老年心力衰竭合并肺部感染病人病原菌分布、血清MMPs、NT-proBNP、IL-6及PCT水平变化

贾向红，刘亚博，孟玉娟，周志敏

据《中国心血管健康与疾病报告2020概要》统计，近年来，我国进入老龄化社会，心血管疾病发病率持续升高，心力衰竭发病率呈逐年升高趋势，以老年心力衰竭病人为主，占比为75%[1]。感染为老年心力衰竭的主要诱因，常见的为呼吸道感染，肺部感染可加大肺循环阻力，提高心室后负荷，进而加重心力衰竭，甚至导致老年心力衰竭病人死亡。因此，准确判断老年心力衰竭病人是否并发肺部感染至关重要[2]。心力衰竭合并肺部感染临床诊断常采用影像学检查及细菌培养等方式[3]，相较于影像学检查，细菌培养诊断是否并发肺部感染结果明确[4]。基质金属蛋白酶(MMPs)和左室重构是慢性心力衰竭发生及发展的重要生理病理基础[5]。N末端脑钠肽前体(NT-proBNP)半衰期长于脑钠肽(BNP)，已广泛应用于判断心力衰竭程度[6]。白细胞介素-6(IL-6)、降钙素原(PCT)等炎性介质在细菌性感染判断、诊断方面具有较高的灵敏度及特异度，可用于病情及疗效评估。本研究分析老年心力衰竭合并肺部感染病人病原菌分布，并观察血清MMPs、NT-proBNP、IL-6、PCT水平变化，旨在为临床诊疗提供参考。

1 资料与方法

1.1 病例选择标准

1.1.1 诊断标准 心力衰竭符合《中国心力衰竭诊断和治疗指南2018》[7]中相关标准；肺部感染符合《中国成人社区获得性肺炎诊断和治疗指南(2016年版)》[8]中相关标准。

1.1.2 纳入标准 符合相关诊断标准；年龄≥65岁；经心脏彩色多普勒超声检查确诊为心功能不全；并发肺部感染病人经肺部CT及痰培养确诊；对本研究知情且签署同意书。

1.1.3 排除标准 合并肝肾功能障碍；合并其他慢性呼吸系统疾病；肺外发生活动性感染；近3个月内接受过免疫抑制剂治疗；近期出现外伤或手术治疗。

1.2 一般资料 选取2019年1月—2020年5月许昌市人民医院收治的老年心力衰竭合并肺部感染60例，作为A组；单纯老年心力衰竭(未合并肺部感染)病人60例，作为B组。另选取同期健康体检的老年人60名，作为C组。3组年龄、性别比较，差异均无统计学意义(P>0.05)；A组与B组病程、基础病及纽约心脏病协会(NYHA)心功能分级比较，差异均无统计学意义(P>0.05)，详见表1。本研究经医院伦理委员会审核批准。

表1 3组一般资料比较

1.3 方法 采集A组病人清晨痰液，排痰前以清水漱口3次，便于除去口腔内多数杂菌，之后用力咳嗽，以咳出呼吸道深部痰液，使用无菌广口瓶收集并盖好盖子；当痰液位置较深难以咳出时，可在咳痰前，通过拍背方式协助病人排痰，必要时，应用一次性无菌插入吸痰管进行痰液标本采集，以负压吸引器吸取深部痰液。使用全自动微生物鉴定系统VITEK2 Compact(法国生物梅里埃公司)鉴定病原菌并分型，若无法鉴定，采用16s高通量测序法进行测定。

1.4 观察指标 A组、B组均于入院后次日采集清晨外周空腹静脉血2 mL，C组于体检时采集外周空腹静脉血2 mL，以3 000 r/min离心30 min，分离血清取上清液，置于-80 ℃保存待检。应用酶联免疫吸附法(ELISA)检测血清MMP-1、MMP-2、MMP-9、MMP-10水平，试剂盒购自上海现代生物科技有限公司，严格按说明书执行操作。应用罗氏公司Elecsys-2010电化学发光免疫分析仪及相关配套试剂，采用电化学发光法检测NT-proBNP水平。应用东芝公司TBA-40FR全自动生化分析仪及相关配套试剂，采用双抗夹心免疫化学发光法检测PCT水平。应用ELISA检测肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素-1β(IL-1β)、IL-6水平，试剂盒均购自美国BD公司，严格按说明书执行操作。

2 结 果

2.1 A组病人病原菌分布情况 A组60例病人共分离致病菌97株，以革兰阴性菌为主，71.13%(69/97)；从感染菌种类分析，革兰阴性菌主要包括大肠埃希菌、肺炎克雷伯菌、铜绿假单胞菌；革兰阳性菌以肺炎链球菌占比最高。详见表2。

表2 A组病人病原菌分布情况

2.2 3组MMPs水平比较 3组MMP-1、MMP-2、MMP-9、MMP-10比较，差异均有统计学意义(P<0.001)。A组MMP-1、MMP-2、MMP-9、MMP-10水平均高于B组和C组，且B组高于C组(P<0.05)。详见表3。

表3 3组MMPs水平比较(±s)

2.3 3组血清细胞因子水平比较 3组NT-proBNP、PCT、TNF-α、IL-1β、IL-6比较，差异均有统计学意义(P<0.001)。A组NT-proBNP、PCT、TNF-α、IL-1β、IL-6水平均高于B组和C组，且B组高于C组(P<0.05)。详见表4。

表4 3组血清细胞因子水平比较(±s) 单位：μg/L

3 讨 论

3.1 老年心力衰竭与肺部感染 心力衰竭是一种心功能失代偿期综合征，是各种原因引起的终末期心脏病，常由于心脏排血量降低诱发肝、肾、脑等重要脏器灌注不足，进而导致休克、心搏骤停甚至死亡，病死率达60%，5年存活率不足50%，10年病死率高达90%[9]。因高发病率、高致残率、高病死率等显著特征，诊断治疗受临床重视，心力衰竭发生机制涉及心肌肥厚、神经系统变化等，导致心肌细胞损伤及心室结构与心脏舒张功能不可逆改变[10]。感染是主要诱因，老年人群机体功能逐渐减退，免疫力低下，易发生感染，其中，肺部感染为老年心力衰竭病人死亡的主要原因。因此，早期明确诊断对老年心力衰竭并发肺部感染病人的临床治疗至关重要。

3.2 老年心力衰竭合并肺部感染对心肺功能的影响 老年心力衰竭病人并发肺部感染导致机体肺功能显著下降，并进一步加重心脏损坏程度。翟虎等[11]研究显示，相较于健康对照组，感染组与未感染组心力衰竭病人呼气时第1秒呼气量(FEV1)、肺活量(FVC)、一秒率(FEV1/FVC)、一氧化碳弥散量(DLco)、最大呼吸中期流量(MMEF)等指标均降低，提示老年心力衰竭病人多出现肺功能损伤，肺通气功能及弥散功能下降；感染组较未感染组心肺功能损伤严重。因此，尽早诊断肺部感染，并及时治疗对改善老年心力衰竭病人预后极为关键。

3.3 老年心力衰竭合并肺部感染病人病原菌鉴定 影像学检查为老年心力衰竭病人肺部感染的诊断临床常规手段，但无法明确引发感染的病原菌种类，细菌培养可有效弥补，不但可明确并发肺部感染的病原菌，还可针对性地应用抗生素治疗[12]。本研究结果显示，并发肺部感染病人病原菌鉴定结果显示，老年心力衰竭并发肺部感染以革兰阴性菌为主(71.13%)，主要包括大肠埃希菌、肺炎克雷伯菌、铜绿假单胞菌与肺炎链球菌。因此，对老年心力衰竭并发肺部感染病人，不仅需治疗原发慢性心力衰竭，同时需尽早进行抗感染治疗，防止肺部感染和病情进一步恶化。然而，老年心力衰竭病人合并肺部感染病情危急，感染类型复杂，微生物培养虽可明确病原菌种类，但费用昂贵，且培养及鉴定所需时间较长，病人病情危急，无法及时指导临床用药，故不能作为常规检查手段，临床应用多以经验性用药为主，存在抗生素滥用的风险[13]。因此，为实现老年心力衰竭合并肺部感染病人临床快速诊断及治疗监测，亟需寻找简单、可靠的检测指标。

3.4 血清细胞因子与老年心力衰竭并发肺部感染的关系 MMPs为钙、锌离子依赖的内源性蛋白水解酶家族。在心肌细胞外基质降解过程中，MMPs作为关键酶参与其中，且与慢性心力衰竭左室重构密切相关[14]。MMP-1又称为间质性胶原酶，其主要作用底物为纤维性胶原，降解细胞外基质中胶原纤维、明胶，改变细胞微环境；MMP-2、MMP-9为明胶酶，均由血管壁细胞分泌，可降解袭击细胞外基质膜中间质蛋白及Ⅳ型胶原，破坏心肌基质胶原网，从而大量释放TNF-α、白细胞介素等生物活性物质，引起心室重构，导致心功能衰竭；有关MMP-10的临床研究相对较少。Martinez-Aguilar等[15]研究证实MMP-10参与心肌重构过程，MMP-10水平升高可加速血管基质降解及破坏，加重心功能衰竭。心室肌过量负荷时可大量分泌NT-proBNP，用于评价心力衰竭状况[16]。PCT是一种糖蛋白，由甲状腺C细胞分泌，为降钙素前体。正常生理状态下，机体PCT含量极少，在细菌毒素及炎性细胞因子刺激下，PCT水平迅速上升，通常感染2～3 h开始升高，6 h后急剧升高，24 h后水平逐渐稳定，在细菌感染方面有早期诊断价值，常作为细菌感染的标志物。TNF-α、IL-1β、IL-6细胞因子具有广泛的生物学活性，共同参与并介导机体多种疾病的发生及发展[17-18]。本研究结果显示，A组MMP-1、MMP-2、MMP-9、MMP-10水平均高于B组和C组，且B组高于C组；A组NT-proBNP、PCT、TNF-α、IL-1β、IL-6水平均高于B组和C组，且B组高于C组。提示结合MMPs、NT-proBNP、PCT、TNF-α、IL-1β、IL-6水平可判断老年心力衰竭病人是否合并肺部感染。

综上所述，老年心力衰竭病人合并肺部感染以革兰阴性菌为主，在未明确病原菌种类情况下行抗感染治疗，可优先考虑应用抗生素抑制革兰阴性菌；感染发生后病人MMPs、NT-proBNP、TNF-α、IL-β、IL-6、PCT水平均升高，提示机体心肺功能损害加重，对肺部感染发生及程度判断具有较高的辅助价值，可作为早期抗生素应用的依据。然而，未明确感染致病菌的情况下，临床经验性用药存在一定弊端，抗生素不一定对症，使用广谱抗生素易引发二重感染，本研究不足在于样本量有限，且未对老年心力衰竭合并肺部感染病人病原菌进行耐药性分析，今后有待大样本量研究及对病原菌耐药性深入分析。