DOI:10.20047/j.issn1673-7210.2025.36.11
中图分类号:R56
陈佳琪, 李明, 安晓颖, 陈佳婷, 贾涤静
| 【作者机构】 | 河北省胸科医院分子生物学实验室; 河北省隆尧县医院检验科 |
| 【分 类 号】 | R56 |
| 【基 金】 | 河北省医学科学研究课题(20250846)。 |
呼吸道感染具有较高发病率及致死率,属于全球一大公共卫生问题[1]。据报道,呼吸道感染患者中病毒感染常见,占比高达80%[2]。细菌感染与病毒感染的判定可对治疗策略的制订产生直接影响,然而因为症状相似,鉴别二者具有一定难度。虽然微生物培养及分子检测技术得到了提升,但在呼吸道感染急性期仍具有时效性欠缺等不足。故寻找更为快速鉴别方式逐渐成为研究热点。近年来,机体免疫反应特征为呼吸道感染诊疗提供了一条新思路。TBNK淋巴细胞亚群有效反映了人体T细胞、B细胞与自然杀伤(natural killer,NK)细胞所处状态,对临床了解细胞免疫及体液免疫情况提供了有效途径[3-4]。细胞因子主要为病原体入侵后促使免疫细胞激活所合成的活性物质,参与免疫反应调节过程。以往研究表明,不同病原体感染免疫应答特征存在一定差异[5]。以往关于呼吸道感染疾病的研究主要以儿童群体为主,关于呼吸道不同病原体感染患者TBNK淋巴细胞亚群差异的报道鲜少。本研究以此为创新点,探究呼吸道细菌感染和病毒感染患者外周血TBNK淋巴细胞亚群、细胞因子水平变化及鉴别效能,希望为临床诊治呼吸道感染提供一定指导依据。
选取河北省胸科医院2022年5月至2024年5月呼吸道感染患者250例与同期呼吸科体检健康者50名(对照组)。纳入标准:①呼吸道感染患者符合《成人门急诊急性呼吸道感染诊治与防控专家共识》[6]相关诊断标准。有呼吸道感染症状,至少3次痰标本细菌培养显示阳性或咽拭子/痰液标本病毒核酸检测显示阳性并且细菌培养显示阴性,且为初诊。②年龄≥18岁。③生命体征稳定。排除标准:①细菌与病毒混合感染;②合并自身免疫性疾病、神经系统疾病、严重器质性疾病、脑血管疾病及血液系统疾病等;③妊娠、哺乳期及肿瘤患者;④除细菌、病毒以外其他病原体所致感染;⑤合并精神疾病;⑥近3个月内存在创伤及手术史;⑦临床资料缺失。本研究经河北省胸科医院伦理委员会批准(2024022)。将有呼吸道感染症状、体征、炎症及影像学改变且有至少3次痰标本细菌培养显示阳性者作为细菌感染组(162例),并将咽拭子或痰液标本病毒核酸检测显示阳性及细菌培养显示阴性者作为病毒感染组(88例)。
使用自制调查表收集所纳入研究对象的性别、年龄、体重指数、饮酒史、吸烟史等资料。抽取首次接受治疗前患者与健康体检者空腹条件下外周血样本2 ml,置于EDTA抗凝管内,于室温放置,并在处理前将其混匀,标准内参选择总数已知相应荧光微球Beads,放进血样本,接着添加荧光抗体,抗体滴度需要经过优化,同时抗体特异性及亲和力经充分验证;细胞染色及孵育步骤应于避光条件下开展;采取流式细胞仪(型号:CytoFLEX,厂家:美国贝克曼库尔特)获取及FACSViaTM Clinical软件得到2 500个细胞予以检测,最终测得总T细胞(CD3+)、辅助性T细胞(CD4+)、细胞毒性T细胞(CD8+)、CD4+/CD8+、NK细胞、B淋巴细胞(CD19+)绝对数。相关试剂主要如下:CD3/CD16CD56/CD45/CD19抗体、CD3/CD8/CD45/CD4抗体及溶血素等。
细胞因子测定:抽取患者与健康体检者空腹状态肘静脉血样本3 ml,置于EDTA抗凝管内,于4 h内进行20 min离心(设置2 000×g离心力)处理,分离血浆样本,放入-80℃冷冻环境中保存待测。通过流式荧光免疫法进行白细胞介素-2(interleukin-2,IL-2)、IL-4、IL-6、IL-10、IL-17、肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor α,TNF-α)及γ 干扰素(interferon-gamma,IFN-γ)测定,采取一组通过不同比例红色与红外荧光染料共同编码的相应聚苯乙烯微球,将其和血浆样本在室温下一起避光振荡孵育1~2 h,然后洗涤去除没有结合的物质,放进生物素标记的相应抗体混合物,获得一种夹心复合物,洗涤后放进荧光标记的相应链霉亲和素,进行复合物的标记,采取流式细胞仪分析反应后微球悬液,读取荧光信号,采取曲线拟合算法进行精确浓度计算。所用试剂盒购自杭州赛基生物科技有限公司,相关操作严格遵循试剂盒说明书开展。
使用SPSS 26.0统计学软件进行数据分析。符合正态分布的计量资料使用均数±标准差(
±s)表示,比较采用t检验;多组间比较采取单因素方差分析法进行检验,两两比较采取SNK-q检验;计数资料用采用例数和百分率[例(%)]表示,比较采用χ2 检验。采取logistic回归模型法分析呼吸道病毒感染与细菌感染的影响因素;使用受试者操作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲线分析TBNK淋巴细胞亚群鉴别细菌与病毒感染的效能。以P<0.05为差异有统计学意义。
三组一般资料比较,差异无统计学意义(P>0.05)。见表1。
表1 三组一般资料比较
细菌分离以鲍曼不动杆菌(40.12%)为主,病毒检出以副流感病毒(32.96%)为主。见表2。
表2 细菌分离及病毒检出情况
病毒感染组CD8+高于细菌感染组与对照组(P<0.05),CD3+、CD4+/CD8+、NK细胞低于细菌感染组与对照组(P<0.05);细菌感染组与对照组CD8+、CD3+、CD4+/CD8+、NK细胞比较,差异无统计学意义(P>0.05);细菌感染组CD4+、CD19+高于病毒感染组和对照组(P<0.05),病毒感染组CD4+高于对照组(P<0.05),病毒感染组CD19+低于对照组(P<0.05)。见表3。
表3 三组TBNK淋巴细胞亚群比较(
±s)
注t1、P1 值示细菌感染组与对照组比较;t2、P2 值示病毒感染组与对照组比较。NK:自然杀伤。
病毒感染组IL-2、IFN-γ 水平高于细菌感染组和对照组(P<0.05),细菌感染组IL-2水平高于对照组(P <0.05);细菌感染组IL-4、IL-6、IL-10、IL-17、TNF-α 水平高于病毒感染组和对照组(P<0.05),且病毒感染组IL-4、IL-6、IL-10、IL-17、TNF-α 水平高于对照组(P<0.05)。见表4。
表4 三组相关细胞因子比较(ng/L,
±s)
注t1、P1 值示细菌感染组与对照组比较;t2、P2 值示病毒感染组与对照组比较。IL:白细胞介素;TNF-α:肿瘤坏死因子-α;IFN-γ:γ 干扰素。
以呼吸道病毒感染为因变量(否=0,是=1),CD3+、CD4+、CD8+、CD4+/CD8+、CD19+、NK细胞为自变量(均为连续变量,分析时直接输入数值)进行logistic回归分析,结果显示CD4+、CD8+为呼吸道病毒感染的危险因素(P<0.05),CD3+、CD4+/ CD8+、CD19+、NK细胞为呼吸道病毒感染的保护因素(P<0.05)。以呼吸道细菌感染为因变量(否=0,是=1),CD4+、CD19+为自变量进行logistic回归分析,结果显示CD4+、CD19+属于呼吸道细菌感染的危险因素(P<0.05)。见表5~6。
表5 呼吸道病毒感染影响因素logistic回归分析
注NK:自然杀伤。
表6 呼吸道细菌感染影响因素logistic回归分析
各变量鉴别细菌感染的曲线下面积(area under the cure,AUC)见表7,鉴别病毒感染的AUC值见表8。CD3+、CD4+、CD8+、CD4+/CD8+、CD19+、NK细胞单独及联合鉴别细菌感染AUC依次为0.742、0.721、0.816、0.730、0.871、0.774、0.977,联合鉴别灵敏度为91.43%,特异度为96.58%;CD4+、CD19+单独及联合鉴别病毒感染AUC依次为0.604、0.777、0.797,联合鉴别灵敏度为94.32%,特异度为60.04%。ROC曲线见图1~2。
图1 TBNK淋巴细胞亚群鉴别细菌感染的ROC曲线
NK:自然杀伤;ROC:受试者操作特征。
图2 TBNK淋巴细胞亚群鉴别病毒感染的ROC曲线
ROC:受试者操作特征。
表7 TBNK淋巴细胞亚群鉴别细菌感染AUC具体数据
注NK:自然杀伤;AUC:曲线下面积。
表8 TBNK淋巴细胞亚群鉴别病毒感染AUC具体数据
注AUC:曲线下面积。
呼吸道病毒感染属于全球性疾病,是造成患者死亡主要原因[7]。细菌培养等传统病原学鉴定手段不仅耗时长,而且灵敏度低,无法及时确定呼吸道感染病原体,容易造成病情延误或者抗菌药物滥用情况[8-9]。故探究更为快速确定病原体种类的方式具有积极临床意义。
以往研究表明,TBNK淋巴细胞亚群与新冠病情程度、肺部病变占比密切相关[10]。本研究结果显示,呼吸道病毒感染患者存在CD8+明显升高及CD3+、CD4+/CD8+、NK细胞明显降低的改变。主要因为CD8+T细胞能够对细胞过度反应引起的免疫反应产生抑制作用,维持免疫稳定,同时消除病毒及肿瘤细胞等,一旦机体受到病毒感染,抗原提呈细胞将会促进CD8+T细胞活化,使其大量克隆性扩增[11-12]。而胞外细菌感染患者免疫应答主要为中性粒细胞及B细胞,因此CD8+不会产生明显改变,胞内细菌感染能够造成CD8+一定程度升高[13-14]。大部分呼吸道病毒(包括新冠病毒、流感病毒及呼吸道合胞病毒等)能够直接侵袭T淋巴细胞或促进其凋亡,使得CD3+明显减少。此外,这些病毒能够经TLR3/TLR7信号通路抑制机体NK细胞增殖[15]。病毒感染CD4+/CD8+的降低与CD8+大量增加有关。本研究结果显示,与对照组对比,细菌感染组CD4+、CD19+升高,病毒感染组CD4+相较对照组升高,且CD19+降低。细菌感染组CD4+明显升高,主要由于CD4+参与辅助性T细胞1免疫应答,可以通过合成IL-2及IFN-γ 等促进巨噬细胞及中性粒细胞活化,消除胞内细菌[16-17]。对于细菌感染患者CD19+水平明显升高,可能由于CD19+能够分化为浆细胞合成免疫球蛋白G及IgM等特异性抗体中和细菌毒素/提高吞噬作用。流感及呼吸道合胞病毒等呼吸道病毒能够经TLR3/7通路减少B细胞增殖,从而降低CD19+水平[18]。
本研究结果显示,对比细菌感染组与对照组,病毒感染组IL-2、IFN-γ 水平明显升高,细菌感染组IL-2水平相较对照组升高。IL-2、IFN-γ 主要合成于CD4+T细胞、CD8+T细胞及NK细胞,病毒感染患者IL-2的升高与CD8+的增高有关。IFN-γ 属于抗病毒主要效应因子,病毒RNA可以激活视黄酸诱导基因蛋白I/黑色素瘤分化相关基因5通路,促进IFN-γ 合成,提高CD8+毒性[19-20]。细菌感染患者IL-2水平异常升高,考虑与CD4+的升高有关。本研究结果显示,IL-4、IL-6、IL-10水平为:细菌感染组>病毒感染组>对照组,与李立新等[21]研究结果一致;同时本研究结果还显示,相比病毒感染组与对照组,细菌感染组IL-17、TNF-α 明显升高,病毒感染组IL-17、TNF-α 相比对照组升高。这些细胞因子在呼吸道病毒与细菌感染患者中的差异主要由TBNK淋巴细胞亚群变化差异所致。
本研究结果发现,CD3+、CD4+、CD8+、CD4+/CD8+、CD19+、NK细胞为呼吸道病毒感染主要影响因素,CD4+、CD19+属于呼吸道细菌感染危险因素,CD3+、CD4+、CD8+、CD4+/CD8+、CD19+、NK细胞联合鉴别细菌感染AUC值最大,灵敏度与特异度可达91.43%、96.58%,CD4+、CD19+联合鉴别病毒感染AUC值最大,灵敏度可达94.32%。证实TBNK淋巴细胞亚群检测能够为临床判断呼吸道细菌与病毒感染提供可靠依据。
综上所述,呼吸道细菌感染患者以CD4+、CD19+明显升高为主,病毒感染以CD8+明显升高、CD3+、CD4+/CD8+、NK细胞及CD19+异常降低为主,相关细胞因子也存在表达上的差异,TBNK淋巴细胞亚群联合用于细菌与病毒感染鉴别具有较高效能。
利益冲突声明:本文所有作者均声明不存在利益冲突。
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Levels and identification efficacy analysis of peripheral blood TBNK lymphocyte subsets and cytokines in patients with bacterial and viral respiratory infections
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