G-CSF等炎症细胞因子/趋化因子在血流感染早期诊断及在区分不同病原菌感染中的研究

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目的:  探讨G-CSF等炎症相关细胞因子/趋化因子在单病原菌性血流感染早期诊断及在区分革兰阳性(G+)菌感染/革兰阴性(G-)菌感染/真菌感染中的价值。  方法:  1. 分别建立金黄色葡萄球菌、屎肠球菌、大肠埃希菌、肺炎克雷伯菌和白色念珠菌标准菌株的血流感染CD-1(ICR)小鼠模型并评价,采用蛋白液相芯片技术(Millipore)同时检测各实验组和PBS对照组感染后0.5 h、1 h、3 h、6 h、12 h、24 h和48 h时血清中G-CSF、GM-CSF、M-CSF、IFN-γ、IL-1β、IL-2、IL-6、IL-10和IL-12p70的表达含量,筛选出可能能用于血流感染早期辅助诊断或能区分G+菌感染/G-菌感染/真菌感染的血清标志物,进行临床样本验证。  2. 收集2016年8月-2017年11月期间在中国人民解放军总医院住院且因怀疑血流感染而送检血培养当时采集的患者的血清标本。从中随机选取连续两次血培养均为阳性且为同一病原菌感染的单细菌性或真菌性血流感染患者186例,包括G+菌血流感染患者72例、G-菌血流感染患者77例和真菌血流感染患者37例;同期选取系统性炎症反应综合征(SIRS)患者21例和健康对照组20例。采用蛋白液相芯片技术(Millipore)检测G+菌组、G-菌组、真菌组、SIRS组和健康对照组血清中G-CSF、IFN-γ、IL-10、IL-12p70、IL-1β、IL-6、CRP和PCT的浓度,得出可能能用于血流感染早期辅助诊断或能鉴别 G+菌感染/G-菌感染/真菌感染的血清标志物,为血流感染的早期诊断和鉴别诊断提供依据。  结果:  1. 病原菌入血后24 h内小鼠体重明显下降;正常小鼠白细胞(WBC)为(1.42 ± 0.66) × 109/L,菌液入血后3 h时WBC开始升高,6 h时明显升高后稍下降, 48 h时WBC再次升高,168 h后仍无明显下降,跟对照组相比有明显统计学意义(P <0.05);血小板(PLT)在细菌入血后24 h内跟对照组相比明显下降(P<0.05);菌液入血后48 h内小鼠全血培养结果均阳性,PCR结果证实其血流感染病原菌即注入小鼠体内的病原菌;H.E染色结果显示感染后小鼠的肺和肝存在炎细胞的浸润。  2. 病原菌进入小鼠血液后,G-CSF、GM-CSF、M-CSF、IFN-γ、IL-1β、IL-6、IL-10和IL-12p70的浓度较对照组明显升高(P <0.05)。总体来说,G-CSF、GM-CSF、M-CSF、IFN-γ、IL-1β、IL-6和IL-10的浓度在G-菌组明显高于G+菌组(P<0.05),而IL-12p70的浓度在G+菌组明显高于G-菌组(P<0.05)。  3. ROC曲线结果显示G-CSF、IFN-γ、IL-10、IL-12p70、IL-1β、IL-6、CRP和PCT在区分特异性感染和SIRS中的AUC分别为0.6745 (95% CI: 0.5651-0.738, P<0.01)、0.5133 (95% CI: 0.3807-0.6459,P=0.8416)、0.7012 (95% CI: 0.5906-0.8118, P<0.01)、0.5863 (95% CI: 0.4584-0.7141,P=0.1953)、0.5429 (95% CI: 0.4021-0.6836, P=0.5197)、0.6930(95% CI: 0.5831-0.8092,P<0.01)、0.6636 (95% CI: 0.5522-0.775, P<0.05)和0.7334 (95% CI: 0.6496-0.8171,P<0.001)。  4. ROC曲线结果显示G-CSF、IFN-γ、IL-10、IL-12p70、IL-1β、IL-6、CRP和PCT在区分G-菌感染和G+菌感染中的AUC分别为0.6869 (95% CI: 0.6012-0.7725,P<0.001)、0.5282 (95% CI: 0.434-0.6225,P=0.5522)、0.7061 (95% CI:0.6236-0.7885,P<0.001)、0.5106 (95% CI: 0.4168-0.6043,P=0.8241)、0.5084 (95%CI: 0.415-0.6017,P=0.8598)、0.7127 (95% CI: 0.6314-0.794,P<0.001)、0.7035 (95%CI: 0.6181-0.7889,P<0.001)和0.7543 (95% CI: 0.659-0.8496,P<0.001)。  5. ROC曲线结果显示G-CSF、IFN-γ、IL-10、IL-12p70、IL-1β、IL-6、CRP和PCT在区分G+菌感染和真菌感染中的AUC分别为0.5081 (95% CI: 0.3893-0.6268,P=0.8906)、0.6879 (95% CI: 0.5781-0.7976,P<0.01)、0.7331 (95% CI:0.6373-0.8289,P<0.001)、0.5927(95% CI: 0.4765-0.7089,P=0.1140)、0.5614 (95%CI: 0.4486-0.6742,P=0.2954)、0.6192 (95% CI: 0.5092-0.7291,P<0.05)、0.6419 (95% CI: 0.5309-0.753,P<0.05)和0.6473 (95% CI: 0.521-0.7737,P<0.05)  6. ROC曲线结果显示G-CSF、IFN-γ、IL-10、IL-12p70、IL-1β、IL-6、CRP和PCT在区分G-菌感染和真菌感染中的AUC分别为0.6708 (95% CI: 0.5699-0.7717,P<0.01)、0.6929 (95% CI: 0.5794-0.8064,P<0.001)、0.5118 (95% CI: 0.038-0.6197,P=0.8393)、0.5942 (95% CI: 0.4783-0.7101,P=0.1042)、0.5598 (95% CI:0.449-0.6707,P=0.3021)、0.6230 (95% CI: 0.5203-0.7258,P<0.05)、0.5888 (95%CI: 0.4771-0.7006,P=0.1362)和0.6435(95% CI: 0.5083-0.7788,P<0.05)。  结论:  1. 成功建立了金黄色葡萄球菌、屎肠球菌、大肠埃希菌、肺炎克雷伯菌和白色念珠菌标准菌株的单病原菌性血流感染小鼠模型;炎症相关细胞因子/趋化因子在血流感染早期诊断及在区分G+菌感染/G-菌感染/真菌感染中有一定价值。  2. 单病原菌性血流感染患者血清中G-CSF、IFN-γ、IL-10、IL-12p70、IL-6、CRP和PCT的浓度较SIRS组明显升高(P<0.05),而IL-1β的含量在各实验组和SIRS组跟健康对照组相比无明显差别(P>0.05)。  3. G-菌血流感染患者的血清中G-CSF、IFN-γ、IL-10、IL-12p70、IL-6、CRP和PCT的浓度明显高于G+菌组和真菌组(P<0.05)。  4.IL-6、IL-10和PCT在区分特异性感染VSSIRS及在区分G+菌感染VS G-菌感染中的能力较强;IL-10、IFN-γ和PCT在鉴别G+菌感染VS真菌感染中的能力较强;;G-CSF、IFN-γ和PCT在鉴别G-菌感染VS真菌感染中的能力较强。
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