降钙素原在鉴别血流感染菌种中的作用

杨　燕, 徐继扬, 范　璐, 嵇　玲, 徐　敏

(江苏省苏北人民医院, 江苏 扬州, 225001)



降钙素原在鉴别血流感染菌种中的作用

杨燕, 徐继扬, 范璐, 嵇玲, 徐敏

(江苏省苏北人民医院, 江苏 扬州, 225001)

摘要:目的比较血清降钙素原(PCT)在G-杆菌和G+球菌血流感染中的差异及其诊断价值。方法回顾性分析本院急诊科血流感染患者，血培养结果阳性且为单一的G-杆菌或G+球菌菌株，并检测了血清PCT浓度，所有患者的疾病严重程度通过APACHEII评分、SOFA评分、住院时间、死亡率来评价。根据菌株不同分为G-杆菌感染组(59例)、G+球菌感染组(24例)。比较2组患者入院时的PCT水平。绘制PCT对血流感染菌种鉴别的受试者工作特征曲线(ROC曲线)，根据曲线下面积(AUC)来评价其对血流感染菌种鉴别的价值。结果G-杆菌和G+球菌2组血流感染患者在年龄、性别、疾病严重程度、住院时间方面比较差异无统计学意义(P>0.05)。2组血流感染患者的感染来源比较差异具有统计学意义(P<0.05); G-杆菌感染多来源于消化系统，G+球菌感染多来源于呼吸系统。从血液培养的菌株分布来看，引起血流感染的G-杆菌以大肠埃希氏菌、肺炎克雷伯氏菌为主，G+球菌以金黄色葡萄球菌、溶血性葡萄球菌为主。G-杆菌组PCT高于G+球菌组，差异有统计学意义(P<0.05)。ROC曲线分析显示，PCT曲线下面积AUC=O.680(95% CI: 0.555-0.806)、AUC与area=0.5的差异具有统计学意义(P<0.05); 血清 PCT值的最佳截断值为2.5 ng/mL, 此时Youden 指数最大(0.309), 灵敏度为55.9%, 特异度为70.5%。 结论血清PCT浓度在G-杆菌引起血流感染中明显增高，故早期检测有诊断意义。

关键词:降钙素原; G-杆菌; G+球菌; 血流感染

近年来，随着临床侵入性诊疗技术的开展及广谱抗生素、激素、免疫抑制剂的药物的不合理应用，血流感染的发病率有逐年增高的趋势，据国外相关文献[1]报道，血流感染的发生率在1986年仅为1.6%, 2006年增加至3.1%，病死率高达21%～48%。近年来，欧洲的研究[2]报道血流感染所致的死亡列居欧洲死亡原因的第4位。由此可见，血流感染的发病率及死亡率呈现全球性的增长。因此，早期识别血流感染，及时抢救，并及时地得到有效抗生素的治疗，从而改善预后降低死亡率显得十分重要。血培养是鉴定病原菌类型的金标准，但存在灵敏度低，检测时间长的缺点，因而需寻找能够鉴别病原菌类型的实验室早期快速诊断指标。近年来，随着血中炎症因子的深入研究，国内外临床医生开始更多的关注可能具有预测血流感染价值及早期鉴别血流感染病原菌的炎症因子[3]。本研究对临床确诊为G-杆菌或G+球菌血流感染患者进行早期检测PCT，并进行回顾性分析，以评价其是否对血流感染患者菌种鉴别具有早期诊断价值。

1资料与方法

1.1　一般资料

本研究采用临床回顾性研究方法，选择2012年12月—2014年12月入住本院急诊科的发热待查患者，入院的同时进行血培养及血清PCT检测，2次不同部位血培养均为同一种G-杆菌菌株或同一种G+球菌菌株感染患者共83例，将其分为G-杆菌感染组(59例)和G+球菌感染组(24例)。G-杆菌感染组男33例，女26例，平均(62.83±15.83)岁；G+球菌感染组男15例，女9例，平均(59.00±22.26)岁，2组在年龄和性别构成上差异无统计学意义(P>0.05)。

1.2　研究方法

所有临床表现高度怀疑血流感染的患者，进行血培养、PCT检查，以血液培养阳性作为血流感染诊断标准，2组病例均在抗生素治疗前根据血培养采血标准操作规程同时采集2套血培养标本(不同部位外周静脉血各10 mL)，每套同时接种至需氧瓶和厌氧瓶。同时，采集外周静脉血5 mL，室温静置、离心、分离血清部分，2 ℃～8 ℃贮存，12 h内测定PCT值。采集外周静脉血2 mL，使用美国BD公司BACTEC FX全自动血液培养检测仪检测，美国COMPACT公司VITEK 2 COMPACT全自动微生物鉴定药敏系统进行细菌菌种鉴定及药敏试验。PCT检测采用深圳市新产业生物医学工程股份有限公司提供的迈格鲁米(MAGLUMI 2000)全自动化学发光测定仪和PCT测定试剂盒。

2结果

2.1　病情严重程度比较

所有患者的疾病严重程度通过APACHE Ⅱ评分、SOFA评分、住院时间、死亡率来评价。2组APACHE Ⅱ评分、SOFA评分、住院时间、死亡率等疾病严重程度的差异无统计学意义，见表1。

2.2　2组病原菌来源构成比及血培养细菌分布情况

G+球菌感染多存在于呼吸系统，G-杆菌感染多存在于消化系统，2组间比较差异有统计学意义(P<0.05); 其他系统感染时2组之间比较差异无统计学意义(P>0.05)。见表2。G-杆菌组和G+球菌组血培养细菌分布情况，见表3。

表1　2组患者严重程度比较

表2　2组患者感染来源比较[n(%)]

表3　2组患者血培养菌株分布情况[n(%)]

2.3　G-杆菌组和G+球菌组PCT比较

G-杆菌组PCT[3.98(0.59；18.99) ng/mL]高于G+球菌组[0.75(0.53；5.31) ng/mL]，提示2组在PCT水平比较差异有统计学意义(P<0.05)。见表4。

表4　2组PCT的比较

2.4　PCT构筑ROC曲线评价其对G-杆菌和G+球菌感染鉴别的诊断价值

运用SPSS 18.0中的ROC curve程序，以PCT作为测试变量，构建对G-杆菌和G+球菌感染鉴别的ROC曲线。分析使用PCT鉴别G-杆菌与G+球菌感染时，根据受试者工作特征(ROC)曲线，曲线下面积AUC=O.680(95%CI: 0.555-0.806), AUC与area=0.5的差异性比较差异具有统计学意义(P<0.05)。血清PCT值的最佳截断值为2.5 ng/mL, 此时Youden指数最大，为0.309, 灵敏度为55.9%, 特异度为70.5%。见表5。

表5　PCT ROC曲线下面积(AUC)结果及统计学比较

3讨论

血流感染是患者死亡的重要原因之一，虽然病原学诊断可以提供可靠的依据，但血培养检测存在灵敏度低，检测时间长的缺点，而且标本采集时容易受到皮肤正常菌群的污染，不利于血流感染患者的早期诊断及治疗。故寻找血流感染早期诊断的炎性标记物显得十分重要。PCT作为机体感染所引起全身炎症反应综合征(SIRS)的一个敏感性指标，并用于鉴别细菌感染与非细菌感染的鉴别诊断。血清PCT 是目前应用临床血流感染中较为成熟、合理、公认的快速早期诊断方法之一。临床上血培养结果尚未报告时，能否通过血清PCT浓度的测定为选择针对G-杆或G+球菌的抗菌药物提供一定的依据，减少了抗菌药物选择的盲目性。目前国内外学者关于早期通过炎性标记物血清降钙素原鉴别血流感染病原菌菌种的研究较少，且其研究鉴别G-杆菌及G+球菌血流感染的血清PCT临界值相差很大，结果也不一致。本实验重点研究血清PCT对鉴别血流感染患者G-杆菌和G+球菌的临床意义，寻求准确的临界值，为临床早期判断血流感染病原菌菌种及合理的选择抗菌药物提供实验室依据[23]。

卫生部2012年全国细菌耐药性监测网统计由G+球菌引起的血流感染逐年下降，而G-杆菌、厌氧菌和真菌所致者逐年上升。从本次研究的83例血流感染患者血培养菌株看与此相符，血培养G-杆菌患者59例(71.1%)，G+球菌24例(28.9%)。G+球菌靠外毒素致病，外毒素的化学成分是蛋白质，毒性极不稳定，容易受到破坏。而G-杆菌靠内毒素致病，内毒素是G-杆菌细胞壁中的一种成分，称为脂多糖，它作用于体内的中性粒细胞、巨噬细胞等，使之产生肿瘤坏死因子-α、白细胞介素-1，6等细胞因子在G-杆菌感染时，内毒素肿瘤坏死因子以及白细胞介素的刺激诱导肝、脾、肾、肺的神经内分泌细胞产生PCT[4]。由于G-杆菌及G+球菌致病因素不同，故其分泌的PCT水平存在一定的差异，可以通过PCT浓度的检测早期对G-杆菌及G+球菌初步判断。

APACHEⅡ评分系统可作为评估ICU患者病情和预后的指标。APACHEⅡ评分系统是由急性生理学评分(APS)、年龄评分、慢性健康状况评分3部分组成，最后得分为3者之和。理论最高分71分，分值越高病情越重。1981年由Knaus等[5]提出的APACHEⅡ评分系统可作为评估ICU患者病情和预后的指标。全身性感染相关性器官功能衰竭评分(SOFA)对危重病病情严重程度的判断及预后评估有价值，其标准简单易行，客观可信。近年来前瞻性的大样本多中心研究已证明，SOFA评分与病情严重程度及预后有良好的相关性，SOFA 评分相对较为简洁、数据容易获得、客观，更关注患者血流动力学变化，较符合脓毒症患者病情变化特点，适合急诊科医师对脓毒症患者的病情初步评估和判断[6]。从本次研究的所有血流感染患者的病情严重程度通过APACHE II评分及 SOFA评分来评估。统计数据显示，G-杆菌和G+球菌2组血流感染患者在年龄、性别、疾病严重程度、住院时间方面比较差异无统计学意义(P>0.05)。

血培养阳性患者感染来源以肺部感染最常见，其次为腹腔感染、泌尿系感染、皮肤软组织感染、脑膜炎、心内膜炎等[7]，其中G+球菌病原菌来源以呼吸系统感染为主，G-杆菌病原菌来源以消化系统感染为主。从本次研究的统计数据看，G+球菌与G-杆菌感染的2组血流感染患者的感染来源比较差异具有统计学意义(P<0.05)，与相关文献[8]报道一致。

Wisplinghoff H等[9]对血流感染病例研究显示，社区和院内血流感染的第1位病原菌均包括大肠埃希菌和金黄色葡萄球菌。本次研究发现，由G-杆菌引起血流感染多见于大肠埃希菌和肺炎克雷伯菌感染为主，而G+球菌引起的血流感染以金黄色葡萄球菌及溶血性葡萄球菌感染为主，而这一病原菌分布与美国的病例研究结果相似[10]。

然而关于不同菌种(G-杆菌与G+球菌)感染所致血流感染患者血清PCT水平变化的研究报道尚不多见，本次研究发现PCT在G-杆菌引起血流感染患者中明显增高，而在G+球菌引起血流感染患者中轻度增高。2组之间PCT进行比较提示G-杆菌组PCT明显高于G+球菌组，Koivula等[11]报道在嗜中性粒细胞减少症患者发生血流感染时，血培养革兰阴性菌感染的患者PCT表达水平明显增高，与本研究结果一致，这为临床鉴别革兰阴性菌感染和革兰阳性菌感染以及选择合适的抗菌药物提供一定的依据。结合PCT的ROC曲线发现PCT的最佳截断值=2.5 ng/mL时灵敏度为55.9%，特异度为70.5%，曲线下面积AUC=O.680(95%CI：0.555～0.806)，有相关文献[12]报道PCT>2 ng/mL时可考虑诊断败血症。Nakajima A 等[13]研究45例严重感染的败血症患者中, 14例血培养阳性：7例革兰氏阳性球菌(GPC)、6例革兰氏阴性杆菌(GNR)、1例其他细菌。GNR组的PCT水平(149.8±199.7) ng/mL明显高于GPC组(19.1±41.8 )ng/mL，差异有统计学意义，与本研究结果一致。

参考文献

[1]Rodríguez-Créixems M, Alcalá L, Mu oz P, et al.Bloodstream infections: evolution and trendsin the microbiology workload, incidence, and etiology, 1985-2006[J]. Medicine (Baltimore), 2008, 87(4): 234.

[2]Sogaard M, Norgaard M, Dethlefsen C, et al.Temporal changes in the incidence and 30-day mortality associated with bacteremia in hospitalized patients from 1992 through 2006: apopulation -based cohort study [J].Clin Infect Dis, 2011, 52(1): 61.

[3]陈炜, 赵磊, 王锁柱, 等. 不同炎症因子对细菌性血流感染所致脓毒症患者的早期诊断价值[J]. 中华危重病急救医学, 2014, 26(3): 165.

[4]Dandona P, Nix D, Wilson M F, et al. Procalcitonin increase after endotoxin injection in normal subjects[J]. J Clin Endocrinol Metab, 1994, 79(6): 1605.

[5]Knaus W A, Draper E A, Wanger D P, et al. APACHE Ⅱ: a severity of classification system[J]. Crit Care Med, 1985, 13 (40): 818.

[6]殷胜禄. SOFA评分联合降钙素原在脓毒症早期诊断及预后应用[J]. 中华医院感染学杂志, 2013, 23(11): 2536.

[7]熊瑛霞, 王真, 宁永忠. 严重脓毒症及脓毒性休克患者感染部位及血培养结果分析[J]. 山东医药, 2011, 51(24): 86.

[8]刘毅, 宋诗铎, 王洪霞. ICU医院感染相关脓毒症病原菌分布及耐药性分析[J]. 中华医院感染学杂志, 2010, 20(3): 421.

[9]Wisplinghoff H, Bischoff T, Tallent S M, et al. Nosocomial bloodstream infections in US Hospitals: analysis of 24, 179 cases from a Prospective Nationwide Surveillance Study[J].Clin Infect Dis, 2004, 39(3): 309.

[10]马序竹, 李湘燕, 侯芳. 成人败血症249例回顾性临床分析[J].中华医院感染学杂志, 2010, 20(5): 648.

[11]Koivula I, Juutilainen A.Procalcitonin is a useful marker of infection in neutropenia[J].Leuk Res, 2011, 35(10): 1288.

[12]Sudhir U, Venkatachalaiah R K, Kumar T A, et al. Significance of serum procalcitoninin sepsis[J]. Indian J Crit Care Med, 2011, 15(1): 1.

[13]Nakajima A, Yazawa J, Sugiki D, et al.Clinical utility of procalcitonin as a marker of sepsis: a potential predictor of causative pathogens[J]. Intern Med, 2014, 53(14): 1497.

Role of procalcitonin in identifying bloodstream infection of microorganism strains in patients

YANG Yan, XU Jiyang, FAN Lu, JI Ling, XU Min

(EmergencyDepartment,SubeiPeople′sHospital,Yangzhou,Jiangsu, 225001)

ABSTRACT:ObjectiveTo explore the differences of serum procalcitonin (PCT) between Gram-negative (GN) and Gram-positive (GP) bacterial bloodstream infection (BSI) and its diagnostic value.MethodsThe levels of PCT of patients were retrospectively investigated in emergency department.The patients with consistent positive blood culture were enrolled in this study, including 59 cases with GN bacterial infection and 24 cases with GP bacterial infection.And the concentration of serum PCT was detected.Clinical data such as APACHEII, SOFA score, hospitalization duration and mortality were recorded.We analyzed the difference of PCT level of GN and GP groups.ROC curve was drawn according diagnostic value of PCT in discriminating between GN and GP bacterial bloodstream infection and AUC was applied to assess the value of identifying bloodstream infection of microorganism strains.ResultsThere were no differences in gender, age, APACHEII, SOFA score, hospitalization duration and mortality between two groups (P>0.05).Infection sources of two groups showed statistically significant difference (P<0.05).Gram-negative bacillus was mainly infected by digestive system and Gram-positive cocci was sourced from respiratory system.E.coli and pneumonia Klebsiella were identified as the most frequent causal pathogens leading to bloodstream infection in Gram-negative bacillus.Staphylococcus aureus and staphylococcus haemolyticus were the most frequent causal pathogens in Gram-positive cocci. PCT levels in Gram-negative bacillus group were found to be markedly higher than that in Gram-positive cocci group, there was statistically significant difference (P<0.05). Receptor

of curve(ROC) revealed that the area under the curve(AUC) was 0.680(95% CI: 0.555-0.806), which was found a statistically significant difference between AUC and area=0.5 (P<0.05). Taken 2.5 ng/mL as a cut-off value of PCT, we found the largest Youden index was 0.309.The sensitivity was 55.9% and the specificity was 70.5%.ConclusionPCT concentration is increased in bloodstream infection, so early diagnosis is of great value.

KEYWORDS:procalcitonin; gram-negative bacillus; gram-positive cocci; bloodstream infection

通信作者:徐继扬

收稿日期:2015-05-26

中图分类号:R 631

文献标志码:A

文章编号:1672-2353(2015)24-046-04

DOI:10.7619/jcmp.201524014