氨基酸水平鑒別AECOPD患者細菌感染與非細菌感染價值

王 波，董 瓊，蔣 莉，蒲 青，陳 艷

慢性阻塞性肺疾病急性加重期（acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease,AECOPD）的誘因主要有細菌感染、病毒感染、空氣污染等，細菌感染占40%～50%[1]。病原學檢查雖為金標準，但有一定滯后性，需結(jié)合白細胞計數(shù)、C反應蛋白等指標鑒別患者感染類型，但上述指標特異性均不高且對營養(yǎng)支持的指導價值有限[2]。機體受感染所引起的全身反應可致患者食欲不振，而細菌感染與非細菌感染所致的食欲不振引起的氨基酸水平改變有一定的差異[3]。基于上述認識本研究旨在通過分析血漿氨基酸水平對AECOPD患者細菌感染與非細菌感染鑒別價值，以期為AECOPD患者感染類型鑒別及營養(yǎng)支持相關研究提供參考依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選擇2018年2月～2019年在醫(yī)院接受治療的AECOPD患者78例（觀察組）及根據(jù)性別、年齡（±5歲）進行1∶1配對選擇同期健康體檢者78例（對照組）進行研究。納入標準：（1）觀察組符合《慢性阻塞性肺疾病基層診療指南（2018年）》[4]中AECOPD的相關診斷；（2）無糖尿病、慢性腎功能衰竭等可嚴重影響機體營養(yǎng)狀況疾病者；（3）患者神志清醒，可配合進行相關治療；（4）已獲患者知情同意。排除標準：（1）肺炎患者；（2）COPD急性加重病程超過5 d；（3）合并呼吸道以外其他感染者。其中對照組男45例，女33例；年齡43～67（52.18±5.26）歲；BMI指數(shù)18～28（23.18±4.05）kg/m2。觀察組男45例，女33例；年齡41～67（51.74±5.33）歲；BMI指數(shù)18～27（23.05±4.19）kg/m2。兩組患者一般資料比較差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05）。

1.2 方法 （1）抽取空腹外周靜脈血2 ml，置含乙二胺四乙酸(ethylene diamine tetraacetic acid，EDTA)的抗凝試管中，以3000 r/min轉(zhuǎn)速離心10 min后分取血漿，采用德國Waters公司生產(chǎn)的Xevo TQD型三重四級桿液質(zhì)聯(lián)用儀，檢測受試者體內(nèi)8種必須氨基酸與8種非必須氨基酸水平。（2）痰培養(yǎng)：入組后觀察組患者均行超聲霧化高滲氯化鈉溶液以誘導痰液后獲取痰液標本，對合格的痰液標本涂片（每個低倍視野中白細胞>25個，鱗狀上皮細胞<10個）進行定量培養(yǎng)。根據(jù)痰裴燕結(jié)果，陽性者為感染組（n=42）及陰性者為非感染組（n=36）。比較不同感染類型患者各氨基酸水平，并以受試者工作特征曲線（receiver operating characteristic，ROC）分析判斷不同感染類型間具顯著性差異的氨基酸對AECOPD患者細菌感染與非細菌感染的鑒別價值。

1.3 統(tǒng)計學方法 應用SPSS22.0軟件進行數(shù)據(jù)分析，計數(shù)資料以[n（%）]表示，行χ2檢驗，計量資料以±s表示，行t檢驗，以ROC法判斷各種血漿氨基酸水平對AECOPD患者細菌感染與非細菌感染鑒別價值，以P<0.05為差異具有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組氨基酸水平比較 兩組蘇氨酸、天冬酰胺、瓜氨酸、谷氨酰胺、組氨酸、蛋氨酸與絲氨酸水平差異均具有統(tǒng)計學意義（P<0.05），見表1。

表1 兩組氨基酸水平比較(μmoI/L)

2.2 AECOPD細菌感染與非細菌感染組氨基酸水平比較 細菌感染組患者蘇氨酸、天冬酰胺、瓜氨酸、谷氨酰胺、組氨酸、蛋氨酸與絲氨酸水平均顯著高于非細菌感染組（P<0.05），見表2。

2.3R OC分析 將表2中具顯著性差異的指標納入進行ROC分析，結(jié)果顯示除天冬酰胺及蛋氨酸對AECOPD患者細菌感染與非細菌感染鑒別價值不具有統(tǒng)計學意義（P>0.05）外，蘇氨酸、谷氨酰胺、瓜氨酸、組氨酸及絲氨酸對AECOPD患者細菌感染與非細菌感染鑒別均具有統(tǒng)計學意義且聯(lián)合診斷可明顯提高診斷效能（P<0.05），見圖1、表3。

圖1 ROC分析

表2 AECOPD細菌感染與非細菌感染組氨基酸水平比較（μmoI/L)

表3 血漿氨基酸水平對AECOPD患者細菌感染與非細菌感染鑒別價值(μmoI/L)

3 討論

正常情況下機體蛋白質(zhì)的合成與降解呈動態(tài)平衡的狀態(tài)，氨基酸既是蛋白質(zhì)的代謝產(chǎn)物，也是合成蛋白質(zhì)的前體物質(zhì)[5]。在機體受細菌感染后可造成炎性介質(zhì)的異常分泌而致能量供應異常，機體需通過降解骨骼肌蛋白而產(chǎn)生氨基酸再經(jīng)糖異生而提供能量[6]。因此，當出現(xiàn)感染時可引起血液中氨基酸重新分布。AECOPD的誘發(fā)因素較多，其中細菌感染約占40%～50%，并非所有的AECOPD患者均需進行抗菌治療。痰培養(yǎng)雖然常用于鑒別AECOPD患者細菌感染與非細菌感染，但該方法耗時長、影響因素多，病原學資料獲得困難，需結(jié)合白細胞計數(shù)、C反應蛋白等相關檢查，上述指標則存在著特異性不足的問題，在其他非感染性炎癥、自身免疫疾病中也可見有明顯的升高，有必要尋求其他更為敏感，專屬性更強的指標[7]。

本研究ROC結(jié)果顯示蘇氨酸、天冬酰胺、瓜氨酸、組氨酸及絲氨酸均可用于AECOPD患者細菌感染與非細菌感染鑒別且聯(lián)合診斷可明顯提高診斷效能（P<0.05）。具體分析如下：（1）蘇氨酸為人體必需氨基酸的一種，主要參與機體急性期蛋白及腸黏蛋白的合成，可維持腸道黏膜屏障完整性及胃腸功能。腸道除消化吸收營養(yǎng)物質(zhì)外，還對于腸道細菌、內(nèi)毒素異位具有屏障作用[8]。AECOPD發(fā)病時可致機體出現(xiàn)不同程度的低氧及二氧化碳潴留，因腸道黏膜覆蓋面廣，毛細血管網(wǎng)豐富，具有特殊的解剖結(jié)構(gòu)及血流“跳躍”現(xiàn)象，在AECOPD的應激狀態(tài)下可對腸黏膜屏障功能造成影響。本研究中AECOPD細菌感染者蘇氨酸水平更高，考慮到可能與細菌感染者腸屏障功能受損更為嚴重，機體對于蘇氨酸的需求更高，使其濃度出現(xiàn)代償性升高有關[9]。（2）谷氨酰胺主要起轉(zhuǎn)運代謝生成的血氨，降低血氨對各組織的毒性的作用。同時有研究認為谷氨酰胺為機體條件必須氨基酸的一種，其對于免疫細胞及腸道上皮細胞的增殖有促進作用，可有效維持腸道屏障及免疫系統(tǒng)穩(wěn)定[10]。有研究證實在腸內(nèi)營養(yǎng)液中加入谷氨酰胺可提高還原型谷胱甘肽水平而起到抗氧化作用[11]。但體內(nèi)谷氨酰胺水平并非越高越好，有研究證實谷氨酰胺水平升高可提高白細胞介素-1及白細胞介素-2水平，本研究中發(fā)現(xiàn)AECOPD細菌感染者谷氨酰胺水平更高，可能與細菌感染者炎癥反應更劇烈有關[12]。（3）瓜氨酸為蛋白質(zhì)新陳代謝的調(diào)制器，體內(nèi)約60%的瓜氨酸是由谷氨酰胺在近端小腸上皮細胞轉(zhuǎn)化而來，80%的瓜氨酸由近端腎小管細胞轉(zhuǎn)化生成精氨酸，因此瓜氨酸水平可用于反應腸道的合成及腎臟的降解功能[13]。機體在受細菌感染后可釋放出大量的細菌內(nèi)毒素可導致腸道及腎臟出現(xiàn)微循環(huán)障礙而致缺血-再灌注損傷，對腸道的轉(zhuǎn)化及腎臟的降解功能造成影響而使血漿瓜氨酸水平明顯升高。（4）組氨酸為兒童時期的必須氨基酸，在機體發(fā)育成熟后可自行合成。組氨酸在組氨酸脫羧酶的作用下可發(fā)生脫羧反應而形組胺，組胺具有較強的血管舒張作用，在多種變態(tài)反應及炎癥反應的發(fā)生中均有重要作用[14]。COPD患者出現(xiàn)呼吸道細菌感染后可致氣道中組胺水平驟升，在此過程中機體對組氨酸的需求量較正常狀態(tài)下更高，可觸發(fā)負反饋調(diào)節(jié)而使組氨酸的合成增加，使體內(nèi)組氨酸水平升高。（5）絲氨酸在核酸的生物合成中發(fā)揮積極的作用，同時其還參與脂肪及脂肪酸的代謝及骨骼的生長，在免疫球蛋白及抗體的合成方面絲氨酸也發(fā)揮著促進作用[15]。另外絲氨酸為體內(nèi)還原型谷胱甘肽的合成的基礎物質(zhì)，具有一定的抗氧化作用。AECOPD患者細菌感染后可引起機體出現(xiàn)免疫應答反應而促進免疫球蛋白及抗體的合成而使機體對絲氨酸的需求量增加，代償性地導致體內(nèi)絲氨酸水平升高。

綜上所述，蘇氨酸、谷氨酰胺、瓜氨酸、組氨酸及絲氨酸可用于AECOPD患者細菌感染與非細菌感染的鑒別，且聯(lián)合檢測可提高診斷效能。