Analysis of clinical value of serum inflammatory factors combined with pulmonary function index in identification of severe mycoplasma pneumonia in children
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摘要:目的
探讨支原体肺炎(MPP)患儿血清白细胞介素-6(IL-6)、白细胞介素-8(IL-8)水平联合肺功能指标识别患儿重症MPP的临床价值。
方法选取102例重症MPP患儿为研究对象(重症组)，另选取同期收治的102例轻症MPP患儿作为轻症组。比较各组患儿血清IL-6、IL-8水平以及入院时患儿的用力肺活量(FVC)、第1秒用力呼气容积(FEV1)、FEV1占预计值的百分比(FEV1%pred)、FEV1占FVC的比值(FEV1/FVC%)。
结果重症组患儿血清IL-6和IL-8水平高于轻症组, FVC、FEV1%pred和FEV1/FVC%低于轻症组，差异有统计学意义(P < 0.05)。血清IL-6、IL-8水平与FVC、FEV1%pred和FEV1/FVC%均呈负相关(P < 0.05)。IL-6、IL-8、FVC、FEV1%pred和FEV1/FVC%评估MPP病情的曲线下面积(AUC)分别为0.894(0.849~0.939)、0.842(0.787~0.897)、0.896(0.851~0.942)、0.787(0.725~0.849)和0.744(0.676~0.812), 上述5项联合评估的AUC为0.985(0.973~0.997)。
结论血清IL-6、IL-8和肺功能指标可反映MPP患儿的病情严重程度，其联合检测可用于早期及时区分轻度和重症MPP患儿。
Abstract:ObjectiveTo investigate the clinical value of serum interleukin-6 (IL-6) and interleukin-8 (IL-8) levels in combination with pulmonary function indicators in identifying severe Mycoplasma pneumoniae pneumonia (MPP) in children.
MethodsA total of 102 children with severe MPP were selected as the study subjects (severe group), and another 102 children with mild MPP treated during the same period were selected as the mild group. The serum levels of IL-6, IL-8 as well as forced vital capacity (FVC), forced expiratory volume in one second (FEV1), FEV1 percentage of predicted (FEV1%pred) and the ratio of FEV1 to FVC at the time of admission of children in each group were compared.
ResultsThe serum levels of IL-6 and IL-8 in the severe group were significantly higher than those in the mild group, while the FVC, FEV1%pred, and FEV1/FVC% were significantly lower than those in the mild group (P < 0.05). The serum levels of IL-6 and IL-8 were negatively correlated with FVC, FEV1%pred and FEV1/FVC% (P < 0.05). The area under the curve (AUC) for assessing the severity of MPP for IL-6, IL-8, FVC, FEV1%pred and FEV1/FVC% was 0.894 (0.849 to 0.939), 0.842 (0.787 to 0.897), 0.896 (0.851 to 0.942), 0.787 (0.725 to 0.849) and 0.744 (0.676 to 0.812), respectively. The AUC for the combined assessment of the above five parameters was 0.985 (0.973 to 0.997).
ConclusionSerum IL-6, IL-8 and pulmonary function indicators can reflect the severity of MPP in children. Their combined detection can be used to differentiate between mild and severe MPP in children early and timely.
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Keywords:
- severe mycoplasma pneumonia /
- interleukin-6 /
- interleukin-8 /
- lung function /
- correlation /
- diagnostic value
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支原体肺炎(MPP)是由支原体(MP)引发的下呼吸道感染, 是发病率较高的一种儿童获得性肺炎[1]。MPP经飞沫和直接接触传播，好发于学龄儿童，常年均可发病，患儿主要表现为发热、咳嗽。轻症MPP患儿症状较轻，具有自限性，通常预后良好。然而，重症MPP可引起一些肺外症状，如脑膜炎、心肌炎、肝炎等，甚至可能进展为呼吸衰竭或低氧血症，病死率较高[2]。随着医疗水平的提高，MPP的治疗率有所提升，但重症MPP的治疗有效率却呈下降趋势[3], 这可能与儿童重症MPP发病症状不明显、潜伏期长有关。目前，重症MPP的发病机制仍未完全阐明。故确定能够早期识别重症MPP的指标对于疾病的及时治疗和预后改善至关重要。血清学指标因其无创、快速、便捷、可反复测量和费用低等优势，在MPP的诊断和预后评估中受到关注[4]。白细胞介素-6(IL-6)是临床常用于反映机体炎症程度的重要指标[5]; 白细胞介素-8(IL-8)是一种白细胞趋化因子，通过趋化白细胞介导炎症级联; 这2种细胞因子的异常表达均被证实与MPP发病密切相关[6]。当MPP发生时，肺泡上皮的损伤会引起肺部炎症，导致支气管肺泡灌洗液和血清中IL-6和IL-8水平升高。肺功能检查常用于呼吸道病变的鉴别诊断、病情分级和预后评估，但对于儿童MPP病情评估的研究较少[7]。因此，本研究探讨MPP患儿血清IL-6、IL-8水平和肺功能变化及其与病情的关系，以期为重症MPP的早期识别提供一定参考依据。
1. 资料与方法
1.1 一般资料
选取2020年8月—2022年12月衡水市人民医院儿内科诊治的102例重症MPP患儿为研究对象(重症组)，其中男童75例，女童27例; 年龄6~14岁，平均(7.84±1.33)岁。另外选择同期收治的102例轻症MPP患儿作为轻症组，其中男童71例，女童31例; 年龄6~14岁，平均(7.92±1.42)岁。MPP的诊断符合《儿童肺炎支原体肺炎诊治专家共识(2015年版)》[8]及《儿童社区获得性肺炎管理指南(2013修订)》[9]中的标准。轻症MPP纳入标准: ①患儿主要临床表现为发热、刺激性咳嗽、喘息等; ②影像学，患儿胸片或肺CT与小叶性肺炎相似的点状或小斑片状浸润影; 与病毒性肺炎相似的间质性改变; 与细菌性肺炎相似的节段性或大叶性实质浸润影; ③患儿MP特异性抗体滴度≥1∶ 160; ④患儿初次诊治，既往未接受抗菌药物及激素治疗。重症MPP纳入标准: ①患儿主要临床表现为高热或持续发热>5 d、咳嗽、喘息、呼吸增快、辅助呼吸等; ②影像学，患儿胸片或肺CT一侧肺浸润≥2/3、多叶肺浸润、胸腔积液、气胸、肺不张、肺脓肿; ③患儿MP特异性抗体滴度≥1∶ 160; ④患儿初次诊治，既往未接受抗菌药物及激素治疗。排除标准: ①合并其他肺部疾病者; ②存在呼吸系统发育畸形者; ③合并其他病原体感染者; ④伴免疫系统、内分泌和造血系统疾病者; ⑤合并严重器官或器质性病变者; ⑥存在恶性肿瘤者。本研究经本院伦理委员会审查批准(批号2020-1-030-1), 且所有入组儿童监护人均知情且签署同意书。
1.2 检测指标及方法
1.2.1 血清学指标检测
抽取入院空腹外周静脉血3 mL, 室温下静置30 min后，于4 ℃、3 000转/min(离心半径为10 cm)下离心5 min后，分离上清液，冻存于-20 ℃备用。根据试剂盒说明书，采用酶联免疫吸附法(ELISA)检测血清IL-6和IL-8水平。人血清IL-6和IL-8 ELISA试剂盒由上海Beyotime公司提供。
1.2.2 肺功能指标检测
采用肺功能检测仪检测患儿肺功能相关指标。被测患儿保持坐姿，头部正直，下颌自然水平，使用鼻夹或手捏患儿鼻翼，嘱患儿嘴唇包住咬嘴并用牙齿轻轻咬住。患儿深吸一口气后，立即用最大爆发力呼气，尽可能完全呼气至极限。记录患儿的用力肺活量(FVC)、第1秒用力呼气容积(FEV1)、FEV1占预计值的百分比(FEV1%pred)、FEV1占FVC的比值(FEV1/FVC%)。肺功能检测仪型号为Master Screen Diffusion型，购自德国耶格科技有限公司。
1.3 统计学分析
使用SPSS 22.0软件对数据进行处理。呈正态分布的计量资料以(x±s)表示，行t检验。采用Pearson直线相关性分析法分析IL-6、IL-8与肺功能相关指标的相关性。采用受试者工作特征(ROC)曲线检测各指标对重症MPP的识别效能。采用Logistic回归模型，通过回归系数获得5项联合的数值，并进行联合诊断。曲线下面积(AUC) < 0.7则表明诊断价值较低, 0.7~0.9表明诊断价值中等, >0.9则表明诊断价值较高。P < 0.05为差异有统计学意义。
2. 结果
2.1 2组血清IL-6、IL-8水平比较
与轻症组相比，重症组患儿血清IL-6和IL-8水平升高，差异有统计学意义(P < 0.05)。见表 1。
表 1 2组IL-6、IL-8水平比较(x±s)pg/mL 组别 n IL-6 IL-8 轻症组 102 25.76±5.01 2.24±0.58 重症组 102 37.63±7.92* 3.01±0.53* IL-6: 白细胞介素-6; IL-8: 白细胞介素-8。与轻症组比较, * P < 0.05。 2.2 2组肺功能指标比较
与轻症组相比，重症组FVC、FEV1%pred和FEV1/FVC%降低，差异有统计学意义(P < 0.05)。见表 2。
表 2 2组肺功能指标比较(x±s)组别 n FVC/L (FEV1%pred)/% (FEV1/FVC%)/% 轻症组 102 2.06±0.59 69.66±8.07 74.54±9.11 重症组 102 1.15±0.38* 61.63±6.51* 67.30±6.39* FVC: 用力肺活量; FEV1: 第1秒用力呼气容积; FEV1%pred: FEV1占预计值的百分比; FEV1/FVC%: FEV1占FVC的比值。与轻症组比较, * P < 0.05。 2.3 血清IL-6、IL-8水平与肺功能指标的相关性分析
Pearson相关性分析结果显示，血清IL-6、IL-8水平与FVC、FEV1%pred和FEV1/FVC%均呈负相关(P < 0.05)。见表 3。
表 3 血清IL-6、IL-8水平与肺功能指标的相关性分析指标 FVC FEV1%pred FEV1/FVC% r P r P r P IL-6 -0.482 < 0.001 -0.435 < 0.001 -0.281 < 0.001 IL-8 -0.569 < 0.001 -0.235 0.001 -0.195 0.005 IL-6: 白细胞介素-6; IL-8: 白细胞介素-8; FVC: 用力肺活量; FEV1: 第1秒用力呼气容积; FEV1%pred: FEV1占预计值的百分比; FEV1/FVC%: FEV1占FVC的比值。 2.4 血清IL-6、IL-8水平与肺功能指标区分MPP病情严重程度的价值分析
ROC曲线分析显示，血清IL-6和IL-8区分轻症与重症MPP均具有一定诊断价值, AUC分别为0.894(0.849~0.939)、0.842(0.787~0.897)。当IL-6最佳截断值为30.08 pg/mL时，敏感度为85.29%, 特异度为85.29%。当IL-8最佳截断值为2.54 pg/mL时，敏感度为86.27%, 特异度为72.55%。肺功能指标FVC、FEV1%pred和FEV1/FVC%区分轻症与重症MPP的AUC分别为0.896(0.851~0.942)、0.787(0.725~0.849)和0.744(0.676~0.812)。将上述这5项指标纳入Logistic回归模型，通过回归系数获得所有指标联合检测的数值计算公式: 5项联合=12.173 7+(0.229/12.173 7) ×IL-6+(2.32/12.173 7)×IL-8+(-3.336/12.173 7)×FVC+(-0.141 6/12.173 7)×FEV1%pred+(-0.150 96/12.173 7)×FEV1/FVC%。ROC曲线分析显示, 5项联合的AUC为0.985(0.973~0.997); 当最佳截断值为0.61时，敏感度为94.12%, 特异度为96.08%。见表 4、图 1。
表 4 血清IL-6、IL-8水平与肺功能指标区分MPP病情严重程度的价值分析指标 曲线下面积 95%CI Youden指数 最佳截断值 P 敏感度/% 特异度/% IL-6 0.894 0.849~0.939 0.706 30.08 pg/mL < 0.001 85.29 85.29 IL-8 0.842 0.787~0.897 0.588 2.54 pg/mL < 0.001 86.27 72.55 FVC 0.896 0.851~0.942 0.686 1.62 L < 0.001 77.45 91.18 FEV1%pred 0.787 0.725~0.849 0.500 65.64 % < 0.001 74.51 75.49 FEV1/FVC% 0.744 0.676~0.812 0.422 70.37 % < 0.001 71.57 70.59 5项联合 0.985 0.973~0.997 0.902 0.61 < 0.001 94.12 96.08 IL-6: 白细胞介素-6; IL-8: 白细胞介素-8; FVC: 用力肺活量; FEV1: 第1秒用力呼气容积; FEV1%pred: FEV1占预计值的百分比; FEV1/FVC%: FEV1占FVC的比值。 3. 讨论
MP是一种非典型病原体，是引起社区获得性肺炎的最常见病原体之一。尽管MPP被认为是一种自限性疾病，但其临床治疗效果和预后受病情严重程度、耐药性等多种因素影响。轻度MPP病情较轻，预后较好; 但重症MPP临床症状重，进展快，病程迁延，肺外并发症发病率高，严重时可造成患儿多器官功能衰竭甚至危及生命。因此，早期诊断和识别重症MPP显得尤为重要。
研究[10]表明，炎性细胞因子和一些血清生物标志物参与了MP感染的免疫发病机制。此外，随着MPP的进展，免疫细胞释放不同种类的炎症介质，如IL-6、IL-8、TNF-α, 进而加重血管内皮细胞的损伤[11]。研究[12]认为，促炎介质(IL-6和IL-8)和抗炎介质的不平衡在肺部感染中至关重要。其中, IL-6是由T细胞、单核细胞等多种炎症细胞产生的一种细胞因子，是炎症反应的一个重要因素[13]。IL-6除参与介导炎症反应外，还参与调节机体免疫反应。报道[14]称, IL-6是与肺部疾病密切相关的指标，为儿童肺部感染患者的诊断和评估提供了重要参考，对改善预后、降低病死率具有重要的临床意义。C-X-C趋化因子IL-8是中性粒细胞、T细胞、嗜碱性粒细胞和嗜酸性粒细胞的一种强效趋化诱导剂和激活剂[15]。IL-8由多种类型的细胞产生，包括上皮细胞、中性粒细胞和巨噬细胞，以应对微生物感染。研究[16]表明, MP附着在支气管上皮细胞上并诱导IL-8的释放，其驱动中性粒细胞的募集和激活，以有效消除病原体。然而，过度的中性粒细胞浸润介导微血管损伤，并导致肺组织损伤。学者[17]报道，MPP患者肺泡灌洗液中IL-8的水平与耐药性MPP患者的肺部感染程度呈正相关。国外也有报道[18]显示，血清IL-8是反映肺炎严重程度的重要指标。本研究发现，重症MPP患儿血清IL-6和IL-8浓度显著高于轻症MPP患儿，提示IL-6和IL-8作为MP感染的非特异性炎症因子，可能参与了肺部炎症的病理过程，其含量与MPP的严重程度有关。此外, ROC曲线分析显示，血清IL-6和IL-8区分轻度MPP和重症MPP的AUC分别为0.894(0.849~0.939)和0.842(0.787~0.897), 提示血清中IL-6和IL-8的含量可作为评估MPP严重程度的有价值参考指标。
肺功能检测常用于临床胸、肺疾病及呼吸生理的评估中，可评价肺功能损害的性质(通气/换气)和程度，能够为病情严重程度、药物疗效和预后的预测提供客观依据[19]。近年来，肺功能检测在儿科呼吸系统疾病中的应用越来越广泛[20]。本研究发现，相较于轻度MPP患儿，重症MPP患儿肺功能的FVC、FEV1%pred和FEV1/FVC%均显著降低，提示重症MPP患儿存在呼吸道功能损伤。此外, ROC分析显示, FVC、FEV1%pred和FEV1/FVC%区分轻度MPP和重症MPP的AUC分别为0.896(0.851~0.942)、0.787(0.725~0.849)和0.744(0.676~0.812), 提示监测肺功能能够在一定程度上判断MPP患儿的病情严重程度。
研究[21]表明, MP感染呼吸系统后可引起肺功能下降，这与MP感染后炎症因子作用于呼吸道，引起呼吸道黏膜损伤、平滑肌痉挛、气道反应性增高及血管收缩有直接关系。本研究进行相关性分析显示, MPP患儿血清IL-6和IL-8水平均与FVC和FEV1呈显著负相关，提示随着MPP患儿炎症细胞因子IL-6和IL-8浓度的升高，肺功能损伤可能越严重。分析其原因，机体感染MP后可增加支气管上皮细胞微血管壁通透性，诱导免疫细胞趋化并释放炎症细胞因子以启动炎症反应; IL-6和IL-8等炎症释放后，可进一步刺激内皮细胞，导致表面黏附受体活化，造成肺组织侵害[22]。近年来，非侵入性标志物在包括MPP在内的疾病诊断中受到广泛关注。然而，由于不同标志物所反映的信息存在一定差异，积极联合诊断有利于提高诊断效果。本研究进一步联合使用血清IL-6、IL-8与肺功能指标来判断MPP患儿病情严重程度，结果显示，联合检测的AUC为0.985(0.973~0.997), 高于各单一指标，提示血清炎症因子水平与肺功能指标联合检测能够早期及时区分轻度和重症MPP, 为临床诊疗提供参考信息，有利于医师及时制订个体化的治疗方案。
综上所述，血清IL-6、IL-8和肺功能指标可反映MPP患儿的病情严重程度，联合检测可用于早期及时区分轻度和重症MPP患儿。
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表 1 2组IL-6、IL-8水平比较(x±s)
pg/mL 组别 n IL-6 IL-8 轻症组 102 25.76±5.01 2.24±0.58 重症组 102 37.63±7.92* 3.01±0.53* IL-6: 白细胞介素-6; IL-8: 白细胞介素-8。与轻症组比较, * P < 0.05。 
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表 2 2组肺功能指标比较(x±s)
组别 n FVC/L (FEV1%pred)/% (FEV1/FVC%)/% 轻症组 102 2.06±0.59 69.66±8.07 74.54±9.11 重症组 102 1.15±0.38* 61.63±6.51* 67.30±6.39* FVC: 用力肺活量; FEV1: 第1秒用力呼气容积; FEV1%pred: FEV1占预计值的百分比; FEV1/FVC%: FEV1占FVC的比值。与轻症组比较, * P < 0.05。
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表 3 血清IL-6、IL-8水平与肺功能指标的相关性分析
指标 FVC FEV1%pred FEV1/FVC% r P r P r P IL-6 -0.482 < 0.001 -0.435 < 0.001 -0.281 < 0.001 IL-8 -0.569 < 0.001 -0.235 0.001 -0.195 0.005 IL-6: 白细胞介素-6; IL-8: 白细胞介素-8; FVC: 用力肺活量; FEV1: 第1秒用力呼气容积; FEV1%pred: FEV1占预计值的百分比; FEV1/FVC%: FEV1占FVC的比值。
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表 4 血清IL-6、IL-8水平与肺功能指标区分MPP病情严重程度的价值分析
指标 曲线下面积 95%CI Youden指数 最佳截断值 P 敏感度/% 特异度/% IL-6 0.894 0.849~0.939 0.706 30.08 pg/mL < 0.001 85.29 85.29 IL-8 0.842 0.787~0.897 0.588 2.54 pg/mL < 0.001 86.27 72.55 FVC 0.896 0.851~0.942 0.686 1.62 L < 0.001 77.45 91.18 FEV1%pred 0.787 0.725~0.849 0.500 65.64 % < 0.001 74.51 75.49 FEV1/FVC% 0.744 0.676~0.812 0.422 70.37 % < 0.001 71.57 70.59 5项联合 0.985 0.973~0.997 0.902 0.61 < 0.001 94.12 96.08 IL-6: 白细胞介素-6; IL-8: 白细胞介素-8; FVC: 用力肺活量; FEV1: 第1秒用力呼气容积; FEV1%pred: FEV1占预计值的百分比; FEV1/FVC%: FEV1占FVC的比值。
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