IL-1β和IL-18对重症肺炎的诊断意义

张素婷 许银银

[摘要] 目的 探討血清白细胞介素（interleukin，IL）-1β和IL-18水平对肺炎严重程度的诊断价值。方法 回顾性选取2022年1月至12月于重庆医科大学附属永川医院治疗的肺炎患者200例，根据肺炎严重程度将其分为轻症组（n=100）和重症组（n=100），同时纳入在本院体检的健康人100名作为正常组；统计其一般临床资料、血液学指标、热峰、咳嗽、啰音和并发症等临床症状发生情况。对轻症组和重症组患者进行倾向性评分匹配，采用受试者操作特征曲线（receiver operating characteristic curve，ROC曲线）计算匹配前后IL-1β、IL-18诊断重症肺炎的效能。结果 三组受试者的IL-1β、IL-18水平差异均有统计学意义（P<0.05），且重症组>轻症组>正常组。匹配前IL-1β、IL-18诊断重症肺炎的截断值分别为12.169pg/ml、194.535pg/ml；IL-1β诊断重症肺炎的诊断效能高于IL-18（0.490 vs. 0.380）。匹配后IL-1β、IL-18诊断重症肺炎的截断值分别为10.542pg/ml、191.372pg/ml。IL-1β诊断重症肺炎的诊断效能高于IL-18（0.493 vs. 0.360）。结论 IL-1β和IL-18随着肺炎严重程度而升高，对重症肺炎具有较高的诊断价值。

[关键词] 肺炎；白细胞介素-1β；白细胞介素-18；诊断效能

[中图分类号] R446.5      [文献标识码] A      [DOI] 10.3969/j.issn.1673-9701.2024.13.010

The diagnostic significance of IL-1β and IL-18 in severe pneumonia

ZHANG Suting， XU Yinyin

Department of Clinical Laboratory， the Affiliated Yongchuan Hospital of Chongqing Medical University， Chongqing 402160， China

[Abstract] Objective To explore the diagnostic value of serum interleukin （IL） -1β and IL-18 levels in the severity of pneumonia. Methods A total of 200 patients with pneumonia treated in the Affiliated Yongchuan Hospital of Chongqing Medical University from January to December 2022 were retrospectively selected and divided into mild group （n=100） and severe group （n=100） according to the severity of pneumonia， and 100 healthy people who underwent physical examination in our hospital were included as normal group. The general clinical data， hematology index， fever peak， cough， rales and complications were analyzed. Propensity score matching was performed for patients in mild group and severe group， and the receiver operating characteristic （ROC） curve was used to calculate the diagnostic efficacy of IL-1β and IL-18 before and after matching. Results There were statistically significant differences in IL-1β and IL-18 levels among the three groups （P<0.05）， and severe group > mild group > normal group. The cut-off values of IL-1β and IL-18 in the diagnosis of severe pneumonia before matching were 12.169pg/ml and 194.535pg/ml， respectively. IL-1β was more effective than IL-18 in the diagnosis of severe pneumonia （0.490 vs. 0.380）. The cut-off values of IL-1β and IL-18 in the diagnosis of severe pneumonia after matching were 10.542pg/ml and 191.372pg/ml， respectively. IL-1β was more effective than IL-18 in the diagnosis of severe pneumonia （0.493 vs. 0.360）. Conclusion IL-1β and IL-18 increase with the severity of pneumonia and have high diagnostic value for severe pneumonia.

[Key words] Pneumonia; Interleukin-1β; Interleukin-18; Diagnostic efficacy

肺炎链球菌是导致肺炎的主要病原菌之一，占所有肺炎病例的20%～30%。据统计，全球每年有超过1.6亿人感染肺炎链球菌，其中约60万人死亡[1]。临床上主要表现为咳嗽、咳痰、胸痛、发热、气促等，在老年和免疫力低下人群中，症状可能更加严重[2-3]。目前评估肺炎严重程度有多种方法，包括肺部影像学检查、血常规检查、肺功能检查和血气分析等[4]。白细胞介素（interleukin，IL）是一种细胞因子，它在免疫系统中发挥重要的调节作用；在肺炎等感染性疾病中，测量IL可作为评估病情的辅助手段[5-6]。研究显示，IL-1β和IL-18在评估肺炎等感染性疾病时具有一定的临床应用价值[7]。IL-1β和IL-18水平升高提示炎症反应加剧，预示疾病恶化和不良预后[8]。但既往研究大多未对影响指标进行均一化处置，本研究通过对原始数据进行倾向性评分匹配，评估血清IL-1β和IL-18表达的诊断意义，现将结果报道如下。

1  资料和方法

1.1  一般资料

回顾性选取2022年1月至12月于重庆医科大学附属永川医院治疗的肺炎患者200例。纳入标准：①符合美国胸科学会和传染病学会联合发布的2019年成人社区获得性肺炎的诊断标准[9]；②临床症状及影像学检查符合肺炎链球菌肺炎（大叶性肺炎）诊断标准，患者入院后行痰培养或肺泡灌洗液培养，均提示肺炎链球菌生长，且生长量达到有临床意义标准，所有患者新型冠状病毒核酸检查为阴性；    ③近期无使用影响血液学变化的药物；④临床资料完整。排除标准：①存在肝、肾等基础疾病；②存在血液系统相关疾病；③存在精神疾病。根据患者肺炎严重程度将其分为轻症组（n=100）和重症组（n=100），纳入同期于本院体检的健康人100名作为正常组。本研究经重庆医科大学附属永川医院医学研究伦理委员会批准（伦理审批号：2021年科伦审145号）。

1.2  肺炎严重程度分级

轻症肺炎：轻微呼吸急促，但静息状态下无呼吸困难；轻度咳嗽、咳痰，通常不影响正常生活活动；重症肺炎：明显的呼吸困难，需要用肌肉力量辅助呼吸；静息状态下的呼吸频率增加；血氧饱和度下降，可能需要额外的氧气供应。

1.3  倾向性评分匹配方法

使用SPSS的PSM扩展程序实施倾向性评分匹配。首先，研究以是否患有重症肺炎为因变量，考虑各项协变量作为自变量。利用Logistic回归分析预测个体的倾向性评分。随后，采用1∶1最近邻居匹配法，将重症肺炎组的每一例个体与一例具有最相似倾向性评分值的轻症组个体进行匹配。匹配过程引入一个卡钳值，以确保匹配结果的质量。随后，比较匹配前后组间协变量的标准差变化。匹配后，标准差差异越接近0，匹配效果越好。当标准差绝对值小于0.1（10%）时，认为组间变量的均衡性较好。本研究旨在通过严密的统计方法，控制混杂因素，更准确地评估基线指标对肺炎程度的影响。该过程将确保研究结果更具可靠性和解释性。匹配前数据可能存在基线数据影响炎症因子对肺炎程度的评估，匹配后数据可减少基线数据对炎症因子评估肺炎程度的影响。

1.4  觀察指标

统计受试者的年龄、性别、体质量指数（body mass index，BMI）、是否吸烟等一般临床资料，IL-1β、IL-18、白细胞计数（white blood cell count，WBC）、C反应蛋白（C-reactive protein，CRP）、降钙素原（procalcitonin，PCT）和乳酸脱氢酶（lactate dehydrogenase，LDH）等血液学指标，热峰、咳嗽、啰音和并发症等发生情况。IL-1β、IL-18、CRP和PCT均采用酶联免疫吸附测定法进行检测；WBC采用自动化血细胞分析仪进行检测；LDH采用化学发光分析仪进行检测。

1.5  统计学方法

数据分析采用SPSS 23.0软件，画图软件采用Prism 8.0。计数资料以例数（百分率）[n（%）]表示，比较采用c2检验；计量资料符合正态分布的以均数±标准差（）表示，组间比较采用独立样本t检验或方差分析；不符合正态分布的以中位数（四分位数间距）[M（Q1，Q3）]表示，三组间的比较采用Kruskal-Wallis检验，两组间比较采用Mann- Whitney U检验。采用受试者操作特征曲线（receiver operating characteristic curve，ROC曲线）计算匹配前后IL-1β、IL-18的截断值、约登指数和曲线下面积（area under the curve，AUC）等指标。P<0.05为差异有统计学意义。

2  结果

2.1  匹配前三组受试者的临床资料比较

三组受试者在倾向性评分匹配前的性别、年龄、BMI和是否吸烟比较差异均无统计学意义（P>0.05），三组受试者的IL-1β、IL-18水平差异均有统计学意义（P<0.05）；轻症组患者的WBC、CRP、PCT、LDH、热峰、并发症发生例数均显著低于重症组（P<0.05），见表1。

2.2  匹配前IL-1β、IL-18诊断重症肺炎的效能

匹配前，IL-1β诊断重症肺炎的截断值为12.169pg/ml，敏感度为68.0%，特异性为81.0%，AUC为0.813（95%CI：0.751～0.864），IL-18诊断重症肺炎的截断值为194.535pg/ml，敏感度为78.0%，特异性为80.0%，AUC为0.713（95%CI：0.645～0.774）。IL-1β诊断重症肺炎的诊断效能高于IL-18（0.490 vs. 0.380）。

2.3  匹配后两组肺炎患者的临床资料比较

对轻症组和重症组进行倾向性评分匹配后，两组患者的性别、年龄、BMI、是否吸烟、啰音和咳嗽比较差异均无统计学意义（P>0.05），轻症组患者的IL-1β、IL-18、WBC、CRP、PCT、LDH、热峰和并发症发生例数均显著低于重症组（P<0.05），见表2。

2.4  匹配后IL-1β、IL-18诊断重症肺炎的效能

匹配后，IL-1β诊断重症肺炎的截断值为10.542pg/ml，敏感度为86.67%，特异性为62.67%，AUC为0.809（95%CI：0.737～0.868），IL-18诊断重症肺炎的截断值为191.372pg/ml，敏感度为78.67%，特异性为57.33%，AUC为0.693（95%CI：0.613～0.746）。IL-1β诊断重症肺炎的诊断效能高于IL-18（0.493 vs. 0.360）。

3  讨论

肺炎链球菌感染可引起肺炎。炎症因子是机体对病原体感染或其他刺激产生的一种免疫反应，其中包括IL-1β和IL-18[10-11]。炎症因子在炎症反应中发挥重要作用，它们能够调节免疫细胞活性，刺激T细胞和自然杀伤细胞等促进炎症反应的发生，也能诱导其他炎症介质以对抗感染[12-13]。研究表明肺炎链球菌感染型肺炎患者的IL-1β和IL-18水平异常升高[14-16]。IL-1β和IL-18在多种炎症性疾病中升高。通过生物信息学分析筛选与肺炎链球菌感染型肺炎相关的信号通路，发现IL-17信号通路与肺炎引起的败血症显著相关。IL-1β和IL-18可促进肺炎引起的脓毒症中的细胞凋亡[17]。研究还显示肺炎链球菌可通过激活caspase-1产生IL-1β誘导细胞凋亡[18]。

本研究中，IL-1β和IL-18诊断重症肺炎的截断值分别为12.169pg/ml和194.535pg/ml，考虑到年龄、性别、体质量、生理状态等因素，对数据进行倾向性评分匹配后，IL-1β和IL-18诊断重症肺炎的截断值分别为10.542pg/ml和191.372pg/ml；截断值差异较大可归因于IL-1β主要由炎症小体NLRP3活化后产生，在患者对抗外源性病原菌时有更好的作用，因此在肺炎链球菌感染后较IL-18有更高的敏感度[19]。此外，截断值还可因人群特点而有所差异，不同研究中得出的IL-1β和IL-18的截断值可能会有所不同。但升高的IL-1β和IL-18提示更严重的肺部炎症，预后不良，值得临床提前干预。

倾向性评分匹配分析尽可能弥补原始数据对IL-1β和IL-18的影响，但仍有不足之处，在倾向性评分匹配后仍有参数缺失，存在一定的信息偏倚，数据多数为一般临床数据和血液指标，在测量和计算时存在一定程度的选择偏倚和系统误差。不过，匹配后IL-1β和IL-18对肺炎链球菌感染型肺炎严重程度的评估是可信的，在临床上值得推广。

利益冲突：所有作者均声明不存在利益冲突。

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