趙 琨 ，楊德興，蔣國云，武 彧，王 虹，王 強，劉 榮

（1） 昆明醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院ICU，云南昆明 650032；2） 云南省第一人民醫(yī)院急診內(nèi)科，云南昆明 650034）

感染性疾病是臨床常見疾病。病情進展可導致膿毒癥（Sepsis） 和多器官功能障礙綜合征（multiple organ dysfunction syndrome，MODS）。據(jù)統(tǒng)計，全球與膿毒癥相關(guān)的死亡病例，占全球死亡人數(shù)的19.7%[1]。因此，早期診斷、早期治療對控制感染的發(fā)生和發(fā)展具有重要意義。經(jīng)典的實驗室細菌感染診斷檢查，例如：血、腦脊液、痰等標本的培養(yǎng)鑒定，雖然仍是檢測感染的金標準[2]，但因其耗時較長且陽性率不高，為臨床精確診斷帶來一定困擾，而延遲給予抗生素則導致死亡率和膿毒癥發(fā)病率顯著增加[3]。因此，尋找快速、簡潔、敏感性及特異性均比較高的實驗學指標及方法已成為近些年來臨床實驗室的工作重點。目前，臨床上常用的診斷感染性疾病的實驗室指標包括外周血白細胞計數(shù)（white blood cell，WBC）、紅細胞沉降率（erythrocyte sedimentation rate，ESR）、降鈣素原（procalcitonin，PCT） 及超敏C 反應蛋白（C-reactive protein，CRP） 等[4-5]。這些指標因影響因素較多，敏感性及特異性較差[4，6，7]，在臨床上一般需要結(jié)合多種標志物來明確診斷。隨著基因診斷技術(shù)進入臨床，其良好的靈敏性、特異性、及時有效性為感染性疾病的診治走向精準醫(yī)療時代提供了基礎條件。而目前臨床上應用的呼吸道病原菌基因檢測 （Genetic testing of respiratory pathogens） 及宏基因二代測序技術(shù)（metagenomic next-generation sequencing，mNGS）[8]對標本要求較高，價格相對昂貴，因此，仍未能做到全面普及。近些年來，越來越多的國內(nèi)外研究開始探討細胞因子（Cytokines） 在感染性疾病診斷方面的價值。有研究表明：感染性疾病在發(fā)病以及疾病進展過程中都有細胞因子參與其中，且在免疫反應不同階段中發(fā)揮著各不相同的作用[9]。本實驗通過比較不同感染患者細胞因子的變化情況，明確細胞因子在感染性疾病診斷方面的價值，現(xiàn)報告如下。

1 資料與方法

1.1 對象及分組

本實驗為一項前瞻性研究，收集昆明醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院ICU 2019 年12 月至2020 年3 月收住的感染性疾病患者。研究中所涉及倫理部分經(jīng)過昆明醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院倫理委員會審核并批準，并對患者的個人信息進行了嚴格的保密。納入標準：血培養(yǎng)、尿培養(yǎng)、痰培養(yǎng)、呼吸道病原菌基因檢測或宏基因二代測序技術(shù)為陽性的感染患者，納入患者（或法定監(jiān)護人） 在參加研究前均已簽署知情同意書。排除標準：入院不滿24 h 患者，不可復蘇的臨終狀態(tài)，惡性腫瘤患者、放化療患者、自身免疫性疾病患者，臨床資料不完整的患者。依照納入標準及排除標準對患者進行篩選，依據(jù)血培養(yǎng)、痰培養(yǎng)、尿培養(yǎng)及呼吸道病原菌基因檢測或宏基因檢測結(jié)果，將患者分為革蘭染色陽性菌組/革蘭染色陰性菌組，血源性感染組/非血源性感染組；依據(jù)《中國膿毒癥/膿毒性休克急診治療指南（2018）》[10]，將所有患者分為膿毒癥組/膿毒性休克組。

1.2 研究方法

依據(jù)納入及排除標準，篩選入組患者。收集患者一般資料，進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計；同一時間抽血檢測感染相關(guān)蛋白（CRP、PCT）、血培養(yǎng)（在患者發(fā)病初期及發(fā)熱高峰期進行樣本采集）、尿培養(yǎng)（取清潔中段尿送檢）、痰培養(yǎng)（肺泡灌洗液培養(yǎng)）、細胞因子檢測、呼吸道相關(guān)病原體基因檢測或宏基因檢測、血常規(guī)、肝腎功、凝血功能、血氣分析、常規(guī)完善胸片檢查；完善GCS 評分、SOFA 評分、APACHEⅡ評分。依據(jù)血培養(yǎng)、痰培養(yǎng)、尿培養(yǎng)及呼吸道病原體基因檢測或宏基因檢測結(jié)果，將患者分為革蘭染色陽性菌組/革蘭染色陰性菌組，血源性感染組/非血源性感染組；依據(jù)《中國膿毒癥/膿毒性休克急診治療指南（2018）》[16]中對膿毒癥及膿毒性休克的診斷標準：對于感染或疑似感染的患者，當SOFA 評分較基線上升≥2分可診斷為膿毒癥。由于SOFA 評分操作起來比較復雜，臨床上也可以使用床旁快速SOFA （quick SOFA，qSOFA） 標準識別重癥患者，如果符合qSOFA 標準中的至少2 項時，應進一步評估患者是否存在臟器功能障礙。膿毒性休克則是在膿毒癥的基礎上，出現(xiàn)持續(xù)性低血壓，在充分容量復蘇后仍需血管活性藥來維持平均動脈壓（mean arterial pressure，MAP） ≥65 mmHg，以及血乳酸水平＞2 mmol/L。依據(jù)此診斷標準將所有患者分為膿毒癥組及膿毒性休克組。

分別比較革蘭染色陽性菌組/革蘭染色陰性菌組與血源性感染組/非血源性感染組相關(guān)細胞因子水平變化情況，明確不同病原菌及不同感染類型細胞因子變化特點；膿毒癥組/膿毒性休克組通過組內(nèi)比較分析細胞因子在膿毒癥患者病情嚴重程度分層中的應用價值。

1.3 統(tǒng)計學處理

采用SPSS 統(tǒng)計學軟件包進行統(tǒng)計學分析，基本描述計數(shù)資料采用例及構(gòu)成比[n（%）） ]表示，正態(tài)分布計量資料采用均數(shù)±標準差（） 表示，偏態(tài)分布計量資料采用四分位數(shù)[M（P25，P75） ]表示，假設檢驗計數(shù)資料間比較采用χ2檢驗，正態(tài)分布計量資料兩組間比較采用兩獨立樣本t 檢驗，偏態(tài)分布計量資料兩組間比較采用兩樣本秩和檢驗，P＜0.05 為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 患者一般情況

結(jié)合納入與排除標準，最終確定87 例患者納入本研究。革蘭氏陰性菌組：共24 例患者，其中男性12 例，女性12 例，平均年齡（57.38±16.10） 歲，APACHE II 評分（14.00±2.93） 分。革蘭氏陽性菌組：共26 例患者，男性15 例，女性11 例，平均年齡（54.08±15.48） 歲，APACHE II 評分（12.85±2.57） 分。血源性感染組：共23例患者，其中男性10 例，女性13 例，平均年齡（51.04±14.81） 歲，APACHE II 評分（12.74±2.40） 分；非血源性感染組：共27 例患者，其中男性17 例，女性10 例，平均年齡（59.59±15.63） 歲，APACHE II 評分（13.96±2.67） 分。膿毒癥組：共21 例患者，其中男性11 例，女性10 例，平均年齡（52.86±16.00） 歲；膿毒性休克組：共16 例患者，其中男性9 例，女性7 例，平均年齡（54.81±13.21） 歲。經(jīng)χ2檢驗，各組性別差異無統(tǒng)計學意義（P=0.815），經(jīng)兩獨立樣本t檢驗，各組年齡差異無統(tǒng)計學意義（P=0.694）。APACHE II 評分差異無統(tǒng)計學意義。

2.2 革蘭氏陰性菌組與革蘭氏陽性菌組細胞因子水平比較

經(jīng)兩樣本秩和檢驗，革蘭氏陰性菌組和革蘭氏陽性菌組IL-6、IL-8、IL-10、IL-17 差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），尤其是革蘭氏陰性菌組患者IL-6、IL-8、IL-10 水平較革蘭氏陽性菌組患者明顯升高。其余指標差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），見表1。

2.3 血源性感染組與非血源性感染組細胞因子水平比較

血源性感染組與非血源性感染組患者細胞因子均明顯升高。并且經(jīng)兩樣本秩和檢驗，血源性感染組和非血源性感染組IL-2、IL-6、IL-10、IL-17 差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），血源性感染組患者IL-2、IL-6、IL-10 較非血源性感染組患者升高更為劇烈，其余指標差異均無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），見表2。

2.4 膿毒癥組與膿毒性休克組患者細胞因子比較

表1 革蘭氏陰性桿菌組和革蘭氏陽性桿菌組情況比較Tab.1 Comparison results between the gram-negative and gram-positive groups

表2 血源性感染組和非血源性感染組情況比較Tab.2 Comparison of blood-borne infection group and non-blood-borne infection group

膿毒癥及膿毒性休克患者體內(nèi)細胞因子均大量升高。而將膿毒癥組患者與膿毒性休克組患者比較，經(jīng)兩樣本秩和檢驗，膿毒性休克組患者細胞因子升高更為劇烈，兩組除IL-17 差異無統(tǒng)計學意義（P=0.358），其余指標差異均有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），膿毒性休克組患者體內(nèi)細胞因子甚至可升高至正常人體的上千倍，見表3。

表3 膿毒癥組和膿毒性休克組情況比較Tab.3 Comparison results between the sepsis group and the septic shock group

3 討論

細胞因子是由淋巴細胞及某些非免疫細胞合成及釋放的小分子多肽，在體內(nèi)免疫調(diào)節(jié)方面具有重要作用。有研究表明：感染性疾病在發(fā)病及進展過程中，細胞因子扮演者重要角色[21]，感染過程中，細胞因子水平會顯著升高。疾病感染早期階段，IL-1 及IL-6 通過誘導補體產(chǎn)生從而在炎癥反應中起著調(diào)理作用；IL-10 起抗炎作用，可抑制Th1 應答作用；IL-4 可在轉(zhuǎn)錄水平促進IL-10 產(chǎn)生，對IL-10 的抑制作用偏大，但并不能完全抑制IL-10基因表達。同時，有研究報道，IL-6 在細菌感染的中性粒細胞減少癥患者中具有高敏感度和特異性，并且與患者預后相關(guān)[11]。Tang 等[12]在兒童血液腫瘤治療中發(fā)現(xiàn)細菌感染患兒IL-6 和IL-10 顯著增高。分析其相關(guān)機制，可能是因為革蘭氏陰性菌的內(nèi)毒素（LPS） 和革蘭氏陽性菌的胞壁肽（MDP） 是IL-6 合成與釋放的有效誘導劑[13]。

3.1 細胞因子對感染性疾病的診斷價值

細胞因子在機體受到損傷或炎癥感染時發(fā)揮重要作用。細胞因子主要分為促炎因子及抗炎因子，二者之間的平衡決定炎癥反應的走向。分化的T細胞繼續(xù)參與炎癥反應并產(chǎn)生自身的細胞因子，導致復雜的相互作用網(wǎng)絡和各種生理反應。本研究顯示，感染患者體內(nèi)細胞因子明顯增高，考慮可能與以下機制有關(guān)：感染患者機體促炎及抗炎的平衡是維持機體正常免疫功能的基礎，機體免疫反應失調(diào)則會導致細胞因子風暴的形成。首先，活化的T細胞釋放大量促炎細胞因子和趨化因子等[14]。增高的促炎細胞因子和趨化因子 （包括IL-1、IL-6、IL-17、IL-12、TNF-α、IFN-α、IFN-β、IFN-γ 等） 導致了巨噬細胞和其他免疫細胞的活化，巨噬細胞和其他免疫細胞繼續(xù)釋放細胞因子，并通過自分泌和旁分泌等級聯(lián)反應，從而進一步活化更多免疫細胞，導致細胞因子大量增加，甚至會在體內(nèi)形成細胞因子風暴，損傷自身免疫系統(tǒng)和正常組織細胞功能[15]。

3.2 鑒別革蘭氏陽性菌感染及革蘭氏陰性菌感染

本研究通過分析革蘭氏陰性菌組及革蘭氏陽性菌組患者細胞因子不同表現(xiàn)，得出結(jié)果：革蘭氏陰性菌組和革蘭氏陽性菌組IL-6、IL-8、IL-10、IL-17 差異有統(tǒng)計學意義，尤其是革蘭氏陰性菌組患者IL-6、IL-8、IL-10 水平較革蘭氏陽性菌組患者明顯升高。段金燕等人[16]有研究表明：通過對比金黃色葡萄球菌及大腸埃希菌感染小鼠體內(nèi)炎癥因子變化情況，發(fā)現(xiàn)感染大腸桿菌的動物的血清IL-1α、IL-6、MCP-1 和IL-10 水平顯著增加。認為IL-1α、IL-6 和IL-10 可能能夠區(qū)分革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌感染。Vanska M[17]等人也發(fā)現(xiàn)：革蘭氏陰性菌感染與革蘭氏陽性菌感染產(chǎn)生的炎性介質(zhì)并不相同。相關(guān)研究結(jié)果與本實驗研究結(jié)果基本相符。結(jié)合相關(guān)參考文獻，本實驗研究結(jié)果機制可能是因為不同類型的細菌感染激活的細胞表面受體不同[18]。研究結(jié)果表明IL-6、IL-8 和IL-10 在診斷革蘭氏陽性菌感染和革蘭氏陰性菌感染方面可能存在一定的價值。

3.3 鑒別血源性感染及非血源性感染

血源性感染（bloodstream infection，BSI） 是臨床常見的一種進展迅速的全身性感染性疾病，發(fā)病率及死亡率均較高[19]。前期研究表明：血源性感染患者血清細胞因子TNF-α、IL-6、IL-1β 和IL-8 在疾病發(fā)展過程中起重要作用，研究采用ELISA 法測定血源性感染患者早期血清細胞因子變化情況，結(jié)果表明：與對照組相比，血源性感染組患者血清細胞因子TNF-α、IL-6、IL-1β 和IL-8 表達明顯增加[13]，這為血源性感染診斷提供了參考依據(jù)。

本研究通過比較血源性感染組與非血源性感染組患者血清細胞因子的不同表現(xiàn)，結(jié)果顯示兩組IL-6、IL-10、IL-2 差異均具有統(tǒng)計學意義。兩組患者細胞因子均明顯升高，且血源性感染組患者IL-2、IL-6、IL-10 較非血源性感染組患者升高更為劇烈。Gómez-Zorrilla 等人[20]行前瞻性研究表明：IL-6 及IL-10 在發(fā)生菌血癥的患者中明顯增高。與本實驗研究結(jié)果相符，表明細胞因子，尤其是IL-6、IL-10 在血源性感染診斷方面可能具有一定的價值。

3.4 細胞因子在膿毒癥病情分層中的應用價值

膿毒癥是因患者機體對感染的免疫反應失調(diào)所導致的一系列器官功能障礙綜合征[43]，患者在膿毒癥基礎上出現(xiàn)嚴重的循環(huán)、細胞和代謝紊亂，則稱為膿毒性休克，膿毒性休克死亡風險更高[21]。因此，早期診斷及實時評價膿毒癥患者病情嚴重程度十分重要。Sherwin C 等人[22]研究發(fā)現(xiàn)：相比于正常人，膿毒癥患者血清中的細胞因子水平顯著增高。目前，已有研究發(fā)現(xiàn)細胞因子可能在診斷新生兒和成人膿毒癥方面具有一定價值。Jekarl DW 等[23]對97 例膿毒癥患者在內(nèi)的127 例SIRS 患者的13 種細胞因子進行了評估，該項研究證明IL-6 有助于膿毒癥的診斷。

但是，目前對膿毒癥病情嚴重程度分層仍缺乏特異性標志物，臨床需依靠SOFA 評分、APACHE II 評分來評估患者病情嚴重程度[24]，但評估數(shù)據(jù)繁瑣，操作難度較大且涉及相關(guān)實驗室檢查較多[25]；國內(nèi)外關(guān)于細胞因子對膿毒癥病情嚴重程度分層的應用價值的研究也相對較少。本研究結(jié)果顯示：膿毒癥及膿毒性休克患者體內(nèi)細胞因子大量升高，經(jīng)兩樣本秩和檢驗膿毒癥組和膿毒性休克組除IL-17 差異無統(tǒng)計學意義（P=0.358），其余指標差異均有統(tǒng)計學意義。膿毒性休克組患者細胞因子甚至可升高至正常人體的上千倍。其原因可能是各種促炎因子及抗炎因子共同參與炎癥反應的應答與放大，分化的T 細胞繼續(xù)參與炎癥反應并產(chǎn)生自身的細胞因子，導致復雜的相互作用網(wǎng)絡和各種生理反應，過度刺激的免疫系統(tǒng)甚至會導致免疫反應失調(diào)，從而通過自分泌和旁分泌等級聯(lián)反應，從而進一步活化更多免疫細胞，導致細胞因子大量增加，甚至會在體內(nèi)形成細胞因子風暴[26]。本研究結(jié)果顯示細胞因子在膿毒癥病情嚴重程度分層中可能具有一定的診斷價值，為膿毒癥/膿毒性休克患者早期診療提供一定的參考依據(jù)。

綜上所述，目前臨床診斷感染性疾病方法及手段較多，但在明確感染性疾病病原菌類別及判斷疾病嚴重程度方面仍缺乏有效及便捷的檢查方法，仍需依靠臨床醫(yī)生的經(jīng)驗性判斷及多種實驗室指標相結(jié)合來明確診斷；而且部分實驗室檢查如標本培養(yǎng)鑒定、宏基因二代測序技術(shù)、呼吸道病原體基因檢測等因為耗時較長，標本要求相對較高等原因，容易使臨床醫(yī)生錯過患者的最佳治療時機。本研究顯示細胞因子譜在診斷感染性疾病種類及病情嚴重程度方面可能具有一定的價值，而且具有檢測方法簡便、靈敏度較高、價格相對較低等優(yōu)勢，可能會為臨床診斷感染性疾病提供新的思路及方法。