血清降钙素原用于诊断儿童革兰阴性菌引起血流感染中的作用研究

陈琳 房先顺 陈琴

血清降钙素原用于诊断儿童革兰阴性菌引起血流感染中的作用研究

陈琳1房先顺2陈琴1

目的评价血清降钙素原用于诊断儿童革兰阴性菌导致的血流感染的可行性，并探索其诊断标准。方法对2015年1月至2016年6月我院收治的儿童血流感染患者进行血培养和血清降钙素原(PCT)检测，并对各病原菌进行鉴定，根据鉴定结果，统计分析各菌群类型感染下患者的PCT浓度、各层次PCT浓度患者比重，并通过受试者工作特征曲线(ROC)分析利用PCT诊断革兰氏阴性菌血流感染的特异性、敏感度和临界值。结果在血培养阳性的366例血流感染患者中(男178例，女188例)分离到革兰阳性菌169株，革兰阴性菌167株和真菌30株，其中革兰阳性金黄色葡萄球菌菌株最多(87株)，血清降钙素原最高者为革兰阴性鲍氏不动杆菌，浓度为8.524(1.085-38.357)ng/mL。组间比较结果表明，革兰阴性菌血流感染患者的PCT明显高于革兰阳性菌组、真菌感染组和血培养阴性组(P<0.01)；不同PCT层次比较结果发现，革兰阴性菌组(χ2=31.546)、革兰阳性菌组(χ2=23.482)血流感染患者的PCT在不同层次上具有差异(P<0.01)，真菌组差异不明显(χ2=0.786，P>0.05)，不同PCT层次革兰阴性菌血流感染患者的比例与革兰阳性菌组比较有明显差异(χ2=27.648，P<0.01)。鉴别革兰阴性菌的ROC曲线下面积为0.832，95%可信区间为0.697-0.896，P<0.001，用于鉴别革兰阴性菌血流感染与血培养阴性的临界值为1.12 ng/mL，此时具有较好的特异性(81.9%)、敏感性(67.5%)和约登指数(41.1%)；而革兰阳性菌的ROC曲线下面积为0.602，其95%可信区间为0.504-0.673，P<0.001，但是其特异性和敏感度相对较低。结论相对于其他病原菌引起的血流感染，血清降钙素原水平更适用于诊断革兰阴性菌引起的血流感染，其特异性高，诊断时间短，可作为临床诊断血流感染的参考方法。

血清降钙素原；病原菌；血流感染；革兰染色； ROC曲线

血流感染(BSI)是指由于病原微生物入侵血流而引起的严重全身感染性疾病，由于免疫抑制剂、抗菌药物和激素的广泛使用，使得血流感染的发病率持续上升，患者死亡率较高。目前，血培养是诊断BSI的最佳方法，但是血培养具有耗时较长、阳性结果易受外界因素影响的缺点[1-2]。血清降钙素原(PCT)作为细菌感染标志物逐渐在临床中被用于感染性疾病的诊断，具有准确率高，耗时短，且血清PCT浓度与血培养结果相一致的优势[3]。

本研究旨在通过检测患有血流感染儿童的PCT水平，探讨PCT用于诊断血流感染的可行性，并对感染类型和革兰氏阴性菌血流感染的临界值进行确认。

资料与方法

一、研究对象

选择2015年1月至2016年6月我院收治的进行血培养和PCT检测的儿童患者，年龄小于18周岁。其中，血培养为阴性的BSI儿童患者有108例，男56例，女52例；血培养为阳性的BSI患者366例，男178例，女188例。

排除标准：外伤患者；近期进行过手术患者；近期使用过抗生素患者。

二、方法

1 检测仪器

BACTEC 9050型全自动血液培养仪(美国BD公司)，Phoenix100全自动细菌鉴定/药敏分析仪(美国BD公司)，HLP2003血平板(上海哈灵生物科技有限公司)，HLP2013麦康凯平板(上海哈灵生物科技有限公司)，Mini-VIDAS-Blue全自动荧光免疫分析仪(法国生物梅里埃公司)。

2 细菌检测：严格按照无菌操作方式进行两次不同静脉处取血，每次约2mL，混匀后注入培养瓶，采用BACTEC 9050型全自动血液培养仪进行培养；阳性警报后，取培养液涂片，进行革兰氏染色。同时另取培养液接种于血平板、厌氧血平板中进行培养(35℃、5%CO2)。培养18-24h后，采用Phoenix100全自动细菌鉴定/药敏分析仪对细菌进行鉴定试验。不同类型培养瓶培养的同种菌株按一株计算。

3 PCT检测：无菌操作采集静脉血2mL，常规离心后取血清，采用Mini-VIDAS-Blue荧光免疫定量分析仪检测血清PCT，以PCT≥0.5ng/mL作为阳性结果的判断标准

三、统计学方法

采用SPSS 20.0软件进行数据处理和统计分析。计量资料采用中位数(M)与四分位数间距 (P25-P75)表示，组间比较采用Mann-Whitney U非参数检验；计数资料以例数和百分比表示，采用χ2检验；PCT的诊断意义采用受试者工作特征曲线(ROC)进行评价；P<0.05表示差异具有统计学意义。

结 果

一、菌株类型与PCT检测结果

血培养阳性结果筛选出366例血流感染儿童，根据病原菌鉴定和革兰氏染色结果，366例血流感染儿童中共分离到革兰氏阳性菌169株，革兰氏阴性菌167株和真菌30株；其中革兰阳性菌的葡萄球菌属最多(87株)，革兰阴性菌中肺炎克雷伯菌属最高(52株)，真菌中白色假丝酵母菌最高(21株)，与文献报道结果一致[4-5]。

革兰阳性菌与革兰阴性菌血流感染患者的PCT水平不同，革兰阴性菌血流感染患者的PCT整体高于革兰阳性菌血流感染患者，最高者为鲍氏不动杆菌8.524(1.085-38.357)ng/mL。(见表1)。

表1 血流感染儿童菌株类型及PCT含量结果[M(P25-P75)]

二、不同病原菌间PCT检测结果

检测结果显示，366例血流感染儿童患者中革兰阳性菌(GP) 型BSI患者169例，革兰阴性菌(GN) 型BSI患者167例，真菌型BSI患者30例，血培养表现为阴性的儿童108例，各类型间PCT测定结果的中位数具有统计学差异(H=12.349，P=0.001)。

两组间比较结果表明，革兰阴性菌组BSI患者的PCT明显高于革兰阳性菌组、真菌感染组和血培养阴性组(P<0.01)，(见表2)。

表2 不同感染类型患儿血清PCT测定结果[M(P25-P75)]

三、不同类型血流感染患儿的PCT水平比较

根据PCT结果，将其分为五个层次，并统计各感染类型所占比例，卡方检验结果显示，GN与GP血流感染患者的PCT在各层次上均有差异(χ2=31.546、23.482，P<0.01)，且GN组不同PCT浓度的人数分布与GP组相比有显著差异(χ2=27.648，P<0.01)，(见表3)。

表3 不同感染类型患者PCT浓度层次占比(%)

四、PCT鉴别GN血流感染的临界值

绘制PCT用于鉴别GN BSI与血培养阴性组的ROC曲线，得到曲线下面积为0.832，95%可信区间为0.697-0.896，P<0.001；且PCT用于鉴别GN BSI与血培养阴性的临界值为1.12ng/mL，表明具有较好的特异性(81.9%)和敏感性(67.5%)，ROC曲线(见图1)。

五、PCT诊断GN BSI的效能分析

根据实验结果，分别以PCT不同检测值作为临界值，对PCT诊断GN BSI的效能进行分析，当PCT浓度为1.12时，曲线下面积最大，灵敏度为67.5%，特异性为81.9%，约登指数为41.1%，整体相对较好，(见表4)。

图1 PCT诊断GN BSI的ROC曲线

表4 PCT诊断GN BSI的性能分析(%)

六、PCT鉴别GP血流感染的临界值

绘制PCT用于鉴别GP BSI与血培养阴性组的ROC曲线，得到曲线下面积为0.602，其95%可信区间为0.504-0.673，P=0.004，但是其特异性和敏感度相对较低，(见图2)。

图2 PCT诊断GP BSI的ROC曲线

讨 论

血培养作为诊断患者是否发生血流感染的金标准，具有耗时较长、阳性反应率低的缺点，临床急需寻求快速诊断BSI的方法。PCT是一种没有激素活性的糖蛋白，在发生病原菌感染后，外周血中PCT的浓度显著性升高，而且PCT的检测迅速，可作为全身性炎症反应的标志物[6-8]。

本研究结果显示，BSI患者PCT的浓度显著高于血培养阴性患者，即病原菌引起的血流感染会导致血液内PCT含量的显著性升高。研究发现，PCT在正常情况下含量小于0.1ng/mL，受病原菌感染后，病原菌内毒素会刺激机体分泌白细胞介素-1、白细胞介素-6、肿瘤坏死因子α等炎性因子，炎性因子会诱导PCT浓度升高[9-10]。

本研究结果显示，GN BSI患者的PCT浓度明显高于GP BSI患者、真菌BSI患者和血培养阴性患者，说明革兰阴性菌更容易引起PCT的升高，革兰阴性杆菌的细胞壁主要由脂多糖组成，而PCT作为一种糖蛋白，其上的阳离子氨基酸能够很好地与脂多糖结合，因此，革兰氏阴性菌能够刺激PCT的产生，而革兰氏阳性菌和真菌的肽聚糖细胞壁则不能够与PCT结合，不能显著刺激PCT浓度的增加[11-12]。

采用PCT评价不同群体血流感染程度的临界值需要参考不同的水平，本文将其分成5个层次，更适用于衡量儿童患者的感染程度，PCT大于0.5时即认为其存在血流感染的可能。GN BSI患者与GP BSI患者在不同PCT层次间的人数分布具有显著性差异，革兰阴性菌血流感染儿童患者血清的PCT浓度明显高于革兰阳性菌血流感染的儿童患者。PCT浓度水平越高，革兰阴性菌感染所占比例越高，当PCT大于10ng/mL以上时，革兰阴性菌感染占比明显较高。

应用PCT鉴别GN BSI患者与血培养阴性患者的的ROC曲线显示，其曲线下面积为0.832，明显高于鉴定GP BSI患者的面积0.602，说明PCT更适用于鉴定GN血流感染。在PCT浓度为1.12 ng/mL的最佳临界点，ROC曲线的特异性达81.9%，敏感度则为67.5%，与PCT在5ng/mL时的特异性和阳性预测率相比偏低，可能跟患者的疾病类型、假阳性结果的影响、PCT的影响因素复杂等原因有关，但PCT对革兰氏阴性菌的诊断具有较高的特异性，PCT浓度的高低与机体炎症程度相一致[13]，感染程度越高，PCT的浓度越高，且PCT的检测不受时间的限制，可作为儿童革兰氏阴性菌引起的血流感染的诊断方法之一，但其临界值等衡量感染程度的参考标准需进一步研究。

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Effectofserumprocalcitoninindiagnosisofbloodstreaminfectioncausedbygram-negativebacteriainchildren

CHENLin,FANGXian-shun,CHENQin

DepartmentofPediatrics,LonghuaDistrictPeople’sHospital,District518109,China

ObjectiveTo evaluate the feasibility of serum procalcitonin in diagnosis of bloodstream infection caused by gram-negative bacteria in children and to explore the standard of diagnosis.MethodsThe blood culture test and PCT level were detected on the hospitalized children from January 2015 to June 2016 in our hospital. The pathogens were identified. According to the results, the PCT level and the proportion in different levels were analyzed. With the help of ROC curve, the specificity, susceptibility and the critical value of PCT in diagnosis of bloodstream infection caused by gram-negative bacteria were calculated.Results167 strains of gram-negative bacteria, 169 strains of gram positive bacteria and 30 strains of fungi were isolated from the 366 patients with positive blood culture. The staphylococcus aureus in gram-positive bacteria had the most bacteria (87) while acinetobacter baumannii in gram-negative bacteria got the highest FCT level [8.524 (1.085-38.357) ng/mL]. The PCT level in the bloodstream infection group of gram-negative bacteria (GN) was significantly different from the Gram-positive bacteria group (GP), the fungi group and the blood culture negative group (P<0.01). The proportion of PCT in different levels in the GN group (χ2=31.546,P<0.01) and the GP group (χ2=23.482,P<0.01) was significantly different, but the fungi group was not (χ2=0.786,P>0.05). The proportion of patients between the GN group and the GP group was significantly different (χ2=27.648,P<0.01). The area under the curve of the GN group was 0.832, and the 95% confidence interval was 0.697-0.896 (P<0.01). The critical value in diagnosis of bloodstream infection caused by gram-negative bacteria was 1.12 ng/mL, and it had preferable specificity (81.9%), susceptibility (67.5%) and Youden index (41.1%). The area under the curve of the GP group was 0.602, and the 95% confidence interval was 0.504-0.673 (P<0.01). However, the specificity and susceptibility was lower.ConclusionThe level of serum PCT apply to be used in the diagnosis of GN bloodstream infection, which has high specificity and short diagnosis time. PCT can be a method that is used to diagnose the bloodstream infection caused by GN.

serum procalcitonin; pathogenic bacteria; bloodstream infection; blood culture; ROC curve

2017-03-14]

10.3969/j.issn.1009-6663.2017.11.017

1. 518109 广东 深圳，深圳市龙华区人民医院 1.儿科 2. 浪口社康中心