心臟術后監測血清降鈣素原、C反應蛋白、白細胞介素-6在感染評估中的臨床價值

苗強 陳勝南 張昊景 黃珊 張君龍 蔡蓓 牛倩

術后感染是心臟外科手術常見并發癥之一，如果不能早期診斷并采取有效治療，易發展為膿毒血癥，增加術后死亡風險。研究表明，心臟術后發生感染病人的死亡率約為未發生感染病人的4倍[1]。心臟外科手術體外循環(cardiopulmonary bypass,CPB)時間長、創傷大，極易產生全身炎癥反應綜合征(systemic inflammatory response syndrome,SIRS)，使得術后感染的診斷變得困難。血清降鈣素原(procalcitonin,PCT)是降鈣素的前體物質，由甲狀腺C細胞產生，被廣泛用于膿毒癥的早期快速診斷及預后評估，同時在重癥病人抗生素治療及預后評估中有重要價值，在CPB后，即使出現非特異性全身炎癥反應，PCT濃度的升高也被認為是鑒別感染的可靠依據[2-3]。C反應蛋白(C-reactive protein,CRP)與白細胞介素6(interleukin 6,IL-6)也作為感染輔助判斷的指標，但不具有特異性。目前PCT、CRP和IL-6在感染的早期診斷中有廣泛應用，但在心臟外科術后監測中的價值尚無統一的定論[4-6]。本研究回顧性分析心臟外科術后病人PCT、CRP和IL-6的水平，探討其在心臟外科術后感染早期診斷及預后評估中的價值。

對象與方法

一、對象

2018年1月～2020年5月我院心臟外科手術病人139例，男性58例，女性81例。依據臨床診斷或病原微生物檢測結果按照疾病防控中心/國家醫院感染監控網絡(CDC/NHSN)診斷標準確定病人是否存在感染。最終納入術后感染病人24例(其中肺部感染14例，傷口感染7例，血行感染3例)，非感染病人115例。根據術后住院時間，將所有病人分為短期預后良好組(住院時間<15天)102例，預后不良組(住院時間≥15天)37例。病人主要的臨床診斷包括先天性心血管疾病18例，心臟瓣膜病76例，其他心臟疾病45例。本研究方案符合《赫爾辛基宣言》相關規定，并經四川大學華西醫院倫理委員會批準。納入標準：(1)在我院心臟外科行CPB心臟手術治療，住院時間>48小時；(2)臨床資料保存完整；(3)術后48小時內各項實驗室指標結果齊全。排除標準：臨床診斷存在惡性腫瘤以及肝腎功能不全；術前已合并有感染；住院時間不足48小時；臨床資料及實驗室指標檢測結果不全。

二、方法

通過醫院信息管理系統(HIS)收集病人臨床資料，包括性別、年齡、住院時間、臨床診斷等。并通過實驗室信息管理系統(LIS)收集病人術后第1天和第2天的相關實驗室檢測指標，主要包括血清PCT、CRP和IL-6。

三、統計學方法

采用SPSS 24.0軟件進行分析。計量資料采用中位數(四分位數)表示，組間比較采用秩和檢驗；計數資料采用例(%)表示，比較采用卡方檢驗或Fisher確切概率法。診斷性試驗評價采用MedCalc?軟件利用受試者工作特征曲線(receiver operating characteristic curve,ROC)進行分析，P< 0.05為差異有統計學意義。

結果

1.臨床基本資料比較見表1。心臟術后感染與非感染病人年齡、疾病類型分布比較差異無統計學意義(P>0.05)，兩組性別、住院時間比較，差異有統計學意義(P<0.05)。

表1 感染組與非感染組一般臨床資料比較

2.兩組病人術后第1、2天PCT、CRP、IL-6水平比較見表2。感染組術后第1天IL-6水平高于非感染組，差異有統計學意義(P<0.05)；兩組術后第1天PCT、CRP水平比較差異無統計學意義(P>0.05)。感染組術后第2天PCT水平與術后第1天比較差異有統計學意義(P<0.05)，且高于非感染組病人術后第2天PCT水平，差異有統計學意義(P<0.05)；感染組術后第2天CRP的水平與術后第1天比較差異有統計學意義(P<0.05)，但與非感染組比較，差異無統計學意義(P=0.501)；兩組術后第2天IL-6的水平比較無明顯差異。

表2 感染組與非感染組病人術后第1、2天PCT、CRP、IL-6水平的比較

3.心臟術后第1、2天PCT、CRP和IL-6對感染的診斷效能評價：心臟外科術后第1、2天各指標對術后感染早期診斷價值的評估見圖1和表3。術后第1天PCT、CRP和IL-6的AUC分別為0.561、0.511和0.637，最佳臨界值分別為2.16 ng/ml、72.6 mg/L和549.5 pg/ml。術后第1天三者聯合檢測的AUC為0.634，PCT、IL-6二者聯合檢測的AUC為0.627。術后第2天PCT 單獨預測感染的AUC為0.747，最佳臨界值為5.01 ng/ml時，靈敏度與特異性分別為85.71%和61.54%；術后第2天IL-6的AUC值為0.670，最佳臨界值為121.3 pg/ml時，靈敏度與特異性分別為100% 和46.15%。術后第2天三者聯合檢測的AUC為0.670，PCT和IL-6二者聯合檢測的AUC為0.703。

圖1 術后第1、2天各指標的ROC曲線

表3 病人術后第1、2天PCT、CRP、IL-6診斷效能評價指標

4.心臟術后短期預后良好組與預后不良組病人術后第1、2天PCT、CRP、IL-6水平的比較見表4。預后不良組病人術后第1天PCT、CRP水平均高于短期預后良好組；兩組間術后第1天IL-6水平比較，差異無統計學意義(P>0.05)。兩組病人PCT、CRP、IL-6的水平在術后第2天無明顯差異(P>0.05)。

表4 短期預后良好組與預后不良組術后第1、2天PCT、CRP、IL-6水平的比較

討論

體外循環、低體溫、主動脈阻斷和體內多種管道處理等手術操作增加了心臟手術病人術后早期發生院內感染的幾率[6]。早期發現感染并給予有效的抗生素治療是減少術后并發癥、縮短住院時間提高心臟手術病人預后的決定因素。心臟外科術后感染與普通外科術后感染不同，其感染的種類多，交叉感染的機會大，且術后病人無論是否并發感染都會發生炎癥反應導致相關炎癥指標升高，因此加大了臨床醫生對于心臟術后感染識別的難度，如何利用感染標志物早期識別高危病人，并給予適當的預防措施改善病人預后是心臟外科醫生所面臨重要臨床問題。PCT是近年來預測感染的常用指標之一。Assicot等[7]提出，當病人出現全身系統感染時，肺及腸道組織的內分泌細胞在炎癥因子如IL-6、腫瘤壞死因子等以及細菌產生的內毒素的刺激下會合成、分泌大量PCT，使得血清PCT水平升高，且其濃度與感染嚴重程度呈正相關。相比于WBC、CRP和IL-6等傳統的炎癥指標，PCT具有更高的靈敏度和特異性。但據目前研究表明PCT在心臟術后早期預測感染及評估預后的應用上仍有一定的局限[5]。因此將PCT與傳統的炎癥指標聯合，評估心臟術后不同時間點血清PCT、CRP和IL-6在感染早期預測及預后評估中的價值有重要臨床意義。

在本研究中，我們對139例心臟外科手術后感染與非感染病人術后第1天PCT、CRP和IL-6的水平進行了分析，發現術后第1天PCT和CRP在感染與非感染病人間無明顯差異，而感染病人IL-6的水平明顯高于非感染病人，這與余巧敏等[8]研究結果基本一致。導致這一現象的原因可能由于IL-6是固有免疫系統對損傷和感染反應最快的細胞因子，常作為預警作用，而PCT和CRP可由IL-6誘導產生，因此其升高往往滯后于IL-6。預后不良組術后第1天PCT水平明顯高于預后良好組(P=0.001)，表明術后第1天PCT的水平可作為評估心臟術后病人短期預后情況的指標。Brocca等[9]研究也發現PCT和IL-6水平升高與心臟手術的術后并發癥有關。

本研究進一步對術后第2天各指標進行了分析，發現術后第2天PCT的水平在感染與非感染組間存在差異，同時發現感染組病人第2天的PCT水平明顯高于第1天，表明術后第2天PCT水平能夠早期識別心臟術后感染。通過ROC曲線分析發現在心臟外科術后第2天單獨檢測PCT的AUC最大，提示PCT診斷心臟外科術后感染的能力優于IL-6和CRP及相應的聯合檢測。本研究還發現CRP對心臟外科手術后早期感染的預測價值不大，這與以前的研究結果是基本一致的[9-10]。

本研究為單中心回顧性研究且樣本量較小，手術相關的部分記錄缺失，結果可能存在一定偏倚。因此檢測PCT和IL-6對預測心臟術后感染及評估病人預后的臨床價值有待大樣本研究進一步證實。

綜上所述，心臟術后病人第1天IL-6水平及第2天PCT水平在感染的預測與評估中有較高臨床價值，術后第1天PCT水平明顯升高亦可提示病人短期預后不良。PCT和IL-6的檢測可作為心臟術后病人預測感染和有效評估早期病情嚴重程度的重要參考指標。