摘要
对胸膜液中髓过氧化物酶(MPO)诊断复杂性和非复杂性肺旁性胸腔积液(PPE)的准确性进行前瞻性评价。
本文对70例年龄为>、18岁的PPE患者(36例并发症,34例非并发症)在某三级转诊教学医院入院后进行研究。采用双抗体竞争性放射免疫法测定血浆和胸膜液中MPO浓度。
使用Mann-Whitney u检验比较复杂和非复杂PPE中MPO的浓度,并使用多个逻辑回归模型预测积液复杂的几率。复杂PPE组MPO胸腔液浓度明显高于非复杂PPE组。排除化脓性积液后,胸膜液MPO是最好区分两种PPE的标记物:在切割点限为3.000µg·L时,受试者工作特征曲线下面积为0.912,敏感性为87.5%,特异性为85.1%−1.
作者得出结论,胸腔液髓过氧化物酶浓度有助于区分非化脓性复杂和非复杂性肺旁性胸腔积液。
这项工作部分由卫生调查基金资助(96/0977)。
在中重度社区获得性肺炎住院患者中,有20-75%的患者出现肺旁性胸腔积液(PPE)1.PPE的形成包括三个阶段:渗出性、纤维性脓性和纤维性2.这种演变的临床后果使PPE分为复杂类型和非复杂类型。因此,PPE不是一个单一的实体,而是代表了一个过程,其中化脓性、复杂的PPE是最后阶段3..这些肺旁积液是一个挑战,临床医生试图确定积液是否对抗生素治疗有反应,或患者是否需要胸膜引流来控制已建立的脓胸或防止脓胸形成。正确的评估是至关重要的,因为在需要时未能及时有效地进行引流会增加与肺部感染相关的发病率4.因此,重要的是,尽可能准确和尽早区分可能对抗生素有反应的肺旁积液患者和需要胸腔积液引流的患者5.
人们普遍认为,多形核细胞在细菌感染的急性炎症反应中起着关键作用。中性粒细胞通过释放多肽和蛋白酶参与炎症反应6.多形核弹性蛋白酶(PMN-E)是一种蛋白酶,源于多形核白细胞(中性粒细胞)的azurophilparticles,以应对炎症介质的释放,在这些蛋白酶中脱颖而出7.胸膜液PMN-E在鉴别感染性和非感染性积液中的价值最近已被确立8.髓过氧化物酶(MPO)是一种负责过氧化物酶活性特征的蛋白质,是吞噬细胞氧化机制所必需的。MPO和还原性烟酰胺-腺嘌呤二核苷酸磷酸氧化酶(NADP-H)是参与氧化型杀微生物活性的主要蛋白质9.在各种炎症过程中,MPO浓度升高已被报道10- - - - - -12.作者先前在复杂细菌积液中检测到胸膜液MPO水平高于非感染性积液13.
目前用于治疗PPE的胸膜引流的标准是基于酸性pH值和化脓性液体等发现,这是感染已进入晚期的迹象14,15.然而,pH值的测量取决于样品运输的方式和测量的延迟16.液体葡萄糖值<40 mg·dL−1或定位氢化酶(LDH)值> 1000 IU·L−1也被用于复杂PPE的早期诊断3.尽管在复杂PPE的发展过程中胸膜增厚的发展并不罕见17,18.鉴于局部并发症的持续存在,我们进行了一项前瞻性研究,以评估胸膜液MPO浓度是否有助于早期区分复杂和非复杂PPE。
患者与方法
研究人群和诊断标准
本研究包括年龄为>岁、连续入住某综合性教学医院且佩戴个人防护装备的18岁患者。患者被分为两组。1)复杂副肺炎,至少符合以下标准之一:肉眼可见脓液,革兰氏染色或培养物上存在生物体,液pH <7.2,外周血pH正常,或液葡萄糖浓度<40 mg·dL−1.2)非复杂性旁肺性,至少符合以下标准之一:伴有非化脓性胸腔积液的胸腔积液;流体微生物阴性研究;液pH>7.2,外周血pH正常;或液体葡萄糖>40 mg·dL−1.
70名PPE患者被纳入研究。36例有复杂PPE(51.5%),其余34例无复杂PPE(48.5%)。在并发PPE的患者中(平均年龄56岁,89%男性),21例(58%)培养呈阳性,20例(55%)发生化脓性胸腔积液。67%的人患有其他疾病(慢性支气管炎、糖尿病或慢性肝病),28%的人以前接受过抗生素治疗。住院期间使用频率最高的抗生素为共羟克拉维酸。所有并发PPE患者均行胸膜引流,6例行胸膜内尿激酶治疗,3例行胸膜脱膜。31例(86%)患者出现胸膜增厚和胸腔腔隙等并发症。
34例无并发症PPE患者平均年龄54岁,70.5%为男性。59%的患者患有其他疾病(慢性支气管炎、糖尿病、慢性肝病),35%的患者以前曾接受过抗生素治疗。在住院期间,最常用的抗生素组合(88%)是头孢菌素加大环内酯类。35%的患者出现并发症,包括腔室和胸膜增厚。所有患者均未服用皮质类固醇或非甾体抗炎药。
生化、细胞学和细菌学方法
生化测量使用日立919自动分析仪(Boehriger Mannheim, GMbH, Mannheim, Germany)进行,采用双缩脲法测定蛋白质,已糖激酶法测定葡萄糖,乳酸脱氢酶在37°下还原丙酮酸-乳酸。
为了测定pH值,胸腔液直接收集到肝素化血气注射器中,并保持无氧状态。装有胸腔积液的注射器被立即放在冰上并转移到实验室。胸腔穿刺术后20分钟内使用选择性pH电极测量胸膜液pH值(Chiron Diagnostics 860;汽巴康宁诊断公司,Medfield, MA,美国)。
对于PMN-E和MPO的测定,在乙烯二胺四乙酸中收集样品,并在第一个小时内分离血浆或胸膜液上清。PMN-E通过免疫激活法(IMAC, Merck kGaA, Darmstad, Germany)测定,测量free和α1蛋白酶抑制剂结合PMN-E19.运行间不精度平均值为134µg·L−1为8.9% (n=20)。MPO采用双抗体竞争性放射免疫法(Pharmacia Diagnostics, Uppsala, Sweden)测定。运行间不精度平均值为450 mg·L−1为4.8% (n=20)。溶菌酶用浊度法测定。
总白细胞计数使用Coulter®-s-Plus IV Counter进行,Izasa,西班牙。为了区分白细胞,将样品以2000转/分钟的速度离心(Cytospin®2,山东南方产品有限公司,英国)8分钟,并用may - grunward - giemsa染色。
对于微生物学研究,胸腔穿刺术在无菌条件下提取胸膜液样本,并将其放入无菌管和厌氧血培养瓶中送往细菌学实验室(Bactec NR 660系统;Becton Dickinson,美国)。进行革兰氏染色和齐氏染色,并在常规培养基中培养好氧和厌氧微生物、真菌、军团菌和分枝杆菌。采用凝集技术检测肺炎球菌抗原(Phedebact肺炎球菌试验;Boule Diagnostics, Huddinge,瑞典)。
统计分析
由于胸膜液生化变量中存在极值,故采用Mann-Whitney u检验比较其在复杂和非复杂PPE中的分布。使用多个逻辑回归模型来预测积液复杂的几率。
从多元逻辑回归模型中得出的预测的有效性被评估。每种类型的错误分类都根据其代价进行评估(将复杂PPE错误分类为不复杂的权重为−2,将不复杂PPE错误分类为复杂的权重为−1,正确预测的权重为0)。根据这种评价,选择全局值最高的切点。二项分布用于估计敏感性和特异性的95%置信区间(CI)。为了评估MPO作为复杂PPE诊断早期标志物的诊断准确性,在排除化脓性积液后重复进行统计分析。
胸膜pH<7.2,胸膜葡萄糖<40 mg·dL−1,胸膜LDH> 1000 IU·L−1并评估胸膜MPO值大于建议的切点。kappa统计量用于调整观察到的一致性的机会;它的标准误差被用来检验kappa的潜在值为零的假设20..这项研究评估了血浆pH值与胸膜pH值之间0.3的差异是否能区分复杂和非复杂PPE。采用Mann-Whitney u型检验评价胸腔液中pH、葡萄糖、乳酸脱氢酶、MPO或多形核白细胞计数与PPE后期分泌之间的关系。该研究得到了临床分析委员会的批准。
结果
表1⇓显示患者外周血pH、葡萄糖、蛋白质、乳酸脱氢酶、中性粒细胞计数和MPO的中位数、第25和第75百分位和范围。两组间无统计学差异。
表2⇓总结了相同生化指标在胸腔积液中的分布。正如预期的那样,复杂PPE组的液体pH值和葡萄糖值低于非复杂PPE组(p<0.001)。中位胸膜液MPO值为98.7µg·L−1为1.7µg·L−1(p<0.001)。复杂PPE患者LDH胸腔液浓度也较高。
图1⇓示两种类型肺旁积液中胸膜MPO浓度的对数。复杂PPE的MPO值最高。当采用正向逐步建模来确定胸膜液变量(蛋白、对数LDH、对数中性粒细胞计数和对数MPO)中复杂PPE的主要预测因素时,首先考虑MPO浓度的对数(对数似然比卡方检验= 65.656;p<0.001),然后进行对数LDH(对数似然比卡方检验= 4.570;p = 0.033)。
胸膜液髓过氧化物酶(MPO)在两种类型胸腔积液(复杂和非复杂)中的分布。方框和晶须代表中值、四分位范围和完全范围。
采用纳入胸膜液MPO对数浓度的logistic回归模型,PPE合并的几率随其值的增加而增加(优势比(OR): 4.43;95% ci: 2.18-8.97)。当在该模型中加入血清中的对数MPO时,对数似然比卡方检验不显著(卡方= 1.53;p = 0.217)。对数胸膜液MPO的受试者工作特征(ROC)曲线下面积为0.9690(图2⇓).
预测肺旁性胸腔积液是否复杂的受试者工作特征曲线,来自对数胸膜液髓过氧化物酶(曲线下面积0.969)的回归模型。截止3.000µg·L−1.
诊断复杂PPE的MPO临界值为3.000µg·L−1.该水平的敏感性为94.1% (95% CI: 80.3-99.3),特异性为85.1%(68.9-95)。特异性为91.2%(75.2 ~ 97.7)的患者敏感性为75%(47.4 ~ 91.7),特异性为97.1%(82.9 ~ 99.8)的患者敏感性为56%(30.6 ~ 79.2)。排除化脓性PPE后,胸膜液MPO值等于或大于此临界值的敏感性为87.5%(61.7-98.5),特异性为85.1%(68.9-95)。胸膜液MPO对数的ROC曲线下面积为0.912。(图3⇓).血浆pH值与胸膜pH值相差0.3时,区分复杂与非复杂PPE的敏感性为77.4%,特异性为100%。
![图3. -](http://www.qdcxjkg.com/content/erj/19/2/320/F3.medium.gif)
在排除化脓性积液后,由对数胸膜液髓过氧化物酶回归模型(曲线下面积0.912)预测肺旁积液是否复杂的受试者工作特征曲线。截止3.000µg·L−1.
合并PPE或胸膜LDH > 1000iu·L患者38例−1胸液MPO浓度为>3.000µg·L−1无并发症PPE患者29例,胸膜LDH < 1000 IU·L−1MPO浓度<3.000µg·L−1.胸膜pH、葡萄糖、LDH联合检测与胸膜MPO诊断并发PPE的符合率为95.7%,kappa统计值为0.913 (SE=0.049;p < 0.0001)。排除化脓性积液后,胸膜MPO与生化指标组合(pH<7.2或葡萄糖<40 mg·dL)的一致性−1或LDH >1,000 IU·L−1)为94%,kappa值为0.874 (SE为0.070;p < 0.0001)。
在36例按常规生化标准分为并发症的PPE中,胸膜pH<7.20或胸膜葡萄糖<40 mg·dL的有34例(94%)−1或胸膜LDH> 1000iu·L−1MPO>3.000µg·L−1pH<7.20, MPO<3.000µg·L−1.另外2例复杂PPE经胸膜液培养阳性,胸膜pH>7.20,胸膜MPO<3.000µg·L−1.粘质沙雷氏菌而且Crytococcus neoformans从这些病人的胸腔液中分离出来。
在34例非复杂PPE中,28例(82%)的pH值为>7.20或葡萄糖>为40 mg·dL−1或LDH<1,000 IU·L−1MPO<3.000µg·L−1.根据胸膜pH<7.20或胸膜葡萄糖<40 mg·dL的生化标准对复杂PPE进行分类−1),胸膜MPO又发现5例PPE复杂,其中4例胸膜LDH> 1000 IU·L−1.这5例患者中有3例的x线随访显示胸膜增厚。
在pH (p=0.001)、葡萄糖(p=0.048)、MPO (p=0.026)和白细胞多形核计数(p=0.013)方面,胸膜液中多形核计数和生化标志物与后期胸腔积液或胸膜增厚之间的相关性具有统计学意义。
讨论
几种胸膜液测量已用于评估严重程度和预测肺旁积液的过程21.胸膜感染的持续时间和严重程度以及相关的炎症反应可诱导改变胸膜液化学的代谢变化。广泛的胸膜内感染会降低胸腔液的pH值、葡萄糖水平和乳酸脱氢酶(LDH)值17.肺旁积液患者的病例系列表明,这些检查可以区分需要引流的非化脓性肺旁积液和那些最有可能仅对抗生素治疗有反应的积液17,22,23.
胸膜液的生化特征是最常用于鉴别复杂PPE的指标,pH值是在这种情况下需要进行胸膜引流的最广泛使用的指南之一1,14,24,25.生化指标组合(pH<7.2,葡萄糖<40 mg·dL)的重要性−1, ldh > 1000 iu·l−1)在PPE的诊断中已被强调3..
众所周知,精确的pH值测定需要严格的厌氧萃取和快速运输和分析技术。然而,这些条件并不总是得到满足16.医生处理胸膜液pH值测定样本的方法多种多样26,例如在大注射器中收集并转移到肝素化注射器中进行pH值评估27,并使用不同的局部麻醉28.
在最近发表的一项meta分析中,研究了常用标志物识别需要引流的复杂PPE的能力,结果显示,液体pH值的ROC曲线下面积为0.92,在排除化脓性积液后为0.89。胸液pH值在鉴别复杂和非复杂肺旁积液方面具有较高的诊断准确性,高于胸液葡萄糖和乳酸脱氢酶21.
本研究鉴定了胸膜液MPO,在3.000µg·L下敏感性为94.1%,特异性为85.1%−1作为区分复杂与非复杂PPE的最佳指标。排除化脓性积液后,胸膜液MPO仍是区分两种PPE的最佳标志物,在3.000µg·L临界值下,其敏感性为87.5%,特异性为85.1%−1.之前报告中MPO平均水平的差异13以及本研究的原因是在PPE的每个亚组中增加了4例病例。前一篇报道的目的是研究白细胞介素(IL)-8是否在胸膜腔中产生及其与感染胸膜液中中性粒细胞激活状态的关系。
已知在炎症过程中,白细胞释放细胞内成分,如杀菌通透性增加蛋白、防御素、溶菌酶、阳离子蛋白、乳铁蛋白和锌结合蛋白9.MPO是中性粒细胞中含量最多的蛋白质,可催化过氧化氢和氯化物转化为次氯酸29NADPH氧化酶是嗜中性粒细胞和单核细胞的重要组成部分,是氧依赖性杀微生物系统的重要组成部分30..MPO浓度的增加是炎症过程中MPO释放的间接但明确的指示。MPO作为炎症的标志物,已被用于区分中耳炎、慢性鼻窦炎、慢性支气管炎和细菌性腹膜炎10- - - - - -12IL-8是一种细胞因子,不仅参与趋化作用,还参与中性粒细胞活化。
在排除化脓性PPE后,胸膜MPO的鉴别作用得到了证明,同时胸膜MPO与标准生化标志物、胸膜中性粒细胞标志物水平与PPE胸膜并发症的显著关系,提示MPO可能是PPE患者管理的有用工具。正确区分复杂和非复杂PPE与更好的预后相关5.晚期胸膜引流可导致并发症,导致肺功能下降。此外,可能更需要胸膜溶栓剂和胸膜剥脱术4,5,15这意味着住院时间和医疗费用的增加5.
当使用经典标准来显示胸膜引流时,仍然会发生严重的胸膜并发症,即。有化脓性胸膜液,革兰氏染色和/或阳性培养上有微生物,胸膜pH<7.20和/或胸膜葡萄糖<40 mg·100 mL−1在临床和放射学过程的背景下17,18.pH值的有效性在三种情况下存在争议:1)pH值在7-7.2之间的情况下,对于理想的治疗方法没有共识,人们的意见不一,从使用保守治疗,即。经验性广谱抗生素治疗,以早期胸腔引流;2)样品的提取、运输、加工有技术困难的;3)由于患者在胸腔穿刺术前接受了抗生素治疗,pH值结果可疑。胸膜液MPO浓度的测定在这些边缘或困难的病例中特别有用。在本研究中,测量胸膜MPO可以早期发现5例合并PPE的患者,其中4例胸膜LDH> 1000 IU·L−1.随后,3例患者出现胸膜增厚并发症,其中2例患者胸膜LDH> 1000 IU·L−1.此外,还发现样品的处理相对简单,不需要精确pH值测定所需的严格条件16,26,27.
目前的结果表明,胸膜液髓过氧化物酶浓度是一个很好的区分非化脓性复杂和非复杂的肺旁性胸膜液。髓过氧化物酶测定有助于这种情况的管理,因为它比pH测定受技术变化的影响更小。胸膜液髓过氧化物酶浓度>3.000µg·L−1高度提示复杂的肺旁性胸腔积液。
致谢
作者要感谢C.L. Cavallo的语言学建议。
- 收到了2000年6月13日。
- 接受2001年9月5日。
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