NLR, MLR, PLR und RDW zur Vorhersage des Ergebnisses und zur Unterscheidung zwischen viraler und bakterieller Pneumonie auf der Intensivstation

Wissenschaftliche Berichte Band 12, Artikelnummer: 15974 (2022) Diesen Artikel zitieren

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Das Verhältnis von Neutrophilen zu Lymphozyten (NLR), das Verhältnis von Monozyten zu Lymphozyten (MLR), das Verhältnis von Blutplättchen zu Lymphozyten (PLR) und die Verteilungsbreite der roten Blutkörperchen (RDW) sind neue Biomarker zur Vorhersage der Ergebnisse bei Patienten auf der Allgemeinstation. Allerdings ist ihre Rolle bei der Prognose kritisch erkrankter Patienten mit Lungenentzündung unklar. Insgesamt wurden 216 erwachsene Patienten über einen Zeitraum von zwei Jahren eingeschlossen. Sie wurden in virale und bakterielle Lungenentzündungsgruppen eingeteilt, wie sie durch das Influenza-A-Virus bzw. Streptococcus pneumoniae repräsentiert werden. Demografische Daten, Ergebnisse und Laborparameter wurden analysiert. Die prognostische Aussagekraft der Blutparameter wurde anhand der jeweiligen Fläche unter der Receiver Operating Characteristic Curve (AUROC) bestimmt. Die Leistung wurde anhand des APACHE IV-Scores verglichen. Die Unterscheidungsfähigkeit bei der Unterscheidung viraler und bakterieller Ätiologien wurde untersucht. Bei 111 bzw. 105 Patienten wurden virale und bakterielle Lungenentzündungen festgestellt. Bei der Vorhersage der Krankenhausmortalität war der APACHE IV-Score im Vergleich zu allen untersuchten Blutparametern der beste prognostische Score (AUC 0,769, 95 %-KI 0,705–0,833). In der Klassifizierungsbaumanalyse war der APACHE IV-Score (angepasstes P = 0,000, χ2 = 35,591) der signifikanteste Prädiktor für die Krankenhausmortalität. Mechanische Beatmung war bei Patienten mit niedrigen APACHE IV-Scores ≤ 70 mit einer höheren Krankenhausmortalität verbunden (angepasstes P = 0,014, χ2 = 5,999). Bei Patienten mit hohen APACHE IV-Scores > 90 waren ein Alter > 78 (angepasstes P = 0,007, χ2 = 11,221) und Thrombozytopenie (Thrombozytenzahl ≤ 128, angepasstes P = 0,004, χ2 = 12,316) ein Hinweis auf eine höhere Krankenhausmortalität. Der APACHE IV-Score ist allen untersuchten Blutparametern bei der Vorhersage der Krankenhausmortalität überlegen. Der einzige Entzündungsmarker mit vergleichbarer prognostischer Leistung wie der APACHE IV-Score ist die Thrombozytenzahl nach 48 Stunden. Allerdings gibt es keinen idealen Biomarker zur Unterscheidung zwischen viraler und bakterieller Lungenentzündung.

Das vollständige Blutbild wird häufig zur Beurteilung einer Sepsis herangezogen, wobei der Schwerpunkt auf der Anzahl der weißen Blutkörperchen (WCC) und dem Vorliegen einer Linksverschiebung oder Bandämie liegt1. Allerdings ist ein abnormaler WCC selbst bei Patienten mit Bakteriämie2 kein empfindlicher Marker. Obwohl eine Bandämie empfindlicher für die Identifizierung einer okkulten Bakteriämie ist2, führt die technische Notwendigkeit einer manuellen Zellzählung zu einer erheblichen Verzögerung bei der Diagnose3. Auch die Bandämie-Reaktion selbst unterliegt einer Verzögerung und tritt erst einen Tag nach der klinischen Infektion auf1. Diese Störfaktoren haben zu einer Suche nach wirksameren Markern geführt, die bei der Beurteilung von Infektionen helfen können.

Das Neutrophilen-zu-Lymphozyten-Verhältnis (NLR) ist ein leicht verfügbarer Marker, der aus dem Blutbild als Verhältnis der absoluten oder relativen Neutrophilen- und Lymphozytenzahlen abgeleitet wird. Als Reaktion auf physiologischen Stress werden endogene Katecholamine und Cortisol freigesetzt, was zu einem Anstieg der Neutrophilen und einem Rückgang der Lymphozyten führt4,5. Darüber hinaus kommt es bei Sepsis zu einer Lymphozyten-Apoptose, die zu Lymphopenie6 und einem erhöhten NLR führt. Diese Reaktion erfolgt umgehend innerhalb von 4 bis 8 Stunden nach einem akuten Insult7, wodurch die NLR der Leukozytose oder Bandämie überlegen ist, wenn es darum geht, eine akute Erkrankung rechtzeitig abzubilden.

Studien haben einen Zusammenhang zwischen NLR und Patientenergebnissen bei septischen und bakteriämischen Patienten in der Notaufnahme und auf der Allgemeinstation8,9,10,11,12 sowie bei akutem Koronarsyndrom, akuter Pankreatitis und rheumatischen Erkrankungen13,14,15 gezeigt ,16,17,18,19,20,21,22. Ihre prognostische Bedeutung auf der Intensivstation bleibt jedoch ungewiss. Ähnlich wie beim NLR werden das Monozyten-zu-Lymphozyten-Verhältnis (MLR), das Thrombozyten-zu-Lymphozyten-Verhältnis (PLR) und die Verteilungsbreite der roten Blutkörperchen (RDW) als entzündliche Biomarker bei einer Vielzahl von Erkrankungen beschrieben und bewertet.

Der Einsatz von NLR kann auch diagnostische Bedeutung haben. Bei bakteriellen Infektionen entwickeln sich Neutrophilie und Bandämie, was zu einem Anstieg des NLR führt. Ein höherer NLR kann darauf hinweisen, dass eine Infektion bakteriellen und nicht viralen Ursprungs ist.

Ziel unserer Studie war es, (1) die prognostische Genauigkeit dieser einfachen Biomarker bei der Vorhersage der Krankenhaussterblichkeit im Vergleich zum Acute Physiology and Chronic Health Evaluation (APACHE) IV-Score und (2) ihre diagnostische Aussagekraft bei der Differenzierung von Lungenentzündungsursachen zu bewerten.

Diese retrospektive Analyse wurde vom 1. Januar 2017 bis zum 30. Juni 2019 im Pamela Youde Nethersole Eastern Hospital (PYNEH), einem regionalen Krankenhaus mit 1700 Betten in Hongkong, durchgeführt. Eingeschlossen wurden Patienten, die mit Influenza A oder Pneumokokken-Pneumonie auf die Intensivstation in PYNEH aufgenommen wurden. Patienten mit einer Koinfektion durch Viren und Bakterien, unter 18 Jahren und mit unzureichenden Daten wurden ausgeschlossen. Es wurde eine retrospektive Analyse von Krankenakten, Daten in klinischen Managementsystemen und klinischen Informationssystemen (IntelliVue Clinical Information Portfolio, Philips Medical, Amsterdam, Niederlande) durchgeführt.

Das primäre Ergebnis war die Fähigkeit des NLR, die Krankenhaussterblichkeit vorherzusagen. Sekundäre Ergebnisse waren die Fähigkeit von MLR, PLR und RDW, die Krankenhaussterblichkeit vorherzusagen, und die diagnostische Leistung von NLR, MLR, PLR und RDW bei der Unterscheidung zwischen viraler und bakterieller Lungenentzündung. Die in die Studie einbezogenen Laborparameter wurden aus dem vollständigen Blutbild (CBC) 0 und 48 Stunden nach der Aufnahme ermittelt. Der Delta-Wert wurde durch Subtrahieren der Daten bei 0 Uhr von den Daten bei 48 Uhr erhalten.

Demografische Daten, klinische Ergebnisse und Laborparameter wurden zwischen Krankenhausüberlebenden und Nichtüberlebenden sowie Patienten mit viraler und bakterieller Lungenentzündung verglichen. Kategoriale Variablen werden als Anzahl der Fälle und Prozentsätze ausgedrückt, kontinuierliche Variablen als Median ± Interquartilbereich (IQR). Die univariate Analyse für kategoriale Variablen wurde je nach Bedarf unter Verwendung des exakten Fisher-Tests oder des Pearson-Chi-Quadrat-Tests durchgeführt. Kontinuierliche Variablen wurden mit dem Mann-Whitney-U-Test oder dem Student-t-Test verglichen. Variablen mit P < 0,1 in der univariaten Analyse wurden in die multivariate Analyse einbezogen. Eine logistische Regressionsanalyse mit schrittweiser Rückwärtseliminierung wurde verwendet, um unabhängige Prädiktoren für die Krankenhausmortalität zu bewerten. AP < 0,05 wurde als signifikant angesehen.

Der Vergleich der prognostischen und diagnostischen Genauigkeit von Variablen wurde anhand von ROC-Kurven (Receiver Operating Characteristic) durchgeführt. Die Fläche unter der Receiver Operating Characteristic Curve (AUROC) wurde im Bereich von 0,5 bis 1,0 berechnet. Höhere Werte zeigen eine größere Macht des diskriminierenden Ergebnisses.

Zur Identifizierung von Prädiktoren für die Krankenhaussterblichkeit wurde ein Klassifizierungsbaummodell verwendet. Diese Data-Mining-Methode klassifiziert die untersuchte Population anhand von Werten unabhängiger Variablen mithilfe nichtparametrischer Tests in Untergruppen abhängiger Variablen. Die Aufteilungsmethode wird als erschöpfender automatischer Chi-Quadrat-Interaktionsdetektor (CHAID) bezeichnet. Die Analyse wurde schrittweise mit dem Pearson-Chi-Quadrat-Test durchgeführt. Die Variable mit dem kleinsten Bonferroni-bereinigten p-Wert und der signifikantesten Aufteilung wurde ausgewählt. Es wurden Knoten erstellt, die die Gruppenunterschiede im Ergebnis maximierten. Ein Endknoten wurde erstellt, wenn die Anzahl der untergeordneten Knoten unter 2 lag oder wenn der kleinste angepasste p-Wert unbedeutend war. Alle Analysen wurden mit dem Statistical Package for Social Sciences für Windows, Version 27.0 (SPSS, Chicago, USA) durchgeführt.

Die Stichprobengröße wurde auf der Grundlage eines durchschnittlichen AUROC von 0,688 (durchschnittlicher AUROC aus 3 Studien: 0,74623, 0,69524 und 0,62225) für das Neutrophilen-Lymphozyten-Verhältnis (NLR) bei der Vorhersage der Krankenhausmortalität berechnet. Bei einem Typ-I-Fehler von 0,05, einer Trennschärfe von 80 % und einer erwarteten Sterblichkeitsrate von 12,5 % betrug die berechnete Stichprobengröße 189.

Diese Studie wurde vom Hong Kong East Cluster Ethics Committee der Hospital Authority (HKECREC-2020-071) genehmigt, das aufgrund des retrospektiven Charakters der Studie auch auf die Notwendigkeit einer schriftlichen Einverständniserklärung verzichtete. Alle Methoden wurden in Übereinstimmung mit den relevanten Richtlinien und Vorschriften durchgeführt.

Insgesamt wurden in den angegebenen zwei Jahren 216 Patienten aufgenommen. Ihre Ausgangsmerkmale und klinischen Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt. Das Durchschnittsalter betrug 69 Jahre (Interquartilbereich 59–80). Der mittlere APACHE IV-Score betrug 91 (63–115). Der mittlere APACHE IV-Score zur Vorhersage des Sterberisikos betrug 0,39 (0,16–0,66). Der Großteil der Bevölkerung (83,3 %, 180/216) erlitt einen septischen Schock. 69 % (149/216) der Patienten wurden mechanisch beatmet und 34,3 % (74/216) benötigten eine Nierenersatztherapie. Die mittlere Verweildauer auf der Intensivstation (ICU) und im Krankenhaus betrug 4 (1,8–9,7) bzw. 13,3 (7,0–28,8).

Eine univariate Analyse (Tabelle 1) zeigte, dass Diabetes mellitus (43,2 % vs. 26,7 %, P = 0,015) häufiger bei Patienten mit viraler Pneumonie auftrat. Im Vergleich dazu entwickelten Patienten mit bakterieller Lungenentzündung häufiger einen septischen Schock (94,3 % vs. 73 %, P < 0,001).

Die gesamte Krankenhaussterblichkeitsrate der eingeschlossenen Bevölkerung betrug 31 % (n = 67). Die univariate Analyse (Tabelle 2) zeigte, dass Nichtüberlebende im Krankenhaus älter waren (Median 78 vs. 65, P < 0,001) und mit größerer Wahrscheinlichkeit an einer chronischen Nierenerkrankung oder einem Nierenversagen im Endstadium litten (70,1 % vs. 39,6 %, P < 0,001). ) und hämatologische Malignität (10,4 % vs. 3,4 %, P = 0,051). Nichtüberlebende im Krankenhaus hatten auch höhere APACHE IV-Scores (110 vs. 79, P < 0,001), der APACHE IV-Score prognostizierte das Sterberisiko (0,61 vs. 0,26, P < 0,001) und bei diesen Patienten war die Wahrscheinlichkeit eines septischen Schocks höher ( 92,5 % vs. 79,2 %, P = 0,017), erhielten mechanische Beatmung (83,6 % vs. 62,4 %, P = 0,002), benötigten eine Nierenersatztherapie (47,8 % vs. 28,2 %, P = 0,008) und kürzere Krankenhausaufenthalte Aufenthalt (11,1 vs. 14,1, P = 0,012).

Eine univariate Analyse der Laborparameter (Tabelle 2) zeigte, dass die Lymphozyten bei 0 Stunden und 48 Stunden und ihr Delta sowie die Monozyten bei 48 Stunden und die Blutplättchen bei 0 Stunden und 48 Stunden und ihr Delta bei Nichtüberlebenden signifikant niedriger waren. NLR nach 48 Stunden und sein Delta und RDW nach 0 und 48 Stunden waren bei Nichtüberlebenden signifikant höher.

Die prognostische Aussagekraft der in der univariaten Analyse identifizierten signifikanten Parameter wurde mit dem APACHE IV-Score verglichen, und APACHE IV prognostizierte das Sterberisiko anhand der ROC-Analyse (Tabelle 3). APACHE IV prognostizierte das Sterberisiko (AUC 0,776, 95 %-KI 0,713–0,84) und der APACHE IV-Score (AUC 0,769, 95 %-KI 0,705–0,833) hatte die höchste Unterscheidungsfähigkeit für die Vorhersage der Krankenhausmortalität. Unter den Laborparametern, die bei der Vorhersage der Krankenhausmortalität beurteilt wurden, schnitten die Blutplättchen nach 48 Stunden am besten ab (AUC 0,721, 95 %-KI 0,643–0,798).

Variablen, die in der anfänglichen univariaten Analyse mit der Krankenhausmortalität assoziiert waren (P < 0,1) (Tabelle 2), wurden in die multivariate Analyse einbezogen. Tabelle 4 zeigt die logistische Regressionsanalyse der Prädiktoren der Krankenhausmortalität. Zu den unabhängigen Prädiktoren für die Krankenhaussterblichkeit gehörten das Alter (Odds Ratio 1,052, P = 0,001), der APACHE IV-Score (OR 1,020, P = 0,001), das RDW nach 48 Stunden (OR 1,268, P = 0,011) und das Delta-NLR (OR 1,019, P =). 0,051) und Thrombozytenzahl bei 0 h (OR 0,994, P = 0,013). Der Hosmer-Lemeshow-Test wurde verwendet, um die Anpassungsgüte statistischer Modelle sicherzustellen, mit einem ap-Wert von 0,814, was auf eine gute Kalibrierung und Modellanpassung hinweist.

Die Zusammensetzung der 5 Parameter in Tabelle 4 wurde als Modell 1 bezeichnet. Abbildung 1 vergleicht die prognostische Leistung von Modell 1 und dem APACHE IV-Score durch ROC-Analyse. Modell 1, das aus fünf unabhängigen Prädiktoren besteht, zeigte eine Überlegenheit bei der Vorhersage der Krankenhausmortalität (AUC 0,830, 95 %-KI 0,772–0,888) gegenüber dem APACHE IV-Score allein (AUC 0,769, 95 %-KI 0,705–0,833).

ROC-Kurven (Receiver Operating Characteristic) zum Vergleich der Leistung des APACHE IV-Scores und Modell 1. Modell 1 (logistisches Regressionsmodell aus Tabelle 4): AUROC 0,830, 95 %-KI 0,772–0,888. APACHE IV-Score: AUROC 0,769, 95 %-KI 0,705–0,833.

Das Klassifizierungsbaummodell (Abb. 2) wurde angewendet, um bestimmende Faktoren zu analysieren, die die Krankenhaussterblichkeit vorhersagen. Der signifikanteste Prädiktor war der APACHE IV-Score (angepasstes P = 0,000, χ2 = 35,591). Bei Patienten mit APACHE-IV-Scores ≤ 70 war die Krankenhaussterblichkeit bei denjenigen, die eine mechanische Beatmung benötigten, erhöht (angepasstes P = 0,014, χ2 = 5,999, Krankenhaussterblichkeitsrate von 14 % vs. 0 % im Vergleich zu denen, die keine mechanische Beatmung benötigten). Bei Patienten mit APACHE IV-Scores > 90 und einem Alter > 78 (angepasstes P = 0,007, χ2 = 11,221) erreichte die Krankenhaussterblichkeitsrate 67,4 %. Bei Patienten mit einem APACHE IV-Score > 90 und einem Alter ≤ 78 Jahren wurde die Thrombozytenzahl (angepasstes P = 0,004, χ2 = 12,316) zu einem wichtigen Bestimmungsfaktor für die Mortalität. Patienten mit Thrombozytenzahlen ≤ 128 nach 0 Stunden hatten eine höhere Krankenhaussterblichkeit (59,3 % vs. 16,7 %) als Patienten mit Thrombozytenzahlen > 128.

Klassifizierungsbaumanalyse für Prädiktoren der Krankenhausmortalität.

Patienten mit viraler Pneumonie hatten nach 48 Stunden eine geringere Anzahl weißer Blutkörperchen (WCC) (9,9 vs. 13,6, P < 0,001), nach 48 Stunden eine niedrigere Neutrophilenzahl (8,8 vs. 11,6, P = 0,001) und eine geringere Delta-Verteilungsbreite der roten Blutkörperchen ( RDW, 0,2 vs. 0,3, P = 0,013) als Patienten mit bakterieller Pneumonie (Tabelle 5). In der ROC-Kurvenanalyse (Receiver Operating Characteristic) dieser Parameter (Tabelle 6) hatte WCC nach 48 Stunden (AUC 0,648; 95 % KI 0,572–0,722) eine größere Fähigkeit, virale von bakterieller Pneumonie zu unterscheiden als Neutrophile nach 48 Stunden (AUC 0,627). , 95 %-KI 0,552–0,702) und Delta-RDW (AUC 0,594, 95 %-KI 0,518–0,670). Abbildung 3 zeigt die jeweiligen ROC-Kurven dieser Parameter.

ROC-Kurven (Receiver Operating Characteristic) zum Vergleich der diagnostischen Leistung von Laborparametern bei der Unterscheidung viraler und bakterieller Lungenentzündung.

Der NLR wurde aufgrund seiner Fähigkeit, Zustände extremen physiologischen Stresses zu identifizieren, als Marker für den Schweregrad und die Prognose untersucht. Seine Anwendung findet in großem Umfang bei verschiedenen Krankheiten und Beschwerden statt, darunter bei rheumatischen Erkrankungen13,22, akuter Lungenembolie21,26, akutem Koronarsyndrom14,20 und akuter Pankreatitis27. Der Einsatz von NLR zur Vorhersage des Schweregrads einer ambulant erworbenen Pneumonie (CAP) wurde intensiv untersucht28. Es wurde gezeigt, dass seine Leistung mit dem Pneumonia Severity Index (PSI)29,30, CURB-6530, WCC und CRP30,31 vergleichbar ist. Frühere Studien haben gezeigt, dass NLR ein hilfreicher Prognosemarker für Patienten mit Sepsis12,24,32,33 und allgemein für kritisch kranke Bevölkerungsgruppen ist23,34,35. Es gibt jedoch kaum Literatur zu seiner Verwendung bei der Prognose kritisch kranker CAP-Patienten. Nach unserem besten Wissen ist unsere Studie die erste, die den Einsatz von NLR bei Lungenentzündungspatienten auf der Intensivstation untersucht. Wir konnten in unserer kritisch kranken Kohorte keinen signifikanten Unterschied in der NLR zwischen Überlebenden und Nicht-Überlebenden nachweisen. Daher kann NLR ein nützliches Screening-Instrument zur Stratifizierung von CAP-Patienten vor der Aufnahme auf die Intensivstation sein, hat jedoch nur begrenzten Wert für die Prognose der kritisch kranken Bevölkerung.

Eine interessante Beobachtung aus unserer Studie war die Verwendung von Delta-NLR bei der Vorhersage der Krankenhaussterblichkeit. Wir stellten bei Nichtüberlebenden ein signifikant höheres Delta-NLR fest als bei Überlebenden (3,8 vs. 0,0, P = 0,016), was auf einen Anstieg des NLR von 0 Stunden (Median 10,7, IQR 5,5–17,9) auf 48 Stunden (Median 15,4) zurückzuführen war , IQR 9,4–31,4). Dieser anhaltende Anstieg oder das Fehlen einer Verbesserung des NLR deutete auf ein Versagen der Behandlung im Krankheitsverlauf hin und war somit ein Indikator für eine schlechte Prognose. Unsere Ergebnisse stimmten mit früheren Studien überein, die ähnliche Beobachtungen hatten36,37.

NLR hat aufgrund seiner diagnostischen Genauigkeit bei Sepsis, Lungenentzündung und Bakteriämie große Aufmerksamkeit erhalten7,8,9,10,11,38. Mehrere Studien haben gezeigt, dass NLR mit AUROC-Werten zwischen 0,7 und 0,778,9,10,11 zumindest ein mäßiger Prädiktor für eine Bakteriämie ist. Im Vergleich zu anderen Biomarkern, darunter C-reaktives Protein (CRP) und Procalcitonin (PCT), zeigt NLR eine gute Korrelation und vergleichbare Leistung bei der Diagnose bakterieller Sepsis in der Notfallversorgung. In der kritisch kranken Bevölkerung scheinen CRP und PCT der NLR bei der Diagnose von Sepsis überlegen zu sein39,40,41,42. Es gibt jedoch nur begrenzte Literatur zu seiner Verwendung zur Bestimmung der zugrunde liegenden mikrobiologischen Ätiologie. Unsere Studie untersuchte die Verwendung von NLR bei der Unterscheidung zwischen viraler und bakterieller Lungenentzündung und stellte zu unserer Enttäuschung fest, dass sie dem WCC unterlegen ist. Nur zwei pädiatrische Studien haben NLR bei der Differenzierung von bakterieller und viraler Pneumonie untersucht und dabei durchweg seine schlechte Unterscheidungskraft gezeigt43,44. Eine mögliche Erklärung ist, dass NLR den physiologischen Stress eines Patienten im kritischen Zustand widerspiegelt, unabhängig von der mikrobiologischen Ätiologie. Nach unserem besten Wissen ist unsere Studie die erste, die den Einsatz von NLR bei der Unterscheidung zwischen viraler und bakterieller Lungenentzündung bei erwachsenen Schwerkranken untersucht.

Monozyten sind Leukozyten, die aus Vorläufern im Knochenmark entstehen und als Reaktion auf mikrobielle Reize über den Blutkreislauf in entzündetes Gewebe rekrutiert werden. Eine weitere Differenzierung entweder in Makrophagen oder dendritische Zellen unterstützt die wirksame mikrobielle Beseitigung an infizierten Stellen45,46. Die Mobilisierung von Monozyten in den peripheren Kreislauf führt zu einem erhöhten MLR. Das MLR hat sich bei der Prognose rheumatischer Erkrankungen47, maligner Erkrankungen48, koronarer Herzkrankheiten49, Schlaganfall50 und Guillain-Barre-Syndrom51 als nützlich erwiesen. Kürzlich wurde sein Einsatz bei verschiedenen Infektionen untersucht, darunter Cellulitis52, Atemwegsvirusinfektionen53, Lungenentzündung29,54,55 und Bakteriämie56.

Die Rolle des MLR als Prädiktor für das klinische Ergebnis wurde bei Patienten mit Klebsiella-Pneumonie54 untersucht. Er korreliert positiv mit der Mortalität und fungiert als unabhängiger Prädiktor für eine schwere Klebsiella-Pneumonie mit einem AUROC von 0,888 bei einem optimalen MLR-Grenzwert von 0,665. Eine solch positive Korrelation zwischen MLR und Krankenhaussterblichkeit konnten wir in unserer Studie nicht reproduzieren. Der abweichende Befund kann durch die Wahl von Pneumokokken als repräsentativem Bakterium in unserer Studie erklärt werden, im Gegensatz zu Klebsiella, einem gramnegativen Organismus. Die Verwendung von MLR wurde von Djordjevic et al.56 überprüft, die bei Patienten mit gramnegativen Blutkulturen signifikant höhere MLR-Werte fanden als bei Patienten mit grampositiven Blutkulturen.

MLR kann auch bei der Diagnose bakterieller und viraler Infektionen hilfreich sein. Huang et al. berichteten über eine zufriedenstellende diagnostische Leistung von MLR bei der Unterscheidung zwischen Patienten mit ambulant erworbener Pneumonie und gesunden Probanden29. Merekoulias et al. beobachteten Monozytose, Lymphopenie und damit ein verringertes Lymphozyten-zu-Monozyten-Verhältnis (entspricht einem erhöhten MLR) bei ambulanten Patienten, die während der H1N1-Pandemie mit dem Influenzavirus infiziert waren53. Anschließend schlugen die Autoren vor, das Lymphozyten-zu-Monozyten-Verhältnis als Screening-Instrument für Influenzavirus-Infektionen zu verwenden, insbesondere in Zeiten, in denen der mikrobiologische Schnelltest sehr gefragt ist.

Den oben genannten Studien zufolge kann MLR Patienten mit Lungenentzündung oder Influenzaviren wirksam von gesunden Probanden unterscheiden. Allerdings ist seine Fähigkeit, zwischen den beiden Arten von Infektionen zu unterscheiden, fraglich. In unserer Kohorte unterschieden sich die Monozytenzahl, die Lymphozytenzahl und die MLR nicht signifikant zwischen der Virus- und der Bakteriengruppe. Daher zeigte MLR keinen signifikanten diagnostischen Wert bei der Unterscheidung zwischen viraler und bakterieller Pneumonie. Bisher gibt es keine Literatur zur Verwendung von MLR zur Unterscheidung verschiedener Arten von Lungenentzündungen.

Zusätzlich zu ihrer primären Rolle bei der Hämostase sind Blutplättchen für die adaptive Immunität und die Auslösung einer Entzündungsreaktion von entscheidender Bedeutung57. Bei CAP-Patienten wurde eine starke Korrelation zwischen der Thrombozytenzahl und der Krankenhausmortalität nachgewiesen58,59,60. In Übereinstimmung mit früheren Studien zeigten wir, dass Nicht-Überlebende sowohl nach 0 als auch nach 48 Stunden signifikant niedrigere Thrombozytenzahlen aufwiesen als Überlebende. Die Vorhersageleistung der Thrombozytenzahl nach 48 Stunden (AUROC 0,721) war mit dem APACHE IV-Score (AUROC 0,769) vergleichbar und erzielte in unserer Studie die beste Leistung aller Blutparameter.

PLR wird zunehmend als Indikator für den Entzündungsprozess anerkannt und hat nachweislich einen guten prognostischen Wert bei Patienten mit Krebserkrankungen61, akutem Myokardinfarkt15 oder stabiler koronarer Herzkrankheit62. Seine Verwendung bei der Prognose wurde auf die schwerkranke und septische Bevölkerung ausgeweitet, wie Studien belegen, die einen Zusammenhang zwischen PLR und der Verweildauer auf der Intensivstation63 und sogar der Krankenhaussterblichkeit64,65 belegen. Unsere Studie konnte einen solchen Zusammenhang zwischen PLR und Krankenhausmortalität nicht nachweisen. Der Unterschied in der Stichprobengröße der Kohorten kann ein wesentlicher Faktor sein, der zu den inkonsistenten Ergebnissen beiträgt.

Die Verteilungsbreite der roten Blutkörperchen (RDW) misst die Variabilität der Größe der roten Blutkörperchen (RBC). Es wurden auch signifikante Zusammenhänge zwischen RDW und Patienten mit Sepsis und ambulant erworbener Pneumonie nachgewiesen66,67,68,69,70,71. Zur Erklärung des Zusammenhangs zwischen erhöhtem RDW und Entzündungsstatus wurden mehrere Mechanismen vorgeschlagen. Es wurde gezeigt, dass proinflammatorische Zytokine wie Interleukin-1β, Interleukin-6 und Tumornekrosefaktor-α das Überleben roter Blutkörperchen verkürzen72. Die Produktion von Erythropoietin und die Differenzierung erythroider Vorläuferzellen werden unterdrückt73. Die kompensatorische Freisetzung der größeren vorzeitigen Erythrozyten, sogenannte Retikulozyten, in den Kreislauf führt zu einem erhöhten RDW.

Bei der Bewertung als prognostischer Marker bei septischen Patienten in der Notaufnahme wurde festgestellt, dass RDW signifikant mit der 30-Tage-Mortalität assoziiert ist69,71. Unsere Studie konnte nachweisen, dass RDW ein unabhängiger Prädiktor für die Mortalität in der kritisch kranken Bevölkerung ist. Abgesehen vom absoluten Wert des RDW wurde auch dessen Veränderung vom Ausgangswert bis 72 Stunden nach der Aufnahme bei schwer septischen Patienten in der Notaufnahme untersucht68 und es wurde festgestellt, dass es sich um einen unabhängigen Prädiktor für die Krankenhausmortalität handelt. In unserer Studie wurde der Delta-RDW bewertet, definiert als die Veränderung vom Ausgangswert bis 48 Stunden nach der Aufnahme, und wir haben das Ergebnis des Delta-RDW nicht als unabhängigen Prädiktor für die Mortalität reproduziert. Zu unserer Überraschung zeigte Delta-RDW jedoch eine marginale diagnostische Fähigkeit bei der Unterscheidung zwischen viraler und bakterieller Pneumonie (AUROC 0,594). Unseres Wissens liegen bisher keine Studien zum Zusammenhang zwischen RDW-Werten und der Ätiologie von CAP vor.

Unsere Studie weist mehrere Einschränkungen auf. Erstens handelte es sich um eine Single-Center-Studie mit einer begrenzten Stichprobengröße, was die Generalisierbarkeit und Zuverlässigkeit der Ergebnisse beeinträchtigte. Weitere Studien mit größeren Stichprobengrößen können hilfreich sein. Zweitens handelte es sich um eine retrospektive Studie, die möglicherweise durch Selektionsverzerrungen verfälscht wurde. Drittens haben wir Streptococcus pneumoniae als repräsentativen Organismus für bakterielle Lungenentzündung und Influenza A für virale Lungenentzündung ausgewählt. Daher stellen unsere Ergebnisse möglicherweise keine bakterielle und virale Lungenentzündung dar, die durch andere Organismen als Pneumokokken und Influenza A verursacht wird. Viertens haben wir keine neuartigen Biomarker wie C-reaktives Protein (CRP) und Procalcitonin (PCT) einbezogen, die ausführlich untersucht wurden und erwies sich als hilfreich bei der Prognose kritisch kranker septischer Patienten. Diese Marker waren zu Beginn unseres Studienzeitraums in unserem Krankenhaus nicht ohne weiteres verfügbar und wurden daher nicht zum Vergleich der untersuchten Biomarker herangezogen. Fünftens kann die Behandlung einer Lungenentzündung einen positiven oder negativen Einfluss auf den Wert der untersuchten hämatologischen Marker haben und somit die Bewertung der diagnostischen Wirksamkeit dieser Marker beeinflussen. Schließlich haben wir Patienten mit einem immungeschwächten Zustand nicht ausgeschlossen, beispielsweise Patienten, die über einen längeren Zeitraum Kortikosteroide einnehmen, und solche, die mit dem humanen Immundefizienzvirus (HIV) infiziert sind. Diese Faktoren können die Grundzahl der Neutrophilen und damit das Verhältnis von Neutrophilen zu Lymphozyten erheblich beeinflussen und zu Verwirrungen bei der Interpretation dieser Biomarker führen. Darüber hinaus haben wir Patienten mit aktiven hämatologischen Malignomen (5,6 %) in unsere Studie einbezogen. Der Einsatz von NLR wurde in dieser Population nicht validiert und die Ergebnisse sollten mit Vorsicht interpretiert werden.

Bei der Vorhersage des Ergebnisses kritisch erkrankter CAP-Patienten ist die prognostische Aussagekraft des APACHE IV-Scores allen untersuchten Blutparametern überlegen. Die Hinzufügung weiterer Faktoren, die unabhängige Prädiktoren für die Mortalität sind, zum APACHE IV-Score stärkt seine prognostische Aussagekraft weiter. Der APACHE IV-Score ist jedoch durch die Notwendigkeit mehrerer klinischer und Laborparameter begrenzt, was als weniger praktisch erachtet wird als Parameter, die direkt aus einem einfachen vollständigen Blutbild abgeleitet werden. In unserer Kohorte wurde festgestellt, dass der einzige einfache Biomarker mit vergleichbarer prognostischer Leistung wie der APACHE IV-Score gemäß ROC-Analyse die Thrombozytenzahl nach 48 Stunden war. Weitere Studien sollten durchgeführt werden, um den Einsatz anderer neuartiger Entzündungsmarker wie CRP und PCT bei kritisch kranken Patienten mit Lungenentzündung zu untersuchen. Die Verwendung mehrerer zusammengesetzter Biomarker, einschließlich CRP und PCT, anstelle einzelner Biomarker sollte ebenfalls in Betracht gezogen und deren Vorhersagekraft mit der des APACHE IV-Scores verglichen werden.

Bei der Bestimmung der Ätiologie einer Lungenentzündung bei kritisch kranken Patienten weist kein einzelner Biomarker eine gute diagnostische Genauigkeit auf.

Die während der aktuellen Studie verwendeten und/oder analysierten Datensätze sind auf begründete Anfrage beim jeweiligen Autor erhältlich.

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Abteilung für Intensivpflege, Pamela Youde Nethersole Eastern Hospital, 3 Lok Man Road, Chai Wan, Sonderverwaltungszone Hongkong, China

Wincy Wing-Sze Ng, Sin-Man Lam, Wing-Wa Yan und Hoi-Ping Shum

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WWSN half bei der Konzeption der Studie, der Datenerfassung, Dateninterpretation, dem Verfassen des Manuskripts und seiner kritischen Überprüfung. SML und WWY halfen bei der kritischen Durchsicht des Manuskripts. HPS half bei der Analyse und Interpretation der Daten und überprüfte das Manuskript kritisch.

Korrespondenz mit Wincy Wing-Sze Ng.

Die Autoren geben an, dass keine Interessenkonflikte bestehen.

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Nachdrucke und Genehmigungen

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Eingegangen: 05. Mai 2022

Angenommen: 13. September 2022

Veröffentlicht: 24. September 2022

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-022-20385-3

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