慢性阻塞性肺疾病急性加重（acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease，AECOPD）是指在慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease，COPD）发展过程中出现的急性事件^[1]。AECOPD的诱发因素众多，如各种感染、大气污染、气候改变、合并心血管疾病等，其中最主要的是各类病原微生物感染，包括病毒、支原体、衣原体、细菌等，而细菌性感染占到AECOPD发生的40%~50%^[2]。为了能够更快、更好地缓解AECOPD患者的症状，控制病情，需要明确致病菌，从而有针对性地选择抗菌药物。但是当前临床上在AECOPD的抗感染治疗方面仍然以经验性治疗为主^[3]，这往往导致误诊、误治，影响对患者的积极治疗。

血常规是临床上广泛使用的评价细菌性感染的检测指标，临床上依据白细胞（white blood cell，WBC）计数、中性粒细胞比例可以初步判断患者是否合并有细菌性感染。除血常规之外，临床上用于细菌性感染的指标还有CRP、降钙素原（procalcitonin，PCT）、CD64指数等。已有文献报道，PCT可以评估AECOPD患者是否合并有细菌性感染^[4-5]。内皮细胞特异性分子1（endothelial cell-specific molecule 1，ESM-1）是近年来发现的一种蛋白多糖，由肾脏和肺脏内皮细胞分泌，当机体患感染性疾病时其表达会升高^[6]。ESM-1可以通过血清检查测出，并作为评估细菌性感染的一个指标^[7]。目前有关ESM-1与PCT联合检测在细菌性感染诊断方面的尝试还鲜有报道。本研究通过检测患者血清ESM-1与PCT的表达水平，探讨两者联合检测在AECOPD患者细菌性感染诊断中的价值和临床意义。

选择上海市金山区亭林医院呼吸内科2019年1月至2021年12月收治住院的AECOPD患者200例作为研究对象。纳入标准：（1）符合2020年版慢性阻塞性肺疾病全球倡议（global initiative for chronic obstructive lung disease，GOLD）中AECOPD诊断标准^[8]；（2）临床资料齐全；（3）出院随访未失访。排除标准：（1）X线胸片检查存在肺炎；（2）入选前4周内使用过抗生素；（3）COPD加重且病程大于5 d；（4）其他器官、组织有明确的细菌性感染；（5）住院过程中可能需要使用激素治疗的患者。本研究获得上海市金山区亭林医院伦理委员会审批，所有患者在入选时均被告知研究内容和目的，并签署知情同意书。

入组的200例AECOPD患者中，男117例、女83例，年龄45~72岁，平均年龄（65.8±6.3）岁。深部气道细菌性感染的确诊标准为患者痰液中致病菌浓度≥10⁷ cfu/mL^[8]（cfu为集落形成单位），根据痰培养结果，将AECOPD患者分为细菌性感染组和非细菌性感染组。健康对照组为同期在上海市金山区亭林医院行健康体检的100例志愿者，男52例、女48例，年龄44~71岁，平均年龄（65.3±6.2）岁。所有患者在入院次日清晨完成外周血采集和痰液标本收集，然后再给予抗感染等常规治疗。

诱导痰的处理：对于无痰和不易咳痰的患者，采用超声雾化法吸入高渗氯化钠溶液诱导咳出痰液，再搜集痰液标本进行细菌培养。采用全自动快速微生物质谱检测系统（郑州安图生物工程股份有限公司）鉴定痰液标本中病原菌的菌种。

血清ESM-1、PCT的检测：患者入院后暂不予抗生素治疗，于次日清晨采血后再根据AECOPD的诊疗规范进行积极的经验性抗感染治疗。经验性抗感染治疗的时间一般持续7~14 d，具体时间根据患者的病情和临床表现确定。如果后续细菌培养结果与初步诊断不符，治疗方案需根据新的结果做相应调整。抗感染治疗后，为了确定疗效，需要对痰液进行细菌学检测，包括培养和药敏试验。在治疗期间，也可以通过痰液的变化评估治疗疗效。

抽取空腹静脉血3 mL，及时送检验科，离心收集血清；健康体检者亦抽取清晨空腹静脉血3 mL，及时送检验科，离心收集血清。将收集到的血清做好编号和记录，保存在－80 ℃冰箱中待测。所有研究对象的血清标本收齐后，由检验科统一采用ELISA法检测ESM-1、PCT水平，严格参照ELISA试剂盒说明书操作。AECOPD细菌感染患者治疗后同法采集血清并检测。

应用SPSS 20.0软件进行统计学分析。计量资料以x±s表示，组间比较采用t检验或方差分析；计数资料以例数表示，采用χ²检验。绘制ROC曲线，以评价ESM-1、PCT单独或两者联合检测对AECOPD细菌感染的诊断价值。检验水准（α）为0.05。

200例AECOPD患者中113例痰液细菌培养呈阳性，入组细菌性感染组；87例痰液细菌培养呈阴性，入组非细菌性感染组。3组在年龄、性别、BMI及有无高血压、糖尿病、高脂血症、吸烟方面的差异均无统计学意义（P均＞0.05），两组AECOPD患者间的主要肺功能指标第1秒用力呼气容积占预计值的百分比（forced expiratory volume in the first second as a percentage of the predicted，FEV₁%pred）、第1秒用力呼气容积/用力肺活量（forced expiratory volumein the first second/forced vital capacity，FEV₁/FVC）差异均无统计学意义（P均＞0.05）。见表 1。

表 1 (Tab 1)

表 1 3组研究对象的一般资料 指标 AECOPD细菌性感染组N=113 AECOPD非细菌性感染组N=87 健康对照组N=100 年龄/岁, x±s 68.3±6.6 64.4±5.6 65.3±6.2 男性, n 66 52 52 BMI/(kg·m-2) 24.35±3.24 23.82±3.22 23.56±3.52 高血压, n   有 28 27 30   无 85 60 70 糖尿病, n   有 26 25 25   无 87 62 75 高脂血症, n   有 28 20 26   无 85 67 74 吸烟, n   有 69 50 55   无 44 37 45 FEV1%pred/%, x±s 68.28±24.00 71.52±22.00 - FEV1/FVC/%, x±s 60.13±7.20 63.12±6.80 - AECOPD：慢性阻塞性肺疾病急性加重；BMI：体重指数；FEV1%pred：第1秒用力呼气容积占预计值的百分比；FEV1/FVC：第1秒用力呼气容积/用力肺活量.

表 1 3组研究对象的一般资料

AECOPD非细菌性感染组感染由真菌引起47株、病毒32株、其他8株。细菌性感染组具体的感染菌种见表 2。

表 2 (Tab 2)

表 2 AECOPD细菌性感染患者感染菌种及数量  n 菌种 数量 革兰氏阳性菌株   肺炎克雷伯菌 23   铜绿假单胞菌 20   大肠埃希菌 9   鲍曼不动杆菌 8   其他 7 革兰氏阴性菌株   金黄色葡萄球菌 32   屎粪肠球菌 9   其他 7 AECOPD：慢性阻塞性肺疾病急性加重.

表 2 AECOPD细菌性感染患者感染菌种及数量

治疗前3组间血清ESM-1和PCT水平的差异有统计学意义（P＜0.05），治疗前AECOPD细菌性感染患者血清ESM-1、PCT水平均高于AECOPD非细菌性感染患者和健康体检者（P均＜0.05）。见表 3。

表 3 (Tab 3)

表 3 各组血清ESM-1和PCT水平比较  (μg·L-1), x±s 组别 n ESM-1 PCT AECOPD细菌性感染组   治疗前 113 12.71±2.49 2.03±0.39   治疗后 8.33±1.08* 0.51±0.07* AECOPD非细菌性感染组治疗前 87 8.26±2.01* 0.53±0.08** 健康对照组 100 7.41±2.11* 0.53±0.12** *P＜0.05，**P＜0.01与AECOPD细菌性感染组治疗前比较.ESM-1：内皮细胞特异性分子1；PCT：降钙素原；AECOPD：慢性阻塞性肺疾病急性加重.

表 3 各组血清ESM-1和PCT水平比较

经过抗生素治疗后，AECOPD细菌性感染患者血清ESM-1和PCT水平均较治疗前下降（P均＜0.05），与健康体检者比较差异无统计学意义（P均＞0.05）。见表 3。

ROC曲线分析结果显示，血清ESM-1、PCT单独诊断AECOPD细菌感染的AUC为0.902、0.828；ESM-1的最佳临界值为1.326 μg/L，诊断AECOPD细菌感染的灵敏度为0.836，特异度为0.842；PCT的最佳临界值为0.246 μg/L，诊断AECOPD细菌感染的灵敏度为0.542，特异度为0.982。两者联合诊断时性能最为优异，获得的AUC为0.953，灵敏度为0.886，特异度为0.952。见表 4。

表 4 (Tab 4)

表 4 血清ESM-1、PCT单独或联合检测对AECOPD细菌感染的诊断价值 指标 AUC (95% CI) P值 灵敏度 特异度 约登指数 ESM-1 0.902 (0.854, 0.945) ＜0.001 0.836 0.842 0.679 PCT 0.828 (0.756, 0.884) ＜0.001 0.542 0.982 0.525 ESM-1+PCT 0.953 (0.875, 0.982) ＜0.001 0.886 0.952 0.838 ESM-1：内皮细胞特异性分子1；PCT：降钙素原；AECOPD：慢性阻塞性肺疾病急性加重；AUC：曲线下面积；CI：置信区间.

表 4 血清ESM-1、PCT单独或联合检测对AECOPD细菌感染的诊断价值

根据中国产业信息网2019年中国人口总量、人口结构、城乡人口数量及人口老龄化现状分析，目前我国60岁以上人口占18.1%，65岁以上人口占12.6%，而且这一数据还在增加^[9]。随着我国人口老龄化的加剧和COPD患者数的增加，AECOPD患者也在逐年增多，这类患者除了咳嗽、咳痰、呼吸困难等症状外，往往伴随有肺功能的急剧下降^[9]。AECOPD的诱因主要有大气污染、急性上呼吸道感染、急性气管-支气管炎等。在诊断细菌导致的感染方面，外周血常规WBC计数、中性粒细胞比例及CRP水平有参考价值，痰液培养是判断细菌性感染的金标准，但是获得合格的痰液标本并不容易，要么患者不配合采集，要么自行咳痰留取的标本被污染，影响了痰液培养的准确性。此外，痰液培养过程相对耗时较长，周围环境等多种因素可能影响最终的检测结果，很难作为指导抗菌药物合理使用的标准。

PCT是一种糖蛋白，在正常生理状态下其血清中的检测值很低，当人体出现系统性细菌性感染或脓毒症时，PCT则由甲状腺以外的神经内分泌细胞或特殊细胞产生，体内含量随即显著升高，在临床上已被证实是一项反映机体感染状态、可以评价细菌性感染的指标^[10-11]。本研究也证实血清PCT检测值在细菌性感染的AECOPD患者中升高。

ESM-1由活化的单核-巨噬细胞产生，具有双重生物学功能，大多表达于人肺脏内皮细胞中，多种炎症因子如TNF-α、IL-1等能够刺激ESM-1的合成与分泌^[12]。De Freitas Caires等^[6]研究证实激活的肺血管内皮细胞特异性分泌ESM-1，在重度感染和脓毒症的发病机制中起着类似于炎症因子的功能。Mihajlovic等^[13]在一项针对脓毒症患者的研究中用ESM-1水平评估患者感染性休克和28 d死亡率，发现在预测早期脓毒症导致的感染性休克指标方面，ESM-1好于PCT。近年来研究证实，在脓毒症所致的血管内皮损伤、多器官功能衰竭中，ESM-1可以作为评估病情严重程度及预后的标志物^[14]。此外有关急性肺损伤、急性呼吸窘迫综合征、社区获得性肺炎、肺栓塞、肺癌和胸腔积液等的研究也表明ESM-1可能是一种反映炎症过程和内皮功能的标志物^[15]。本研究中，AECOPD细菌性感染患者血清ESM-1表达水平升高，这可能与呼吸道感染的病理生理过程和发病机制有关，可以作为一个评价细菌性感染的检测项目，与文献研究结果一致。

本研究结果显示，治疗前AECOPD细菌性感染组患者的血清ESM-1和PCT水平均高于AECOPD非细菌性感染组及健康对照组（P均＜0.05），AECOPD非细菌性感染组与健康对照组间差异无统计学意义（P均＞0.05），这一结果反映出血清ESM-1和PCT水平在非细菌性感染及正常生理状态下维持在一个较低的水平，并发挥相应的生物学功能。经过积极的抗生素治疗后，AECOPD细菌性感染组患者血清ESM-1和PCT水平较治疗前降低（P均＜0.05），与健康对照组比较差异无统计学意义（P均＞0.05），提示在肺部感染得到有效控制后，ESM-1及PCT水平能够迅速降至正常生理水平。ROC曲线分析结果显示，血清ESM-1、PCT单独诊断AECOPD细菌感染的AUC为0.902、0.828；ESM-1最佳临界值为1.326 μg/L，诊断AECOPD细菌感染的灵敏度为0.836，特异度为0.842；PCT最佳临界值为0.246 μg/L，诊断AECOPD细菌感染的灵敏度为0.542，特异度为0.982。两者联合诊断时的性能最为优异，AUC为0.953、灵敏度为0.886、特异度为0.952。以上结果提示ESM-1、PCT的联合检测在诊断和鉴别AECOPD细菌性感染方面有潜在的价值和临床意义，有望提高确诊率，同时能够根据血清ESM-1和PCT水平的动态波动评估抗感染治疗效果。

本研究存在一定的局限性。首先，样本量太小，这可能导致统计偏倚。其次，本研究中对于细菌感染的评判标准仅限于痰培养，而痰培养的检测受多种因素影响，检测结果呈阴性的患者亦有可能合并细菌性感染，因此同样也会造成一定的统计偏倚。最后，本研究仅研究了ESM-1和PCT这2个血清标志物，没有纳入其他细菌性感染的评估指标。在今后的研究中，可以通过增加样本量、纳入多项感染指标等减少实验误差，提高对AECOPD细菌性感染的诊断准确率，准确评估疗效。