鄧山鷹，劉 宇，蒙 強(qiáng)，肖玉玲，陳月梅，張春瑩，謝 恒，廖紅艷，蔣能剛

四川大學(xué)華西醫(yī)院實(shí)驗(yàn)醫(yī)學(xué)科，四川成都 610041

尿路感染(UTI)是臨床常見感染性疾病之一，尤其伴有復(fù)雜因素的患者(免疫功能低下人群)，其尿路感染發(fā)生率較健康者高12倍[1]。該病由病原體入侵泌尿系統(tǒng)所引起，如不及時(shí)治療可導(dǎo)致慢性感染及膿毒血癥、腎功能損傷等嚴(yán)重后果[2]。而近年來抗菌藥物耐藥性的增強(qiáng)影響了UTI的療效[3]。尿培養(yǎng)是對懷疑UTI的患者進(jìn)行診斷評估的“金標(biāo)準(zhǔn)”，但費(fèi)時(shí)、費(fèi)力且昂貴。因此，需對UTI進(jìn)行快速篩查，并確定需要培養(yǎng)的標(biāo)本，以便及時(shí)、適當(dāng)?shù)亟o臨床提供參考。Sysmex 公司UF-5000尿沉渣分析儀能進(jìn)行細(xì)菌計(jì)數(shù)及革蘭陰、陽性細(xì)菌鑒別。本研究評估了UF-5000標(biāo)記系統(tǒng)篩查UTI臨床標(biāo)本的性能(與尿培養(yǎng)結(jié)果相比)，并探討其在UTI快速篩查中的應(yīng)用價(jià)值。現(xiàn)報(bào)道如下。

1 材料與方法

1.1標(biāo)本來源 選擇 2019 年7月至2020年2月本院臨床懷疑UTI的門診及住院患者為研究對象2 332例，其中男1 103例，女1 229例，年齡0～106歲，中位年齡為56歲。收集所有研究對象無穿刺尿和導(dǎo)管尿標(biāo)本。通過提供書面和/或口頭指示，所有患者均按《全國臨床檢驗(yàn)操作規(guī)程》第4版規(guī)定的方法留取清潔中段尿標(biāo)本[4]，并將標(biāo)本收集在無菌防漏容器中2 h 內(nèi)送檢。

1.2儀器與試劑

1.2.1儀器與耗材 UF-5000全自動(dòng)尿沉渣分析儀(日本Sysmex公司)、VETEK Ⅱ compact 全自動(dòng)細(xì)菌鑒定儀(法國生物梅里埃公司)、麥康凱平板、血瓊脂平板、CO2孵箱、微量加樣器。

1.2.2試劑及配套校準(zhǔn)品、質(zhì)控品 UF-5000所用試劑、校準(zhǔn)品、質(zhì)控品均為日本Sysmex公司生產(chǎn)。VETEK Ⅱ compact 全自動(dòng)細(xì)菌鑒定儀所用質(zhì)控菌株包括大腸埃希菌(ATCC 25922)、金黃色葡萄球菌(ATCC 25923)、銅綠假單胞菌(ATCC 27853)、糞腸球菌(ATCC 29212)。

1.3方法

1.3.1尿沉渣定量分析 每日室內(nèi)質(zhì)控在控后，將送檢標(biāo)本10 mL嚴(yán)格按照儀器操作要求在UF-5000全自動(dòng)尿沉渣分析儀上進(jìn)行檢測，并記錄尿沉渣的白細(xì)胞計(jì)數(shù)(WBC)、細(xì)菌計(jì)數(shù)(BACT)及細(xì)菌分型提示。UF-5000出現(xiàn)細(xì)菌分型提示即視為陽性篩查結(jié)果。

1.3.2細(xì)菌的分離培養(yǎng)與鑒定 分別將尿液10 μL接種在血瓊脂平板和麥康凱平板后，置平板于孵箱(35 ℃，5.0%CO2)培養(yǎng)18～24 h。菌落計(jì)數(shù)革蘭陽性菌(G+菌)≥ 104CFU/mL、革蘭陰性菌(G-菌)≥ 105CFU/mL為陽性，無細(xì)菌生長則繼續(xù)培養(yǎng)24 h，若48 h仍無細(xì)菌生長為陰性。按照 VETEK Ⅱ compact全自動(dòng)細(xì)菌鑒定儀的說明書對陽性生長的菌落進(jìn)行菌種鑒定。

1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 應(yīng)用SPSS17.0 統(tǒng)計(jì)軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。組間比較使用Kruskal-Wallis秩和檢驗(yàn)。一致性檢驗(yàn)使用Cohen′s Kappa系數(shù)分析。采用受試者工作特征(ROC)曲線計(jì)算BACT、WBC診斷 UTI的cut off值、曲線下面積(AUC)、特異度和靈敏度。以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1UF-5000細(xì)菌計(jì)數(shù)及分類判斷與尿細(xì)菌培養(yǎng)結(jié)果一致性分析

2.1.1尿細(xì)菌培養(yǎng)結(jié)果 2 332例患者清潔中段尿標(biāo)本中，培養(yǎng)結(jié)果陰性1 240例(53.2%)，培養(yǎng)結(jié)果陽性1 092例(46.8%)，其中細(xì)菌培養(yǎng)陽性916例，真菌培養(yǎng)陽性176例。

2.1.2UF-5000細(xì)菌提示信息與尿細(xì)菌培養(yǎng)結(jié)果符合率 納入研究的非真菌性標(biāo)本2 156例，UF-5000檢測結(jié)果細(xì)菌分型提示陽性率為39.7%(856/2 156)，尿細(xì)菌培養(yǎng)陽性率為42.5%(916/2 156)。以尿培養(yǎng)結(jié)果為標(biāo)準(zhǔn)，UF-5000假陽性率為5.2%(64/1 240)，假陰性率為13.5%(124/916)，陽性預(yù)測值為86.9%，陰性預(yù)測值為90.5%。總符合率為91.3%(1 968/2 156)，其中G-菌符合率為83.8%(594/709)，G+菌符合率為72.5%(150/207)。在G-菌/G+菌的鑒別結(jié)果中，UF-5000提示信息與尿細(xì)菌培養(yǎng)結(jié)果亦具有較好的一致性(Cohen′s kappa系數(shù)為0.820)。124例UF-5000無細(xì)菌分型提示的假陰性標(biāo)本中，75例尿培養(yǎng)為G-菌，49例為G+菌；其中有119例因BACT未達(dá)到100個(gè)/μL而儀器提示“未分類”，另有5例患者標(biāo)本BACT超過了100個(gè)/μL但儀器仍未能進(jìn)行分型。

BACT≥100個(gè)/μL的患者標(biāo)本有889例，其中UF-5000檢測結(jié)果細(xì)菌分型提示陽性率為96.3%(856/889)，尿細(xì)菌培養(yǎng)陽性率為89.7%(797/889)。UF-5000假陽性率為69.6%(64/92)，假陰性率為0.6%(5/797)，陽性預(yù)測值為86.9%，陰性預(yù)測值為84.8%?？偡下蕿?2.2%(820/889)，其中G-菌符合率為93.1%(594/638)，G+菌符合率為94.3%(150/159)。

2.1.3菌種和菌量 G-細(xì)菌和G+細(xì)菌中，分離率前5位的菌種、菌量≥105CFU/mL的標(biāo)本數(shù)以及UF-5000計(jì)數(shù)BACT結(jié)果見表1、2。感染菌種以G-菌大腸埃希菌占比最高，占45.0%，其BACT中位數(shù)也最高。G+菌以腸球菌為主，G+菌感染病例的尿BACT中位數(shù)均低于G-菌感染病例。

表1 尿細(xì)菌培養(yǎng)G-菌群分布情況

表2 尿細(xì)菌培養(yǎng)G+菌群分布情況

2.2UF-5000細(xì)菌檢測結(jié)果對UTI的診斷效能

2.2.1根據(jù)尿細(xì)菌培養(yǎng)菌落數(shù)水平分布的BACT與WBC結(jié)果以及相關(guān)性分析 根據(jù)細(xì)菌培養(yǎng)結(jié)果，將納入標(biāo)本分為：無生長組、<104CFU/mL組、104～105CFU/mL組、>105CFU/mL組。與無生長組相比較，各尿培養(yǎng)陽性組BACT、WBC均升高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。且在各類尿培養(yǎng)陽性標(biāo)本中，不同水平菌落數(shù)分組其BACT差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，見圖1A、B、C；菌落數(shù)較多者，BACT較高。對不同水平菌落數(shù)的尿培養(yǎng)陽性標(biāo)本W(wǎng)BC結(jié)果進(jìn)行比較，則差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，見圖1D、E、F。UF-5000的WBC與BACT具有弱相關(guān)性(r=0.134，P<0.01)。

注：圖A、B、C分別表示所有尿培養(yǎng)陽性標(biāo)本、G-感染組、G+感染組中不同水平菌落數(shù)標(biāo)本分組間以及與無生長組間BACT結(jié)果比較。圖D、E、F分別表示所有尿培養(yǎng)陽性標(biāo)本、G-感染組、G+感染組中不同水平菌落數(shù)標(biāo)本分組間以及與無生長組間WBC結(jié)果比較。*與未生長組比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。

2.2.2ROC曲線分析 以尿細(xì)菌培養(yǎng)為標(biāo)準(zhǔn)，對UF-5000的WBC、BACT結(jié)果進(jìn)行ROC曲線分析。結(jié)果顯示，WBC、BACT與各類尿細(xì)菌培養(yǎng)結(jié)果均具有相關(guān)性(P<0.05)。其中BACT與G-菌培養(yǎng)結(jié)果的相關(guān)性最高，其特異度為82.4%，靈敏度為90.3%，AUC為0.970。在各分組中BACT的特異度、靈敏度及AUC均優(yōu)于WBC，見圖2。此外，BACT結(jié)果對G-菌感染的特異度與靈敏度略高于G+菌。

注：A為尿培養(yǎng)陽性細(xì)菌，B為G-菌，C為G+菌。

3 討 論

UF-5000采用熒光流式細(xì)胞技術(shù)，使用波長為488 nm的新型藍(lán)色半導(dǎo)體激光器，在兩個(gè)不同的分析通道中根據(jù)前向散射光(FSC)、側(cè)向散射光(SSC)、側(cè)向熒光(SFL)和偏振側(cè)向散射光(DSS)的信號參數(shù)，將被特定熒光染料染色的尿液有形成分進(jìn)行計(jì)數(shù)、識別和分類。早期機(jī)型UF-1000i雖然使用獨(dú)立的細(xì)菌分析通道和分析質(zhì)量有得到提高[5]，但由于只是將細(xì)菌歸類為“桿菌”“球菌”或“混合菌”，所以其細(xì)菌分類性能不理想。與 UF-1000i相比，作為UF系列升級版的UF-5000，技術(shù)創(chuàng)新旨在提高對尿沉渣某些成分的靈敏度和特異度，特別是細(xì)菌分類的性能。其可以提供細(xì)菌的革蘭染色性信息，該信息是利用FSC和SFL，根據(jù)細(xì)菌細(xì)胞壁的構(gòu)成差異來分析的，因此可以直接區(qū)分G+菌與G-菌。另外，UF-5000檢測BACT 和 WBC 的重復(fù)性良好，線性范圍寬，攜帶污染率非常低[6]，能有效保證結(jié)果的準(zhǔn)確性。UF-5000在提高UTI篩查效率的同時(shí)，也有利于患者病情的動(dòng)態(tài)監(jiān)測。有報(bào)道發(fā)現(xiàn)尿沉渣分析儀對腫瘤患者UTI的早期篩查有重要作用[7]。

本研究結(jié)果表明，UF-5000檢測提示細(xì)菌的總符合率為91.3%，其中G+菌符合率為72.5%，G-菌符合率83.8%，與相關(guān)研究報(bào)道的符合率有差距[8-9]。G-菌中以大腸埃希菌為主，G+菌以腸球菌為主，這與國內(nèi)其他地區(qū)報(bào)道結(jié)果一致[10-12]。故認(rèn)為引起 UTI 的致病菌主要是腸桿菌科細(xì)菌，尤其是大腸埃希菌，其次是腸球菌等。與分離出其他菌種的病例相比較，大腸埃希菌培養(yǎng)菌量在≥105CFU/mL時(shí)，其BACT中位數(shù)最高。因此，UF-5000的BACT結(jié)果和菌種鑒別提示對大腸埃希菌UTI具有較高的篩查價(jià)值。

本研究中有124例尿細(xì)菌培養(yǎng)陽性的標(biāo)本，UF-5000無細(xì)菌分型提示，導(dǎo)致假陰性率偏高(13.5%)，這與RITA等[13]的報(bào)道有所不同。分析其原因，其中多數(shù)是因?yàn)榧?xì)菌量未達(dá)到100個(gè)/μL，數(shù)量較少的標(biāo)本往往無法產(chǎn)生準(zhǔn)確的細(xì)菌分類結(jié)果，則儀器提示為“未分類”。這些細(xì)菌數(shù)量較少的標(biāo)本一部分由于細(xì)菌聚集成團(tuán)而影響檢測，被誤測為其他成分；一部分如腸球菌等由于生長速度慢、生長要求高，在檢測時(shí)未達(dá)到儀器檢測分型菌量。在僅對BACT≥100個(gè)/μL的病例進(jìn)行統(tǒng)計(jì)時(shí)，發(fā)現(xiàn)UF-5000提示信息的假陰性率降低至0.6%，但假陽性率卻從5.2%增加到69.6%，因?yàn)樵谂囵B(yǎng)結(jié)果陰性的標(biāo)本中細(xì)菌量超過100個(gè)/μL的標(biāo)本雖然只有10.0%左右，但其中有70.0%左右UF-5000都提示了細(xì)菌分型，所以導(dǎo)致了較高的假陽性率。因此，設(shè)置一個(gè)最佳UTI篩查的細(xì)菌cut off值至關(guān)重要，但是由于患者和研究標(biāo)本來源的差異，cut off值可能會有所不同，本文建議不同醫(yī)院應(yīng)建立自己的臨界值以便為臨床相關(guān)病例提供更有參考價(jià)值的信息。

通過ROC曲線分析發(fā)現(xiàn)，UF-5000的BACT結(jié)果對G-菌感染的特異度與靈敏度較好(分別為82.4%與90.3%)，而對G+菌的特異度和靈敏度則相對較低(分別為74.5%與83.6%)。表明與G-菌的鑒別作用相比，該儀器對G+菌的鑒別稍弱。這是因?yàn)镚+菌細(xì)胞壁的肽聚糖層較厚，比G-菌更能抵抗化學(xué)和機(jī)械效力，這可能會影響染色核酸的熒光染料親和力。有文獻(xiàn)報(bào)道可以使用小于5.0 mS/cm的電導(dǎo)率作為重采樣標(biāo)準(zhǔn)，則可以提高判別性能[14]。但是，電導(dǎo)率的截?cái)嘀等匀恍枰ㄟ^更多的標(biāo)本來進(jìn)一步驗(yàn)證。

本研究還發(fā)現(xiàn)，UF-5000的WBC與BACT在診斷UTI時(shí)相關(guān)性較弱。有的標(biāo)本細(xì)菌數(shù)量很高，但是WBC卻升高不明顯?？赡苁且?yàn)槟蛞豪锏腤BC破壞等原因所導(dǎo)致。通過ROC曲線分析與尿培養(yǎng)結(jié)果的相關(guān)性，結(jié)果顯示W(wǎng)BC的AUC值均低于BACT。表明UF-5000全自動(dòng)尿沉渣分析儀用于UTI診斷中，BACT的診斷效能是高于WBC的。

綜上所述，UF-5000的WBC、BACT及革蘭分型在快速篩查和排除UTI，以及預(yù)測革蘭陰性菌引起的UTI方面有較高的臨床應(yīng)用價(jià)值，且BACT的診斷效能高于WBC。