白细胞介素-6在早期区别新生儿不同细菌血流感染和鉴别血培养污染的意义
梁杰昌 徐志明 李婉媚 尤芳芳 叶木凤
广东省佛山市三水区人民医院检验科,广东佛山 528100
[摘要]目的 研究血清白细胞介素-6(IL-6)浓度在早期初步区分不同细菌引起的新生儿血流感染和鉴别新生儿血培养污染的意义。方法 选取2016年1月~2020年6月佛山市三水区人民医院收治的100 例血流感染新生儿作为观察组,在首日治疗前检测IL-6、降钙素原(PCT)和C 反应蛋白(CRP)的浓度,并同时做血培养。然后依据血培养结果将100 例新生儿血流感染分为革兰氏阴性(G-)菌组(27 例)和革兰氏阳性(G+)菌组(73 例);通过进一步培养鉴定把G+菌血流感染分为链球菌组(26 例)和凝固酶阴性葡萄球菌(CNS)组(47 例)。比较不同细菌组间血清IL-6、PCT 和CRP 浓度的差异,采用受试者工作特征(ROC)曲线分析IL-6 在早期鉴别G-菌和G+菌引起的新生儿血流感染的性能。同期血培养污染的63 例病例作为对照组,采用ROC 曲线分析IL-6 鉴别新生儿血培养污染的价值。结果 G-菌组的血清IL-6、PCT 和CRP 浓度分别为2033.0(75.0~15 600.0)ng/L、4.0(0.58~18.99)ng/mL 和2.89(0.51~21.4)μg/mL,G+菌组的血清IL-6、PCT 和CRP 浓度分别为61.9(26.1~1066.7)ng/L、0.75(0.26~2.70)ng/mL和5.45(0.82~11.86)μg/mL,G-菌组和G+菌组的IL-6、PCT 比较,差异有统计学意义(P<0.05),G-菌组和G+菌组的CRP 比较,差异无统计学意义(P>0.05)。IL-6、PCT 和CRP 区分G-与菌G+菌感染的ROC 曲线下面积分别为70.2%、64.9%、52.6%。链球菌组的IL-6 浓度高于CNS 组,差异有统计学意义(P<0.05);观察组的IL-6 浓度高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。IL-6、PCT 和CRP 鉴别血流感染和血培养污染的ROC 曲线下面积分别为94.2%、91.0%和72.9%。结论 IL-6 浓度在早期协助鉴别G-菌和G+菌引起的新生儿血流感染和鉴别新生儿血培养污染有一定的价值,与PCT 相仿,明显优于CRP,并且在G+菌组中能初步区分链球菌和CNS 所致的新生儿早期血流感染,为早期诊断提供依据,有利于早期治疗,挽救危重生命。
[关键词]白细胞介素-6;血流感染;革兰氏阴性菌;革兰氏阳性菌;血培养污染
炎症细胞因子白细胞介素-6(IL-6)正常情况下在新生儿血清低水平表达, 新生儿血流感染时,IL-6在血液1~2 h 出现,几小时即到达高值,较降钙素原(PCT)、C 反应蛋白(CRP)更早地高水平出现[1],能灵敏地反映感染的严重程度。而血培养是诊断血流感染、鉴定细菌种类的实验室金标准,缺点是耗时长[2],特别是新生儿由于采血困难容易造成血培养污染,造成假阳性。本研究尝试分析早期血清IL-6 水平在新生儿不同细菌血流感染的区别和探讨其对区分血培养污染的价值,以此达到早期诊断、早期治疗的目的,现报道如下。
1 资料与方法
1.1 一般资料
选取2016年1月~2020年6月佛山市三水区人民医院收治的100 例血流感染新生儿作为观察组,男62 例,女38 例;出生天数0~28 d,中位数2.5 d。先将研究对象按血培养结果分为革兰氏阴性(G-)菌组(27 例)和革兰氏阳性(G+)菌组(73 例);通过进一步培养鉴定把G+菌血流感染病例分为链球菌组(26例)和凝固酶阴性葡萄球菌(CNS)组(47 例)。参考刘洋等[3-4]报道筛选血培养污染的方法,在同期另筛选出血培养污染的63 例病例作为对照组。各组病例的一般资料比较,差异无统计学意义(P>0.05),具有可比性。本研究经医院医学伦理委员会审核批准。纳入标准:①符合人民卫生出版社《实用新生儿学第4 版》[5]新生儿血流感染诊断标准;②出生体重2000~4000 g,出生天数为0~28 d;③资料数据完整;④患儿家属知情同意。排除标准:①怀疑存在致死性先天性畸形和严重遗传性疾病;②严重窒息或心血管疾病;③早期颅内出血或严重产伤;④有HIV 感染或其他免疫缺陷。
1.2 标本采样及检测方法
所有研究对象在拟诊感染的第1 天,在给药前,严格执行无菌操作,在不同部位采取血培养2 套,一套两瓶(需氧和厌氧各1 瓶),每瓶3~5 mL,使用梅里埃公司生产的小儿厌氧、需氧血培养瓶及BacT/ALERT 3D 血培养仪进行培养, 细菌鉴定使用VITEK2-compact 细菌鉴定仪。在此同时,留取一份3 mL 未抗凝血液一管,离心后取血清在罗氏Cobas e602 全自动免疫分析仪进行IL-6 和PCT 的检测,在雅培c16000 全自动生化分析仪进行CRP 检测。IL-6、PCT 应用电化学发光免疫方法检测, 使用免疫透射比浊法检测CRP。所有检测项目均参加全国室间质评和进行严格的室内质控,并全部在控。
1.3 统计学方法
采用SPSS 20.0 统计学软件进行数据分析, 本研究资料的各炎症指标数据分布呈非正态分布,采用中位数四分位数[M(P25,P75)]表示,选用非参数检验(Mann-Whitney)比较两组间各炎症指标的差异,以P<0.05 为差异有统计学意义。使用受试者工作特征(ROC)曲线分析炎症指标在早期区别新生儿不同细菌所致血流感染和鉴别新生儿血培养污染的价值。
2 结果
2.1 新生儿血流感染主要细菌的种类构成分布
100 例新生儿血流感染病例中,G+菌感染病例有73 例,占73.0%;G-菌感染病例有27 例,占27.0%。G+菌感染病例73 例中,以无乳链球菌(21 例,占28.8%)和表皮葡萄球菌(21 例,占28.8%)为主,其次是溶血葡萄球16 例, 人葡萄球菌6 例;G-菌感染病例27 例中,以大肠埃希菌(19 例,占70.4%)为主,其次是肺炎克雷伯菌肺炎亚种4 例。
2.2 早期G-菌与G+菌所致新生儿血流感染血清IL-6、CRP 和PCT 浓度的比较
G-菌组的血清IL-6 和PCT 浓度高于G+菌组,差异有统计学意义(P<0.05);而G-菌组与G+菌组的血清CRP 浓度比较,差异无统计学意义(P>0.05)(表1)。
表1 早期G-菌与G+菌所致新生儿血流感染血清IL-6、CRP 和PCT浓度的比较[M(P25,P75)]

2.3 早期链球菌与CNS 所致新生儿血流感染血清IL-6、CRP 和PCT 浓度的比较
链球菌组的血清IL-6 和PCT 浓度高于CNS 组,差异有统计学意义(P<0.05);链球菌组与CNS 组的CRP 浓度比较,差异无统计学意义(P>0.05)(表2)。
表2 早期链球菌与CNS 所致新生儿血流感染血清IL-6、CRP 和PCT 浓度的比较[M(P25,P75)]

2.4 观察组与对照组血清IL-6、CRP 和PCT 浓度的比较
观察组的血清IL-6、PCT 和CRP 浓度均高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)(表3)。
表3 观察组与对照组血清IL-6、CRP 和PCT 浓度的比较[M(P25,P75)]

2.5 新生儿血流感染血清IL-6、CRP 和PCT 对初步区别G-菌与G+菌感染的ROC 曲线分析
血清IL-6、CRP 和PCT 区别G-菌与G+菌血流感染的ROC 曲线下面积(AUC),IL-6>PCT>CRP,分别为70.2%、64.9%、52.6%(图1,封三)。
2.6 血清IL-6、CRP 和PCT 对区别新生儿血流感染与血培养污染的ROC 曲线分析
血清IL-6、CRP 和PCT 区别新生儿血流感染与血培养污染的ROC AUC,IL-6>PCT>CRP,分别为94.2%、91.0%和72.9%(图2,封三)。

 
图1 新生儿血流感染血清IL-6、CRP 和PCT 对初步区别G-菌与G+菌感染的ROC 曲线图

 
图2 IL-6、CRP 和PCT 对区别新生儿血流感染与血培养污染的ROC 曲线图
3 讨论
新生儿是刚出生脱离母体接触外界的一种特殊人群,各器官功能还未健全,免疫系统、免疫屏障还未完善,特别容易受外界环境细菌感染,容易引发新生儿血流感染继而引发败血症。新生儿在早期血流感染,由于免疫反应低下、患儿无表述能力、缺乏临床指症,在临床上难以做到早发现早治疗,死亡率比儿童及成人要高的多。据报道[6],新生儿血流感染、败血症死亡率在发展中国家高达30%~50%。
随着科技的发展,现今病原体的检测技术手段日新月异,但在广大的基层医院目前新生儿血流感染细菌病原体主要依靠血培养确定,但血液细菌培养有着很大的局限性,受很多因素的影响,如:培养时间周期长,不能在早期及时作出诊断,没把握好采样时机容易出现假阴性,采血困难容易污染出现假阳性。然而,现在用于临床越来越多的感染炎症生物标志物能在感染早期敏感迅速地表达,很好地解决了血液细菌培养的不足。这些常用的炎症生物标志物主要有CRP、PCT 和IL-6,国内外已有报道[7-8]。CRP 是急性时相反应蛋白,很多急性疾病都会应激性反应升高,以细菌性脓毒症升高明显。PCT 是一种无激素活性的降钙素的前体物质,正常由甲状腺滤泡细胞产生。文献报道[9],PCT 在新生儿感染4 h 明显升高,6~8 h 达到高峰。IL-6 是机体受到感染炎症刺激后由单核-巨噬细胞、成纤维细胞、内皮细胞等产生的一种多效性细胞因子[10-11],是参与脓毒症等感染的重要炎症介质,正常新生儿血清含量很低,一但发生感染激活时间快速。有研究表明[12-13],IL-6 在新生儿血流感染1~2 h 后急剧升高,几小时可达高峰,是新生儿早期血流感染、败血症监测的敏感指标, 而因为生物学体内代谢半衰期短,当感染消除后血清浓度很快降低,也是一个很好的预后判断指标。本研究结果显示,IL-6、PCT 浓度在G-菌所致新生儿早期血流感染者中高于G+菌组,差异有统计学意义(P<0.05);而G-菌组与G+菌组的血清CRP 浓度比较,差异无统计学意义(P>0.05),和王昭蓉等[14-15]报道的一致,提示G-菌感染后IL-6、PCT 产生水平比G+菌更高, 原因分析可能是G+菌多以外毒素致病而G-菌产生内毒素, 不同的致病因子而引起的不同反应[16]
另外本研究结果显示, 链球菌组与CNS 菌组的IL-6 与PCT 比较,差异有统计学意义(P<0.05),链球菌组与CNS 组CRP 的浓度比较, 差异无统计学意义(P>0.05);ROC 曲线分析显示,IL-6、PCT、CRP 在早期区别G-菌与G+菌新生儿血流感染的AUC 依次是70.2%、64.9%、52.6%;IL-6、PCT、CRP 在早期区别新生儿血流感染与血培养污染的AUC 分别是94.2%、91.0%和72.9%。提示早期检测IL-6,对临床鉴定是否存在血流感染、鉴别血培养污染和初步预测感染细菌种类有着很大的帮助,并且显示其价值与PCT 相当,或略有优势,并明显好于CRP。CRP 由IL-6 诱导促进肝脏合成,特别由于新生儿免疫反应迟缓、肝脏发育还未成熟等原因,CRP 在新生儿血流感染有滞后性出现[17],往往比IL-6、PCT 出现有延迟。据本研究观察,新生儿发生血流感染第1 天CRP 在早期升高不是很明显,有一个滞后期,出生后2~3 d 才达到最佳检测效果,与报道[18]相符,因此在早期血流感染CRP 血液浓度变化不大,从而未能区别不同细菌的新生儿血流感染。
本研究结果还显示,以大肠埃希菌为主的G-菌和以无乳链球菌为主的链球菌所致的新生儿早期血流感染的IL-6 浓度远远高于其他患儿, 与陶志允等[19]报道类似, 这些病例感染炎症反应和临床表现也严重得多, 病死率高于其他细菌感染。为了降低死亡率,一方面利用各种检测手段,尽量做到早诊断早治疗,及时抢救危重生命;另一方面要做到及时预防,如广泛推广开展围生期孕妇无乳链球菌筛查, 做好分娩前孕妇会阴清洗、消毒,减少以无乳链球菌、大肠埃希菌为主危害新生儿病原体的负载量, 以减少胎儿娩出时的感染暴露风险, 及时阻断母婴垂直传播,防范于未然。
综上所述,IL-6 在新生儿血流感染敏感而迅速的表达,具有灵敏度高的特点,在鉴别血培养污染方面具有良好的临床价值。IL-6 早期在区别G-和G+菌所致新生儿血流感染, 虽然也有一定的临床意义,对血培养的不足有所补充, 但只有70.2%左右的AUC还是不能满足临床不断追求严谨精准诊治的需要,如果联合几个炎症指标检测能否提高其鉴别的诊断效能有待今后进一步的深入探讨。
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Significance of interleukin-6 distinguishing neonatal bloodstream infection caused by different bacteria and identification of blood culture contamination in the early stage
LIANG Jie-chang XU Zhi-ming LI Wan-mei YOU Fang-fang YE Mu-feng
Department of Clinical Laboratory, Foshan Sanshui District People′s Hospital, Guangdong Province, Foshan 528100,China
[Abstract] Objective To study the significance of serum interleukin-6 (IL-6) concentration in distinguishing neonatal bloodstream infection caused by different bacteria and identification of neonatal blood culture contamination in the early stage. Methods A total of 100 neonates with bloodstream infections admitted to Foshan Sanshui District People′s Hospital from January 2016 to June 2020 were selected as the observation group, and IL-6, procalcitonin (PCT) and Creactive protein were measured before the first day of treatment, and the blood culture was performed at the same time.According to the results of blood culture, 100 neonates with bloodstream infections were divided into Gram-negative(G-) bacterial group (27 cases) and Gram-positive (G+) bacterial group (73 cases), and according to the bacterial culture identification results, the G+ bacterial group was divided into Streptococcus group (26 cases) and coagulase-negative staphylococcus (CNS) group (47 cases). The concentrations of IL-6, PCT and CRP in serum of different bacterial groups were compared. And the value of IL-6 in identification of neonatal bloodstream infection caused by G- bacteria and G+bacteria was analyzed by the receiver operating characteristic (ROC) curve in the early stage. The blood culture contamination cases (63 cases) were selected as the control group at the corresponding period, and the value of IL-6 in identifying neonatal blood culture contamination was analyzed by the ROC curve. Results The serum concentrations of IL-6, PCT and CRP in G- bacteria group were 2033.0 (75.0-15 600.0) ng/L, 4.0 (0.58-18.99) ng/mL and 2.89 (0.51-21.40) μg/mL, respectively, and the concentrations of serum IL-6, PCT and CRP in G+bacteria group were 61.9 (26.1-1066.7) ng/L, 0.75 (0.26-2.70) ng/mL and 5.45 (0.82-11.86) μg/mL, respectively. There were statistically significant differences in IL-6 and PCT between the G- bacteria group and G+ bacteria group (P<0.05), but no statistically significant difference in CRP (P>0.05). The areas under the ROC curve of IL-6, PCT and CRP in distinguishing neonatal bloodstream infection caused by G- bacteria and G+ bacteria were 70.2%, 64.9% and 52.6%, respectively. The concentration of IL-6 in the Streptococcus group was higher than that in the CNS group, with statistically significant difference (P<0.05). The concentration of IL-6 in the observation group was higher than that in the control group, with statistically significant difference (P<0.05). The areas under ROC curve of IL-6, PCT and CRP in identifying neonatal blood culture contamination were 94.2%, 91.0% and 72.9%, respectively. Conclusion The concentration of IL-6 is valuable in the early identification of neonatal bloodstream infection caused by G- bacteria and G+ bacteria and in distinguishing neonatal blood culture contamination. Its effect is similar to PCT, but obviously superior to CRP. It can preliminarily distinguish early bloodstream infection caused by Streptococcus and CNS in G+ bacteria group. It is helpful for providing the basis for early treatment, which can save critical life.
[Key words] Interleukin-6; Bloodstream infection; Gram-negative bacteria; Gram-positive bacteria; Blood culture contamination
[中图分类号] R446.11
[文献标识码] A
[文章编号] 1674-4721(2021)1(c)-0021-04
[基金项目]广东省佛山市科学技术局自筹经费类科技计划项目(2018AB000405)
[作者简介]梁杰昌(1976-),男,广东佛山人,本科,主任技师,主要从事病原微生物检验研究
(收稿日期:2020-10-13)