主动脉弓部置换术后监测血浆降钙素原对院内感染的诊断价值

刘 红，郭宏伟，张志娴，黎 星，张海涛，孙晓刚

主动脉疾病的开放式手术目前仍是心血管外科领域中较为复杂的手术方式，尤其是对于主动脉瘤累及主动脉弓部的主动脉夹层，手术时间较长，过程复杂，常需要在深低温停循环下进行，患者术后发生院内感染的风险较高。 但此类患者由于术前疾病及术中操作过程的特点，术后全身性炎症反应较其他心脏外科手术患者更为显著［1］，在临床上需要和院内感染（nosocomial infection， NI）进行鉴别。 降钙素原（procalcitonin，PCT）是一种炎性指标，目前被公认为是最敏感的脓毒血症诊断指标。 但在感染外的其他情况如手术、创伤后 PCT 也会异常升高［2］，心脏外科术后PCT 也会异常升高［3］，和体外循环（extracorporeal， ECC）所致的系统性炎症反应和内毒素血症有关，在深低温停循环主动脉弓置换手术的患者更为严重，在此类患者中监测PCT 是否对院内感染仍有诊断价值需要临床研究探讨，但目前有关此方面的研究比较欠缺。

1 资料与方法

回顾性分析阜外医院深圳分院2020 年1 月1日至12 月31 日在深低温停循环下行主动脉弓部置换术患者的临床资料154 例，将术后连续监测6 日PCT 的患者纳入研究，剔除22 例由于术后PCT 监测不足6 日患者，最终132 例患者纳入研究，男性111例（78.7%），年龄（49.2±12.9）岁，体重（72.1±15.2）kg。记录术前诊断、术前血红蛋白、急诊手术、手术方式、ECC 时间、主动脉阻断时间、深停循环时间、术中最低温度、返ICU 温度、引流量、神经系统并发症、持续肾脏替代治疗（continue renal replacement therapy，CRRT）、感染、临床死亡、呼吸机时间及ICU 时间等临床资料。 记录术后1 日至术后6 日监测的PCT 值，描记术后PCT 变化趋势。 记录 PCT 最大值（PCTmax），计算 PCT 平均值（PCTmean）。

所有患者手术都在全身麻醉下进行。 经腋动脉和右心房插管建立ECC。 膀胱温22 ～26℃时，停全身ECC，经右腋动脉进行选择性脑部灌注。 主动脉根部的处理方式包括，Bentall 手术、Wheat＇s 手术、David 手术，其他联合手术方式包括冠状动脉旁路移植术、二尖瓣置换或成形手术等。

记录系统内上报的院内感染病例，包括肺部感染、中心静脉导管相关性感染、脓毒症、泌尿系感染及手术切口感染。 肺部感染的诊断标准为胸部X线片新发或进展性的肺渗出，以及至少有2 项以上表现：①体温≥38.5℃或＜36℃；②血白细胞≥12.3×109／L；③脓性支气管分泌物；④氧合指数（PaO2／FiO2）下降15%或更多（需排除心源性肺水肿）。

脓毒症的诊断参考国际指南提供的标准（危重病医学／欧洲危重病协会／美国胸科医师协会／美国胸科协会／外科感染协会国际脓毒症定义会议）［4］。手术切口感染按照疾病防治中心标准，发生在术后30 日内的切口部位感染，伴有切口部位的脓性引流物或切口分泌物分离出微生物［5］。 尿路感染为入院后至少48 h 尿培养阳性（＞104CFU／ml，细菌种类不超过两种）［6］。 静脉导管感染定义为静脉导管相关性的菌血症，导管的定量或半定量培养阳性，并且和血培养微生物一致［6］。

所有资料采用SPSS 17.0 软件进行统计分析。应用Student 检验或Mann－Whitney U 检验进行计量资料组间比较，应用χ2检验或Fisher 精确检验进行计数资料组间比较。 将单因素分析差异P＜0.1 的变量引入多因素Logistic 回归分析模型，采用进入法以P＜0.05 筛选出独立危险因素。 应用 Spearman 检验进行两组连续性变量的相关性分析。 绘制受试者工作特征（receiver operating characteristic curves，ROC）曲线和曲线下面积（area under the curve，AUC）进行诊断性检验。

2 结 果

患者术前、术中及术后具体资料如表1 所示。发生术后 NI 的患者有 12 例（9.1%），均为肺部感染。 感染患者术后 1 日 PCT（PCT1）、PCTmax 及PCTmean 均显著高于非感染患者；呼吸机时间、ICU时间显著延长；二次开胸及CRRT 发生率显著高于非感染患者；并且急诊手术及全弓置换手术患者中NI 发生率更高。 多因素分析结果显示 PCTmax（OR＝ 1.819，95%CI：0.973 ～3.401，P＝ 0.061）是术后NI 的独立危险因素。

表1 患者一般资料

分别描记感染患者和非感染患者术后PCT 的变化趋势（图1）。 非感染患者的PCT1 最高，随后逐日下降，而发生感染患者的 PCT 在术后2 ～5日较PCT1 仍有升高，12 例术后感染患者的PCT分别在术后 2 ～ 5 日达到峰值。 PCT1、PCTmax 及PCTmean 对术后感染诊断的ROC 曲线都有显著性意义，PCT1（AUC）＝ 0.738（95%CI：0.570～0.907，P＝0.013），PCTmax（AUC） ＝ 0.866（95%CI：0.740 ～0.992，P＜0.001），PCTmean（AUC）＝ 0.841（95%CI：0.719～0.964，P＜0.001）。 见图 2。

图1 术后降钙素原变化趋势

图2 降钙素原诊断术后院内感染曲线

将术前及术中各项因素和术后PCT1 进行相关性分析，PCT1 和 ECC 时间具有显著正相关性（Spearman 相关系数＝0.340，P＝0.006），而和主动脉阻断时间、停循环时间及其他的术前、术中因素并无显著性相关。 同样PCTmax 和ECC 时间具有显著正相关性（Spearman 相关系数＝0.275，P＝0.004）。分别绘制 PCT1、PCTmax 和 CPB 的散点图，可以显示出两者的线性正相关（图3）。

图3 PCT1、PCTmax 与体外循环时间相关性

3 讨 论

PCT 主要在甲状腺C 细胞内由前降钙原通过蛋白水解酶裂解而成，其他体细胞在细菌感染时也合成PCT，内毒素、细胞因子等可刺激 PCT 释放入血［7］，在健康人的血清中 PCT 的浓度很低（＜0.1 μg／L），PCT 在全身炎症反应特别是细菌感染引起的炎症反应下会异常升高，血清 PCT 浓度≤0.2 μg／L 可以排除脓毒症及系统性炎症反应。 PCT 诊断脓毒症的临界值为血浆浓度≥0.5 μg／L［8］，但心血管外科手术患者术后PCT 都会异常升高［3］，不能以此临界值作为脓毒症的诊断依据。 心血管外科手术多需要ECC 辅助，ECC 过程中血液流经非生理性管路，在人工膜肺中进行气体交换，导致白细胞和血小板激活，继而引发炎症反应［9］。 并且围术期低体温、补体系统激活、免疫功能失调及缺血再灌注损伤都进一步加剧全身炎症反应，导致心血管外科术后PCT 会显著升高。 既往有研究表明PCT 浓度和ECC 引起系统性炎症反应导致肺损伤之间具有相关性［10］。 主动脉手术较其他心血管外科手术过程更为复杂，涉及到深低温停循环、ECC 时间长、大量失血、输血等因素，术后全身炎症反应更加严重，术后PCT 显著升高，且此类患者术后更易出现NI，因此探讨监测PCT在此类患者中是否仍有对NI 的诊断意义是很有临床价值的。

本研究中12 例患者发生NI，发生率为9.1%，基本和文献所报发生率相符合［11］，但高于本单位其他心血管外科手术后的感染发生率。 急诊手术、全弓手术及二次开胸的患者发生NI 的概率均较高，发生NI 的患者手术时间长。 发生 NI 的患者 PCT1、PCTmax 及PCTmean 均显著增高，呼吸机时间、ICU时间显著延长，更多需要行CRRT 治疗，死亡率较高。

本研究还显示，即使在非感染患者，术后1 日的PCT 也显著升高，在发生术后 NI 的患者，PCT 升高更加显著。 也验证了行深低温停循环主动脉手术的患者全身炎症反应更加严重。 随着术后恢复，在非感染患者升高的PCT 会逐渐下降，但在发生NI 的患者会保持较高水平或适当回落后再升高。 ROC 曲线显示术后6 日内的 PCTmax 对预测感染的 AUC 最大，P 值最显著，提示患者术后的PCTmax 可以作为诊断感染的指标。 因此术后动态监测PCT 是十分必要的，如果PCT 持续下降，提示感染的风险很低，但对于PCT1 持续高值，或者短期回落后又显著升高，会提示存在NI。 PCT 的持续监测对评估患者的预后和治疗效果亦有很大的作用，PCT 水平的动态变化比PCT 的绝对值对脓毒症的预后更有价值，尽管PCT 的峰值很高，但不断下降的 PCT 提示预后良好［12］。

分析PCT 和术前术中因素的相关性，ECC 时间和PCT1 和PCTmax 均显著相关，并呈线性关系。 分析主要原因有两方面，ECC 时间延长会加剧全身炎症反应，是导致PCT 增高的主要原因，再有长时间的ECC 会导致肠道细菌移位［13］，出现菌血症，而使PCT 异常升高，并进一步导致肺损伤及肺部感染。ECC 时间和术后PCT 的显著相关性提示术后肺部感染的发生可能和ECC 引起的肠道细菌移位有很大的相关性。 PCT 和停循环时间并无相关性，可能和目前全弓手术技术较成熟，目前停循环时间都较短，基本控制在40 min 以内有关。

本项研究结果提示PCT 对深低温停循环主动脉弓部手术术后患者的感染仍有诊断意义，需动态监测PCT 变化。 但由于病例数仍较少，难以得出PCT 诊断术后感染的临界值，期待有进一步的大样本研究。