我国成人社区获得性肺炎患者中病毒检出率已经高达15.0%~34.9%[1]。但病毒感染的临床特征常不典型[2],其抗原成分及免疫过程错综复杂,病原体早期培养困难,这使得临床诊断不及时,从而延误治疗导致患者病情加重甚至死亡。因此,能快速而准确的明确病原体在临床急救中显得尤为重要。肝素结合蛋白(heparin-binding protein, HBP)作为当前具有较大研究价值的新型感染相关性生物标志物[3],是一种由中性粒细胞衍生的长度为37 000a的阳离子抗微生物蛋白。有研究表明在病毒感染后,血清HBP表达水平显著升高[4-5],在诊断病毒感染时具有良好的潜在价值。本文旨在讨论HBP对呼吸道病毒性感染患者的诊断及预后评估价值。
1 资料与方法 1.1 一般资料采用回顾性研究方法,选取2018年11月至2020年11月在南京医科大学附属南京医院急诊科(急诊病房和急诊ICU)收治的经过病原学检查明确诊断为呼吸道病毒感染的患者作为病毒感染组,以同期收治的非感染患者作为对照设为非病毒感染组。病原学诊断标准:(1)包括口鼻咽拭子、下呼吸道标本和肺组织标本病毒核酸阳性; (2)合格的下呼吸道标本中分离出病毒; (3)口鼻咽拭子和下呼吸道标本中快速抗原检测阳性,并有相关流行病学史支持; (4)双份血清病毒特异度IgG抗体滴度呈4倍或4倍以上。纳入标准:(1)年龄>18岁,临床资料完整; (2)病毒血清学阳性确诊者。排除标准:(1)存在影响生存的严重原发疾病,包括未控制已经多处转移的恶性肿瘤、血液病和获得性免疫缺陷综合征等; (2)就诊时已并发细菌性感染患者。本研究符合医学伦理学标准,通过医院伦理委员会批准,并获得患者家属的知情同意(伦理审批号:KY20201102-03)。
1.2 资料收集收集入组患者以下临床数据资料:年龄、性别、身高及体质量、入院24 h内外周静脉血清白细胞计数(white blood cell count, WBC)、中性粒细胞与淋巴细胞比值(neutrophil-to-lymphocyte ratio, NLR)、C-反应蛋白(C-reactive protein, CRP)、降钙素原(procalcitonin, PCT)、HBP,同时收集患者相关病史及血生化指标,计算各患者24 h内序贯器官衰竭评分(sequential organ failure assessment, SOFA)和急性生理学与慢性健康状况评分Ⅱ(acute physiology and chronic health evaluation Ⅱ, APACHE Ⅱ)。统计病毒感染组患者住院总时间、ICU滞留时间、抗病毒疗程、呼吸机及血管活性药物使用时长。为避免患者因病情过重入院短时间死亡导致相关指标较小,故采用ICU滞留时间、抗病毒疗程、呼吸机及血管活性药物使用时长与住院总时间比值表示预后。
1.3 HBP检测方法患者入院24 h内收集静脉血标本,血标本离心后留取血浆样本,使用Jet-iStsr 3000免疫荧光法分析仪(中翰盛泰生物技术股份有限公司,中国浙江)进行免疫荧光法HBP检测。
1.4 统计学方法使用SPSS 19.0统计软件进行统计学分析。采用Kolmogorov-Smirnov法对计量资料进行正态性检验,符合正态分布的数据用均值±标准差(Mean±SD)表示,采用独立样本t检验; 不符合正态分布的计量数据用中位数(四分位数)[M(QL,QU)]表示,并通过Mann-Whitney U检验进行比较。分类变量用例数(百分数)表示,并使用χ2检验进行比较。应用受试者工作特征曲线(receiver operating characteristic curve, ROC)评价各指标对病毒感染的诊断效能,计算ROC曲线下面积(AUC),确定最佳临界值。相关性分析采用非正态分布变量的Spearman相关分析。以P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果 2.1 两组患者一般资料比较本研究共入选病例229例,按照排除标准共排除16例,最终入组213例,包括病毒感染组106例、非感染组107例。两组患者在性别、年龄和BMI指标比较差异无统计学意义(均P>0.05), 见表 1。
指标 | 病毒感染组(n=106) | 非病毒感染组(n=107) | χ2/t值 | P值 |
性别(n, %) | 0.225 | 0.635 | ||
男 | 58(54.72) | 62(57.94) | ||
女 | 48(45.28) | 45(42.06) | ||
年龄(岁,Mean±SD) | 65.25±18.37 | 67.23±17.69 | -0.805 | 0.940 |
BMI(kg/m2,Mean±SD) | 25.48±3.07 | 24.93±3.80 | 1.057 | 0.091 |
呼吸道病毒感染组106例患者中,病原学检测阳性病例包括甲型流感病毒67例(63.21%),EB病毒11例(10.38%),乙型流感7例(6.60%),腺病毒7例(6.60%),巨细胞病毒6例(5.66%),混合病毒感染4例(3.77%),新型布尼亚病毒2例(1.89%),柯氏病毒和人类多瘤病毒各1例(0.94%)。
2.3 两组患者炎症指标比较与非病毒感染组相比,病毒感染组患者的HBP、CRP水平均明显升高,差异有统计学意义(均P<0.05),而WBC、NLR水平明显降低(均P<0.05),但两组间PCT水平差异无统计学意义(P>0.05),见表 2。
炎症指标 | 病毒感染组 | 非病毒感染组 | Z值 | P值 |
WBC(×109/L) | 6.97(4.83,9.65) | 10.69(8.42,15.01) | -6.438 | <0.01 |
NLR | 5.81(2.69,12.33) | 14.98(7.55,24.86) | -5.870 | <0.01 |
CRP(mg/L) | 22.95(8.15,80.80) | 15.60(7.80,31.90) | 2.080 | 0.038 |
PCT(ng/mL) | 0.39(0.08,0.95) | 0.30(0.75,0.66) | 1.590 | 0.112 |
HBP(μ g/L) | 32.59(15.58,68.84) | 10.27(7.16,13.34) | 9.975 | <0.01 |
进一步评价各炎症指标对呼吸道病毒感染患者诊断的预测能力,WBC、NLR、CRP、PCT、HBP的AUC分别为0.755、0.733、0.582、0.563、0.895,其中PCT对呼吸道病毒感染的诊断预测能力无统计学意义(P>0.05)。与WBC、NLR和CRP等传统的感染标志物相比较,HBP具有更好的诊断价值,其AUC最大,最佳截断值为13.625 μ g/L,敏感度为92.50%,特异度为76.6%,约登指数为0.691。见图 1,表 3。
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图 1 各指标诊断呼吸道病毒感染预测能力的ROC曲线 Fig 1 The ROC curve of various indicators for the diagnosis of respiratory virus infection |
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指标 | AUC (95%CI) | 最佳截断值 | P值 | 敏感度(%) | 特异度(%) | 约登指数 |
WBC(×109/L) | 0.755(0.690~0.821) | 7.635 | <0.01 | 62.3 | 84.1 | 0.464 |
NLR | 0.733(0.666~0.800) | 8.550 | <0.01 | 67.0 | 72.0 | 0.390 |
CRP(mg/L) | 0.582(0.505~0.660) | 21.600 | 0.038 | 53.8 | 66.4 | 0.202 |
PCT(ng/mL) | 0.563(0.485~0.641) | 1.710 | 0.112 | 21.7 | 94.4 | 0.161 |
HBP(μ g/L) | 0.895(0.852~0.939) | 16.785 | <0.01 | 92.5 | 76.6 | 0.691 |
相关性分析表明,病毒感染组患者入院24 h内血清HBP水平与SOFA评分及APACHE Ⅱ评分均呈正相关(r=0.756,P<0.05;r=0.747,P<0.05)。同时病毒感染组患者的ICU滞留时间、抗病毒疗程、呼吸机及血管活性药物使用时长与总住院时间占比的指标均和入院24 h内血清HBP水平呈正相关(r分别为0.873、0.748、0.830、0.794,P<0.05), 见图 2。
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图 2 HBP与各预后指标的相关分析 Fig 2 Correlation analysis between HBP and various prognostic indicators |
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近年来,新型病毒感染的频率不断上升,例如SARS病毒、寨卡病毒和2020年的新型冠状病毒肺炎爆发。呼吸道病毒感染已成为诱发慢性阻塞性肺疾病急性加重最常见的原因[6],同时呼吸道合胞病毒是引起婴幼儿严重下呼吸道感染的重要病原体[7]。但是,目前可用于诊断呼吸道病毒感染的检测方法,无法满足不断增长的病毒感染性疾病的检测需求[8]。
HBP是由222个氨基酸组成的单链蛋白质,主要存在于多形核中性粒细胞分泌颗粒和嗜天青颗粒中,正常人血液中HBP水平一般不超过10 μ g/L[9]。在炎症状态或免疫受损时,中性粒细胞迅速趋化、迁移并活化,多形核中性粒细胞表面β2整合素激活信号转导通路,诱导HBP的胞吐和释放[10]。被释放的HBP作为一种趋化性介质,将诱导巨噬细胞释放细胞因子TNF-α和干扰素-γ,增强巨噬细胞对病原体的吞噬作用从而参与机体免疫反应[11]。但当前大部分研究关注HBP与细菌性感染[12]、脓毒症及脓毒症休克[13-14]的关系,而HBP与病毒感染的相关研究较少。
本研究结果显示,当发生呼吸道病毒感染时,患者血浆中HBP显著升高,白细胞计数及中性粒细胞比例明显下降,提示可应用于病毒感染的诊断。而CRP升高不明显,PCT水平在病毒感染组和非病毒感染组中差异无统计学意义,提示CRP、PCT对病毒感染的诊断价值低,这与既往的研究结果一致[15-16]。同时应用ROC曲线分析各指标对呼吸道病毒感染的诊断价值,发现HBP的AUC最大,诊断效能最佳。当HBP最佳截断值为13.625 μ g/L时,敏感度为92.50%,特异度为76.6%,显著高于传统炎症指标,提示HBP可作为诊断呼吸道病毒感染的良好生物标志物。
国内外研究[17-18]表明,APACHE Ⅱ和SOFA评分均可以有效评估危重症感染患者的预后。为防止选取单个评分指标所引起的误差,本研究中在入组患者入院24 h内完成SOFA和APACHE Ⅱ评分,并将血清HBP水平与两者分别进行相关性分析。结果显示呼吸道病毒感染患者入院24 h内血清HBP水平与其SOFA评分及APACHEⅡ评分均呈正相关,相关系数有统计学意义(P<0.05),提示血清HBP水平对评价呼吸道病毒感染患者的预后具有一定价值。同时,相关性分析提示,呼吸道病毒感染患者的ICU滞留时间、抗病毒疗程、呼吸机及血管活性药物使用时间与住院总时间比值这一系列预后指标与其入院24 h内血清HBP水平显著相关。HBP水平越高,呼吸道病毒感染患者的ICU滞留时间、抗病毒疗程、呼吸机及血管活性药物使用时间在总住院时间中占比越大,血HBP水平可以有效评估此类患者的预后情况。
综上所述,HBP可作为诊断呼吸道病毒感染的指标之一,相较于WBC、NLR、CRP等传统感染指标,HBP具有更佳的敏感度和特异度。同时,HBP水平的高低也能在一定程度上反应病情严重程度,与临床预后密切相关。
利益冲突 所有作者均声明不存在利益冲突
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