资源描述：
《降钙素原检测在慢性阻塞性肺疾病急性加重期患者中的临床价值》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
分类号：R563.9单位代码：10183研究生学号：2014734064密级：公开吉林大学硕士学位论文（专业学位）降钙素原检测在慢性阻塞性肺疾病急性加重期患者中的临床价值Theclinicalvalueofprocalcitonininpatientswithacuteexacerbationofchronicobstructivepulmonarydisease作者姓名：张辉类别：临床医学硕士领域（方向）：内科学指导教师：于振香教授培养单位：白求恩第一医院2017年5月 降钙素原检测在慢性阻塞性肺疾病急性加重期患者中的临床价值Theclinicalvalueofprocalcitonininpatientswithacuteexacerbationofchronicobstructivepulmonarydisease作者姓名：张辉领域（方向）：内科学指导教师：于振香教授类别：临床医学硕士答辩日期：年月日 未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限。）。否则，应承担侵权的法律责任吉林大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体。，均已在文中以明确方式标明本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：辑曰期：＞〇ｒ年ｆ月曰｜ 前言慢性阻塞性肺疾病(chronicobstructivepulmonarydisease，COPD)以持续的呼吸道症状和不可逆气流受限为主要特征，是常见的呼吸系统疾病。流行病学调查发现在未来10余年，COPD的发病率逐年升高，预计到2020年COPD在全球死亡率上升至第3位。COPD的高发病率及死亡率给人类健康生活带来极大危害。慢性阻塞性肺疾病急性加重（acuteexacerbationofchronicobstructivepulmonarydisease，AECOPD）导致肺功能的急性恶化，引起肺功能速率快速下降，不仅给患者带来身体精神上的痛苦，而且使家庭社会承担巨大的经济负担。感染是AECOPD的常见原因之一。病原学检查是明确患者是否存在细菌感染的金标准，但是常规痰的病原学检查往往耗时长、阳性率低、特异性差，因此寻找到一个敏感、特异性好的反应COPD患者是否有细菌感染的指标对COPD的抗生素治疗有重要意义。血清降钙素原作为全身炎症性指标，在判断是否合并细菌感染方面有独特作用。本文通过研究血清降钙素原在AECOPD中的变化，以探讨其临床应用价值，为COPD的抗生素治疗提供更多的依据。I 中文摘要降钙素原检测在慢性阻塞性肺疾病急性加重期患者中的临床价值慢性阻塞性肺疾病（chronicobstructivepulmonarydisease,COPD）是一种可以预防和治疗的疾病，慢性和进行性加重的咳嗽、咳痰和呼吸困难是其典型症状。当COPD急性加重时会出现呼吸道症状的恶化并需要改变常规用药方案，急性加重使患者的症状加重，肺功能恶化，从而影响患者的活动耐量以及生活质量。因感染是AECOPD的最常见诱因，抗感染治疗是目前控制COPD急性加重的最重要措施。降钙素原作为能提示细菌感染的一个标志物越来越受到临床医生的关注与青睐。目的：通过在健康人群、COPD稳定期及AECOPD患者中观察降钙素原的变化情况，进一步深入探讨降钙素原在AECOPD患者中的临床应用价值，为AECOPD患者的及时诊断和治疗提供依据。方法：选取2015年9月至2016年12月于吉林大学第一医院呼吸内科住院并明确诊断为AECOPD的患者75例为AECOPD组，根据痰培养结果分为革兰阴性菌组和革兰阳性菌组；以同时间段内呼吸内科门诊定期随访的75例COPD患者为COPD稳定组；以同时间段内体检中心健康体检患者30例作为正常对照组。分析三组患者中降钙素原及其他炎症因子的变化。II 结果：1、AECOPD组外周血白细胞、IL-6、CRP、TNF-α、PCT浓度均高于健康对照组、COPD稳定组，有统计学意义（P＜0.05）。COPD稳定组IL-6、TNF-α浓度高于健康对照组，有统计学意义（P＜0.05）。COPD稳定组、健康对照组中外周血白细胞、CRP、PCT比较无统计学意义（P＞0.05）。2、AECOPD组患者外周血白细胞、CRP、IL-6、TNF-α、PCT阳性诊断的灵敏度分别为50.7%、64%、69.3%、74.7%、78.6%，特异性分别为82.7%、77.3%、48%、44%、96%。PCT阳性诊断的灵敏度、特异度高于外周血白细胞、CRP、IL-6、TNF-α。3、AECOPD组痰培养阳性率高于COPD稳定组，差异有统计学意义（P＜0.05）。4、革兰阴性菌组PCT浓度高于革兰阳性菌组，差异有统计学意义（P＜0.05）。5、机械通气患者PCT水平高于无机械通气患者，差异有统计学意义（P＜0.05）。结论：1、AECOPD主要是由感染引起，PCT在AECOPD患者血清中处于高水平，与其他炎性指标相比具有较高的特异性及敏感性，且变化与病情程度关系密切，可作为COPD急性加重患者存在细菌感染及疾病严重程度的判断指标。2、PCT作为判定AECOPD细菌感染的一项炎性指标，在革兰阳性菌与革兰阴性菌之间存在明显不同,对鉴别革兰阳性菌与革兰阴III 性菌感染有一定提示作用，可为临床医生选择抗生素提供一定的临床依据。关键词：慢性阻塞性肺疾病，慢性阻塞性肺疾病急性加重，降钙素原IV AbstractTheclinicalvalueofprocalcitonininpatientswithacuteexacerbationofchronicobstructivepulmonarydiseaseChronicobstructivepulmonarydisease(COPD)isapreventableandtreateabledisease.Chronicandprogressiveexacerbationsofcough,sputumanddyspneaaretypicalsymptoms.Theacuteexacerbationofchronicobstructivepulmonarydiseasecausestheexacerbationoftherespiratorysymptoms,weneedtochangetheconventionalmedicationprogram.AndeachoftheacuteexacerbationofCOPDwillleadtoafurtherdeclineinthepatient'slungfunctionandaffectthepatient'slaborandqualityoflife.InfectionisthemaincauseofacuteexacerbationofCOPD.Andantiinfectiontreatmentisanimportantmeasuretocontroltheacuteexacerbationofpatients.Procalcitoninasamarkerofbacterialinfectionhasbeenpaidmoreandmoreattention.Objective:Toanalyzethechangesofprocalcitonininhealthypeople,COPDpatientsandAECOPDpatients,wemakefurtherefferstoexploretheclinicalvalueofprocalcitonininAECOPDpatients,providingthebasisfortimelydiagnosisandtreatmentofpatientswithAECOPDMethods:75patientswithAECOPDwereenrolledintheAECOPDgroupfromSeptember2015toDecember2016intheDepartmentofV RespiratoryMedicine,theFirstHospitalofJilinUniversity.Accordingtotheresultsofsputumculture,weredividedintogramnegativebacteriaandgrampositivebacteriagroup.75casesofpatientswithCOPDfollow-upwereCOPDstablegroup.30healthysubjectswereselectedashealthycontrols.ToanalyzetheserumprocalcitoninandotherinflammatoryfactorslevelinpatientswithAECOPD.Results:1.Thelevelsofwhitebloodcells,IL-6,TNF-α,C-reactiveproteinandprocalcitonininAECOPDgroupweresignificantlyhigherthanthoseinhealthycontrolandCOPDgroups(P<0.05).ThelevelofIL-6andTNF-αinCOPDgroupwashigherthanthatinhealthycontrolgroup(P<0.05).Therewasnosignificantdifferenceinwhitebloodcells,C-reactiveproteinandprocalcitoninbetweenhealthycontrolgroupandCOPDgroup(P>0.05).2.ThepositiverateofsputumcultureinAECOPDgroupwashigherthanthatinCOPDgroup,thedifferencewasstatisticallysignificant(P<0.05).3.Thesensitivityofperipheralwhitebloodcells,CRP,IL-6,TNF-αandPCTingroupAECOPDwas50.7%,69.3%,74.7%,78.6%,respectively,andthespecificitywas82.7%,77.3%,48%,44%,96%and64%respectively.ThesensitivityandspecificityofPCTpositivediagnosiswerehigherthanthatofperipheralbloodleucocytes,CRP,IL-6VI andTNF-α.4.Thelevelofprocalcitoniningramnegativebacteriawashigherthangrampositivebacteria,thedifferencewasstatisticallysignificant(P<0.05).5.ThelevelofprocalcitonininAECOPDpatientswithmechanicalventilationwashigherthanthosewithoutmechanicalventilation,thedifferencewasstatisticallysignificant(P<0.05).Conclusion:1.AECOPDismainlycausedbyinfection.ProcalcitoninisatahighlevelintheserumofpatientswithAECOPD,comparedwithotherinflammatorymarkerswithhighspecificityandsensitivity,andchangeiscloselyassociatedwiththeillnessdegree.ItcanbeusedasanindicatorofbacterialinfectionanddiseaseseverityinpatientswithacuteexacerbationofCOPD.2.ProcalcitoninisanindicatorofAECOPDwithbacterialinfection.ThedifferenceofPCTbetweengrampositivebacteriaandgramnegativebacteriaisobvious.Itcanbeusedasabasisfortheidentificationofgrampositivebacteriaandgramnegativebacteriainfection,andcanprovideacertainclinicalbasisforclinicianstoselectantibiotics.Keywords：Chronicobstructivepulmonarydisease,acuteexacerbationofchronicobstructivepulmonarydisease,ProcalcitoninVII 英文缩略词表英文简称英文全称中文全称COPDChronicobstructivepulmonarydisease慢性阻塞性肺疾病Acuteexacerbationofchronicobstructivepulmonary慢性阻塞性肺疾病急性加重AECOPDdisease期PMparticulatematter颗粒物GOLDGlobalinitiativeforchronicobstructivelungdisease慢性阻塞性肺疾病全球倡议NF-KBnuclearfactor-k-genebindingk基因结合核因APActivatorprotein激活蛋白LTB4LeukotrienesB4白细胞三烯B4IL-6Interleukin-6白细胞介素-6TNF-αTumornecrosisfactor-α肿瘤坏死因子-αTGF-βTransforminggrowthfactor(TGF)-beta转化生长因子-βNENeutrophilelastase中性粒细胞弹性蛋白酶MMPsMatrixmetalloproteinases基质金属蛋白酶α1-ATAlpha-1antitrypsindeficiencyα1抗胰蛋白酶ICAM-1Intercellularadhesionmolecule-1细胞间黏附分子-1TMPsTissueinhibitorofmetalloproteinases组织金属蛋白酶抑制物FEV1Forcedexpiratoryvolumeinonesecond第一秒钟用力呼气容积FVCForcedvitalcapacity用力肺活量CRPCreactiveproteinC反应蛋白SLPIsecretoryleucocyteproteaseinhibitor分泌性白细胞蛋白酶抑制物PCTProcalcitonin降钙素原TREMTriggeringreceptorexpressedonmyeloidcells髓系细胞表达的触发受体BreathlessnessmeasurementusingthemodifiedBritish改良版英国医学研究委员会mMRCMedicalReseachCouncil呼吸问卷LPSLipopolysaccharides细菌脂多糖CATCOPDassessmenttest慢阻肺患者自我评估测试ATSAmericanThoracicSociety美国胸科协会ERSEuropeanRespiratorySociety欧洲呼吸学会IX 目录第1章绪论...........................................................................................1第2章综述.........................................................................................22.1概述...................................................................................................22.2流行病学..........................................................................................22.3危险因素..........................................................................................32.3.1遗传因素...................................................................................32.3.2吸烟...........................................................................................32.3.3职业粉尘与化学物质...............................................................42.3.4空气污染...................................................................................42.3.5感染...........................................................................................42.3.6社会经济地位...........................................................................52.4发病机制..........................................................................................52.4.1氧化应激...................................................................................62.4.2气道慢性炎症...........................................................................62.4.3蛋白酶/抗蛋白酶失衡..............................................................62.5辅助检查..........................................................................................72.5.1肺功能检查...............................................................................72.5.2病原学检查...............................................................................72.6炎症因子..........................................................................................82.6.1白介素-6（Interleukin-6，IL-6）...........................................82.6.2肿瘤坏死因子-α（TumorNecrosisFactoralpha,TNF-α）9X 2.6.3C反应蛋白.................................................................................92.7降钙素原........................................................................................102.7.1降钙素原的合成.....................................................................102.7.2降钙素原的生物学特性.........................................................112.7.3降钙素原的应用.....................................................................112.8诊断标准........................................................................................132.9病情评估........................................................................................142.10结语............................................................................................15第3章材料和方法...............................................................................163.1一般资料........................................................................................163.1.1入选与分组.............................................................................163.1.2入选标准.................................................................................163.1.3排除标准.................................................................................173.2观察指标........................................................................................173.3主要实验仪器................................................................................173.4实验方法........................................................................................183.4.1痰液标本的采集.....................................................................183.4.2肺功能测定.............................................................................183.4.3外周静脉血的处理.................................................................193.4.4血清IL-6、TNF-α测定........................................................193.4.5观察是否机械通气.................................................................213.5统计学分析....................................................................................21XI 第4章实验结果...................................................................................224.1一般资料比较................................................................................224.2炎症指标分析................................................................................224.3炎症指标灵敏度、特异度分析....................................................234.４痰培养结果分析..........................................................................244.5PCT与革兰阳性菌、革兰阴性菌比较.....................................254.6PCT水平与机械通气..................................................................26第5章讨论.......................................................................................27第6章结论.........................................................................................31参考文献....................................................................................................32作者简介及在学期间所取得的科研成果...............................................41致谢............................................................................................................42XII 第1章绪论第1章绪论慢性阻塞性肺疾病（chronicobstructivepulmonarydisease,COPD）是一种常见呼吸系统慢性病，以持续的呼吸道症状和不可逆[1]气流受限为主要特征。流行病学调查发现，COPD发病率和死亡率近年来不断升高，对人类的生命和健康造成重大威胁，同时给家庭、[2]社会带来巨大的经济负担。慢性阻塞性肺疾病急性加重（Acuteexacerbationofchronicobstructivepulmonarydisease，AECOPD)引起患者肺功能不断恶化、病情进展，进而导致生活质量下降。COPD的发病机制十分复杂，目前尚未完全明了，既往研究发现可能与吸入体内的有害颗粒或气体诱发氧化应激、蛋白酶/抗蛋白酶失衡及肺部炎[3]症反应有关。感染是诱发AECOPD的最常见原因，78%的患者可以[2]通过相关检查找到病毒或细菌感染的证据。病原学检查是明确患者是否存在细菌感染的金标准，但是常规痰的病原学检查往往耗时长、阳性率低、特异性差，因此寻找到一个敏感、特异性好的反应COPD患者是否有细菌感染的指标对COPD的抗生素治疗有重要意义。血清降钙素原作为全身炎症性指标，在判断是否合并细菌感染方面有独特作用。本研究通过分析降钙素原及其他炎症因子在AECOPD的变化，有助于AECOPD的早期诊断及治疗，为抗生素的治疗提供更多依据。1 第2章综述第2章综述2.1概述慢性阻塞性肺疾病(chronicobstructivepulmonarydisease，COPD)是一种以气流受限不完全可逆为主要特征的呼吸系统疾病。气流受限与气道和肺脏对有害气体或者有毒颗粒的慢性炎性反应增[1]强相关，气流受限通常呈进展性发展。慢性阻塞性肺疾病急性加重表现为呼吸系统症状恶化超出平常变化范围，需要改变药物治疗，症状主要表现为咳嗽、咳痰、气短加重，痰量增多，痰液性状改变及发热等；另外还会出现一些呼吸系统外的其他症状如心动过速、全身不[2]适、倦怠和精神紊乱等。细菌感染是AECOPD的最重要诱因。痰培养是一项操作简便、简单易行的无创检查，可以为患者的感染进行针对性治疗提供确切依据，临床上应用广泛。但痰培养受标本采集、培养条件、抗生素的影响导致培养阳性率较低，而且培养时间长、特异性差，在早期诊断方面限制其应用。降钙素原作为全身炎症指标，近年来不断受到临床工作者重视和青睐。本文通过分析降钙素原在AECOPD的变化，为AECOPD的早期诊断及抗生素治疗提供更多依据。2.2流行病学COPD是一种患病率和死亡率居高不下，目前处于全球死亡率第4位的常见呼吸系统疾病，患者不仅承担身体的痛苦，还承担着带给家庭及社会带来巨大的经济负担的心理痛苦。流行病学调查发现，随2 第2章综述着COPD死亡率的升高，预计到2020年COPD将上升至全球死亡率[4]的第3位，其带来的经济负担将上升至世界疾病经济负担的第5位。全球中死于慢阻肺及其并发症的患者约有三百万/年，而随着发展中国家吸烟人口的增多和发达国家人口老龄化的影响，预计到2030[1]年因慢阻肺及其并发症死亡的人数将达到四百五十万/年。在欧盟呼吸系统疾病的总直接费用占医疗保健预算的6%，COPD占呼吸道疾[7]病费用的56%（386亿欧元）。美国COPD的直接费用约为320亿[7]美元，间接费用为204亿美元。而我国AECOPD患者也花费巨大，[2]人均住院费用约高达11598元人民币/次。2.3危险因素个体易感因素和环境因素是COPD的主要危险因素，并且二者相互影响，有明显的交互作用。2.3.1遗传因素COPD具有遗传易感性，与非吸烟人群中肺气肿发生相关的α-[7]抗胰蛋白酶被认为是与COPD相关的基因。与肺功能下降有关的还包括编码基因基质金属蛋白酶12（MMP12）。几个全基因组研究发[1]现包括α-烟碱型乙酰胆碱受体附近标记物、HHIP在内的基因位点也可能与肺功能下降有关，但是否与慢阻肺直接相关尚无定论。2.3.2吸烟吸烟是慢阻肺最重要的危险因素，与非吸烟者相比，吸烟者有有较高的发病率及病死率，表现为有明显的呼吸道症状，肺功能下降更3 第2章综述明显。其他类型的烟草（如旱烟、水烟、雪茄等）和大麻也都是慢阻肺的高危因素。另外被动吸烟也是COPD发生发展的一个危险因素。[1]研究发现吸烟不仅对孕妇健康有害，而且对胎儿在子宫内的正常发育及肺脏的生长造成不良后果，易影响胎儿的免疫系统功能。2.3.3职业粉尘与化学物质职业粉尘对于慢阻肺来说也是一项危险因素，其中包括有机和无[8]机粉尘、化学物质和烟雾。有研究发现，自我暴露于粉尘和烟雾的[9]工作场所中，大大增加了呼吸症状的出现及肺气肿发生。张立文研究发现长时间接触粉尘和烟雾的工作人员，特别是接触锻造、油漆和水泥的工作，更易出现肺部弥漫性、进行性纤维化为主的如尘肺、矽肺等的全身疾病，对COPD及呼吸道症状造成极大危害。2.3.4空气污染空气中存在的如氯、氧化氮和二氧化硫等的化学气体和如粉尘、烟尘、重金属等的悬浮颗粒会因对肺功能造成持续损害而增加呼吸道[10]疾病的发病率。有证据表明，空气污染影响肺的成熟和发展。儿童[11]健康研究发现，居住在高浓度二氧化氮和PM(particulatematter)2.5的社区儿童和居住在低水平二氧化氮和PM2.5社区儿童相比，肺功能下降将近5倍，降低周围环境二氧化氮和PM2.5浓度能够显著降低肺发育受损的风险。2.3.5感染呼吸道感染（包括急性上呼吸道感染、急性支气管炎、肺部感4 第2章综述染等）是诱发和加重慢阻肺的重要危险因素，而细菌和病毒感染是引[1]起AECOPD的主要原因，但仍不清楚在疾病发展中的作用。我们可以从大多数慢阻肺急性加重患者的痰液中分离出细菌,最为常见的三种病原体包括流感嗜血杆菌、卡他莫拉菌和肺链球菌,还可以分离出铜绿假单胞菌、肠道阴性菌、金黄色葡萄球菌和副流感嗜血杆菌等[2]病原体。但因抗生素的应用以及患者自身疾病的发展，致病菌也在[13]发生着变化。研究发现成年后肺功能下降和呼吸道症状增加与儿童时有过严重呼吸道感染病史有关。2.3.6社会经济地位较低的社会经济地位是慢阻肺发生的另一个危险因素，有充分证[1]据表明，慢阻肺的发展与经济社会地位呈负相关。不同程度的室内外空气污染、营养情况等可能与社会经济地位的差异存在关系；体重指数的高低也与COPD的发病有关，随着体重指数降低，COPD的发病率出现升高；研究还发现吸烟和体重指数在慢阻肺的发病中是相互[7]作用的。2.4发病机制慢阻肺的发病机制十分复杂，目前还未完全明确。当前比较认可的发病机制包括以下几个假说:“氧化应激假说”、“气道慢性炎症假说”、“蛋白酶/抗蛋白酶失衡假说”等。另外，包括肺炎衣原体感染、个体易感基因、免疫失衡、细胞凋亡等也参与慢阻肺的发生发展过程。[14]然而，这些学说不能全部解释清楚所有COPD患者的所有表现。5 第2章综述2.4.1氧化应激在慢阻肺发展过程中,大量的香烟烟雾及有害气体吸入肺部,氧化物产生增多,导致细胞功能障碍或细胞死亡，蛋白酶-抗蛋白酶系统[16]的平衡因细胞外基质的损害被打破从而引起肺部组织损伤。NF-xB、激活蛋白1(AP-1)和核因子等转录因子因氧化应激不断激活，[17]进而调控炎性介质和抗氧化基因的表达，而不断形成恶性循环。2.4.2气道慢性炎症炎症反应贯穿于慢阻肺的发生、发展，多种炎性细胞和炎症介质与该病的形成相关，炎症反应主要集中于气道、肺实质和肺血管。存在于气道和肺泡腔内的巨噬细胞以及肺组织内的中性粒细胞、淋巴细胞被吸入肺部的颗粒物和细菌激活，它们在发挥吞噬作用的同时，也释放出多种炎性介质，包括白三烯B4(LTB4)、转化生长因子(TGF)-β、白介素(IL)-8、细胞间黏附分子(ICAM)-1、肿瘤坏死因[14]子(TNF)-α等介质。这些炎性介质损坏了肺部正常组织结构而使气道狭窄、气流阻力增加，机制是促使周围气道发生炎症、水肿以[19]及刺激粘液腺过度分泌。2.4.3蛋白酶/抗蛋白酶失衡在COPD的发病机制中，蛋白酶/抗蛋白酶失衡是目前被普遍认可的因素。肺内多种细胞可以产生蛋白酶，它可以破坏肺组织。蛋白酶包括中性粒细胞弹性蛋白酶（neutrophilelastase,NE）、基质金属蛋白酶（matrixmetalloproteinases,MMPs）和组织蛋白酶等，会损伤6 第2章综述[18]弹性蛋白和肺泡壁上的蛋白结构，参与气道重塑。抗蛋白酶系统中有α1-抗胰蛋白酶（alpha-1antitrypsindeficiency,α1-AT）、分泌性白细胞蛋白酶抑制物（secretoryleucocyteproteaseinhibitor,SLPI）、组织金属蛋白酶抑制物（tissueinhibitorofmetalloproteinases,TMPs）[20]等，可以抑制蛋白酶的破坏作用。蛋白酶/抗蛋白酶之间的平衡可[21]因遗传性α1-AT的缺乏而被打破，进而引发肺气肿。维持蛋白酶和抗蛋白酶平衡有助于保护肺正常组织免受损害，而当时任何致病因素打破这一平衡将会引起肺损伤，加重肺气肿发生。2.5辅助检查2.5.1肺功能检查临床工作中，可以对COPD进行全面评估的肺功能检查因其客观、重复性好的优点成为气流受限最常见的检查项目，其中包括通气功能、弥散功能、小气道功能的检查。气流受限是以FEV1和FEV1／FVC降低来确定的。FEV1／FVC是一项敏感指标，可检出轻度气流受限。第一秒用力呼气容积占预计值的百分比（FEV1%pred）对于评估中、重度气流受限很有意义，因其变异性小，操作简单，应作为COPD肺功能检查的常规项目。患者吸人支气管扩张剂后的FEV1／[7]FVC<70％，被认为存在持续气流受限。2.5.2病原学检查细菌感染是AECOPD的常见诱因，约一半左右的慢阻肺急性加重患者痰液中可以分离出细菌,三种最常见的致病菌是流感嗜血杆7 第2章综述[2]菌、卡他莫拉菌和肺炎链球菌。痰培养是临床最常用的检测方法之一，获取痰的方法主要有，直接咳痰、经支气管镜或人工气道取痰、支气管肺泡灌洗、经皮针吸活检等；直接咳痰因其简单、方便、无创，最为常用。但容易受到口咽定植菌的污染、患者咳痰方法不正确以及入院前应用抗生素等因素影响，所培养出的细菌并不一定代表为致病菌，或者出现假阴性，因此正确指导患者咳痰及无痰患者进行痰诱导显得尤为重要。痰培养受影响因素较多，而且耗时长、阳性率低等缺点限制了其在COPD患者诊断的应用。2.6炎症因子2.6.1白介素-6（Interleukin-6，IL-6）IL-6是由内皮细胞、单核巨噬细胞及淋巴样细胞分泌的多效应细胞因子，如病毒感染、IL-1、TNF-a等可诱导其产生，参与调控多种[22]炎性因子和炎症介质而引起局部或全身性的炎症及免疫反应。IL-6可以通过加强中性粒细胞的氧化作用，使炎症部位中性粒细胞的数量增加，增强细胞黏附能力，提高细胞外周弹性组织及蛋白水解酶活性，促进肺气肿形成。还可以促进胶原蛋白凝聚，减弱细胞外基质的分解及刺激成纤维细胞的增殖等，致使COPD气道纤维结缔组织出现与[23]平滑肌增生，从而参与COPD气道重塑的调节。有研究发现与健康组和COPD缓解组比，COPD急性加重期病人的血清IL-6水平显[24]著升高，并且与COPD严重程度具有相关性，IL-6在COPD的发病过程中参与炎症反应，加剧病情的进展。8 第2章综述2.6.2肿瘤坏死因子-α（TumorNecrosisFactoralpha,TNF-α）TNF-α是一种由活化的单核巨噬细胞、NK细胞及T淋巴细胞等多种炎症细胞分泌的炎症细胞因子，参与调节免疫、诱导凋亡等过程，[26]在局部炎症和内皮细胞的活化过程中发挥着广泛作用。正常水平的TNF-α是机体免疫防护的重要介质，参与调节免疫应答、抗感染，而当水平升高时，则发生机体的免疫病理损伤，从而打破机体的免疫[27]平衡。TNF-α在COPD气道炎症中参与气道细胞增殖分化而引起气道重塑；并且可以介导白细胞粘附于血管内皮细胞；激活炎症细胞，[26][29]促进IL-6、IL-8和其他炎性细胞趋化因子的释放。有研究发现，TNF-α痰和血清水平在AECOPD较COPD稳定期明显升高，COPD稳定期较正常对照组显著升高。2.6.3C反应蛋白C-反应蛋白（C-reactiveprotein,CRP）是在机体发生炎症时快速产生一类急性反应蛋白，由肝细胞合成并释放入血，并可以结合肺炎[30]球菌的细胞壁C-多糖。正常情况下人体内产生CRP速率很低，并且血清浓度也低，不受时间、季节的影响，在一定范围内较小波动。而当出现急性炎症时，血浆CRP短时间内迅速升高，约一到两天内浓度达到峰值，感染越严重上升幅度越大，它的半衰期为6小时，CRP水平随着炎症慢慢好转也逐渐降低，并且它的检测受抗生素、激[31][32]素等因素影响小。KaradenizG等研究报告高水平的CRP可以作为COPD严重程度和预后情况的指标，并且与死亡风险增加相关。[33]LiangY等监测135名AECOPD患者入院时、治疗4天、7天、149 第2章综述天CRP水平，发现CRP可用于监测AECOPD治疗期间气道炎症消退和健康情况的改善。CRP水平的测定对于炎症的检测具有非常重要的意义，是敏感的炎性指标之一。2.7降钙素原降钙素原（procalcitonin，PCT)是降钙素的一个前肽蛋白，具有[34]116个氨基酸残基，由片段KC，CT和N末端残基组成。1993年Assicot等人首次报道了细菌感染（如败血症，脑膜炎或肺炎）患者[35]血清PCT水平升高。2.7.1降钙素原的合成PCT通常由甲状腺的C细胞（parafollicularcells）合成，肺部神经内分泌细胞也可能产生。位于染色体11上的CALC-1的基因对其[36]进行编码,CALC-1基因表达以组织特异性方式发生。在正常的健康状态（在没有细菌感染的情况下），在甲状腺C细胞中存在CALC-1的选择性表达，从而产生PCT，而其他转录的CALC-1基因被抑制。在甲状腺中合成的PCT经历翻译加工等方式生成降钙素，然后被分泌到血液中。甲状腺中产生的所有PCT转化为降钙素，实际上没有PCT进入循环，因此健康受试者的血清PCT水平<0.05ng/ml。由细菌感染引起的PCT升高不是在甲状腺的C细胞中产生。当细菌感染存在时，实质组织和分化细胞类型中CALC-1基因表达显著增加，从而产生PCT。如果存在病毒感染，降钙素原水平无明显变化，[37]因为病毒感染时释放的高浓度γ干扰素抑制PCT的产生。PCT由10 第2章综述特异性蛋白酶降解，其循环中的半衰期为25-30小时。2.7.2降钙素原的生物学特性虽然降钙素原是降钙素的前肽物质，但其生物活性却非常不同。高钙血症促进降钙素分泌，其主要作用是降低血清钙水平。在甲状腺髓样癌中，降钙素生成不受控制，可导致低钙血症。而降钙素原无激素活性，被认为是免疫系统炎症级联的组成部分。用细菌或内毒素体外刺激巨噬细胞导致降钙素原的迅速释放，其水平在3至6小时内被[38]检测到。在健康人群中，血清PCT水平<0.05ng/ml，而在伴有全身炎症反应的细菌感染中显著增加（>0.5ng/ml），并且通常可以达到10[39]至100ng/ml的值，这取决于败血症的严重程度。降钙素原水平在炎症性疾病如炎性肠病和系统性红斑狼疮中不升高，不受皮质类固醇[40]或非甾体抗炎药物的影响。类似于脑钠肽，降钙素原水平在肾功能衰竭中也会出现升高。非感染性疾病（如胰腺炎，烧伤）和术后患者降钙素原水平也可能轻度升高。当细菌感染时PCT如何产生和调节的机制还不完全清楚。目前认为细菌感染时，细菌脂多糖（Lipopolysaccharides，LPS）、细菌内毒素和炎性细胞因子被释放可以促进PCT产生，其中有多种细胞因[39]子（包括TNF，IL-1，IL-2和IL-6）参与，然而通路仍不清楚。2.7.3降钙素原的应用当前PCT被作为是感染患者的重要生物学指标，尤其在判断重11 第2章综述[40]度感染者是否存在细菌感染有重大价值。在法国进行的PRORATA试验，其中降钙素原组307例，对照组314例。在降钙素原组中，如果降钙素原浓度大于0.5μg/L，则启动抗生素治疗，当降钙素原浓度降低超过峰值的80％或绝对浓度小于0.5μg/L时，随后停止使用抗生素。降钙素原组患者无抗生素时间（14.3±9.1天）多于对照组（11.6±8.2天）。荷兰的15家医院进行了一项前瞻性、多中心、[41]随机对照、开放的干预试验。入住ICU的1575人被随机分配到降钙素原指导组（761）或标准护理组（785），发现在细菌感染的危重病人中降钙素原指导组的治疗时间和每日抗生素剂量更少，并且这种减少与死亡率显著降低有关。一项包括30项研究，3244例患者的荟萃分析研究发现：检测细菌败血症的总体最佳PCT阈值为1.1ng/mL，平均灵敏度为77％[95％置信区间（CI）72-81％]，平均特异度[42]为79％（95％CI74-84％）。在急诊室和住院患者中也进行过相关研究。这些研究中最大的是在瑞士六所三级医院进行的ProHOSP试验，一项多中心，非劣效性[43]随机对照试验。急诊室中患有下呼吸道感染的患者随机分成两组，一组为根据降钙素原算法组（n=671），另一组为根据现有指南组（n=688）接受抗生素治疗。血清PCT水平低于O.1mg/L时，提示不存在细菌感染，禁用抗生素；当0.1mg/L＜PCT＜0.25mg/L时，表明细菌感染的可能性较小，临床上不主张使用抗生素；当0.25mg/L＜PCT＜0.5mg/L时，考虑存在细菌感染可能性大，临床上建议启用抗菌药物；而当其水平大于0.5mg/L时，意味着细菌感染的存在，临床上强12 第2章综述烈建议应用抗菌药物。初始值低的患者中，在6-24小时内进行重复测试。随后在第3,5和7天测量降钙素原水平，并且基于相同的截止值停止抗生素。在降钙素原浓度>10mg/L的患者中，一旦水平降低超过峰值的80％，建议抗生素停药。降钙素原和对照组的总体不良结局比例分别为15.4％（n=103）和18.9％[n=130]。降钙素原组抗生素平均持续时间显着低于对照组。此外，降钙素原组与对照组相比，抗生素处方率较低。PCT在COPD的应用也有相关研究。将208例住院的COPD恶[44]化患者随机分配到降钙素原指导组和标准抗生素治疗组。降钙素原指导组的患者按照血清降钙素原水平使用抗生素治疗;标准治疗患者根据主治医师接受抗生素治疗。结果发现降钙素原指导组与标准治疗组相比，可以降低抗生素使用及抗生素暴露。此外，降钙素原指导组使6个月内的总抗生素暴露降低。6个月内加重率、再住院率和下次[45]加重的平均时间两组相似。FalseyAR等对240例呼吸系统疾病进行研究，其中56例肺炎，184例仅有AECOPD。与AECOPD相比，肺炎患者的平均降钙素原水平显著升高。然而，应用PCT0.25ng/mL为阈值来区分AECOPD患者病毒和细菌感染的效果很差。2.8诊断标准COPD的诊断应综合患者的临床症状、体征、高危因素及实验室[7]检查等资料确定。其中任何有呼吸困难，慢性咳嗽或咳痰以及与COPD风险因素接触的患者，都不排除COPD的可能。COPD的诊断根据相应呼吸系统症状、暴露于有害物质等风险因素及肺功能检查。13 第2章综述其中使用支气管舒张剂后肺功能检查为FEV1/FVC＜70%确定存在持续气流受阻，是诊断COPD的必备条件。AECOPD患者表现为呼吸道症状的急性恶化，主要表现为气促加重，常伴喘息、胸闷、咳嗽加重、痰量增多、痰液性状改变及发热等，常需进行除常规药物治疗外[2]的额外治疗。2.9病情评估COPD患者的评估主要从疾病的症状、气流受限程度、急性加重风险及并发症等方面进行；通过对COPD进行综合评估来明确患者病情的严重程度，对其健康以及未来风险进行判断，进行综合指导。临床症状的评估采取COPD评估问卷（COPDAssessmentTest,CAT）和改良版英国医学研究委员会呼吸问卷(breathlessnessmeasurementusingthemodifiedBritishMedicalReseachCouncil，mMRC)，因其简便性和方便性等优点广泛应用于临床。根据气流受限的严重程度（即FEV1/pred%）作为评估肺功能的分级标准，总共分为4级。急性加重风险评估即1年内急性加重发生2次或2次以上，[7]或因急性加重住院1次提示风险增加。当气流受限程度越严重，急性加重风险会随之升高。全球关于评估AECOPD严重程度的分级尚无统一定论，为了便于临床应用，2004年美国胸科学会（AmericanThoracicSociety,ATS）/欧洲呼吸学会（EuropeanRespiratorySociety,ERS）根据严重程度将AECOPD分为三级：Ⅰ级，进行门诊治疗；Ⅱ级，普通病房住院治疗；Ⅲ级，需入住ICU治疗（急性呼吸衰竭）[2]。14 第2章综述2.10结语慢性阻塞性肺疾病（COPD）是可以预防和治疗的常见呼吸系统疾病，目前发病机制尚不明确。多种因素参与引起慢阻肺的急性加重，其中细菌感染是引起慢阻肺急性加重的最主要原因。病原学检查是明确感染原因的金标准，但痰病原学检查因培养耗时长、阳性率低、特异性差限制了其应用。炎症反应始终存在于COPD的发病过程中，当患者急性加重时也会检测到炎症因子升高。PCT作为常用的临床炎症标志物不断受到临床工作者的重视。本文通过分析PCT在健康对照组、COPD组、AECOPD患者中的变化，探讨其在AECOPD的早期诊断及抗生素治疗的价值。15 第3章材料和方法第3章材料和方法3.1一般资料3.1.1入选与分组AECOPD组：选取2015年9月至2016年12月于吉林大学第一医院呼吸内科住院、并明确诊断为AECOPD的患者75例，其中男性39例，女性36例，年龄范围33～88岁。其中痰培养阳性32例，根据痰培养结果分为革兰阴性菌组和革兰阳性菌组。COPD稳定组：选取2015年9月至2016年12月于吉林大学第一医院呼吸内科门诊定期随访的75例COPD稳定期病人作为研究对象，其中男性41例，女性34例，年龄范围39～85岁。健康对照组：选取2015年9月至2016年12月于吉林大学第一医院体检中心的30例健康者作为研究对象，其中男性17例，女性13例，年龄范围37～79岁。3.1.2入选标准[7](1)AECOPD组：诊断标准依据COPD诊治指南2013年修订版：使用支气管扩张药物后FEV1/FVC＜70%便可确定存在持续的气流受阻，在除外相关疾病后可诊断为COPD，AECOPD是指患者呼吸道症状的急性恶化，超出日常的变化范围，并且需要改变药物进行治疗。(2)COPD稳定组：诊断标准依据COPD诊治指南2013年修订版[7]：使用支气管扩张药物后FEV1/FVC＜70%便可确定存在持续的气流受阻，在除外相关疾病后可诊断为COPD。患者的呼吸道症状轻微或16 第3章材料和方法稳定，病情可恢复到急性加重前的状态。(3)正常对照组：经仔细询问病史、体格检查，排除有其他任何疾病，胸片和肺功能均正常。3.1.3排除标准（1）合并肺部肿瘤、支气管哮喘、肺水肿、胸腔积液、肺结核、气胸、肺栓塞的患者；（2）合并心、脑、肝、肾等其他脏器严重疾病者；（3）存在风湿或者结缔组织疾病患者；（4）存在肺外其他部位的感染。3.2观察指标将符合入组的AECOPD组患者各项实验室检查指标均于入院后24小时内采集，包括外周血常规、降钙素原、C反应蛋白、IL-6、TNF-α等。COPD稳定组与健康对照组在入组时均采集以上实验室标本。9根据临床指标及文献研究把血清白细胞≥10×10/L、CRP≥3.5mg/L、IL-6≥150ng/mL、TNF-α≥20mg/mL、PCT≥0.5ng/mL作为阳性。3.3主要实验仪器（1）震荡器：MixPlus，合肥艾本森科学仪器有限公司（2）离心机：TDL-5-A，上海安亭科学仪器厂超（3）低温冷冻箱：FomaULTFreezer超低温冰箱，美国热电公司（4）微量移液器：Gilson，French（5）光学显微镜：Nikon(Alphaphot-2YS2)Japan17 第3章材料和方法（6）微型振荡器：MH-2型，广州沪瑞明仪器厂（7）电热恒温培养箱：HXP-905ZME，东莞市万华仪器厂（8）IL-6ELISA试剂盒：广州安杰生物技术有限公司（9）TNF-αELISA试剂盒：广州安杰生物技术有限公司(10)肺功能仪：SN65511，Germany3.4实验方法3.4.1痰液标本的采集COPD组于入组24小时内，AECOPD组在应用抗生素前漱口刷牙后，用力深咳，将第1口痰弃去，留取第2口痰置于无菌痰盒中。若患者无痰或者痰量少，进行诱导痰并收集痰液。将获取的痰标本在2小时内送检。若送检标本每低倍视野白细胞大于25个且鳞状上皮细胞小于10个或者鳞状上皮细胞/白细胞的比例＜1:2.5则为合格痰标本，可行细菌培养，严格按照《全国临床检验操作规程》进行痰液细菌培养。3.4.2肺功能测定记录入组患者所测肺功能：由我院肺功能检查室专业技术人员进行检查。受测者检查前48小时内未使用受体激动剂、抗胆碱类药物等，操作前向患者解释并示范测定方法。记录第一秒用力呼气容积占用力肺活量的百分比(FEV1/FVC)、第一秒用力呼气容积占预计值的百分比（FEV1%pred）。18 第3章材料和方法3.4.3外周静脉血的处理入组患者于入院次日清晨空腹采静脉血5ml，注入干燥的真空非抗凝管中，离心（3000r/min）15分钟分离血清，存放于-80度低温冰箱保存，待收集样本完毕后行IL-6、TNF-α水平测定。患者入院后常规行外周血常规、降钙素原、C反应蛋白测定，由吉林大学第一医院检验科进行测定。3.4.4血清IL-6、TNF-α测定（1）实验原理ELISA的基本原理是通过抗原或者抗体的固相化与酶标记实现。抗原或者抗体和固相载体表面结合之后不仅同时保留标记酶的活性又仍能维持原有的免疫学活性。在进行实验测试时，受检标本中的抗原或者抗体结合于固相载体表面上的抗体或者抗原，固相载体上生成的抗原抗体复合物再经过洗涤与其它物质分开。如果添加酶标记的抗原或者抗体也同样与固相载体表面上的抗体或者抗原相结合，因此检测标本当中受检物质的量与固相上的标记酶量呈现正比例关系。反应底物通过添加标记酶之后经酶催化成为有色产物，其数量与标本当中受检物质的量具有间接的关系，最后依据产物的颜色深浅对其进行定性和定量分析。（2）操作注意事项①试剂盒的保存适宜温度为2-8℃，使用前置于室温20分钟。②实验中不使用的板条即刻收回自封袋，并进行密封和保存。③浓度为零的SO号标准品被当作空白对照；按规程进行实验中19 第3章材料和方法样本会稀释5倍，故最后需要乘5倍才能得到样本的真实浓度。④严格按照标明顺序、加液量及时间要求进行温育操作。⑤在使用前充分摇匀所有液体组分。（3）试剂的准备稀释20洗涤缓冲液：按1:20的比例稀释蒸馏水。（4）操作步骤①室温平衡20分钟之后，从铝箔袋中取出所需板条，其余即用自封袋密封并保存于4℃。②设置标准品孔和样本孔，其中标准品孔加入不同浓度的标准品50μl。③样品孔中先后顺序添加待测样本10μl和样本稀释液40μl，空白孔不加样。④除了空白孔，其他每个样品孔及标准孔添加10μl的辣根过氧化酶标记的检测抗体，用封板膜封住反应孔，在37℃恒温箱孵育60min。⑤弃去液体，在吸水纸上拍干，每孔加满洗涤液，静置1min，甩去洗涤液，再次吸水纸上拍干，如此反复五次即可。⑥将底物A、B各50μl添加到每个孔中，37℃避光孵育。避光孵育15min。⑦每个孔添加50μl终止液，15min之内，在450nm波长处测量每孔的OD值。20 第3章材料和方法3.4.5观察是否机械通气记录入院AECOPD住院期间是否有机械通气。3.5统计学分析应用SPSS21.0统计软件进行分析，计量资料采用均数±标准差(x±s)表示，组间数据计量资料比较采用t检验，计数资料采用χ2检验。以P<0.05为差异有统计学意义。21 第4章实验结果第4章实验结果4.1一般资料比较AECOPD组、COPD稳定期组与健康对照组在性别、年龄、吸烟、BMI比较无统计学意义（P＞0.05）（见表4.1）。表4.1一般资料比较Table4.1Thecomparisonofgeneralinformation健康对照组COPD稳定AECOPD组一般资料P值（n=30）组（n=75）（n=75）性别（男/女）17/1341/3439/36P＞0.05年龄（岁）64.9±10.8465.30±9.7565.91±10.21P＞0.05吸烟（是/否）7/2328/5725/50P＞0.052BMI（kg/m）22.57±4.2422.23±3.7921.48±3.66P＞0.054.2炎症指标分析AECOPD组外周血白细胞、IL-6、CRP、TNF-α、PCT浓度均高于COPD稳定期组、健康对照组，具有统计学差异（P＜0.05）。COPD组IL-6、TNF-α浓度高于健康对照组，具有统计学意义（P＜0.05）。外周血白细胞、CRP、PCT在COPD稳定组以及健康对照组无差异（P＞0.05）。22 第4章实验结果表4.2炎症指标比较Table4.2Thecomparisonoftheinflammatorymarkers炎症指标健康对照组COPD稳定组AECOPD组WBC（×109/L）6.35±4.128.54±4.219.97±3.78*#CRP（mg/L）2.98±3.224.13±3.8715.41±20.52*#IL-6（ng/mL）60.32±26.78137.46±52.16*219.18±74.53*#TNF-α（mg/mL）10.57±6.1417.38±8.54*23.62±7.63*#PCT（ng/mL）0.18±0.430.21±0.510.87±1.12*#注：与健康对照组比较，*P＜0.05；与COPD稳定组比较，#P＜0.05。4.3炎症指标灵敏度、特异度分析表4.3COPD稳定组、AECOPD组炎症指标阳性情况Table4.3ThepositiveoftheinflammatorymarkersinCOPDgroupandAECOPDgroup白细胞CRPTNF-αIL-6PCT分组阳阴阳阴阳阴阳阴阳阴n性性性性性性性性性性COPD稳定组751362175839364233372AECOPD组753837482752235619591623 第4章实验结果与COPD稳定组比较，AECOPD组患者外周血白细胞、CRP、IL-6、TNF-α、PCT阳性诊断的灵敏度分别为50.7%、64%、69.3%、74.7%、78.6%，特异性分别为82.7%、77.3%、48%、44%、96%。PCT阳性诊断的灵敏度、特异度高于外周血白细胞、CRP、IL-6、TNF-α。4.４痰培养结果分析AECOPD组痰培养阳性32例，阳性率42.7%，其中革兰阴性菌21例，前三位包括铜绿假单胞菌、肺炎克雷伯菌、鲍曼不动杆菌；AECOPD组痰培养阳性率高于COPD组，差异有统计学意义（P＜0.05）。图4.1痰培养阳性率比较Figure4.1Thecomparisonofpositiveratesofsputumculture24 第4章实验结果表4.4痰培养结果分析Table4.4Theanalysisofsputumculture菌型细菌名称AECOPD组（n=32）COPD组（n=11）铜绿假单胞菌62肺炎克雷伯菌52革兰阴性菌鲍曼不动杆菌40大肠埃希菌31其他31肺炎链球菌42革兰阳性菌金黄色葡萄球菌41粪肠球菌324.5PCT与革兰阳性菌、革兰阴性菌比较革兰阴性菌组PCT水平高于革兰阳性菌组，差异有统计学意义（P＜0.05）。图4.2PCT与革兰阳性菌、革兰阴性菌比较Figure4.2ThecomparisonofPCTbtweenGram-positivebacteriaandGram-negativebacteria25 第4章实验结果4.6PCT水平与机械通气AECOPD患者中有机械通气患者PCT水平高于非机械通气患者，差异有统计学意义（P＜0.05）。表4.6机械通气和非机械通气AECOPD患者PCT水平的比较Table4.6Comparisonbetweenmechanicallyventilatedandnon-mechanicallyventilatedAECOPDpatientsregardingPCTserumlevelsPCT（ng/mL）P值有机械通气(n=18)1.26±0.62P＜0.05无机械通气(n=57)0.74±0.67图4.3机械通气和非机械通气AECOPD患者PCT平均水平Figure4.3mechanicallyventilatedandnon-mechanicallyventilatedAECOPDpatientsregardingPCTserumlevels26 第5章讨论第5章讨论COPD是发病率与死亡率均居高不下的呼吸系统常见疾病，以气[1]流受限不完全可逆且呈进行性进展为主要特征。COPD作为慢性气道疾病，主要累及肺部，同时也可累及全身其他系统，严重影响患者[7]的生命质量，并且给社会家庭带来巨大的经济压力。每当患者出现急性加重时，肺功能都将进一步恶化，生活水平下降，并且会加速肺[2]功能下降速率。据报道患者每年约发生0.5-3.5次的急性加重，且上一年有大于2次急性加重史者，提示以后频繁发生急性加重几率增[7]加。感染（包括细菌、病毒、非典型病原体感染）是COPD急性加重的最常见因素。炎症反应贯穿COPD的整个病程，血清中可以检测到各种炎症标志物升高，慢性炎症被认为是COPD的一个主要发病机制。在COPD急性加重时期，致病微生物和（或）有害颗粒进一步激活炎症反应，活化的炎症细胞产生多种炎性介质和炎症趋化因子。本文通过研究AECOPD组、COPD稳定组、健康对照组之间PCT等相关炎症指标的变化情况，对PCT在AECOPD的早期诊断及抗生素治疗提供更多临床依据。白细胞和CRP是临床常用的炎症检测指标，白细胞升高或者核左移可以判断肺部感染情况。CRP作为非特异性系统炎症标志物，在[46]COPD患者中有较多应用。Dahl等对COPD患者的一项随访研究[47]发现，CRP对COPD患者预后有预测价值。我国有些研究发现在急性发作期CRP在痰培养阳性时升高，对细菌感染有一定的诊断价值。本研究发现AECOPD组患者白细胞和CRP高于COPD组和健康27 第5章讨论对照组，COPD组和健康对照组无统计学差异。白细胞阳性诊断在判断AECOPD时敏感度较低。考虑白细胞受影响因素（如年龄、应激、药物、环境及个体差异等）较多，当患者反复出现急性加重，长时间应用抗生素治疗时，白细胞有时无明显变化。因此在判断AECOPD患者急性感染时作用受限。当COPD急性加重时，系统炎症增强，在体内可以检测到CRP水平的升高。但是CRP受创伤、感染、炎症、手术及风湿病活动等多种因素影响，并且急性发作时病毒、非典型病原体感染也可导致其水平升高，因此CRP在判断是否存在细菌感染缺乏特异性。IL-6、TNF-α都是具有多种生物学活性的炎症因子，调节体内的免疫反应、炎症应答等活动。当体内出现炎症时，这些炎症指标出现不同程度的变化。本研究发现在AECOPD组这些炎症指标显著高于COPD稳定组和健康对照组；COPD稳定组血清IL-6、TNF-α水平高于健康对照组。COPD患者的气道、肺组织和肺血管广泛存在炎症细胞的浸润，致病因素激活吞噬细胞、淋巴细胞、中性细胞等炎症细胞，并释放包括IL-6、TNF-α的炎症因子和细胞介质。IL-6被吞噬细胞、淋巴细胞释放，它可以促进树突状细胞成熟，通过吞噬、内吞、吞饮等方式参与抗原递呈，而且进行抗原的加工处理，同时还参与了淋巴[49]细胞的分化和发育过程。另外IL-6还能促进TNF-α的释放，TNF-α激活后上调中性粒细胞水平，蛋白水解酶的活性增强；还通过参与气道细胞增殖，引起气道重构。当COPD急性加重期时，炎症因子被进一步激活，形成免疫细胞与细胞因子的恶性循环，炎症反应被进28 第5章讨论一步放大。有研究发现高浓度的炎症细胞因子可以促进细菌生长，当细菌与高浓度细菌因子接触时，细菌生长被增强，并且呈剂量相关性[50]。IL-6、TNF-α作为多功能细胞因子，不仅调节机体的正常生理活动，还参与全身多种疾病的发生发展。在COPD稳定期和急性加重期患者中检测到升高，而诊断AECOPD的特异性差，其应用也受到一定限制。PCT是降钙素的一个前肽糖蛋白，由116个氨基酸组成，没有激[51]素活性。1981年Jacobs等在实验中首先发现降钙素原，1993年[52]Assieot等首次报道败血症患者PCT水平升高，可作为细菌感染的炎症标志物。生理状态下PCT体内含量极低，而在系统性全身炎性反应中水平增高，尤其是细菌导致的炎性反应，包括TNF-α和IL[53]在内的炎性因子可促进其合成增加。目前PCT是诊断脓毒症的重[54]要指标之一，并且在呼吸系统感染上越来越受到重视。骆婷婷等报道PCT对COPD患者是否并发肺部细菌感染具有临床诊断价值。[55]有研究发现严重AECOPD患者中高水平PCT与必要机械通性和重[56]症监护室死亡率相关。另外秦娥发现AECOPD肺功能越差PCT水[57]平及PCT阳性率升高，其水平与肺功能呈负相关。呼新建等人发现血清PCT水平与FEV1％pred呈负相关，肺功能损害越严重血清PCT水平升高越明显。本研究发现AECOPD组PCT水平高于COPD稳定组、健康对照组，而COPD稳定组与健康对照组之间无差异。比较革兰阴性菌组与革兰阳性菌组PCT水平，发现革兰阴性菌组PCT水平升高。细菌29 第5章讨论感染作为诱发患者加重的常见原因，行PCT检查可以判断其是否存在细菌感染。内毒素及被细菌诱发释放的细胞因子如TNF-α、IL-1可诱导PCT的升高。而革兰阴性菌与革兰阳性菌相比，能释放内毒素，内毒素可以不需要细胞因子的介导，直接刺激细胞产生高水平[58]PCT。另外革兰阴性菌细胞壁中的脂多糖(LPS)可诱导巨噬细胞释[59]放IL-1、TNF-α及IL-6等细胞因子,引起PCT水平升高。与其他炎症指标比较，PCT的敏感度和特异度较高，在诊断AECOPD更有优势，而且在判断革兰阳性菌与革兰阴性菌有一定价值。本研究中进行机械通气患者较非机械通气患者的PCT血清水平高，对患者预后有一定预测价值。考虑为患者出现严重感染导致脓毒血症，引起休克或多脏器衰竭，血清PCT也会出现相应升高。呼吸道感染是AECOPD的重要危险因素。有文献报导AECOPD[60]痰培养阳性率约50%～80%。本研究分析了75例AECOPD患者的痰培养结果，痰培养阳性者32例，阳性率42.7％。考虑痰培养阳性率较低的原因可能是：1）入选患者反复出现急性加重，频繁应用药物治疗；2）入选患者院前多有抗生素应用史；3）有些病原体对培养要求高，不易体外常规培养检出。研究显示痰培养革兰阴性菌占65.6％，前三位包括铜绿假单胞菌、肺炎克雷伯菌、鲍曼不动杆菌；[61,62]革兰阳性菌占34.4%，与一些文献报道结果相似。30 第6章结论第6章结论1、AECOPD主要是由感染引起,PCT在AECOPD患者血清中处于高水平，与其他炎性指标相比具有较高的特异性及敏感性,且变化与病情程度关系密切，可作为COPD急性加重患者存在细菌感染及疾病严重程度的判断指标。2、PCT作为判定AECOPD细菌感染的一项炎性指标，在革兰阳性菌与革兰阴性菌之间存在明显不同,对鉴别革兰阳性菌与革兰阴性菌感染有一定提示作用，可为临床医生选择抗生素提供一定的临床依据。31 参考文献参考文献[1]GOLDExecutiveCommittee.Globalstrategyforthediagnosis，management,andpreventionofchronicobstructivepulmonarydisease(2017REPORT)[EB/OL].[2016-11-8]．http://www.goldcopd.org.[2]慢性阻塞性肺疾病急性加重（AECOPD）诊治专家组.慢性阻塞性肺疾病急性加重（AECOPD）诊治中国专家共识（草案）[J/CD].中华哮喘杂志:电子版,2013,7（1）:1-13.[3]王菲菲,李立宇.炎性细胞因子与慢性阻塞性肺疾病关系的研究进展[J].实用心脑肺血管病杂志,2014(9):4-7.[4]LozanoR,NaghaviM,ForemanK,etal.Globalandregionalmortalityfrom235causesofdeathfor20agegroupsin1990and2010:asystematicanalysisfortheGlobalBurdenofDiseaseStudy2010[J].Lancet,2012;380(9859):2095-128.[5]AmericanThoracicSocietyFoundation.TheGlobalBurdenofLungDisease.2014.http://foundation.thoracic.org/news/global-burden.php(accessed28July2016).[6]GuarascioAJ,RaySM,FinchCK,SelfTH.TheclinicalandeconomicburdenofchronicobstructivepulmonarydiseaseintheUSA[J].ClinicoEconomicsandoutcomesresearch:CEOR,2013;5:235-45.32 参考文献[7]中华医学会呼吸病学分会慢性阻塞性肺疾病学组.慢性阻塞性肺疾病诊治指南（2013年修订版）[J].中华结核和呼吸杂志,2013,36（4）:255-264．[8]MarchettiN,GarshickE,KinneyGL,etal.Associationbetweenoccupationalexposureandlungfunctionrespiratorysymptoms,andhigh-resolutioncomputedtomographyimaginginCOPDGene[J].AmJRespirCritCareMed,2014;190(7):756-62.[9]张立文.职业接触粉尘和烟雾对慢性阻塞性肺疾病及呼吸道症的影响[J].现代诊断与治疗,2013,(14):3283-3284.[10]魏复盛,胡伟,吴国平等.空气污染与儿童肺功能指标的相关分析[J].中国环境科学,2001,21(5):385-389.[11]GaudermanWJ,AvolE,GillilandF,etal.Theeffectofairpollutiononlungdevelopmentfrom10to18yearsofage[J].NEnglJMed,2004;351(11):1057-67.[12]GaudermanWJ,UrmanR,AvolE,etal.Associationofimprovedairqualitywithlungdevelopmentinchildren.NEnglJMed2015;372(10):905-13.[13]deMarcoR,AccordiniS,MarconA,etal.RiskfactorsforchronicobstructivepulmonarydiseaseinaEuropeancohortofyoungadults[J].AmJRespirCritCareMed,2011;183(7):891-7.[14]肖建,杜春玲.慢性阻塞性肺疾病病因及发病机制研究进展[J].中国老年学杂志,2014,(11):3191-3194.33 参考文献[15]刘娅钦,马丽,刘琳.慢性阻塞性肺疾病发病机制的研究进展[J].临床肺科杂志,2016,(06):1113-1117.[16]BetsuyakuT.OxidativestressinpathogenesisofCOPD[J].NipponRinsho,2007;65(4):633-6.[17]夏杰,谢俊刚,徐永健.慢性阻塞性肺疾病发病机制的研究进展[J].国际呼吸杂志,2014,34(1):53-56[18]赵伟.蛋白酶与抗蛋白酶失衡在COPD中的研究进展[J].临床肺科杂志,2011,16(3):437-440.[19]刘景艳,修清玉.细胞因子在慢性阻塞性肺疾病发病中的作用[J].国外医学呼吸系统分册,2005,25（6）:420-422.[20]张洋,李永霞.炎症及氧化应激反应在慢性阻塞性肺疾病发病机制中的研究进展[J].昆明医科大学学报,2015,36（1）:162-164.[21]CostaCH,RufinoR,LapaE,etal.InflammatorycellsandtheirmediatorsinCOPDpathogenesis[J].RevAssocMedBras,2009;55(3):347-54.[22]赵小娟,郭小亮,王晶等.慢性阻塞性肺疾病患者血清白介素-6降钙素原水平变化[J].内蒙古医杂志,2015,47(11):1304-1306.[23]陆晶晶,郑永华,尹琦等.白介素6、白介素17与慢性阻塞性肺疾病相关性研究[J].临床肺科杂志,2010,15(7):940-941.[24]Pinio-PlataVM,MulhrovaH,TosoJF,eta1.C-reactiveproteininpatientswithCOPD,controlsmokersand34 参考文献non-smokers[J].Thorax,2006,6(1):1-3.[25]孙世民,张珠,王云雀.COPD急性加重期和稳定期血清炎性因子水.及其与肺功能的关系[J]．中国全科医学,2014,17(24):2790一2793.[26]田春燕,张继红,李伟国等.细胞因子与COPD炎症机制研究进展[J].临床肺科杂志,2011,16(2):248-249.[27]AntllonisenNR,ManfredaJ,WarrenCP,etal.Antibiotictherapyjnexacerbationsofchronicobstructivepulmonarydisease[J].AnilInternMed,1987,106(2):196-204.[28]AaronSD,AngelJB,LunauM,etal.Granulocyteinflammatorymarkersandairwayinfectionduringacuteexacerbationofchronicobstructivepulmonarydisease[J].AmJRespirCritCareMed,2001,163(2):349-355.[29]黄白丽,马志超,付姣.IL-18、IL-13与TNF-α在慢性阻塞性肺疾病中的变化及意义[J].海南医学,2010,21（22）:25-27.[30]范云峰,杜开颐.CRP与PCT联合测定在AECOPD治疗中的意义研究[J].现代诊断与治疗,2014,25(24):5646-5647.[31]丁续红,吴小军,余昌平.慢性阻塞性肺病急性加重C-反应蛋白测定的临床价值[J].武汉大学学报(医学版),2006,27(5):660-663.[32]KaradenizG,PolatG,SenolG,etal.C-reactiveproteinmeasurementsasamarkeroftheseverityofchronicobstructive35 参考文献pulmonarydiseaseexacerbations[J].Inflammation.2013,36(4):948-953[33]LiangY,ChangC,ZhuH,etal.CorrelationbetweendecreaseofCRPandresolutionofairwayinflammatoryresponse,improvementofhealthstatus,andclinicaloutcomesduringsevereacuteexacerbationofchronicobstructivepulmonarydiseas[J].InternEmergMed.,2015,10(6):685-691[34]OberhofferM,StonansI,RusswurmS,etal.Procalcitoninexpressioninhumanperipheralbloodmononuclearcellsanditsmodulationbylipopolysaccharidesandsepsis-relatedcytokinesinvitro[J].JournalofLaboratory&ClinicalMedicine,1999,134(1):49-55.[35]AssicotM,GendrelD,CarsinH,etal.Highserumprocalcitoninconcentrationsinpatientswithsepsisandinfection,Lancet,1993,341:515-518[36]JinM,KhanAI.Procalcitonin:usesintheclinicallaboratoryforthediagnosisofsepsis,LabMed,2010,41173-177[37]GilbertDN.Procalcitoninasabiomarkerinrespiratorytractinfection.ClinInfectDis.2011,52(4):46-50[38]OberhofferM,StonansI,RusswurmS,etal.Procalcitoninexpressioninhumanperipheralbloodmononuclearcellsanditsmodulationbylipopolysaccharidesandsepsis-relatedcytokinesinvitro[J].JournalofLaboratory&ClinicalMedicine,1999,36 参考文献134(1):49-55.[39]FaziliT,EndyT,JavaidW,etal.Roleofprocalcitonininguidingantibiotictherapy.[J].Americanjournalofhealth-systempharmacy:AJHP:officialjournaloftheAmericanSocietyofHealth-SystemPharmacists,2012,69(23):2057-2061.[40]ShaikhMM,HermansLE,vanLaarJM.Isserumprocalcitoninmeasurementausefuladditiontoarheumatologist'srepertoire?Areviewofitsdiagnosticroleinsystemicinflammatorydiseasesandjointinfections.[J].Rheumatology,2015,54(2):231.[41]BouadmaL,LuytCE,TubachF,etal.Useofprocalcitonintoreducepatients'exposuretoantibioticsinintensivecareunits(PRORATAtrial):amulticentrerandomisedcontrolledtrial.[J].Lancet,2010,375(9713):463-474.[42]DeJE,vanOersJA,BeishuizenA,etal.Efficacyandsafetyofprocalcitoninguidanceinreducingthedurationofantibiotictreatmentincriticallyillpatients:arandomised,controlled,open-labeltrial[J].LancetInfectiousDiseases,2016,16(7):819-827.[43]WackerC,PrknoA,BrunkhorstFM,etal.Procalcitoninasadiagnosticmarkerforsepsis:asystematicreviewandmeta-analysis[J].LancetInfectiousDiseases,2013,13(5):426.[44]StolzD,ChristcrainM,BingisserR,etal.Antibiotictreatmentof37 参考文献exacerbationsofCOPD:arandomized,controlledtrialcomparingprocalcitonin-guidancewithstandardtherapy.[J].Chest,2007,131(1):9-19.[45]FalseyAR,BeckerKL,SwinburneAJ,etal.Utilityofserumprocalcitoninvaluesinpatientswithacuteexacerbationsofchronicobstructivepulmonarydisease:acautionarynote[J].InternationalJournalofChronicObstructivePulmonaryDisease,2012,7(2):127-135.[46]DahlM,VestboJ,LangeP.C-reactiveproteinasapredictorofprognosisinchronicobstructivepulmonarydisease[J]．AmericanJournalofRespiratoryandCriticalCareMedicine，2007,250-255．[47]李代昆,李韵青,郭亚楠等.慢性阻塞性肺疾病肺部感染的实验室检测指标分析[J].国际检验医学杂志,2016,(2):166-168.[48]张子洲,陈华芳,崔友贤等.降钙素原、C-反应蛋白在慢性阻塞性肺疾病急性发作期病原学检测中的价值[J].吉林医学,2014,(36):8081-8083.[49]张璐.COPD急性加重期患者血清IL-6、CRP水平变化及意义[D].安徽医科大学,2014.[50]赵有成,魏宏建,段勇.重症感染者血中IL-6和TNF-α检测的意义[J].中国感染与化疗杂志,2003,3(5):315-317.[51]JacobsJW,LundPK,PottsJrJT,etal.procaltoninisaglycoprotein[J].JBiolChem.1981,256(6):2803-280738 参考文献[52]AssicotM,GendrelD,CarsinH,etal.Highserumptocalcitoninconcentrationsinpatientswithsepsisandinfection[J]Lancet.1993,341(8841):515-518.[53]田雨.AECOPD患者感染情况与血清TNF-α、CR3相关性研究[J].中外医学研究,2015,13(36):25-27.[54]骆婷婷,朱邦,方海俊等.慢性阻塞性肺疾病细菌性肺炎患者降钙素原检测的临床意义[J].中华医院感染学杂志,2012,22(23):5196-5198.[55]RammaertB,VerdierN,CavestriB,etal.Procalcitoninasaprognosticfactorinsevereacuteexacerbationofchronicobstructivepulmonarydisease.[J].Respirology,2009,14(7):969–974.[56]秦娥.慢性阻塞性肺疾病急性加重期患者血清降钙素原测定的临床意义[J].现代实用医学,2010,22(6):676-677.[57]呼新建,常晓悦,边喜明等.AECOPD血清PCT检测的临床价值及其与肺功能的关系[J].临床肺科杂志,2011,16(9):1388-1390.[58]ETavares,RMaldonado,MLOjeda,etal．CirculatingInflammatoryMediatorsduringStartofFeverinDifferentialDiagnosisofGram-NegativeandGram-PositiveInfectionsinLeukopenicRats[J].Clinical&DiagnosticLaboratoryImmunology,2005,12(9):1085-1093．[59]慕月晶,王伟佳,严海忠,等.PCT检测在全身和局部细菌感染诊39 参考文献断中的临床应用[J].检验医学,2015,30(1):17-20.[60]陈霞.慢性阻塞性肺疾病急性发作期细菌感染与肺功能的相关性研究分析[J].中国医药指南,2013,(10):190.[61]陈自瑜,郑利先,陈云辉等.慢性阻塞性肺疾病患者急性发作期痰病原学分布特点与耐药性研究[J].中华医院感染学杂志,2015,(19):4384-4387.[62]秦斌斌,戴莉莉,陈晓红等.COPD患者急性加重期的细菌学分析[J].临床肺科杂志,2013,18(2):288-289.40 作者简介及在学期间所取得的科研成果作者简介及在学期间所取得的科研成果作者简介：张辉，男，汉族，出生日期1990年06月16日，籍贯山东省济南市，2009年考入滨州医学院，2014年本科毕业，取得学士学位，同年考取了吉林大学白求恩第一医院呼吸内科研究生，在读期间发表核心期刊论文2篇。科研成果：张辉,于倩倩,刘颖,张连莲,于振香.慢性咳嗽患者病因分析及诊断思路[J].中国老年学杂志,2015,21:6167-6168.张辉,刘颖,张艳霞,张连莲,孙璐瑶,于振香.Kartagener综合征1例报告并文献复习[J].吉林大学学报(医学版),2016,06:1194-119641 致谢致谢时间如白驹过隙，三年时光转瞬而逝，研究生生活马上要画上一个句号。在我论文即将完成之际，我要向研究生期间给予我支持、帮助和鼓励的人表示我最诚挚的谢意。首先我要感谢我的导师于振香教授对我的谆谆教诲。老师在论文选题，实验设计思路，论文的写作及修改方面投入了大量的心血精力。老师严谨的治学态度、渊博的学识，高度的敬业精神对我产生重要影响，是我不断学习的榜样。衷心的感谢张连莲师姐在实验设计和论文修改方面给予的巨大帮助。其次感谢呼吸科的所有医护人员，在我刚开始学习时提供的帮助与支持。还要感谢三年轮转期间帮助我的老师同学，在此期间增长了知识，积累了经验，开拓了视野，为今后的临床工作打下基础。最后衷心的感谢参加我论文评审和答辩工作的专家教授们,谢谢大家的批评与指教！谢谢！42
