病人血清PCT、hs-CRP、TNF-α、IL-1β、IL-6和IL-8均顯著高于正常健康人，且急性加重期COPD病人顯著高于穩(wěn)定期病人，這些證據(jù)表明血清PCT、hs-CRP、TNF-α、IL-1β、IL-6和IL-8與COPD病情有關，對COPD病人應密切監(jiān)測血清PCT和炎癥因子，其水平異常時即使未出現(xiàn)急性加重癥狀時仍考慮病情發(fā)展的可能并行針對性預防。

炎癥因子包括IL等在細菌感染是顯著升高，而在病毒等非細菌感染時水平變化不明顯，故常用與感染病原的鑒別診斷與經(jīng)驗性治療等。降鈣素原是甲狀腺C細胞分泌的糖蛋白，TNF-α和白介素等炎癥因子可促進降鈣素原水平升高，在系統(tǒng)性全身炎癥反應尤其是細菌導致的炎癥中水平顯著升高，是目前公認的細菌感染致炎癥反應標志物，同時降鈣素原還可用于細菌感染抗生素治療療效的評估。本研究中，AECOPD組中細菌感染COPD病人PCT、hs-CRP、TNF-α、IL-1β、IL-6和IL-8均顯著高于真菌感染和病毒感染COPD病人（均P<0.001），真菌感染與病毒感染COPD病人PCT、hs-CRP、TNF-α、IL-1β、IL-6和IL-8均無統(tǒng)計學差異（均P>0.05），進一步將PCT和炎癥因子納入logistic單因素分析，發(fā)現(xiàn)COPD急性加重期PCT、hs-CRP、TNF-α、IL-1β、IL-6和IL-8為細菌感染的影響因素，真菌感染和病毒感染與PCT、hs-CRP、TNF-α、IL-1β、IL-6和IL-8無關，這些證據(jù)表明PCT、hs-CRP、TNF-α、IL-1β、IL-6和IL-8可用于COPD急性加重期細菌、真菌和病毒感染的鑒別診斷，對于PCT、hs-CRP、TNF-α、IL-1β、IL-6和IL-8水平顯著升高病人應將抗菌治療放在首位，而真菌及病毒感染等診斷則依賴于培養(yǎng)及基因檢測。