UF-5000全自動尿沉渣分析儀在快速篩查尿路感染中的應用*

鄧山鷹，劉 宇，蒙 強，肖玉玲，陳月梅，張春瑩，謝 恒，廖紅艷，蔣能剛

四川大學華西醫院實驗醫學科，四川成都 610041

尿路感染(UTI)是臨床常見感染性疾病之一，尤其伴有復雜因素的患者(免疫功能低下人群)，其尿路感染發生率較健康者高12倍[1]。該病由病原體入侵泌尿系統所引起，如不及時治療可導致慢性感染及膿毒血癥、腎功能損傷等嚴重后果[2]。而近年來抗菌藥物耐藥性的增強影響了UTI的療效[3]。尿培養是對懷疑UTI的患者進行診斷評估的“金標準”，但費時、費力且昂貴。因此，需對UTI進行快速篩查，并確定需要培養的標本，以便及時、適當地給臨床提供參考。Sysmex 公司UF-5000尿沉渣分析儀能進行細菌計數及革蘭陰、陽性細菌鑒別。本研究評估了UF-5000標記系統篩查UTI臨床標本的性能(與尿培養結果相比)，并探討其在UTI快速篩查中的應用價值。現報道如下。

1 材料與方法

1.1標本來源 選擇 2019 年7月至2020年2月本院臨床懷疑UTI的門診及住院患者為研究對象2 332例，其中男1 103例，女1 229例，年齡0～106歲，中位年齡為56歲。收集所有研究對象無穿刺尿和導管尿標本。通過提供書面和/或口頭指示，所有患者均按《全國臨床檢驗操作規程》第4版規定的方法留取清潔中段尿標本[4]，并將標本收集在無菌防漏容器中2 h 內送檢。

1.2儀器與試劑

1.2.1儀器與耗材 UF-5000全自動尿沉渣分析儀(日本Sysmex公司)、VETEK Ⅱ compact 全自動細菌鑒定儀(法國生物梅里埃公司)、麥康凱平板、血瓊脂平板、CO2孵箱、微量加樣器。

1.2.2試劑及配套校準品、質控品 UF-5000所用試劑、校準品、質控品均為日本Sysmex公司生產。VETEK Ⅱ compact 全自動細菌鑒定儀所用質控菌株包括大腸埃希菌(ATCC 25922)、金黃色葡萄球菌(ATCC 25923)、銅綠假單胞菌(ATCC 27853)、糞腸球菌(ATCC 29212)。

1.3方法

1.3.1尿沉渣定量分析 每日室內質控在控后，將送檢標本10 mL嚴格按照儀器操作要求在UF-5000全自動尿沉渣分析儀上進行檢測，并記錄尿沉渣的白細胞計數(WBC)、細菌計數(BACT)及細菌分型提示。UF-5000出現細菌分型提示即視為陽性篩查結果。

1.3.2細菌的分離培養與鑒定 分別將尿液10 μL接種在血瓊脂平板和麥康凱平板后，置平板于孵箱(35 ℃，5.0%CO2)培養18～24 h。菌落計數革蘭陽性菌(G+菌)≥ 104CFU/mL、革蘭陰性菌(G-菌)≥ 105CFU/mL為陽性，無細菌生長則繼續培養24 h，若48 h仍無細菌生長為陰性。按照 VETEK Ⅱ compact全自動細菌鑒定儀的說明書對陽性生長的菌落進行菌種鑒定。

1.4統計學處理 應用SPSS17.0 統計軟件對數據進行分析。組間比較使用Kruskal-Wallis秩和檢驗。一致性檢驗使用Cohen′s Kappa系數分析。采用受試者工作特征(ROC)曲線計算BACT、WBC診斷 UTI的cut off值、曲線下面積(AUC)、特異度和靈敏度。以P<0.05為差異有統計學意義。

2 結 果

2.1UF-5000細菌計數及分類判斷與尿細菌培養結果一致性分析

2.1.1尿細菌培養結果 2 332例患者清潔中段尿標本中，培養結果陰性1 240例(53.2%)，培養結果陽性1 092例(46.8%)，其中細菌培養陽性916例，真菌培養陽性176例。

2.1.2UF-5000細菌提示信息與尿細菌培養結果符合率 納入研究的非真菌性標本2 156例，UF-5000檢測結果細菌分型提示陽性率為39.7%(856/2 156)，尿細菌培養陽性率為42.5%(916/2 156)。以尿培養結果為標準，UF-5000假陽性率為5.2%(64/1 240)，假陰性率為13.5%(124/916)，陽性預測值為86.9%，陰性預測值為90.5%。總符合率為91.3%(1 968/2 156)，其中G-菌符合率為83.8%(594/709)，G+菌符合率為72.5%(150/207)。在G-菌/G+菌的鑒別結果中，UF-5000提示信息與尿細菌培養結果亦具有較好的一致性(Cohen′s kappa系數為0.820)。124例UF-5000無細菌分型提示的假陰性標本中，75例尿培養為G-菌，49例為G+菌；其中有119例因BACT未達到100個/μL而儀器提示“未分類”，另有5例患者標本BACT超過了100個/μL但儀器仍未能進行分型。

BACT≥100個/μL的患者標本有889例，其中UF-5000檢測結果細菌分型提示陽性率為96.3%(856/889)，尿細菌培養陽性率為89.7%(797/889)。UF-5000假陽性率為69.6%(64/92)，假陰性率為0.6%(5/797)，陽性預測值為86.9%，陰性預測值為84.8%。總符合率為92.2%(820/889)，其中G-菌符合率為93.1%(594/638)，G+菌符合率為94.3%(150/159)。

2.1.3菌種和菌量 G-細菌和G+細菌中，分離率前5位的菌種、菌量≥105CFU/mL的標本數以及UF-5000計數BACT結果見表1、2。感染菌種以G-菌大腸埃希菌占比最高，占45.0%，其BACT中位數也最高。G+菌以腸球菌為主，G+菌感染病例的尿BACT中位數均低于G-菌感染病例。

表1 尿細菌培養G-菌群分布情況

表2 尿細菌培養G+菌群分布情況

2.2UF-5000細菌檢測結果對UTI的診斷效能

2.2.1根據尿細菌培養菌落數水平分布的BACT與WBC結果以及相關性分析 根據細菌培養結果，將納入標本分為：無生長組、<104CFU/mL組、104～105CFU/mL組、>105CFU/mL組。與無生長組相比較，各尿培養陽性組BACT、WBC均升高，差異有統計學意義(P<0.05)。且在各類尿培養陽性標本中，不同水平菌落數分組其BACT差異均有統計學意義(P<0.05)，見圖1A、B、C；菌落數較多者，BACT較高。對不同水平菌落數的尿培養陽性標本WBC結果進行比較，則差異無統計學意義(P>0.05)，見圖1D、E、F。UF-5000的WBC與BACT具有弱相關性(r=0.134，P<0.01)。

注：圖A、B、C分別表示所有尿培養陽性標本、G-感染組、G+感染組中不同水平菌落數標本分組間以及與無生長組間BACT結果比較。圖D、E、F分別表示所有尿培養陽性標本、G-感染組、G+感染組中不同水平菌落數標本分組間以及與無生長組間WBC結果比較。*與未生長組比較，差異有統計學意義(P<0.05)。

2.2.2ROC曲線分析 以尿細菌培養為標準，對UF-5000的WBC、BACT結果進行ROC曲線分析。結果顯示，WBC、BACT與各類尿細菌培養結果均具有相關性(P<0.05)。其中BACT與G-菌培養結果的相關性最高，其特異度為82.4%，靈敏度為90.3%，AUC為0.970。在各分組中BACT的特異度、靈敏度及AUC均優于WBC，見圖2。此外，BACT結果對G-菌感染的特異度與靈敏度略高于G+菌。

注：A為尿培養陽性細菌，B為G-菌，C為G+菌。

3 討 論

UF-5000采用熒光流式細胞技術，使用波長為488 nm的新型藍色半導體激光器，在兩個不同的分析通道中根據前向散射光(FSC)、側向散射光(SSC)、側向熒光(SFL)和偏振側向散射光(DSS)的信號參數，將被特定熒光染料染色的尿液有形成分進行計數、識別和分類。早期機型UF-1000i雖然使用獨立的細菌分析通道和分析質量有得到提高[5]，但由于只是將細菌歸類為“桿菌”“球菌”或“混合菌”，所以其細菌分類性能不理想。與 UF-1000i相比，作為UF系列升級版的UF-5000，技術創新旨在提高對尿沉渣某些成分的靈敏度和特異度，特別是細菌分類的性能。其可以提供細菌的革蘭染色性信息，該信息是利用FSC和SFL，根據細菌細胞壁的構成差異來分析的，因此可以直接區分G+菌與G-菌。另外，UF-5000檢測BACT 和 WBC 的重復性良好，線性范圍寬，攜帶污染率非常低[6]，能有效保證結果的準確性。UF-5000在提高UTI篩查效率的同時，也有利于患者病情的動態監測。有報道發現尿沉渣分析儀對腫瘤患者UTI的早期篩查有重要作用[7]。

本研究結果表明，UF-5000檢測提示細菌的總符合率為91.3%，其中G+菌符合率為72.5%，G-菌符合率83.8%，與相關研究報道的符合率有差距[8-9]。G-菌中以大腸埃希菌為主，G+菌以腸球菌為主，這與國內其他地區報道結果一致[10-12]。故認為引起 UTI 的致病菌主要是腸桿菌科細菌，尤其是大腸埃希菌，其次是腸球菌等。與分離出其他菌種的病例相比較，大腸埃希菌培養菌量在≥105CFU/mL時，其BACT中位數最高。因此，UF-5000的BACT結果和菌種鑒別提示對大腸埃希菌UTI具有較高的篩查價值。

本研究中有124例尿細菌培養陽性的標本，UF-5000無細菌分型提示，導致假陰性率偏高(13.5%)，這與RITA等[13]的報道有所不同。分析其原因，其中多數是因為細菌量未達到100個/μL，數量較少的標本往往無法產生準確的細菌分類結果，則儀器提示為“未分類”。這些細菌數量較少的標本一部分由于細菌聚集成團而影響檢測，被誤測為其他成分；一部分如腸球菌等由于生長速度慢、生長要求高，在檢測時未達到儀器檢測分型菌量。在僅對BACT≥100個/μL的病例進行統計時，發現UF-5000提示信息的假陰性率降低至0.6%，但假陽性率卻從5.2%增加到69.6%，因為在培養結果陰性的標本中細菌量超過100個/μL的標本雖然只有10.0%左右，但其中有70.0%左右UF-5000都提示了細菌分型，所以導致了較高的假陽性率。因此，設置一個最佳UTI篩查的細菌cut off值至關重要，但是由于患者和研究標本來源的差異，cut off值可能會有所不同，本文建議不同醫院應建立自己的臨界值以便為臨床相關病例提供更有參考價值的信息。

通過ROC曲線分析發現，UF-5000的BACT結果對G-菌感染的特異度與靈敏度較好(分別為82.4%與90.3%)，而對G+菌的特異度和靈敏度則相對較低(分別為74.5%與83.6%)。表明與G-菌的鑒別作用相比，該儀器對G+菌的鑒別稍弱。這是因為G+菌細胞壁的肽聚糖層較厚，比G-菌更能抵抗化學和機械效力，這可能會影響染色核酸的熒光染料親和力。有文獻報道可以使用小于5.0 mS/cm的電導率作為重采樣標準，則可以提高判別性能[14]。但是，電導率的截斷值仍然需要通過更多的標本來進一步驗證。

本研究還發現，UF-5000的WBC與BACT在診斷UTI時相關性較弱。有的標本細菌數量很高，但是WBC卻升高不明顯。可能是因為尿液里的WBC破壞等原因所導致。通過ROC曲線分析與尿培養結果的相關性，結果顯示WBC的AUC值均低于BACT。表明UF-5000全自動尿沉渣分析儀用于UTI診斷中，BACT的診斷效能是高于WBC的。

綜上所述，UF-5000的WBC、BACT及革蘭分型在快速篩查和排除UTI，以及預測革蘭陰性菌引起的UTI方面有較高的臨床應用價值，且BACT的診斷效能高于WBC。