降钙素原、中性粒细胞与淋巴细胞比值及白细胞计数对ICU病原菌感染的诊断价值

杨艳 薛晋芳 娄熙冉 宁得源 陈国兵，2

作者单位：1 昆明理工大学医学院，云南 昆明 650500

2 云南省第一人民医院急诊科/EICU，云南 昆明 650032

日趋严重的医院感染和细菌耐药一直是全球公共卫生领域关注的难点问题和现代医疗面临的重大挑战。研究显示全球每年大约有3 150 万例脓毒症和1 940 万例严重脓毒症患者，并可能导致530 万例患者死亡[1]。病原菌感染及耐药是导致患者死亡和不良预后的主要原因之一，而严重感染的死亡率高达35%～70%[2，3]。早期诊断和快速病原菌鉴定对于及时和适当的临床决策至关重要。病原学培养被认为是检测感染患者病原体的金标准，但其阳性率较低，培养周期长，可能会延误最佳诊治时机[4，5]，因此，探索具有高敏感性和特异性的感染生物标志物有助于临床诊疗，降低病原菌的耐药率。有研究显示降钙素原（PCT）、中性粒细胞与淋巴细胞比值（NLR）、白细胞计数（WBC）等炎症指标对判断机体炎症反应有一定的参考作用[6，7]。研究显示NLR 对细菌感染早期诊断优于传统的感染标志物[8，9]。本研究比较不同感染部位及不同类型病原菌感染患者血清PCT、NLR、WBC 水平，并绘制ROC 曲线评估NLR、PCT 及WBC 水平对ICU病原菌感染的诊断价值，同时研究ICU病原菌分布及其对常见抗菌药物的耐药情况，以期为病原菌感染的临床决策提供更多依据。

1 材料与方法

1.1 一般资料回顾性分析2016～2020年就诊于云南省第一人民医院ICU 的402 例病原菌感染患者的临床资料，根据不同病原菌类型将其分为革兰阳性菌感染（n=77）、革兰阴性菌感染（n=277）及真菌感染（n=48），根据感染部位分为血流感染（n=136）和局部感染（n=266）。本研究方案通过云南省第一人民医院伦理委员会审核。感染标准参照卫生部颁布的《医院感染诊断标准》[10],感染诊断依据为病原学培养结果阳性。

1.2 纳入与排除标准

1.2.1 纳入标准 ①至少一种病原菌培养阳性；②同时采集连续的血标本进行血细胞（白细胞、中性粒细胞、淋巴细胞）及炎症指标（PCT）检测；③年龄≥18 岁；④多次病原学培养阳性者仅考虑第一次病原学培养的阳性结果及其药敏结果。

1.2.2 排除标准 ①免疫系统疾病史（成人斯蒂尔病、类风湿性关节炎、强直性脊柱炎、系统性红斑狼疮、血管炎或多发性硬化）；②恶性肿瘤史（甲状腺癌或肺癌等）；③血液系统疾病史。

1.3 方法通过病历系统收集患者性别，年龄，诊断，病原菌培养时间、培养类型、培养结果、药敏结果及血清因子检测结果等一般资料。采用无菌操作经痰、尿、咽拭子、血液、分泌物等标本培养明确病原体；采用全自动微生物鉴定系统VTEK（法国生物梅里埃公司） 进行菌株鉴定；结合《全国临床检验操作规程》[11]，采用KB 纸片法对病原菌进行常规分离培养和鉴定。

1.4 统计学分析采用 SPSS 23.0 软件进行数据分析。计数资料以例数或百分比表示，采用χ2检验；首先对数据进行正态性检验，符合正态分布的计量资料以±s表示,采用t检验;不符合正态分布的计量资料以中位数（四分位数）[M（P25，P75）]表示，采用秩和检验。多组间比较采用单因素方差分析，P＜0.05 为差异有统计学意义。绘制受试者工作特征（ROC）曲线并计算约登指数（约登指数=敏感度+特异性-1），以确定理想的临界值及敏感度和特异性。

2 结果

2.1 一般资料比较402 例患者中男285 例，女117 例，年龄60（46，71）岁。不同感染部位患者年龄、性别、病原菌类型比较差异均无统计学意义（P＞0.05）。见表1。

表1 患者一般资料比较（n）

2.2 病原菌分布402 例病原菌培养阳性患者中，革兰阴性菌、革兰阳性菌及真菌感染分别占68.91%、19.15%及11.94%，包括136 例血培养阳性及266 例其他标本（痰、尿、脓液、脑脊液）培养阳性。从中分离出的前5 位病原菌中，革兰阴性菌主要以鲍曼不动杆菌（20.15%）、大肠埃希菌（17.91%）、肺炎克雷伯菌（17.41%）及铜绿假单胞菌（6.22%）为主，革兰阳性菌主要以金黄色葡萄球菌（7.21%）为主，见表2。

表2 病原菌的分布及构成

2.3 耐药率分析

2.3.1 主要革兰阳性菌对抗菌药物的耐药率 金黄色葡萄球菌对万古霉素、利奈唑胺及替加环素敏感，尚无耐药菌株，但其对青霉素的耐药率高达86.21%,见表3。

表3 金黄色葡萄球菌对抗生素的耐药率 （%）

2.3.2 主要革兰阴性菌对抗菌药物的耐药率 大肠埃希菌对复方新诺明、氨曲南耐药率超过50.00%，且大致呈逐年增加趋势，而除大肠埃希菌对亚胺培南耐药率较低，余革兰阴性菌对亚胺培南耐药率均较高。大肠埃希菌对氨曲南耐药率从2016年到2019年逐渐上升至100.00%，鲍曼不动杆菌对氨曲南耐药率每年均为100.00%，见表4-1、表4-2。

表4-2 主要革兰阴性杆菌对抗生素的耐药率 （%）

表4-1 主要革兰阴性杆菌对抗生素的耐药率 （%）

2.4 不同感染部位患者血清NLR、PCT 及WBC 水平比较血流感染患者血清 NLR、PCT 水平均高于局部感染患者，差异有统计学意义（P＜0.05），血流感染患者与局部感染患者WBC 差异无统计学意义（P＞0.05），见表5。

表5 不同感染部位患者血清WBC、PCT、NLR 水平比较[M（P25，P75）]

2.5 不同类型病原菌感染患者血清PCT、NLR、WBC 水平比较革兰阳性菌、革兰阴性菌与真菌感染患者血清PCT、NLR、WBC 水平差异均无统计学意义（P＞0.05），见表6；血流感染患者中不同类型病原菌感染患者PCT 水平比较，差异有统计学意义（P＜0.05），见表7；不同病原菌感染患者血清PCT 水平差异有统计学意义（P＜0.05），WBC、NLR 水平差异无统计学意义（P＞0.05），见表8。

表6 不同类型病原菌感染患者血清PCT、NLR、WBC 水平比较[M（P25，P75）]

表7 不同部位感染炎症指标比较[M（P25，P75）]

表8 常见病原菌的各项炎症指标比较[M（P25，P75）]

2.6 ROC 曲线下面积比较以血培养为金标准，以敏感度（即真阳性率）为纵坐标，1-特异性（即假阳性率）为横坐标，绘制PCT、NLR、WBC 及三项联合检测不同临界值的ROC 曲线。三项联合检测、PCT、NLR 和 WBC 的ROC 曲线下面积分别为0.703、0.709、0.596、0.506。其中PCT 的曲线下面积最大，最佳临界值为10.88ng/ml，其敏感度和特异性分别为61.8%和76.3%,见表9、图1。

表9 各项炎症指标的诊断价值比较

图1 不同炎症指标对血流感染的诊断价值

3 讨论

病原菌感染和耐药是一个重要的公共卫生问题。病原微生物入侵是脓毒症发生发展的重要因素，然而，病原菌培养阳性率较低，时间较长，随着抗生素的广泛使用甚至滥用，目前病原菌对抗生素的耐药问题已十分严重，影响患者治疗效果、延长住院时间及增加医疗费用，甚至是导致患者死亡的主要原因[1，12]。本研究分析2016～2020年云南省第一人民医院ICU病原菌感染的菌种分布及耐药情况，发现该院ICU 内病原菌以革兰阴性菌（68.91%）为主，前4 位病原菌分别为鲍曼不动杆菌（20.15%）、大肠埃希菌（17.91%）、肺炎克雷伯菌（17.41%）及铜绿假单胞菌（6.22%），与历年CHINET 三级医院耐药菌检测菌种分布一致[13，14]。几种革兰阴性菌对不同抗生素表现为不同的耐药性，其耐药特性多数表现为多重耐药，其中以鲍曼不动杆菌较为突出。鲍曼不动杆菌对多数抗菌药的耐药率超过80.00%，究其原因可能是鲍曼不动杆菌极易在ICU 物体表面生长，甚至能存在数月之久，同时 ICU 患者多病情危重，住院时间较长，随着住院时间的延长鲍曼不动杆菌极易被筛选出优势生长，增加鲍曼不动杆菌感染的几率，形成恶性循环[15]，因此在ICU 内对患者采取有创操作时一定要严格遵守无菌操作规程，避免交叉感染[16]。鲍曼不动杆菌对氨曲南及亚胺培南耐药率高达100.00%，5年间病原菌耐药率呈逐年上升趋势，显著高于2014、2019年CARSS 的研究报道[17]。大肠埃希菌、肺炎克雷伯菌和鲍曼不动杆菌对替加环素具有较好的敏感性，与2020年CHINET 报道的耐药率有所下降一致，而铜绿假单胞菌对替加环素耐药率最高可达100.00%。铜绿假单胞菌对亚胺培南耐药率在5年间变化不大。铜绿假单胞菌对替加环素、复方新诺明及头孢西丁等临床常用抗生素耐药率最高可达100.00%，可见临床上存在常用抗生素滥用的情况。革兰阳性菌主要以金黄色葡萄球菌（7.21%）为主，其对万古霉素、利奈唑胺和替加环素都十分敏感且尚未发现耐药菌株，与2020年CHINET 耐药菌检测数据结果一致[14]。而其对青霉素耐药率高达86.21%，表明ICU病原菌对常见抗生素耐药情况严重，与郑志榕等[18]对耐药菌的研究一致；病原菌对常见抗菌药物的耐药率呈上升趋势，相关研究结果以期对合理应用抗菌药物提供依据。

在无明确实验室证据的情况下，使用广谱抗生素治疗可能导致病原菌耐药[19]。因此，需要一种快速、高效、准确的实验室方法来检测病原菌感染，有利于进行及时有效的治疗，减少抗生素滥用。有研究表明，WBC、中性粒细胞（NEU）是临床上常见的炎症指标，PCT 也被证实在细菌感染期间升高，而在病毒感染或非感染时不升高或仅轻微升高[20，21]。本研究发现血流感染和局部感染患者血清WBC水平差异无统计学意义（P＞0.05）。其原因可能是WBC 易受年龄、疾病、应激、机体免疫等多种非感染性因素影响，导致其特异性和敏感度不高，WBC的升高或降低相对于患者病情变化通常处于滞后状态。有研究显示血流感染中革兰阳性菌与革兰阴性菌感染患者PCT 水平存在显著差异，提示PCT除可用于血流感染早期监测外，在鉴别革兰阳性与阴性菌血流感染中亦有一定作用[22]。本研究结果显示血流感染时革兰阴性菌感染的PCT 值为23.26（6.89，61.24）ng/ml，革兰阳性菌的PCT 值为3.32（0.41，36.62）ng/ml，差异有统计学意义（P＜0.05），与上述研究一致。同时PCT 诊断血流感染的AUC为0.709，临界值为10.88ng/ml，其敏感度和特异性分别为61.8%和76.3%。因此，PCT 诊断血流感染具有一定参考价值。NLR 能反映机体中性粒细胞和淋巴细胞的平衡状态，淋巴细胞是体内极其重要的免疫细胞，参与机体非特异性和特异性免疫。有学者将NLR 与传统参数进行比较，NLR 在预测菌血症方面比CRP 和淋巴细胞计数具有更高的诊断价值[23]。NLR 与脓毒症患者的病情严重程度密切相关，且NLR 是感染患者预后不良的独立危险因素[24～26]。本研究结果显示，NLR 在血流感染和局部感染患者中差异有统计学意义（P＜0.05），但在不同类型病原菌感染患者中NLR 差异并无统计学意义（P＞0.05），Niu 等[22]研究显示NLR 在区分革兰阳性菌及真菌感染时具有较好的诊断价值，本研究结果与其不一致。

利用PCT、NLR 及WBC 三项指标进行综合分析发现，三项联合检测的AUC（0.703）低于PCT 单项检测（0.709）,分析其可能的原因为WBC、NLR 对局部感染和血流感染的诊断敏感度及特异性较低，可能存在诊断项之间的相互干扰，导致联合诊断的诊断价值更低，其具体原因需要进一步分析，同时提示临床医师血培养结果未明确时可能不必行金标准以外的其他多项检查，会对诊断结果造成干扰。而近期研究也指出对于病原学结果尚不明确的患者，可根据PCT 值经验性使用和停用抗生素[27]。

本研究存在一些不足之处：本研究为单中心的回顾性分析，样本量偏小；只分析了不同炎症指标对感染患者的诊断价值，未进一步分析其与感染严重程度及预后的关系；只观察了病原菌培养当天的炎症指标，未能体现炎症反应完整的变化规律。

综上所述，在研究期间ICU 的病原菌结构未发生明显改变，主要以大肠埃希菌、肺炎克雷伯菌、鲍曼不动杆菌、铜绿假单胞菌及金黄色葡萄球菌为主要病原菌。其耐药特性为多重耐药，以鲍曼不动杆菌最为突出。病原菌对常见抗菌药物的耐药率呈逐年增加趋势。PCT 在血流感染中的诊断价值高于多项指标联合检测，提示病原菌培养结果未明确时PCT 可用于指导病原菌感染诊断。