摘要
一项前瞻性研究进行了确定和特征的住院急性加重慢性阻塞性肺疾病(AECOPD)与感染的血清学证据军团菌spp。(Lsp)。
本研究纳入213例AECOPD住院患者240例。对每个入院患者的配对血清进行微免疫荧光血清学检测41个不同的Lsp血清组。只有免疫球蛋白G和/或免疫球蛋白M抗体滴度的显著变化被认为具有诊断意义。
在40例入院患者中(16.7%),有Lsp(LspH)感染的血清学证据。嗜肺性军团菌在9例住院患者中发现1例,嗜肺军团菌19例3-15例,22例非嗜肺。在26个LspH(65%)中有至少一种其他呼吸道病原体感染的血清学证据。与200例没有Lsp (NLspH)的患者相比,LspH患者更年轻(p<0.05),低氧血症更严重(p<0.04)。在LspH组中没有一例出现突然发病,而在NLspH组中有58例(29.0%)(p<0.0001)。LspH的肌痛/关节痛发生率为55%,NLspH的发生率为37% (p<0.03)。
总之,感染的血清学证据军团菌spp常见于因慢性阻塞性肺疾病急性加重而住院的患者。在大多数住院病人中有血清学证据表明感染军团菌另一种呼吸道病原体可被识别。在这些患者中,急性加重逐渐发展,临床特征是更多的全身表现,而不是住院,没有血清学证据的感染军团菌这些发现的真实解释和实际相关性应在进一步研究中确定。
急性加重(AE)是慢性阻塞性肺疾病(COPD)的常见病程。它对患者的生活质量有重大的不利影响,并增加了对保健服务的利用。AE的病理生理基础通常是感染性的。不同研究报告的导致慢性阻塞性肺疾病急性加重的各种病原体的频率分布在很大程度上取决于方法,特别是用于确定特定传染因子的诊断方法。
军团菌是社区获得性肺炎(CAP)的重要原因1,通常在AECOPD的类似列表中几乎完全没有。在COPD患者中提到Lsp感染的唯一背景与该人群中CAP的原因有关2在美国,9%的病例被认定为病因3..最近,在6%的慢性支气管炎病例中,Lsp被确定为AE的原因4.
在对AECOPD住院患者的感染原因进行全面研究的框架内,作者使用复杂和敏感的诊断技术收集了大量住院患者和广泛感染原因的数据。已确定的所有感染因子的频率分布已在别处公布5.本论文的目的是报告特异性与AECOPD住院患者组相关的发现,其中Lsp被确定为一个病因因素(LspH)。人们认为,特别重要的是要描述各种各样的频率分布军团菌在这些入院中确定的血清组和其他感染因子,并将LspH组的人口学、临床和治疗特征以及结果与未确定Lsp的住院患者(NLspH)中的类似变量进行比较。
患者和方法
患者
1997年11月1日至1999年3月15日期间,以色列比尔-谢瓦Soroka医疗中心内科和重症监护病房内所有符合纳入标准且患者同意参与的AECOPD住院患者都被纳入研究。研究期间所有首次入院的患者以及研究人群中AECOPD患者的重复入院(如果这发生在患者首次入院后至少6个月)均被纳入研究。对于任何特定的患者,研究数据中不包括超过一次的重复入院。
纳入标准如下:1)年龄>40岁 yrs;2) 通过肺活量测定确定的慢性气道阻塞(6 住院前个月或1-2个月内 在一秒钟内用力呼气(FEV1)值<预期值和FEV的70%1/强迫肺活量(FVC)比值<0.7;3)吸烟史至少20包年;4)住院前一周至少有以下一种症状:1)呼吸急促加重;2)痰量明显增加;3)新咳脓痰或痰液增脓。
对照组包括同一研究期间在同一医疗中心骨科住院的100名创伤后患者,经直接询问,在前一个月及在抽取两次血液样本进行血清学测试期间,否认有发热疾病或呼吸道感染症状。这项研究得到了梭罗卡医疗中心赫尔辛基人类研究委员会的批准,所有参与者都表示知情同意。
研究协议
所有AECOPD患者均由急诊室医生决定住院,没有研究人员的干预。每24-48小时,一名研究助理访问每个内科病房和重症监护病房,并确定在此期间住院的符合研究纳入标准的患者。在患者同意参与研究后,他们接受了关于呼吸系统疾病和常规治疗、吸烟习惯以及当前急性发作症状的采访。第一次会面时抽取5ml血液样本进行血清学检测。抽取后不久将血液离心,血清在−20°C温度下冷冻,直到进行血清学测试。从医疗记录中收集了其他相关的医疗和行政数据。
出院后,病人在住院3-5周后被邀请到Soroka医疗中心的肺部诊所进行后续预约。在该诊所,随访数据收集了康复过程和出院后可能发生的异常事件。在这次会议上,在环境压力下采集了动脉血样本,并进行了肺活量测定。每个病人也有第二个(恢复期)血清样本,用于血清学检测。该样品的处理方式与之前的急性期样品完全相同。住院时间延长至>3周或在预约随访时间再次入院的患者在住院期间抽取血清样本。在第一次随访预约时(入院后3-5周)病情不稳定的患者,在一个月后再次预约进行肺活量和动脉血气检测。
对照组的研究方案包括在48小时内识别患者 在确定其是否适合本研究并获得知情同意后,获得人口学和临床数据,并抽取血样进行血清学检测军团菌在获得第一次血液样本3至5周后,在直接询问排除了第一次血液测试后的任何发热性疾病和/或呼吸道感染症状后,再次采集血清样本。这两种血清的处理方式与从研究人群中抽取的相同。
血清学试验军团菌sp.和其他代理人
本研究的病原学检查完全基于血清学检测。进行血清学试验,确定12种已知的上呼吸道和下呼吸道感染性病原体,可通过血清学方法诊断。每个患者的配对血清在所有病例中进行了相同的测试。用于血清学诊断的方法、试剂盒和标准已在以前的出版物中详细描述5. 针对41种不同血清群的抗体军团菌使用内部试剂盒通过间接免疫荧光检测。热灭Legionellae作为抗原(在17个池中)。军团菌在配对血清样本之间免疫球蛋白(Ig)‐G和/或IgM滴度增加4倍或更大的情况下,spp被认为是AECOPD的原因。
七种呼吸道病毒的血清学检测,肺炎支原体,链球菌引起的肺炎,流感嗜血杆菌和卡他莫拉菌采用酶免疫分析法进行检测。只有急性和恢复期血清样本中特定病原体抗体水平的显著变化才被认为是该病原体感染的诊断。根据这一要求,只有获得配对血清的患者才被纳入最终数据分析。
数据分析
组间比例比较采用卡方检验或等量检验,两组或两组以上连续变量比较采用方差分析(ANOVA)。差异有统计学意义p<0.05。
结果
在16.5个月期间,213名不同COPD患者因AECOPD入院240例,纳入研究的最终数据分析。在所有入院患者中,以24.7±5.6的平均间隔抽取两份血清样本 天数(范围:17-53天) 天)。对照组包括100名不同的患者,平均年龄为47.3±20.9岁 年,其中55人为男性,32人为当前吸烟者。从该组中以30.2±8.5的间隔采集两份血清样本 天数(范围:17-55天) 天)。
在240例住院患者中,有40例(16.7%)在41例Lsp血清组中,在急性期和恢复期的血清样本中,IgG和/或IgM抗体滴度出现了至少4倍的显著变化。在其他11例入院患者中发现初始滴度较高(IgG≥512和/或IgM≥64),但这些特异性抗体的滴度在急性期和恢复期血清中没有变化。在本研究中,这11例患者未被认为是Lsp的血清学阳性。
桌子 1.⇓介绍40集中确定的Lsp的频率分布。在9例入院患者中,>1 Lsp血清组的抗体滴度有显著变化。根据血清学试验,作者无法确定这一结果是否代表了>1个Lsp血清群的并发感染或各种Lsp抗体之间的交叉反应状态。40例入院患者中有6例是三名患者的成对入院,他们在研究期间各住院两次,时间间隔>6 两集之间的几个月。表1显示了这两个入院患者中确定的Lsp的详细信息 2.⇓.在40例LspH中,有26例(65%)的血清学检测发现除Lsp外至少有一种其他呼吸道病原体感染。在19例中发现了一种其他病原体,在2例中发现了两种其他病原体,在4例中发现了三种其他病原体,在1例中发现了四种其他病原体。除Lsp外,其他病原体的频率分布见表3⇓.
在对照组的100名患者中,只有3名患者的Lsp抗体滴度发生了显著变化。在这三名患者中确定的血清群为嗜肺军团菌10,嗜肺军团菌14,鹦鹉螺.
表4⇓显示人口统计学和吸烟数据,稳定状态下肺量和动脉血气测试的结果,以及40 LspH组与200 NLspH组相比的慢性类固醇治疗和红细胞增多率的信息。两组研究人群之间的唯一显著差异是LspH组的平均年龄更年轻,低氧血症和红细胞增多率更高。
表5⇓比较LspH组和NLspH组之间AE的临床表现。使用Anthonisen提出的分类,研究组之间的临床恶化类型没有差异et al。6. 在急性发作的发生率上发现了显著和显著的差异。LspH组没有一名患者突然出现AE,但29%的NLspH患者出现AE,发病时间在12小时内 HLspH组从AE发作到住院的时间间隔明显长于NLspH组。LspH组和NLspH组伴随病情恶化的全身(肺外)表现的比较表明,LspH组的所有这些特征更为明显,尽管差异仅在肌痛/关节痛的情况下达到统计学意义。
研究数据库包括广泛的额外数据的医院入院纳入研究。LspH组和NLspH组对这些变量的比较显示,组间没有其他显著的统计学差异。值得注意的是,在这些比较变量中包括指标住院前一年的住院人数、流感和肺炎球菌的免疫率、慢性共病的类型和比率、住院前、住院期间和住院后抗生素治疗的类型和频率、入院时的生命体征和体格检查结果,入院时的动脉血气和常规生化检查结果,重症监护入院率、机械通气和死亡率,住院时间和再入院次数,住院后不活动的天数和恢复正常功能的时间。
在40名LspH中,有3人(8%)入院接受特别护理(与在NLspH中为9%)和6次住院(15%),其中患者需要呼吸辅助(与其中2例采用有创机械通气,4例采用无创机械通气。LspH组2例(5%)死亡(与在NLspH中为2%)。一名为54岁男性,血清学证据显示感染l . erythra以及B型流感病毒,在机械通气21天后死亡。另一位是70岁的男性血清学证据显示他感染了l . erythra,嗜肺军团菌12,及鹦鹉螺在机械通气35天后死亡。这两名患者在入院期间接受了广泛的抗生素治疗,包括大环内酯类和氟喹诺酮类。
讨论
本研究的主要原始发现是AECOPD的住院率相对较高,为17%,血清学证据表明急性Lsp感染发生在发作前后。这一比率与以前的出版物有显著差异,在以前的出版物中,Lsp完全没有出现在导致AECOPD的病原体列表中。这一重要发现归因于本研究在方法学上的两个优势。第一种方法是使用一种敏感的诊断试验来鉴定41种不同的Lsp血清组。第二是每个住院病人急性期和恢复期血清的可用性。
关于诊断,有两点值得讨论。首先,本研究中Lsp感染的诊断仅仅基于血清学测量,而不是呼吸道分泌物中病原体的鉴定和分离。这种偏好的原因在于,在培养物中识别或分离所有Lsp血清群所涉及的技术困难,以及从分泌物中分离病原体可能反映了一种载体状态,而不一定是感染状态。作者认为,这两个原因解释了在常规临床工作以及绝大多数针对Lsp所有血清组引起的感染的研究中,公认的诊断方法是血清学,而不是从培养物中鉴定或分离。用尿抗原诊断感染是不可行的军团菌在这项研究中,因为现在市面上的尿液试剂盒只能识别抗原嗜肺军团菌1,本研究仅发现22%的LspH存在。
血清学测试军团菌在这项研究中使用的是一个内部试剂盒,需要注意的是,没有商业可用的试剂盒可以检测所有41个血清组军团菌在当前研究中测试的细菌。尽管使用内部工具包存在问题,但这是一个普遍问题,并非本研究所特有。这个问题主要源于没有一个金标准来验证血清学测试的结果。病原体培养和聚合酶链反应检测灵敏度低,不能作为金标准。检验结果验证的公认替代品是严格的质量控制/质量保证程序以及严格的诊断标准,使用配对血清。本研究严格遵守了这两个条件。
与诊断相关的第二点是本研究中用于确定急性Lsp感染的诊断标准。虽然通常接受高于预先确定的IgG和/或IgM阈值的高单滴度作为急性感染的诊断,但作者没有采用这种方法,因为在所有11例仅满足该标准的入院病例中,特异性抗体的高滴度在急性和恢复期血清之间没有变化。这削弱了对这些入院患者存在急性Lsp感染的信心,并增加了高滴度是过去感染的结果的可能性。有鉴于此,只有在这两种抗体中的一种抗体滴度存在显著差异的情况下才能诊断出急性Lsp感染。这一决定可能降低了本研究中血清学诊断的敏感性,但另一方面,它增加了特异性。
使用一组没有急性呼吸道感染临床证据的对照组患者,检测Lsp的抗体滴度变化的可能性是巧合的,可能与AECOPD没有关联。尽管控制组与研究组不匹配,作者认为它适合回答这个特定的问题。使用相同的诊断方法和标准,只有3%的对照组患者对Lsp的抗体滴度有显著变化,这一差异比COPD住院患者人群中发现的比率高出一个数量级。假设这3例阳性对照病例有亚临床暴露于特定血清组的Lsp。这个3%的比率应该被视为测试的“背景噪音”。此外,有3例重复入院的患者在两次病情加重中Lsp的血清学检测均呈阳性,但每次Lsp的血清学组不同。在作者看来,这些结果和LspH的独特临床特征代表了Lsp感染与AECOPD发病之间的真实关联。
本研究中另一个有趣且重要的发现是,在65%的LspH中至少发现了一种与AE相关的呼吸道病原体。在大多数这些病例中,只发现了一种额外的病原体,但在7例LspH中发现了2-4种其他病原体。这种传染性呼吸道疾病“混合病因”的情况是众所周知的,在CAP的感染病因学研究中也有大量报道1,以及一项调查成人呼吸道感染原因的研究7. 尽管已经描述了所有可能的呼吸道病原体组合的混合原因,但当其中一个原因是非典型病原体时,组合病因的频率特别高1. 本研究中65%的发病率几乎与63%有Lsp感染血清学证据的CAP患者的发病率相同,在该血清学证据中还发现了其他病原体8.鉴于这一发现,重要的是讨论Lsp在伴有其他病原体的LspH患者中的地位问题。这些患者中的Lsp感染是否导致或促成了疾病的临床表现,或者可能只是促进了附加感染的渗透,进而导致了感染的临床表现?血清学调查结果,本身,无法回答这个问题。抗体滴度的显著变化可能是先前感染、同时感染或随后另一次感染的表现。对临床结果的分析也不能对这个问题提供令人信服的答案。与特异性抗生素治疗相关的结果没有差异的事实可能提供了一个线索,至少在一些患者中,Lsp对病情恶化的贡献不是决定性的。
虽然根据花青素的分类,AE的临床类型没有发现差异et al。6在LspH和NLspH之间,两组之间有几个显著不同的临床特征。最显著的差异是29%的NLspH组出现突然恶化,但没有一例出现LspH。另一个差异是LspH的系统表现率较高,对肌痛/关节痛具有统计学意义。这种差异与已知的Lsp感染的系统性相一致。两组之间的这两个临床差异支持血清学结果也具有临床相关性的结论。
作者得出结论,血清学证据表明军团菌sp.感染常见于因慢性阻塞性肺疾病急性加重而住院的患者,并且在这些患者中,大多数患者还可发现额外的呼吸道感染性病原体。在这些患者中,病情加重的临床表现以逐渐发作和更多的全身表现为特征。这些发现的真正解释和实际意义应该在进一步的研究中检验。
- 收到2001年6月28日。
- 接受2001年10月1日。
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