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第9卷,2003年11月11日- 11月
研究

冠状病毒阳性的鼻咽吸出可作为严重急性呼吸综合征死亡率的预测因子

欧文Tak-Yin曾荫权*,Tai-Nin洲*,Kin-Wing崔*,尤金Yuk-Keung Tso *, Wilina Lim, Ming-Chi赵*,Wing-Lok通*,Po-Oi李*,黄宗泽海萧若元林*,Tak-Keung Ng *, Jak-Yiu赖*对作者的评论,余伟卓*,赖锡铎*对作者的评论
作者社会兼职: *香港玛嘉烈医院†香港公共卫生检测中心

引用这篇文章

摘要

严重急性呼吸系统综合症(SARS)已在世界范围内造成重大流行病。一种新型冠状病毒被认为是病原体。鼻咽吸出物逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR)可早期诊断。我们比较了香港156例sars阳性和62例sars阴性患者的症状;SARS经RT-PCR证实。rt - pcr阳性患者呼吸急促明显增多,淋巴细胞计数降低,乳酸脱氢酶水平降低;他们也更可能有双侧和多灶胸片受累,被送入重症监护,需要机械通气,有更高的死亡率。通过多变量分析,鼻咽吸入样本RT-PCR阳性是30天内死亡的独立预测因子。

严重急性呼吸系统综合征(SARS)是一种全球新发的传染病。截至2003年5月28日,共有745名沙士病人死亡,8,240人感染沙士。与此同时香港有270名病人死于沙士,其中1730人被确诊。根据美国疾病控制与预防中心(CDC)的定义,疑似SARS患者是体温为>38°C的人;临床表现如咳嗽、呼吸短促和呼吸困难,以及在出现病征后10天内到有本地传播记录的地区旅行或与疑似沙士病人密切接触的历史。疑似SARS病例还需要肺炎或呼吸窘迫综合征的放射学证据,或与不明原因的肺炎或呼吸窘迫综合征相符的尸检结果(1).由于这种不明确的定义,许多非SARS患者可能被误认为患有SARS。冠状病毒病原的发现和对冠状病毒实验室检测方法的建立为研究提供了方向。然而,这些检测只能作为诊断SARS疑似和可能病例的辅助手段。新冠病毒感染的诊断工具包括逆转录聚合酶链式反应(RT-PCR)、血清学检测、电子显微镜和病毒培养。配对血清学检测结果增加4倍表明灵敏度最高,并被视为诊断的标准标准。研究表明,冠状病毒抗体通常在症状出现14-21天后出现。电镜和病毒培养对冠状病毒有特异性,但敏感性低。在发病初期,鼻咽吸出物(NPA)样本的RT-PCR对冠状病毒的敏感性在32%至50%之间,在平均14.2天内,粪便样本的RT-PCR对冠状病毒的敏感性为97% (23.).敏感性的变化使得RT-PCR很难成为诊断的标准标准。虽然该方法灵敏度不高,但可作为早期诊断的工具。到目前为止,还没有关于SARS患者的NPA样本经RT-PCR检测为冠状病毒阳性或阴性的临床过程和结局的资料。我们比较了rt - pcr阳性SARS和rt - pcr阴性SARS样本之间的流行病学、临床、实验室和放射学差异。我们还在rt - pcr阴性患者中寻找冠状病毒感染的可能微生物证据。

方法

病人

从2003年2月26日至2003年3月31日,有267名符合CDC对疑似或疑似SARS病例定义的患者入住玛嘉烈医院隔离病房。NPA的RT-PCR在3月中旬开始可用。我们纳入了218例患者,他们在发病时进行了鼻咽RT-PCR。

调查

所有患者均进行常规血液学、生化和微生物学检查。NPA样品采用快速免疫荧光抗原检测方法进行病毒细胞培养和常见呼吸道病毒(包括流感病毒A和B)检测;腺病毒;呼吸道合胞病毒;副流感病毒1 2 3型通过常规显微镜鉴别(革兰氏染色和抗酸染色)和培养方法(血液、巧克力、麦康基和Löwenstein-Jensen培养基)筛选痰样本中的细菌和分枝杆菌感染。血清学测试肺炎支原体衣原体肺炎,而且c . psittaci是执行。尿抗原检测试验用于检测嗜肺性军团菌而且链球菌引起的肺炎在一些病人中。间隔10-14天采集成对血清样本,用免疫荧光法(IFA)评估对冠状病毒的血清学反应。所有胸片根据其侧度和受累程度进行分类。

定性RT-PCR检测

从患者身上收集的NPA样本被加入一个装有2ml病毒传输介质的无菌小瓶中,然后冰冻(4°C)运送到香港政府病毒学组公共卫生化验中心。按照制造商的说明,用QIAamp病毒RNA迷你试剂盒(QIAGEN, Valencia, CA)从每个NPA样品的140 μL中提取总RNA,并在60 μL缓冲液中洗脱。在包含2.5 μM(终浓度)随机六聚体的20 μL反应中,使用逆转录酶(Applied Biosystem, Foster City, CA)反转录总共4.2 μL的洗脱RNA。混合物在室温下孵育10分钟,然后在42°C下孵育15分钟。在95°C下停止反应5分钟,然后在冰中冷却。用于扩增的引物cor1和cor2针对GVU设计的冠状病毒聚合酶基因:义5 ' CAC CGT TTC TAC AGG TTA GCT AAC GA 3 '和反义5 ' AAA TGT TTA CGC AGG TAA GCG TAA AA 3 ',预期产物大小为311 bp。5微升cDNA在45 μL含5 μL 10X PCR缓冲液(Amersham Pharmacia Biotech, Piscataway, NJ)的主混合液中扩增,1 μL 2.5 mM额外MgCl2脱氧核苷三磷酸(dNTPs) 4 μL(每个2.5 mM),引物各0.5 μL, Taq聚合酶0.3 μL (5 U/mL),分子级水33.7 μL。每次PCR检测均为阳性对照和阴性对照。反应在热循环器(GeneAmp PCR System 9700, Applied Biosystem)中进行,条件如下:94°C反应3分钟,然后在94°C 30 s, 60°C 30 s, 72°C 1 min, 72°C 7 min进行45个循环。PCR产物通过凝胶电泳分析。

治疗

所有患者均按标准方案接受治疗。入院时给予患者β-内酰胺+ β-内酰胺酶抑制剂或第三代头孢菌素联合大环内酯或氟喹诺酮类药物。根据香港医院管理局的建议,如在48小时内症状仍无反应,须予服用抗病毒药物(利巴韦林24毫克/公斤/天静脉注射及氢化可的松10毫克/公斤/天)(有关建议可于以下网址浏览∶http://www.ha.org.hk/hk/hesd/nsapi/?Mlval=ha_view_content&c_id=122711&lang=E.然而,这些建议后来有所改变,可在以下网址查阅:http://www.ha.org.hk/hesd/nsapi/?MIval=ha_view_content&c_id=123510&hesd_lang=E).甲基强的松龙,每天2 - 3次脉冲剂量500mg - 1000mg静脉注射,给予持续发热,放射学证据显示肺浸润进展,或尽管最初抗病毒-氢化可的松联合治疗仍有呼吸窘迫迹象的患者。

统计分析

采用RT-PCR结果作为因变量,对流行病学、临床、实验室、放射学数据和结果进行双变量分析。连续变量数据用均值和标准差表示。类别变量采用卡方检验,连续变量采用非配对Student t检验。所有死亡的重要因素都有p值<0.1例纳入多因素logistic回归模型,并进行逆向逐步分析,以确定临床结局的独立预测因素。p值<假设0.05(双尾)具有统计学意义。所有分析均采用SPSS 10.0版本软件(SPSS Inc, Chicago, IL)进行。

结果

人口调查结果

入院时,对90例男性患者和128例女性患者进行鼻咽RT-PCR检查(平均年龄39.6±14岁)。除6例外,所有患者均为中国人;两名是印尼人,四名是菲律宾人。21名患者(10%)为医护人员,包括5名临床医生、9名护士、5名病房助理和2名在SARS病房工作的专职医护人员。41名患者(19%)报告在入院前2周内最近去过sars流行地区;最常去的地方是在中国的南部。我们的队列由来自当地住宅小区淘大花园的患者(46.8%)组成。10例(4.6%)患者同时存在一种或多种医学问题:糖尿病(3例)、脑血管病史(4例)、缺血性心脏病(3例)、慢性风湿性心脏病(1例)、肥厚性梗阻性心肌病(1例)、病窦综合征(1例)、慢性乙型肝炎继发肝硬化(1例)、支气管扩张(1例)、终末期肾病(1例)、Sjögren综合征(1例)、鼻咽癌(1例)。淘大花园患者RT-PCR阳性(48%)和阴性(45.7%)的比例无显著差异(p = 0.76)。同样,医护人员(p = 0.28)或同时存在疾病的患者(p = 0.83)的比例也没有显著差异。

rt - pcr结果

数字

症状出现后不同采集时间的逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)阳性率缩略图。

数字.症状出现后不同采样时间逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)阳性率。

入院时取所有患者的NPA样本用于RT-PCR;来自156例(71.6%)患者的样本呈阳性。从发病到标本采集的平均时间为4.4±2.3天。rt - pcr阳性和阴性患者的平均采样时间无显著差异。最佳采样时间为8-10天,14例患者中有13例(92.9%)呈阳性(数字).

症状及化验结果

rt - pcr阳性和阴性病例最常见的临床特征包括发热、寒战、不适、肌痛、咳嗽、僵硬和头痛(表1).在双变量分析中,rt - pcr阳性患者的呼吸短促和头晕明显更高。入院时的生命体征(体温、心率、收缩压和舒张压)两组间相似。常见的实验室检查结果包括贫血,血红蛋白水平<12克/分升(14.7%),淋巴细胞减少,白细胞计数<4 × 109/L(72%),血小板减少,血小板计数<150 × 109血浆钾水平<3.5 mmol/L的低钾血症(41.3%)、血浆钠水平<135 mmol/L的低钠血症(61.5%)、乳酸脱氢酶>230 U/L的升高(46.6%)、丙氨酸转氨酶> 40 U/L的升高(30.8%)、c反应蛋白的升高(77.8%)。通过双变量分析,入院时淋巴减少和乳酸脱氢酶水平升高在rt - pcr阳性和阴性患者之间有显著差异(表2).

血清学检测结果

87例NPA rt - pcr阳性患者和33例rt - pcr阴性患者的配对血清样本间隔10-14天进行血清学检测。在RT-PCR阳性患者中,IFA检测总抗体74例(85.1%),RT-PCR阴性组血清检测阳性25例(75.8%)。结果rt - pcr阳性组13例,rt - pcr阴性组8例为阴性。

影像学检查

210例(96.3%)患者初始胸片异常。65例(41.7%)rt - pcr阳性患者和13例(21%)rt - pcr阴性患者x线片显示双侧胸部受累。74例(47.4%)rt - pcr阳性患者和15例(24.2%)rt - pcr阴性患者存在多灶性影像学累及。通过双变量分析,rt - pcr阴性患者不太可能出现双侧(p = 0.01)和多灶(p = 0.003) x线片异常。

结果

总的30天死亡率为10.1%(22例患者)。52例(23.9%)患者需入ICU, 43例(19.7%)患者需机械通气。在9例(4.1%)患者中,急性肾功能衰竭进一步加重了SARS。与rt - pcr阴性患者相比,rt - pcr阳性患者需要ICU治疗(p = 0.002)、需要机械通气(p = 0.008)、死亡(p = 0.044)的可能性更大(表3).

死亡率的预测因素

入院参数,包括流行病学数据、生命体征、实验室和胸部x线检查结果,分别进行分析。通过双变量分析,与死亡相关的因素是年龄>60岁(p = 0.037)、男性(p = 0.007)、主要的并存疾病(p = 0.001)、呼吸短促(p = 0.005)、>白细胞总数4.0 x 109/L (p = 0.041),双侧胸片受检(p = 0.046), NPA样本RT-PCR阳性(p = 0.034),类固醇脉冲剂量(p = 0.001)。通过多因素分析,NPA样本的30天死亡率的独立预测因子为RT-PCR阳性(比值比[OR] 6.4;95%置信区间[CI] 1.1 ~ 38.0;p = 0.038),入院时呼吸短促(OR 3.9;95% CI 1.2 ~ 12.3;p = 0.02),存在重要的共存条件(OR 13.4;95% CI 3.1 ~ 58.2;P = 0.001),总白细胞计数>4.0 x 109/ l(或,6.94;95% CI 1.18 ~ 41.6;p = 0.033)和甲泼尼松龙脉冲剂量(OR 26.0;95% CI 4.4 ~ 154.8;P = 0.001) (表4).

讨论

总的来说,我们的患者的流行病学背景、临床表现、实验室结果和放射学结果与其他报告相似(3.- - - - - -5).我们队列的临床特征相当不明确,最常见的有发热、发冷、不适和肌痛。我们患者的放射学特征同样是非特异性的。贫血、淋巴减少和血小板减少在入院时很常见。这些症状可能反映了感染引起的周围细胞消耗或骨髓抑制。经常观察到丙氨酸转氨酶、c反应蛋白和乳酸脱氢酶水平的升高;这一发现可能表明广泛的组织损伤。

目前,SARS的定义主要是临床的,诊断是通过排除肺炎和其他已知病因。但是,临床情况相似的患者可能不会被同一种病原体感染,将他们放在同一位置可能会传播感染。不幸的是,隔离每一个患者是不可能的,特别是在一个大的队列中。需要一个早期、快速和可靠的测试。自冠状病毒被确认为非典(SARS)的推定病原后,近2个月来诊断检测迅速增加。然而,血清学检测不能提供早期诊断,因为尽管它们具有显著的特异性,但大约需要3周才能检测出总抗体(2).电子显微镜和病毒培养的灵敏度不够,不方便一般使用。不可避免的是,临床特征仅用于SARS的诊断,尽管该病具有非特异性。

在NPA样本上检测冠状病毒的RT-PCR似乎是早期和明确诊断的最佳支持性检测。但是,该检测的灵敏度各不相同,标准化也没有统一。我们使用的测试是定性的,有很好的敏感性(71.6%)。在我们的研究中,从症状出现到样本收集的平均时间为4.3天。Peiris等人报道,在发病后平均3.2天,RT-PCR的敏感性为32% (3.).在我们的研究中,采样的最佳时间是在症状出现后的第8 ~ 10天。在此期间,90%的样本呈阳性。然而,由于SARS患者的临床和放射学情况在此期间均出现恶化,因此不可能等待8-10天才能作出确切诊断或计划适当的治疗(3.).rt - pcr阳性和阴性患者的平均标本采集时间无显著差异,提示两组患者预后的差异不能用入院前症状持续时间的差异来解释。无论是RT-PCR检测所用引物的差异,还是被另一种试剂感染,如偏肺病毒或衣原体物种(6),也可能导致敏感度的差异,目前尚不清楚。

Peiris等人报道,粪便样本对RT-PCR检测的敏感性为97%(平均14.2天)(3.).在我们的研究中,总阳性率为30%。然而,RT- PCR仅在患者出现腹泻时才对粪便标本进行检测。样品采集时间不一致也可能导致阳性率低。在NPA样本RT-PCR结果阴性的患者中,没有人的粪便样本RT-PCR阳性。因此,在我们的队列中,粪便标本的RT-PCR无法提供冠状病毒感染的早期诊断。

与RT-PCR结果阴性的患者相比,入院时RT-PCR结果阳性的患者在生存、ICU护理和辅助通气方面存在不良结局。因此,压倒性疾病的患者有更多的病毒脱落,这可能更容易被检测到。尽管我们展示了令人满意的敏感性,该试验可能不能提供定量分析的信息。因此,阴性结果可能并不代表患者病毒载量低,反之亦然。定量RT-PCR可以让我们对病毒浓度与疾病进展的相关性有一些了解。Peiris等人报道,定量RT-PCR的病毒复制最大值出现在大约第10天,但临床恶化似乎滞后于这个峰值(3.).虽然我们无法量化最大的病毒脱落,但RT-PCR的最大阳性确实在大约第10天下降。Peiris等人还证实,最初的RT-PCR阳性结果与急性呼吸窘迫综合征的发展没有相关性。然而,在我们的多变量分析模型中,NPA的初始RT-PCR阳性是更糟糕结果的独立预测因子,而不是先前报道的因素,如共存条件(3.- - - - - -5).虽然定量RT-PCR没有对我们患者的样本进行检测,因为当时还没有可用的检测方法,但定性RT-PCR的结果可能会提醒临床医生注意可能的临床恶化,特别是在前一种检测方法还处于普遍使用的初期时。NPA病毒载量与转归的关系有待进一步研究。

与rt - pcr阴性患者相比,rt - pcr阳性患者的临床结果一般较差,胸片显示更多双侧和多灶模糊。在rt - pcr阳性的患者中观察到较高水平的乳酸脱氢酶,这可能表明更广泛的肺组织损伤,与其他预后不良的SARS患者一样(4).rt - pcr阳性患者淋巴细胞计数降低是否意味着更广泛的病毒感染仍有待澄清。在我们的一些患者中,使用脉冲剂量的甲泼尼松龙可导致临床改善和影像学浸润的解决。然而,它的免疫抑制作用也可能使患者易发生二次医院感染和随后的死亡。

如何处理RT-PCR检测的阴性结果是一个问题。根据世界卫生组织(世卫组织)的建议,阴性结果至少有两种可能(7).首先,它可能表明由低病毒载量或不适当的采样时间引起的假阴性结果。第二,另一种传染性或非传染性病原体可能是导致SARS的原因,而不是冠状病毒。最后,入院时RT-PCR结果阴性可能表明病毒通过有效和协调的免疫反应被早期消除。因此,血清学检测在确定SARS感染方面很重要,尽管无法及早作出诊断以促使采取适当的行动。在我们的患者中,RT-PCR和血清学结果一致。以抗体检测为标准时,RT-PCR检测的敏感性为74.7%,这可能与采样技术和时间的差异有关。RT-PCR检测的最佳时间尚不清楚。考虑到rt - pcr阳性但血清学结果阴性的患者,寻找合适采样时间的问题被考虑在内,因为他们认为抗体可以在21天检测到(8),而不是像我们的研究小组那样10-14天。此外,PCR检测可能过于敏感,这可能就是为什么世卫组织建议临床医生通过对原始样本重复检测或在二级实验室检测样本来确认RT-PCR阳性结果,以增加其特异性(8).

8例患者RT-PCR和抗体检测均为阴性;所有这些患者的临床、放射学或生化体征和症状与SARS完全匹配,他们接受了包括利巴韦林和类固醇在内的治疗。其中两例患者也使用了脉冲剂量的类固醇。除了样本时间之外,这些患者可能代表了较轻的疾病谱,很少有抗体刺激或不明显的冠状病毒RNA水平,或者只是感染了冠状病毒以外的病毒。由于服用类固醇,抗体的产生可能受到抑制。

由于RT-PCR检测尚未标准化,其敏感性和特异性仍存在差异,在感染控制和管理方面仍面临临床困境。此外,SARS治疗中的药物争议一直没有得到解决。现时由香港医院管理局建议的治疗指引仍在使用,尽管建议的治疗方法有不良影响(有关建议可于以下网址浏览∶http://www.ha.org.hk/hk/hesd/nsapi/?Mlval=ha_view_content&c_id=122711&lang=E.)Without a reliable and rapid RT-PCR test for diagnosis, patients mislabeled as having SARS will be offered treatment that they do not need.

我们的结果表明,从目前的标准来看,在适当的临床环境中,鼻咽RT-PCR阳性结果应提高SARS的可能性,并应提醒临床医生患者可能的临床恶化。此外,临床医生应考虑重复定性RT-PCR检测或对既往RT-PCR阴性患者进行定量RT-PCR检测。对这类患者的药物治疗可能被拒绝或推迟,特别是在尚未找到有效和可靠的治疗方法的情况下。

曾医生现任玛嘉烈医院传染病科医生。他负责管理SARS在香港爆发期间的病人。

鸣谢

我们感谢玛嘉烈医院内科及老年病科的员工,感谢他们在本港诊治严重急性呼吸系统综合症病人方面的奉献精神;以及卢琳达和陈奕文的秘书工作。

参考文献

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  7. 世界卫生组织.实验室用RT-PCR检测SARS冠状病毒-RNA的建议[2003年4月29日访问].可从:URL:http://www.who.int/csr/sars/coronarecommendations/en/
  8. 世界卫生组织.严重急性呼吸系统综合症(SARS)诊断测试抽样。[2003年4月29日访问].可从:URL:http://www.who.int/csr/sars/sampling/en/#sampling

数字

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DOI: 10.3201 / eid0911.030400

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