降钙素原和炎症因子在COPD急性加重期病原鉴别诊断中的价值

唐丹丹，黄远东

（湖北文理学院附属医院，襄阳市中心医院呼吸内科，湖北 襄阳 441021）

慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease，COPD）是一种持续性呼吸道症状和气流受限不可逆性的慢性炎症性疾病，多种炎症细胞和炎症因子参与其发生、发展及转归[1，2]。研究发现细菌感染及病毒感染为COPD急性加重的主要病因[3，4]，故及时准确的呼吸道感染病因鉴别诊断对降低COPD死亡率具有重要价值。本研究检测COPD患者血清降钙素原（PCT）和炎症因子，为COPD急性加重期病原诊断及鉴别诊断提供证据。

1 资料与方法

1.1 研究对象

选择2013-06～2015-01本科诊治的COPD病人为研究对象，均符合以下标准：（1）经症状体征、临床表现、肺功能及肺部影像学检查确诊为COPD，符合中华医学会呼吸病学分会慢性阻塞性肺疾病学组《慢性阻塞性肺疾病诊治指南（2013年修订版）》中COPD的诊断标准[5]；（2）既往COPD病史；（3）排除合并肺部其他疾病，排除其他导致炎症因子异常疾病；（4）急性加重期为肺部感染导致，经肺部CT及痰培养诊断肺部感染，既往1a内无肺部感染；（5）经痰培养或血培养找到明确致病细菌或病毒；（6）排除1a内应用影响免疫功能药物。根据病人病情分为稳定期组（SSCOPD组）和急性加重期组（AECOPD组）。另选择门诊体检的正常健康人为对照组（CON组）。AECOPD组、SSCOPD组和CON组均纳入120例研究对象，在性别、年龄、体质量指数和吸烟史方面均具有可比性（均P>0.05）（见表1）。

1.2 病原鉴定方法

清晨咳嗽及无菌生理盐水漱口后取AECOPD组和SSCOPD组COPD病人痰液10mL，立即送检，接种于巧克力平板、血平板和沙保罗培养基，前两者置于5%CO2、37℃培养箱中培养24h，后者置于真菌培养箱，分离培养病原，进行细菌鉴定，采用GN201法进行革兰阳性菌药敏试验，采用GP法进行革兰阴性菌药敏试验，药敏试验采用纸片扩散法。采用鼻拭子收集病人分泌物及鼻粘膜细胞，应用基因组DNA/RNA提取试剂盒提取标本DNA/RNA，PCR或者RT-PCR扩增后鉴定致病病毒。

表1 AECOPD组、SSCOPD组和CON组研究对象一般临床资料比较（）

表1 AECOPD组、SSCOPD组和CON组研究对象一般临床资料比较（）

images/BZ_75_272_461_666_535.pngimages/BZ_75_666_461_1060_535.pngimages/BZ_75_1060_461_1455_535.pngimages/BZ_75_1455_461_1849_535.pngimages/BZ_75_272_609_666_683.pngimages/BZ_75_666_609_1060_683.pngimages/BZ_75_1060_609_1455_683.pngimages/BZ_75_1455_609_1849_683.pngimages/BZ_75_272_757_666_831.pngAECOPD组CON组 images/BZ_75_666_757_1060_831.png145/105 70/50images/BZ_75_1060_757_1455_831.png68.4±2.6 68.2±2.5images/BZ_75_1455_757_1849_831.png21.2±1.8 21.3±2.1吸烟史（支/wk）14.1±1.5 14.3±1.7 14.2±1.7>0.05

1.3 炎症因子检测

AECOPD组、SSCOPD组和CON组研究对象空腹8h后于次晨取肘静脉血10mL，室温下3000r/min离心15分钟，取上清液（血清）检测降钙素原和炎症因子（包括hs-CRP、TNF-α、IL-1β、IL-6和IL-8），检测方法均为酶联免疫吸附法。

1.4 统计学分析

采用Sigmaplot12.0软件进行统计学分析。AECOPD组、SSCOPD组和CON组研究对象间研究指标比较采用单因素方差分析（采用SNK分别两两比较）；计数资料采用χ2检验。Logistic回归分析用于单因素分析，有意义者纳入多因素Logistic回归模型。P<0.05认为差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 病原鉴定及构成比

AECOPD组250例COPD病人中革兰阴性菌107例（42.8%）（铜绿假单胞菌38例、肺炎克雷伯菌

2.2 PCT和炎症因子对比

AECOPD组和SSCOPD组COPD病人血清PCT、hs-CRP、TNF-α、IL-1β、IL-6和IL-8均显著高于CON组正常健康人（均P<0.001），AECOPD组30例、鲍曼不动杆菌21例和产气肠杆菌18例）、革兰阳性菌90例（36.0%）（金黄色葡萄球菌36例、溶血葡萄球菌24例和肺炎链球菌15例）、真菌25例（10.0%）（白假丝酵母菌15例和光滑假丝酵母菌10例）和病毒42例（16.8%）（鼻病毒20例、呼吸道合胞病毒15例和肠道病毒8例）（见表2）。COPD病人血清PCT、hs-CRP、TNF-α、IL-1β、IL-6和IL-8均显著高于和SSCOPD组病人（均P<0.001）（见表3）。

表2 AECOPD组COPD患者病原鉴定及构成比（n，%）

表3 AECOPD组、SSCOPD组和CON组研究对象PCT和炎症因子对比（）

images/BZ_75_268_2808_625_2879.pngimages/BZ_75_625_2808_1010_2879.pngimages/BZ_75_1010_2808_1339_2879.pngimages/BZ_75_1339_2808_1687_2879.pngimages/BZ_75_1687_2808_1977_2879.pngimages/BZ_75_268_2950_625_3021.pngimages/BZ_75_625_2950_1010_3021.pngimages/BZ_75_1010_2950_1339_3021.pngimages/BZ_75_1339_2950_1687_3021.pngimages/BZ_75_1687_2950_1977_3021.pngimages/BZ_75_268_3092_625_3163.png研究指标PCT（ng/mL）TNF-α（pg/mL）IL-6（pg/mL）images/BZ_75_625_3092_1010_3163.pngAECOPD组9.7±1.4 34.1±4.5 13.6±2.8images/BZ_75_1010_3092_1339_3163.pngSSCOPD组1.2±0.4 10.9±2.8 4.5±1.6images/BZ_75_1339_3092_1687_3163.pngCON组0.3±0.1 6.8±1.7 2.4±1.2images/BZ_75_1687_3092_1977_3163.pngF值4722.286 3047.159 1291.588 P值<0.001<0.001<0.001<0.001<0.001<0.001

2.3 感染病原对比

AECOPD组中细菌感染COPD病人PCT、hs-CRP、TNF-α、IL-1β、IL-6和IL-8均显著高于真菌感染和病毒感染COPD病人（均P<0.001），真菌感染与病毒感染COPD病人PCT、hs-CRP、TNF-α、IL-1β、IL-6和IL-8均无统计学差异（均P>0.05）（见表4）。

表4 AECOPD组COPD患者不同病原PCT和炎症因子对比（）

images/BZ_76_272_846_630_924.pngimages/BZ_76_630_846_1014_924.pngimages/BZ_76_1014_846_1344_924.pngimages/BZ_76_1344_846_1691_924.pngimages/BZ_76_1691_846_1982_924.pngimages/BZ_76_272_1003_630_1082.pngimages/BZ_76_630_1003_1014_1082.pngimages/BZ_76_1014_1003_1344_1082.pngimages/BZ_76_1344_1003_1691_1082.pngimages/BZ_76_1691_1003_1982_1082.pngimages/BZ_76_272_1160_630_1239.png研究指标PCT（ng/mL）TNF-α（pg/mL）IL-6（pg/mL）images/BZ_76_630_1160_1014_1239.png细菌感染11.6±2.1 40.8±5.1 17.7±3.1images/BZ_76_1014_1160_1344_1239.png真菌感染3.8±1.2 15.4±4.3 7.9±2.2images/BZ_76_1344_1160_1691_1239.png病毒感染3.9±1.4 15.7±4.8 8.1±2.9images/BZ_76_1691_1160_1982_1239.pngF值398.881 639.408 265.506 P值<0.001<0.001<0.001<0.001<0.001<0.001

2.4 COPD急性加重期病原感染单因素分析

将PCT和炎症因子纳入logistic单因素分析，COPD急性加重期PCT、hs-CRP、TNF-α、IL-1β、IL-6和IL-8为细菌感染的影响因素，真菌感染和病毒感染与PCT、hs-CRP、TNF-α、IL-1β、IL-6和IL-8无关（见表5）。

表5 COPD急性加重期患者病原感染单因素分析

3 讨论

COPD从稳定期向急性加重期转变的主要因素为呼吸道感染，因病人病程长且多伴有营养不良，呼吸道感染对COPD病人极其致命，可显著提高病人死亡率，故及时准确的呼吸道感染病原鉴定并针对性治疗对改善COPD急性加重期预后具有重要意义[6，7]。随着抗菌药物和糖皮质激素的滥用，呼吸道感染的病原谱存在显著变化，既往研究表明COPD急性加重期主要致病菌为细菌，其中肺炎克雷伯杆菌、铜绿假单胞菌、鲍曼不动杆菌和金黄色葡萄球菌比例最高，且细菌普遍对抗菌药物耐药率呈逐年升高趋势，且与医院及地理位置相关[8，9]。本研究COPD急性加重期病人中革兰阴性菌42.8%、革兰阳性菌36.0%、真菌10.0%和病毒16.8%，这些证据提示临床治疗AECOPD经验性使用抗生素时可首选抗菌治疗，可联合抗病毒治疗以提高疗效。

COPD本质为系统性慢性炎症疾病，多种炎症细胞和细胞因子参与其发病机制。包括吸烟和空气污染等致病因素可激活呼吸道上皮细胞和巨噬细胞，释放炎症因子和趋化因子，使中性粒细胞和单核细胞趋化至气道和肺组织，导致气道阻塞和不可逆性重塑，最终导致肺功能不可逆性下降[10，11]。hs-CRP为非特异性炎症反应标志物，在COPD病人中可检测到其水平升高，且可反应病情及预后[12]；TNF-α可刺激C反应蛋白合成增加，诱导中性粒细胞趋化至炎症反应部位[13，14]；IL-1β可诱导炎症细胞聚集在炎症气道，同时激活炎症细胞产生氧自由基损伤正常肺泡上皮细胞[15]；IL-6可诱导中性粒细胞浸润，并促进hs-CRP、TNF-α和IL-1β水平升高。降钙素原为炎症反应的标志物，在COPD中呈动态变化，与病情及预后密切相关，同时可用于评估药物治疗后疗效。本研究中，COPD急性加重期和稳定期病人血清PCT、hs-CRP、TNF-α、IL-1β、IL-6和IL-8均显著高于正常健康人，且急性加重期COPD病人显著高于稳定期病人，这些证据表明血清PCT、hs-CRP、TNF-α、IL-1β、IL-6和IL-8与COPD病情有关，对COPD病人应密切监测血清PCT和炎症因子，其水平异常时即使未出现急性加重症状时仍考虑病情发展的可能并行针对性预防。

炎症因子包括IL等在细菌感染是显著升高，而在病毒等非细菌感染时水平变化不明显，故常用与感染病原的鉴别诊断与经验性治疗等。降钙素原是甲状腺C细胞分泌的糖蛋白，TNF-α和白介素等炎症因子可促进降钙素原水平升高，在系统性全身炎症反应尤其是细菌导致的炎症中水平显著升高，是目前公认的细菌感染致炎症反应标志物，同时降钙素原还可用于细菌感染抗生素治疗疗效的评估。本研究中，AECOPD组中细菌感染COPD病人PCT、hs-CRP、TNF-α、IL-1β、IL-6和IL-8均显著高于真菌感染和病毒感染COPD病人（均P<0.001），真菌感染与病毒感染COPD病人PCT、hs-CRP、TNF-α、IL-1β、IL-6和IL-8均无统计学差异（均P>0.05），进一步将PCT和炎症因子纳入logistic单因素分析，发现COPD急性加重期PCT、hs-CRP、TNF-α、IL-1β、IL-6和IL-8为细菌感染的影响因素，真菌感染和病毒感染与PCT、hs-CRP、TNF-α、IL-1β、IL-6和IL-8无关，这些证据表明PCT、hs-CRP、TNF-α、IL-1β、IL-6和IL-8可用于COPD急性加重期细菌、真菌和病毒感染的鉴别诊断，对于PCT、hs-CRP、TNF-α、IL-1β、IL-6和IL-8水平显著升高病人应将抗菌治疗放在首位，而真菌及病毒感染等诊断则依赖于培养及基因检测。