心脏术后监测血清降钙素原、C反应蛋白、白细胞介素-6在感染评估中的临床价值

苗强 陈胜南 张昊景 黄珊 张君龙 蔡蓓 牛倩

术后感染是心脏外科手术常见并发症之一，如果不能早期诊断并采取有效治疗，易发展为脓毒血症，增加术后死亡风险。研究表明，心脏术后发生感染病人的死亡率约为未发生感染病人的4倍[1]。心脏外科手术体外循环(cardiopulmonary bypass,CPB)时间长、创伤大，极易产生全身炎症反应综合征(systemic inflammatory response syndrome,SIRS)，使得术后感染的诊断变得困难。血清降钙素原(procalcitonin,PCT)是降钙素的前体物质，由甲状腺C细胞产生，被广泛用于脓毒症的早期快速诊断及预后评估，同时在重症病人抗生素治疗及预后评估中有重要价值，在CPB后，即使出现非特异性全身炎症反应，PCT浓度的升高也被认为是鉴别感染的可靠依据[2-3]。C反应蛋白(C-reactive protein,CRP)与白细胞介素6(interleukin 6,IL-6)也作为感染辅助判断的指标，但不具有特异性。目前PCT、CRP和IL-6在感染的早期诊断中有广泛应用，但在心脏外科术后监测中的价值尚无统一的定论[4-6]。本研究回顾性分析心脏外科术后病人PCT、CRP和IL-6的水平，探讨其在心脏外科术后感染早期诊断及预后评估中的价值。

对象与方法

一、对象

2018年1月～2020年5月我院心脏外科手术病人139例，男性58例，女性81例。依据临床诊断或病原微生物检测结果按照疾病防控中心/国家医院感染监控网络(CDC/NHSN)诊断标准确定病人是否存在感染。最终纳入术后感染病人24例(其中肺部感染14例，伤口感染7例，血行感染3例)，非感染病人115例。根据术后住院时间，将所有病人分为短期预后良好组(住院时间<15天)102例，预后不良组(住院时间≥15天)37例。病人主要的临床诊断包括先天性心血管疾病18例，心脏瓣膜病76例，其他心脏疾病45例。本研究方案符合《赫尔辛基宣言》相关规定，并经四川大学华西医院伦理委员会批准。纳入标准：(1)在我院心脏外科行CPB心脏手术治疗，住院时间>48小时；(2)临床资料保存完整；(3)术后48小时内各项实验室指标结果齐全。排除标准：临床诊断存在恶性肿瘤以及肝肾功能不全；术前已合并有感染；住院时间不足48小时；临床资料及实验室指标检测结果不全。

二、方法

通过医院信息管理系统(HIS)收集病人临床资料，包括性别、年龄、住院时间、临床诊断等。并通过实验室信息管理系统(LIS)收集病人术后第1天和第2天的相关实验室检测指标，主要包括血清PCT、CRP和IL-6。

三、统计学方法

采用SPSS 24.0软件进行分析。计量资料采用中位数(四分位数)表示，组间比较采用秩和检验；计数资料采用例(%)表示，比较采用卡方检验或Fisher确切概率法。诊断性试验评价采用MedCalc®软件利用受试者工作特征曲线(receiver operating characteristic curve,ROC)进行分析，P< 0.05为差异有统计学意义。

结果

1.临床基本资料比较见表1。心脏术后感染与非感染病人年龄、疾病类型分布比较差异无统计学意义(P>0.05)，两组性别、住院时间比较，差异有统计学意义(P<0.05)。

表1 感染组与非感染组一般临床资料比较

2.两组病人术后第1、2天PCT、CRP、IL-6水平比较见表2。感染组术后第1天IL-6水平高于非感染组，差异有统计学意义(P<0.05)；两组术后第1天PCT、CRP水平比较差异无统计学意义(P>0.05)。感染组术后第2天PCT水平与术后第1天比较差异有统计学意义(P<0.05)，且高于非感染组病人术后第2天PCT水平，差异有统计学意义(P<0.05)；感染组术后第2天CRP的水平与术后第1天比较差异有统计学意义(P<0.05)，但与非感染组比较，差异无统计学意义(P=0.501)；两组术后第2天IL-6的水平比较无明显差异。

表2 感染组与非感染组病人术后第1、2天PCT、CRP、IL-6水平的比较

3.心脏术后第1、2天PCT、CRP和IL-6对感染的诊断效能评价：心脏外科术后第1、2天各指标对术后感染早期诊断价值的评估见图1和表3。术后第1天PCT、CRP和IL-6的AUC分别为0.561、0.511和0.637，最佳临界值分别为2.16 ng/ml、72.6 mg/L和549.5 pg/ml。术后第1天三者联合检测的AUC为0.634，PCT、IL-6二者联合检测的AUC为0.627。术后第2天PCT 单独预测感染的AUC为0.747，最佳临界值为5.01 ng/ml时，灵敏度与特异性分别为85.71%和61.54%；术后第2天IL-6的AUC值为0.670，最佳临界值为121.3 pg/ml时，灵敏度与特异性分别为100% 和46.15%。术后第2天三者联合检测的AUC为0.670，PCT和IL-6二者联合检测的AUC为0.703。

图1 术后第1、2天各指标的ROC曲线

表3 病人术后第1、2天PCT、CRP、IL-6诊断效能评价指标

4.心脏术后短期预后良好组与预后不良组病人术后第1、2天PCT、CRP、IL-6水平的比较见表4。预后不良组病人术后第1天PCT、CRP水平均高于短期预后良好组；两组间术后第1天IL-6水平比较，差异无统计学意义(P>0.05)。两组病人PCT、CRP、IL-6的水平在术后第2天无明显差异(P>0.05)。

表4 短期预后良好组与预后不良组术后第1、2天PCT、CRP、IL-6水平的比较

讨论

体外循环、低体温、主动脉阻断和体内多种管道处理等手术操作增加了心脏手术病人术后早期发生院内感染的几率[6]。早期发现感染并给予有效的抗生素治疗是减少术后并发症、缩短住院时间提高心脏手术病人预后的决定因素。心脏外科术后感染与普通外科术后感染不同，其感染的种类多，交叉感染的机会大，且术后病人无论是否并发感染都会发生炎症反应导致相关炎症指标升高，因此加大了临床医生对于心脏术后感染识别的难度，如何利用感染标志物早期识别高危病人，并给予适当的预防措施改善病人预后是心脏外科医生所面临重要临床问题。PCT是近年来预测感染的常用指标之一。Assicot等[7]提出，当病人出现全身系统感染时，肺及肠道组织的内分泌细胞在炎症因子如IL-6、肿瘤坏死因子等以及细菌产生的内毒素的刺激下会合成、分泌大量PCT，使得血清PCT水平升高，且其浓度与感染严重程度呈正相关。相比于WBC、CRP和IL-6等传统的炎症指标，PCT具有更高的灵敏度和特异性。但据目前研究表明PCT在心脏术后早期预测感染及评估预后的应用上仍有一定的局限[5]。因此将PCT与传统的炎症指标联合，评估心脏术后不同时间点血清PCT、CRP和IL-6在感染早期预测及预后评估中的价值有重要临床意义。

在本研究中，我们对139例心脏外科手术后感染与非感染病人术后第1天PCT、CRP和IL-6的水平进行了分析，发现术后第1天PCT和CRP在感染与非感染病人间无明显差异，而感染病人IL-6的水平明显高于非感染病人，这与余巧敏等[8]研究结果基本一致。导致这一现象的原因可能由于IL-6是固有免疫系统对损伤和感染反应最快的细胞因子，常作为预警作用，而PCT和CRP可由IL-6诱导产生，因此其升高往往滞后于IL-6。预后不良组术后第1天PCT水平明显高于预后良好组(P=0.001)，表明术后第1天PCT的水平可作为评估心脏术后病人短期预后情况的指标。Brocca等[9]研究也发现PCT和IL-6水平升高与心脏手术的术后并发症有关。

本研究进一步对术后第2天各指标进行了分析，发现术后第2天PCT的水平在感染与非感染组间存在差异，同时发现感染组病人第2天的PCT水平明显高于第1天，表明术后第2天PCT水平能够早期识别心脏术后感染。通过ROC曲线分析发现在心脏外科术后第2天单独检测PCT的AUC最大，提示PCT诊断心脏外科术后感染的能力优于IL-6和CRP及相应的联合检测。本研究还发现CRP对心脏外科手术后早期感染的预测价值不大，这与以前的研究结果是基本一致的[9-10]。

本研究为单中心回顾性研究且样本量较小，手术相关的部分记录缺失，结果可能存在一定偏倚。因此检测PCT和IL-6对预测心脏术后感染及评估病人预后的临床价值有待大样本研究进一步证实。

综上所述，心脏术后病人第1天IL-6水平及第2天PCT水平在感染的预测与评估中有较高临床价值，术后第1天PCT水平明显升高亦可提示病人短期预后不良。PCT和IL-6的检测可作为心脏术后病人预测感染和有效评估早期病情严重程度的重要参考指标。