沈 强 曹斐楠
近年来,随着临床各种侵袭性诊疗行为、广谱抗菌药物和免疫抑制剂的广泛使用,血流感染发病率逐年增加,导致菌血症和念珠菌血症的病死率不断上升[1-2]。早期正确识别菌血症和念珠菌血症,实现临床精准化抗感染治疗,降低患者的发病率和死亡率在临床工作中十分重要,但在血流感染早期,菌血症与念珠菌血症的鉴别仍存在许多困难[3]。血培养作为诊断菌血症和念珠菌血症的金标准,存在耗时长、结果延迟、阳性率低的问题,易造成误诊、漏诊[4]。血清降钙素原(procalcitonin,PCT)逐渐成为新的细菌感染标志物[5],对细菌感染的严重程度及其直接预后也具有较高的预测价值[6]。2016 年美国感染性疾病协会将(1,3)-β-D 葡聚糖(1,3beta-D-glucan,BDG)列为侵袭性念珠菌病的诊断标准之一[7]。研究发现,BDG诊断念珠菌血症灵敏性为87.1%,特异性为96%,可用于念珠菌血症的早期诊断[8]。鉴于BDG 和PCT 检测在真菌/细菌感染诊断中的作用,为临床尽早进行针对性抗感染治疗提供实验室依据,本研究探讨联合检测BDG 和PCT 在鉴别菌血症和念珠菌血症中的应用价值,现报道如下。
1.1一般资料 收集浙江大学医学院附属第一医院2019 年1 月至2020 年12 月第一次血培养证实菌血症或念珠菌血症的患者数据,并符合以下条件:(1)年龄18 周岁以上;(2)血培养阳性培养日前后48h内检测过血清PCT 和血浆BDG。排除1 周内同时或分次检出过至少一种细菌和一种念珠菌的患者。本研究经医院伦理委员会审批通过,审批号:[2018]医伦审第(30)号-03。
1.2仪器及试剂 BACT/ALERT 3D 240 全自动血培养仪(法国BioMerieux 公司);IVD MALDI Biotyper全自动快速微生物质谱检测系统(德国Bruker 公司);Cobas411 全自动电化学发光免疫分析仪(Roche诊断产品有限公司);IGL-800 微生物动态快速检测系统(天津喜诺生物工程有限公司);BDG 检测试剂(天津喜诺生物工程有限公司,批号GC191902、GC200417);PCT 检测试剂(Roche 诊断产品有限公司,批号40830901、44449002)。
1.3细菌/真菌培养和鉴定 按照《全国临床检验操作规程》,无菌采集患者血液5~10mL 接种至双套血培养瓶,血培养瓶放至BACT/ALERT 3D 240 全自动血培养仪中培养5~7d,报警阳性转接血平板、沙保弱平板;培养基上有细菌或真菌生长,用Bruker IVD MALDI Biotyper 飞行质谱仪进行鉴定,多次血培养阳性患者以首次培养阳性结果为准。
1.4血浆BDG 检测方法 采用无致热原真空采血管采集静脉血2mL,充分混匀,离心力1278g,转速3000r/min,离心15min 分离血浆,严格按照血浆BDG检测说明书进行。
1.5血清PCT 检测方法 采用电化学发光免疫法罗氏Cobas411 化学发光系统及其配套试剂测定血清PCT 值。
1.6统计学方法 应用SPSS 19.0 统计软件进行数据处理,非正态分布的计量资料用中位数(下四分位数,上四分位数)[M(P25,P75)]表示,组间比较采用非参数检验Mann-Whitney U 检验,以P<0.05 认为差异有统计学意义。
计算不同临界值水平下,BDG 和PCT 分别用于区分念珠菌血症和菌血症的灵敏性、特异性、阳性预测值和阴性预测值;选取最佳BDG 和PCT 临界值为各自的受试者工作特征(ROC)曲线上约登指数最大的点;根据最佳临界值对BDG 和PCT 进行二分法分析,从灵敏性、特异性、阳性预测值、阴性预测值分析其诊断念珠菌血症和菌血症的性能。
2.1菌血症和念珠菌血症患者BDG 和PCT 水平比较 共113 例患者纳入研究,其中菌血症90 例,念珠菌血症23 例。与菌血症患者相比,念珠菌血症患者BDG 水平明显较高[205.98(137.60,246.60)pg/mL比31.25(31.25,101.4)pg/mL],而PCT 水平明显较低[0.70(0.25,2.51)pg/mL 比6.76(1.94,14.49)pg/mL],差异有统计学意义(P<0.01)。
2.2单一生物标志物检测诊断菌血症/念珠菌血症的ROC 曲线 当PCT 最佳临界点为≤1.065ng/mL时,ROC 曲线下面积为0.785,敏感性87.8%,特异性73.7%,阳性预测值94.0%,阴性预测值56.0%(见图1)。当BDG 最佳临界点为≥107.76pg/mL 时,ROC 曲线下面积为0.826,敏感性84.2%,特异性75.6%,阳性预测值42.1%,阴性预测值95.8%,见图2。
图1 PCT 在研究人群中诊断菌血症ROC 曲线
2.3比对评估诊断菌血症/念珠菌血症诊断性能结合PCT、BDG 的ROC 曲线和研究人群,当BDG>100pg/mL,PCT≤1ng/mL 为临界点诊断念珠菌血症时的敏感性为65.2%,特异性为96.7%,阳性预测值为83.3%,阴性预测值为91.6%,两者诊断性能比对见表1。
表1 不同检测方法对念珠菌血症的诊断性能比较(%)
当BDG≤100pg/mL,PCT>1ng/mL 为临界点诊断菌血症时,敏感性为66.7%,特异性为95.7%,阳性预测值为98.4%,阴性预测值为42.3%,两者诊断性能比对见表2。
表2 不同检测方法对菌血症的诊断性能比较(%)
虽然血培养是公认的诊断菌血症和念珠菌血症的金标准,但血培养的阳性率普遍较低(3.63%~12.06%),培养周期也需约1~5d,阳性血培养通常还需要至少1~2d 才能获得病原菌种属结果[9],念珠菌的分离和鉴定有时也需要超过48h[10]。BDG 是一种普遍存在于除隐球菌和接合菌(包括毛霉、根霉等)之外的真菌和植物细胞壁中的特异性多糖[11],对真菌性血流感染的早期诊断具有良好的特异性和敏感性,BDG 检测(G 试验)适用于深部真菌感染的早期诊断,尤其是念珠菌和曲霉[12]。但是G 试验在血液透析、免疫球蛋白、白蛋白治疗以及其他包含葡聚糖的药物治疗患者中可见假阳性结果,且此抗原与阿莫西林、革兰阳性的细胞壁组分有交叉反应[13],因此G试验的结果应结合临床症状进行解释。
血清PCT 作为一种提示感染标志物,在发生全身感染情况下其主要来源于甲状腺以外的组织和器官如肝、脾、肺等,在主要诱导因子细菌内毒素和细胞因子如肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)、白介素(interleukin,IL)-1、IL-6 刺激下诱导升高,升高程度与感染的严重性呈正相关性[14]。观察PCT 动态变化有助于早期诊断危重患者感染发生,在菌血症、严重细菌感染、寄生虫感染以及脓毒症和多脏器功能衰竭时PCT 水平明显升高[15]。
本研究显示,联合血清PCT(>1ng/mL)和血浆BDG(≤100pg/mL)检测菌血症的特异性(95.7%)、阳性预测值(98.4%)明显高于单独生物标志物检测,而在联合血清PCT(≤1ng/mL)和血浆BDG(>100pg/mL)检测真菌血症时具有较高的特异性(96.7%)、阳性预测值(83.3%)和阴性预测值(91.6%),两者均有一定的敏感性(65.2%~66.7%)。结果表明,PCT 和BDG 联合检测在菌血症和念珠菌血症的鉴别诊断中有明显的优势,与Giacobbe 等[16]和Cortegiani 等[17]的研究报道一致。在最佳BDG 临界值和PCT 临界值取值上,BDG>100pg/mL 也同多数国内研究相符[13]。在全身炎症反应综合征、脓毒症休克、多脏器功能衰竭等疾病中的辅助诊断、预后评估和指导临床用药方面,PCT优于常规炎症指标如白细胞计数等[14]。因此,在研究PCT 诊断血流感染时应严格病例纳入标准,结合临床表现,避免外伤、长期透析、术后等引起PCT 增高的其他因素存在。
综上所述,联合PCT 和BDG 检测可用于菌血症与念珠菌血症的早期预测诊断,其特异性和阳性预测值均高于单一标志物检测,可早于血培养作为血流感染的辅助诊断指标。在血流感染高发科室,当怀疑发生血流感染时可尽早送检、早检测,以便进行早期抗菌药物经验性治疗,减少患者经济负担,提高治愈率。(本研究项目为第一作者在研究单位进修学习时合作开展。)