快速鉴别「细菌感染」和「病毒感染」,就看这 3 点!

快速鉴别「细菌感染」和「病毒感染」,就看这 3 点!

非原创 作者:张达成 公号:丁香园神经时间 发布时间:2023-09-24 19:58 发表于浙江

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急性呼吸道感染是呼吸科门诊的常见病、多发病,门诊医师需要在第一时间识别感染、判断病情、完善检查、制定初始治疗方案,而其中常常遇到的挑战是判别是细菌感染还是病毒感染。细菌感染与病毒感染的临床经过、治疗措施差异明显,早期甄别有助于尽早实施适当的治疗,避免滥用抗菌药物,减少临床误判风险,保证医疗诊疗行为安全。

一般来说,急性呼吸道感染的早期临床表现缺乏病原特异性,但是,通过敏锐的病史采集、细致的体格检查、查阅并分析现有与既往的辅助检查,门诊医师可以获得感染病原初步判断,进而为下一步病情评估及医疗处置提供方向。

01 

流行病学信息

多数呼吸道病毒感染具有季节性,如呼吸道合胞病毒、甲/乙型流感病毒流行大多发生于冬春季。呼吸道病毒感染多为散发,但由于可通过飞沫与直接接触传播,可有流行病学接触史或群聚性发病,可在气候突变时小规模流行。因此,流行病学背景加上特征性临床表现,可进行初步的病原学分析。

大多数细菌感染季节流行性不明显。但是,流感流行季节需注意流感继发细菌感染的可能,其中肺炎链球菌、金黄色葡萄球菌、流感嗜血杆菌等细菌较为常见。

02 

病史及体格检查

大多数呼吸道病毒感染以急性上呼吸道症状为主要表现,伴有发热、头痛、倦怠、肌肉酸痛等较突出症状。体检可见结膜充血,鼻腔有分泌物,鼻咽喉部充血水肿,扁桃体肿大充血伴有表面有脓性分泌物。

当病毒侵入细支气管上皮引起细支气管炎,感染波及肺间质与肺泡,则可以导致肺炎,查体常无显著的胸部体征,临床上表现为气道反应性增高,从而引起显著的干咳或者伴有咳少许黏痰。

某些细菌感染也具有特征性临床改变,如伴有寒战的高热、不同特点的咳痰(脓痰、血痰、铁锈色痰、砖红色黏痰),查体有肺部啰音以及肺部实变体征。但呼吸道细菌感染临床表现的病原相关特征性比较低,单纯凭借临床表现很难做出准确的病原诊断。因此,适宜、快速的病原学检测,可能更有助于为门诊诊疗活动提供最佳临床实践。

03 

实验室检查

对于急性呼吸道感染的病人,基本的实验室辅助检查包括血常规、血沉 (ESR)、抗链球菌溶血素 O(ASO)、C-反应蛋白(CRP)、降钙素原(PCT)、淀粉样蛋白 A(SAA)、白介素 6(IL-6)、胸部 X 线或者胸部 CT、胸部超声等。呼吸科医师需要结合病史和体格检查,选择制定合理的检查配搭,初步判断急性感染性质,大致区分细菌感染或病毒感染。

1  血常规

急性细菌感染可以引起血白细胞、中性粒细胞升高,尤其是肺炎链球菌、溶血性链球菌、金黄色葡萄球菌等化脓性球菌为最常见病原,但是,需要警惕某些重度感染时白细胞总数反而减少、降低。

而伤寒、副伤寒杆菌等革兰阴性杆菌感染,与很多呼吸道病毒感染,如流感病毒、巨细胞病毒、新型冠状病毒一样,常常引起血白细胞、中性粒细胞减少。

引起血淋巴细胞病理性增多的感染性疾病主要为病毒感染,包括腺病毒、巨细胞病毒、柯萨奇病毒、流行性腮腺炎、传染性单核细胞增多症、流行性出血热,且感染后常常可在外周血中检出异形淋巴细胞,因此,临床上将淋巴细胞作为血清学的参考指标。

此外,百日咳杆菌、结核分枝杆菌、布鲁氏杆菌等特殊细菌感染,也会引起淋巴细胞病理性增多。

因此,单凭借血常规的变化作为区分细菌感染与病毒感染,具有一定局限性,还需要结合其他炎症指标、临床表征等加以推测、判断。

2  血沉(ESR)

血沉,又称为红细胞沉降率,指红细胞在一定条件下沉降的速率,可作为许多感染和非感染疾病诊断的辅助参考指标。发生急性细菌性炎症 2~3 天后即会出现 ESR 加快,但缺乏特异性,且常规受血浆中蛋白比例、红细胞数量及形状等多种因素影响。

多版本的《新型冠状病毒感染的诊疗方案》中均指出多数新冠病毒感染患者 ESR 会升高。风湿热、结核病时,因纤维蛋白原及免疫球蛋白增加,ESR 明显加快。作为一种常用的非特异性炎症指标,目前血沉常用于评估多种器官慢性感染的指标。

*3  抗链球菌溶血素 O(ASO)
*

溶血素 O 是 A 群溶血性链球菌产生的有溶血活性的代谢产物,相应的抗体称为 ASO。近期内 A 族溶血性链球菌感染后血中会出现 ASO,可见于急性上呼吸道感染、皮肤和软组织感染,也可见于丹毒、活动性风湿热、风湿性关节炎、风湿性心肌炎、急性肾小球肾炎等。ASO 测定对于诊断 A 族链球菌感染具有临床价值,其存在及含量在一定程度上可反映感染的严重程度。

4  C-反应蛋白(CRP)

CRP 是一种由肝细胞产生的急性时相反应蛋白,能与肺炎链球菌细胞壁 C-多糖结合,广泛存在于血清和其他体液中,是临床上运用最广泛的感染诊断指标之一。机体受到微生物入侵或组织损伤等炎症性刺激后 6~8 小时 CRP 即开始升高,24~48 小时达到高峰,在感染好转后其水平显著下降,1 周内可恢复正常。

CRP 己被证实可用于鉴别细菌和病毒感染。细菌感染时 CRP 升高,升高幅度与感染程度相符合,且革兰阴性菌感染时升高幅度一般比革兰阳性菌感染高;

病毒感染时,CRP 正常或呈现低度升高,通常不超过 50 mg/L,极少超过 100 mg/L。多版本《新型冠状病毒感染诊疗方案》指出多数新冠病毒感染患者外周血 CRP 升高,其进行性上升是重型、危重型患者的临床预警指标。

5  降钙素原(PCT)

PCT 是一种糖蛋白,由 116 个氨基酸组成,分子量为 13 kDa。正常生理状态下 PCT 由甲状腺 C 细胞产生,在血液中水平较低。在炎症刺激特别是细菌感染、脓毒血症状态下,机体多个组织均可产生 PCT,PCT 水平明显升高,但在病毒感染的病人中 PCT 仅轻度升高。

多版本《新型冠状病毒感染诊疗方案)》中指出多数新冠病毒感染患者 PCT 正常。因此,通过测量人体血清中 PCT 的水平,可以初步鉴别细菌感染与非细菌感染。

PCT 在机体感染开始后的最初 2~3 小时即可测得,12~48 小时到达峰值。与传统的生物标志物相比,PCT 的半衰期接近 24 h,且几乎不受肾功能水平、激素治疗及免疫抑制剂的影响。独特的生物学特点,使 PCT 对机体感染的反映具有快速准确的特征。

6  淀粉样蛋白 A(SAA)

作为急性时相反应蛋白,正常人体内的 SAA 含量较低,在炎症刺激急性期,SAA 在感染 3~6 小时开始升高,半衰期约 50 分钟,清除病原体后又可迅速降低至正常水平。

SAA 核心的临床价值在于对病毒性感染的鉴别。在流感病毒、呼吸道合胞病毒、腺病毒等多种病毒感染急性期,SAA 能较显著地升高至 10~100 mg/L,而血白细胞、CRP、PCT 等指标一般无明显升高。

动态监测 SAA 水平变化,12~24 小时复检,SAA 水平持续升高在 10~100 mg/L,临床上提示病毒感染可能性大。

SAA 在细菌感染急性期的水平显著高于病毒感染急性期,SAA 水平持续高于 100 mg/L,临床上考虑为细菌感染急性期可能极大。不同类型的细菌感染都能引起机体 SAA 水平上升,但 SAA 在革兰阳性菌与革兰阴性菌感染时的升高水平无明显差异。

因此,根据 SAA 升高的程度或与其他指标联合运用,是判断病毒感染,监测病程及用药疗效的优选血清学指标。

7  白介素 6(IL-6)

IL-6 属于糖蛋白家族,当受到特定的诱导物刺激时可由多种机体细胞分泌,在感染、炎症反应中处于细胞因子网络的中心地位,可刺激肝脏合成分泌 CRP、SAA 和纤维蛋白原等急性时相反应蛋白。

IL-6 在细菌感染与病毒感染时升高水平无太大差异,不过其变化比 CRP 更早,细菌感染时 IL-6 迅速升高,PCT 在 2 小时后增加,而 CRP 在 6 小时后才迅速增加,因此可用来辅助急性感染的早期诊断。

IL-6 水平与感染严重程度和预后密切相关,多版本《新型冠状病毒感染诊疗方案》中指出外周血 IL-6 进行性上升是重型/危重型新冠病毒感染患者的早期预警指标。

8  人中性粒细胞载脂蛋白 (human neutrophil lipocalin,HNL)

HNL 主要存在于外周血中性粒细胞二级颗粒中,在细菌感染时,HNL 由活化中性粒细胞或损伤上皮细胞释放至细胞外,使血液中 HNL 含量迅速升高。

研究显示,细菌感染患者血清中 HNL 的浓度显著高于病毒感染组与健康组(如图 1)。因此,中性粒细胞载脂蛋白(HNL)可以作为细菌感染与病毒感染鉴别诊断的特异性标志物,为细菌感染的临床诊断提供可靠的血清学依据。

[]图 1 (来源:参考文献 1)

无论是实验室检测结果还是影像学资料,都缺乏病原特异性,各项指标单独进行病原学鉴别诊断时特异性均不足,病原学诊断还要依靠病原特异性更强的实验室检测。

9  聚合酶链反应 (polymerase chain reaction,PCR)

对于急性呼吸道感染患者,通过获取痰液、肺泡灌洗液等标本进行病原体核酸恒温扩增检测,从而快速确定肺部感染病原体,进而指导选择合理的抗生素进行个体化抗感染治疗,以便取得良好的临床学效果和效率。

目前在市场上,病原体核酸恒温扩增芯片检测可以对痰液、肺泡灌洗液等非血液呼吸道标本进行检测(图 2),可检出病原体种类包括细菌、病毒、真菌等。尤其是可以对苛养菌和不可培养的病原体进行快速检测,其检出阳性率明显高于传统培养法,且其检测快速可靠,整个过程在数小时内即可完成,这适合在临床一线应用中推广,并将为个性化治疗下呼吸道感染提供重要的参考依据,避免了大包围、广覆盖式抗生素治疗。

[]图 2 肺泡灌洗液病原体核酸恒温扩增检测(来源:作者提供)

10   高通量基因测序技术 (next-generation sequencing,NGS)

近年来,随着基因组学技术的发展,越来越多的诊断病原体方面价值较高的实验检测项目在临床上应用,如高通量二代基因测序。高通量基因测序技术也称下一代测序技术,包括了全基因组测(WGS)、宏基因组测序(mNGS)、靶向基因组测序(tNGS),其中 WGS 和 mNGS 属于无靶向的高通量测序,可以对数十万到数百万条 DNA 分子序列进行无偏倚读取(图 3、4)。

WGS 检测的是标本培养分离后的纯菌落,进而获取全部基因信息,而 mNGS 则是直接检测送检标本,进而获取所需的基因信息。应指出的是,病原学培养及其药敏分析,仍然是确认感染的金标准。

[]肺泡灌洗液全套病原微生物宏基因组检测(宏基因组测序,mNGS)(来源:作者提供)

[]肺泡灌洗液吸道病原体多重联合检测(靶向基因组测序,tNGS)(来源:作者提供)

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11  快速现场评估技术
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随着感染病原体检测技术的发展,检测技术愈加简化、快速、向床旁化发展,由医护人员在床旁、操作室、手术室等诊疗现场即时操作,短时内即可获得初步结果,为早期判断病原体提供了极大的临床意义。

快速现场评估(Rapid On- Site Evaluation,ROSE)是在利用穿刺、活检、刷片等方法收集标本时,在基本不损失标本的前提下,现场对所取得的标本进行快速制片、染色和判读的快速评估技术。ROSE 技术可以分为指导感染性疾病诊疗的快速现场微生物学评价(microbiological ROSE,M-ROSE)和指导肺部良恶性病变诊疗的快速现场细胞学评价(cytological ROSE,C-ROSE)。对于感染性疾病患者,特别是肺部复杂感染、重症感染等特殊病患,M-ROSE(可简称床旁快速微生物学检测)能快速获得病原学依据,鉴别致病菌与定植菌,最终实时指导临床用药。

[]左图:肺泡灌洗液隐球菌图片;右图:肺泡灌洗液奴卡菌图片(来源:南医三院呼吸与危重症医学科 ROSE 团队提供)

迄今为止,尚无任何单一指标能早期、可靠地鉴别病毒与细菌感染,且保持敏感性和特异性俱佳。只有病史分析、体格检查、临床表现、多种检测技术相结合的组合式方案,才能够提高鉴别诊断的准确性。

本文作者:南方医科大学第三附属医院  呼吸与危重症医学科  张达成

首发|丁香园呼吸时间
策划|阿斯
投稿|zhangjing3@dxy.cn

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参考文献

1. Distinction between bacterial and viral infections by serum measurement of human neutrophil lipocalin (HNL) and the impact of antibody selection. Journal of Immunological Methods, 2016, 432:82-86.

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