血白细胞介素水平对儿童呼吸道细菌、病毒感染的诊断价值

方丽霞 汪憾 毛丽娟

儿童呼吸道感染是儿科最常见的疾病之一，通常表现为鼻炎、咳嗽、喉咙痛、喘息、发烧等症状[1]。儿童呼吸道感染可分为病毒性感染、细菌性感染，两者症状极其相似，但临床处理不同[2]。目前临床上鉴别诊断的金标准是病原学检测，但检测速度较慢；而血清学指标检测有助于快速诊断呼吸道感染类型[3]。因此，本研究尝试比较呼吸道细菌与病毒感染患儿血清白细胞介素（IL）水平，探讨其诊断效能，现将结果报道如下。

1 对象和方法

1.1 对象 选取2018年7月至2019年1月收治的76例呼吸道感染患儿为研究对象，其中细菌感染47例、病毒感染29例；选取同期体检的33例健康儿童为对照组。所有纳入对象既往无免疫疾病史，均为汉族。细菌组男 19例，女 28例；年龄（61.32±31.96）个月；细菌种类包括肺炎链球菌28例，流感嗜血杆菌10例，金黄色葡萄球菌9例。病毒组男10例，女19例；年龄（63.51±30.83）个月；病毒种类包括呼吸道合胞病毒15例，鼻病毒7例，副流感病毒5例，博卡病毒1例，流感病毒1例。对照组男13例，女20例；年龄（62.49±33.52）个月。3组对象性别、年龄比较，差异均无统计学意义（均P＞0.05）。本研究经医院医学伦理委员会审查通过，所有儿童家属签署知情同意书。

1.2 实验室检测 采集所有对象入院当天（对照组为体检当天）空腹外周静脉血5ml进行血常规检测；随后分离得到血清，送交上海吉凯基因化学技术有限公司检测。其中血清C反应蛋白（CRP）检测使用CRP快速检测仪，试剂盒（批号05560）及检测仪均购自芬兰Orion－Diagbostica公司；血清降钙素原（PCT）检测使用瑞士罗氏Cobas E602电化学发光免疫分析仪；血清IL指标检测采用酶联免疫吸附测定法，试剂盒（货号IL-1α-DLA50、IL-1β-201-LB-005、IL-2-202-IL-010、IL-4-204-IL-010、IL-5-M5000、IL-6-D6050、IL-8-D8000C、IL-10-DY417、IL-12-419-ML-010、IL-17-DY421）购自R&D公司。

1.3 统计学处理 应用R 3.4.3统计软件。计量资料用表示，多组间比较采用单因素方差分析，两两比较采用LSD-t检验；计数资料用率表示，组间比较采用χ2检验。血清IL指标对病毒、细菌感染的诊断与鉴别诊断重要性排序采用randomForest包的随机森林算法，分类模型的构建采用caret包的logistic回归算法，分类模型的效能评估采用pROC包的ROC曲线分析。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 3组对象血常规指标及血清CRP、PCT水平比较3组对象血白细胞计数、中性粒细胞计数及血清CRP、PCT水平比较，差异均有统计学意义（均P＜0.05）。与对照组比较，细菌组以上指标均明显升高（均P＜0.05）；病毒组血中性粒细胞计数、血清CRP水平亦明显升高（均P＜0.05），且升高幅度小于细菌组（均P＜0.05），见表 1。

表1 3组对象血常规指标及血清CRP、PCT水平比较

2.2 3组对象血清IL指标比较 3组对象血清IL指标比较，差异均有统计学意义（均P＜0.05）。与对照组比较，细菌组、病毒组血清IL指标均明显升高（均P＜0.05），病毒组均高于细菌组（均P＜0.05），见表 2。

2.3 血清IL指标的诊断与鉴别诊断效能 以患儿出现细菌、病毒感染为分类指标，采用随机森林算法对血清IL指标诊断与鉴别诊断的重要性进行排序：在病毒、细菌感染的鉴别诊断中，IL-17、IL-1α最为重要；在病毒感染的诊断中，IL-12最为重要；在细菌感染的诊断中，IL-8最为重要；重要性排序前5的变量为IL-17、IL-1α、IL-12、IL-2、IL-6，见图 1。将这 5 个变量采用logistic回归算法构建分类模型，结果显示基于血清IL指标的分类模型用于病毒、细菌感染的诊断与鉴别诊断的效能良好，见图2。

3 讨论

呼吸道细菌感染与病毒感染的症状类似，两者的鉴别诊断较为困难，在一定程度上导致了临床抗生素的滥用和耐药性的增加[4]。目前临床上鉴别诊断的金标准为病原学检测，但检测速度较慢。血清学指标检测有助于快速诊断，包括白细胞计数、CRP、PCT等指标。既往研究表明，CRP、PCT是预测感染及炎症的血清标志物[5-8]。有研究证实，CRP联合PCT诊断脓毒症的灵敏度为0.80，特异度为0.70[9]。此外有研究表明，在细菌感染中，以上2个指标明显升高；而在病毒感染中的变化较小[9]。本研究对呼吸道细菌、病毒感染患儿血清CRP、PCT水平进行检测，也发现呼吸道病毒感染患儿这2个指标变化不明显。因此，寻找呼吸道病毒感染的血清标志物很有必要。

IL家族是一组广泛参与炎症反应调节、病原体清除以及感染组织修复的细胞因子。目前已发现的IL多达数十种，依据功能分为促炎症因子（IL-1α、IL-6、IL-17等）和炎症抑制因子（IL-4、IL-10等）[10]。本研究检测了儿童空腹血清中 IL-1α、IL-1β、IL-2、IL-4、IL-5、IL-6、IL-8、IL-10、IL-12、IL-17 这 10 种常见的炎症因子水平，结果显示细菌、病毒感染患儿以上10种因子水平均明显升高，其中病毒感染患儿升高更明显。随后笔者采用随机森林算法对以上10种因子在细菌、病毒感染诊断与鉴别诊断中的重要性进行排序，并选取前5个变量（IL-17、IL-1α、IL-12、IL-2、IL-6）构建 logistic 回归分类模型，并绘制ROC曲线分析其效能。结果显示基于血清IL指标的分类模型用于病毒、细菌感染的诊断与鉴别诊断的效能良好。

表2 3组对象血清IL指标比较（pg/ml）

图1 血清IL指标对细菌、病毒感染的诊断与鉴别诊断的重要性排序

图2 基于血清IL指标的分类模型用于诊断病毒、细菌感染的诊断与鉴别诊断效能的ROC曲线分析

综上所述，基于血清IL指标的分类模型有助于儿童呼吸道病毒、细菌感染的诊断与鉴别诊断。在未来研究中，血清IL指标单独或联合CRP、PCT等指标，或有助于区分儿童呼吸道病毒、细菌感染，实现早期诊断。