感染性疾病早期的实验室诊断安徽医科大学第一附属医院检验科徐元宏感染免疫防御感染与炎症的结局培 养 鉴定及药敏 报 告微生物感染诊断流程WBC 、PCT 、G 和GM 实验、 Endotoxin (内毒素)、IL-6(白介素-6)、IL-10(白介素-10)、TNF (肿瘤坏死因子)、超敏CRP 等一、早期非特异性诊断(一)血常规根据白细胞计数及其分类可以判断感染的类型:革兰阳性球菌感染,白细胞总数及其中性粒细胞计数升高;革兰阴性杆菌、寄生虫、病毒感染,白细胞计数及其中性粒细胞分类可以正常甚至下降。
粒细胞减少症、粒细胞缺乏症:中性粒细胞计数≤1.5×109/L为粒细胞减少症,中性粒细胞计数≤0.5×109/L为粒细胞缺乏症。
常见于肿瘤放化疗患者、甲亢患者、长期放射线的损害等,白细胞总数及其中性粒细胞比例影响治疗方案。
医学决定水平和生命危急值:一般认为白细胞计数<1×109/L; >50×109/L为生命危急值;在上述结果和正常参考值之间为医学决定水平; 低于0.5×109/L,病人有高度易感染性,应采取相应的预防性治疗及预防感染措施。
低于3×109/L为白细胞减少,应再作其他试验,如白细胞分类计数、观察外周血涂片等,并应询问用药史。
高于11×109/L此值为白细胞增多,此时作白细胞分类计数有助于分析病因和分型,如果需要应查找感染源。
高于30×109/L,提示可能为白血病和类白血病反应,应进行白细胞分类,观察外周血涂片和进行骨髓检查。
正常生理性波动:刚出生的婴儿白细胞和中性粒细胞值较高,4~5岁后恢复至正常人水平,在4~5天至4~5岁之间,淋巴细胞比例高于中性粒细胞比例。
(二)超敏CRP多次检测hs-CRP>3 mg/l ,是炎症持续存在信号;提示存在动脉粥样硬化的危险,是心血管疾病危险性评估指标;但hs-CRP是非特异性的,在其他感染,组织损伤,恶性肿瘤中也会增高。
(三)细胞因子细胞因子是免疫细胞产生的一大类能在细胞间传递信息、具有免疫调节和效应功能的蛋白质或小分子多肽。
化学性质大都为糖蛋白。
免疫球蛋白、补体不包括在细胞因子之列。
根据产生细胞因子的细胞种类不同分类 :1.淋巴因子(lymphokine) 主要由淋巴细胞产生,包括T淋巴细胞、B淋巴细胞和NK细胞等。
重要的淋巴因子有IL-2、IL-3、IL-4、IL-5、IL-6、IL-9、IL-10、IL-12、IL-13、IL-14、IFN-γ、TNF-β、GM-CSF和神经白细胞素等。
2.单核因子(monokine)主要由单核细胞或巨噬细胞产生,如IL-1、IL-6、IL-8、TNF-α、G-CSF和M-CSF等。
3.非淋巴细胞、非单核-巨噬细胞产生的细胞因子:主要由骨髓和胸腺中的基质细胞、血管内皮细胞、成纤维细胞等细胞产生,如EPO、IL-7、IL-11、SCF、内皮细胞源性IL-8和IFN-β等。
根据细胞因子主要的功能不同分类 :1.白细胞介素(interleukin, IL):由淋巴细胞、单核细胞或其它非单个核细胞产生的细胞因子,在细胞间相互作用、免疫调节、造血以及炎症过程中起重要调节作用,凡命名的白细胞介素的cDNA基因克隆和表达均已成功,目前已报道IL-1~IL-30。
2.集落刺激因子(colony stimulating factor, CSF):根据不同细胞因子刺激造血干细胞或分化不同阶段的造血细胞在半固体培养基中形成不同的细胞集落,分别命名为G (粒细胞)-CSF、M(巨噬细胞)-CSF、GM(粒细胞、巨噬细胞)-CSF、Multi(多重)-CSF(IL-3)、SCF、EPO等。
不同CSF不仅可刺激不同发育阶段的造血干细胞和祖细胞增殖的分化,还可促进成熟细胞的功能。
3.干扰素(interferon, IFN):最初发现某一种病毒感染的细胞能产生一种物质可干扰另一种病毒的感染和复制,因此而得名。
根据干扰素产生的来源和结构不同,可分为IFN-α、INN-β和IFN-γ,他们分别由白细胞、成纤维细胞和活化T细胞所产生。
各种不同的IFN生物学活性基本相同,具有抗病毒、抗肿瘤和免疫调节等作用。
4.肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor, TNF):最初发现这种物质能造成肿瘤组织坏死而得名。
根据其产生来源和结构不同,可分为TNF-α和TNF-β两类,前者由单核-巨噬细胞产生,后者由活化T细胞产生,又名淋巴毒素(lymphotoxin, LT)。
两类TNF基本的生物学活性相似,除具有杀伤肿瘤细胞外,还有免疫调节、参与发热和炎症的发生。
大剂量TNF-α可引起恶液质,因而TNF-α又称恶液质素(cachectin)。
5.转化生长因子-β家族(transforming growth factor-β family, TGF-β family) 由多种细胞产生,主要包括TGF-β1、TGF-β2、TGF-β3、TGFβ1β2以及骨形成蛋白(BMP)等。
6.趋化因子家族(chemokinefamily) 包括两个亚族:(1)C-X-C/α亚族,主要趋化中性粒细胞,主要的成员有IL-8、黑素瘤细胞生长刺激活性(GRO/MGSA)、血小板因子-4(PF-4)、血小板碱性蛋白、蛋白水解来源的产物CTAP-Ⅲ和β-thromboglobulin、炎症蛋白10(IP-10)、ENA-78;(2)C-C/β亚族,主要趋化单核细胞,这个亚族的成员包括巨噬细胞炎症蛋白1α(MIP-1α)、MIP-1β、RANTES、单核细胞趋化蛋白-1(MCP-1/MCAF)、MCP-2、MCP-3和I-309。
7.其它细胞因子:如表皮生长因子(EGF)、血小板衍生的生长因子(PDGF)、成纤维细胞生长因子(FGF)、肝细胞生长因子(HGF)、胰岛素样生长因子-I(IGF-1)、IGF-Ⅱ、白血病抑制因子(LIF)、神经生长因子(NGF)、抑瘤素M(OSM)、血小板衍生的内皮细胞生长因子(PDECGF)、转化生长因子-α(TGF-α)、血管内皮细胞生长因子(VEGF)等。
炎症性细胞因子白细胞介素(Interleukin,IL):IL-1 发热, 促进T、B细胞增殖分化 ;IL-2 T细胞生长因子,增强NK细胞和LAK细胞的杀伤活性;IL-3 刺激骨髓多能干细胞的增殖分化;IL-4:促进B细胞增殖分化,诱导B细胞发生Ig类别转换,产生IgE或IgG类抗体抑制Th1细胞;IL-5: 促进B细胞增殖分化,诱导B细胞发生Ig类别转换,产生IgA类抗体刺激T细胞增殖分化;IL-6:促进T、B细胞增殖分化;IL-7:诱导胸腺细胞分化、前T和前B增殖;IL-8:趋化因子;IL-10:抑制性细胞因子,抑制TH1细胞合成分泌细胞因子;IL-13: 抑制单核巨噬细胞合成分泌炎性细胞因子(IL-1、6、8和TNF- )。
肿瘤坏死因子(Tumor necrosis factor,TNF):1.杀瘤、抑瘤作用(1)直接杀伤或抑制肿瘤细胞(2)激活NK细胞和巨噬细胞,间接发挥作用(3)损伤血管内皮细胞,促进血栓的形成,阻断肿瘤组织的血流供应,导致肿瘤出血坏死2.免疫调节作用(1)刺激靶细胞合成分泌细胞因子,如IL-1、IL-6、IL-8等(2)增强T、B细胞对抗原和有丝分裂原的增殖反应(3)增强Tc细胞对靶细胞的杀伤活性3.促进炎症反应(1)诱导血管内皮细胞表达细胞间粘附分子-1(ICAM-1);(2)分泌IL-1、 IL-8等炎症分子和趋化因子;(3)增强中性粒细胞和单核吞噬细胞的吞噬功能.4.抗病毒作用(1)类似于IFN的作用;(2)直接杀伤病毒感染细胞.5.致热作用:内热性热源质(1)直接作用于下丘脑体温调节中枢;(2)刺激巨噬细胞释放IL-1.6.引发恶液质由TNF 引起,能够促进蛋白脂肪消耗、分解,引起代谢紊乱,表现为厌食、恶心、消瘦、衰弱和贫血。
自分泌 autocrine内分泌endocrine远距离作用旁分泌 paracrine作用于比邻细胞作用于分泌细胞自身细胞因子分泌的方式重症手足口病患儿组血清细胞因子水平较正常对照组及普通组显著升高(P<0.01),差异有统计学意义;普通组血清细胞因子水平较正常对照组差异无统计学意义(P>0.05)。
周艳等《手足口病患儿血清细胞因子与免疫球蛋白水平检测和分析》临床输血与检验, 2011,13(1):27-29组别例数IL-1β(ng /L )TNF- (ng /L )IL-6(ng /L )IL-10(ng /L )普通组2522.81± 16.8078.21±58.5614.74±3.4033.79±18.81重症组22115.92± 60.87469.22±237.2361.80±42.17174.24±102.41对照组1011.10±5.2137.19±7.1715.16±3.0824.43±6.62F 值40.3247.0721.3032.68 P 值0.00000.00000.00000.0000两组儿童血清细胞因子水平比较(x±s)革兰阴性菌和革兰阳性菌感染组的IL-1β、IL-6、IL-8、TNF-α、hs-CRP、WBC水平显著高于正常对照组(P<0.05);革兰阴性菌和革兰阳性菌感染组之间没有统计学意义。
对细胞因子指标进行率的分析,IL-1β、IL-6、IL-8、TNF-α在感染组和正常对照组间有显著差异(P<0.01),χ2值分别为21.84、111.51、16.37、64.01;在感染组间没有统计学意义;IL-6和TNF-α的阳性率在感染组高于IL-1β和IL-8;IL-6的阳性率在革兰阳性菌感染组、革兰阴性菌感染组、正常组分别为86.8%、94.1%、0%;TNF-α的阳性率在革兰阳性菌感染组、革兰阴性菌感染组、正常组分别为86.8%、92.6%、25%;而IL-6和TNF-α联合检测在这三者间的阳性率分别为96.1%、95.6%、25%。
(1)IL-6的诊断价值高于IL-1β、IL-8、TNF-α;(2)L-6和TNF-α联合检测有助于细菌性血流感染的检测。
张洲等《细胞因子IL-1β、IL-6、IL-8、TNF-α在细菌性血流感染中的诊断价值》安徽医科大学学报,2012,47(9):1079-1081TNF-α、IL-6、VCAM-1、 E-Selectin在真菌血流感染、非血流真菌感染与正常对照比较显著增高(P<0.01),感染组与正常对照组比较明显升高,差异有统计学意义(P<0.01);TNF-α、IL-6真菌血流感染高于一非血流真菌感染(P<0.01); TNF-α、IL-6、VCAM-1、 E-Selectin在白假丝酵母菌血流感染、非白假丝酵母菌血流感染中与正常对照比较显著增高(P<0.01)。