中华急诊医学杂志  2019, Vol. 28 Issue (1): 96-100
血清白三烯B4和降钙素原在儿童肺炎病原诊断和危重度判定中的意义
张少雨1 , 吕良1 , 刘秀兰1 , 桑艳锋1 , 张冬梅1 , 刘咏梅1     
1 承德市中心医院儿科 067000
摘要: 目的 通过检测肺炎患儿血清白三烯B4(leukotriene B4, LTB4)、降钙素原(procalcition, PCT)浓度,并进行病原学检测,探讨LTB4、PCT在病原学鉴别中的意义。方法 选择2014年11月至2015年12月在承德市中心医院诊断为肺炎的105例患儿,按病原学或血清免疫学检查分为3组:细菌性肺炎组51例,病毒性肺炎组33例,肺炎支原体肺炎组21例,另选50例健康儿童为对照组。采用ELISA法检测各组患儿血清LTB4和PCT等指标水平。计量数据正态资料以均数±标准差(Mean±SD)描述,采用one-way ANOVA检验进行多组间比较,偏态资料以中位数(四分位数)表示,多组变量比较采用Kruskal-Wallis检验进行分析,以P < 0.05为差异有统计学意义。结果 肺炎组血清LTB4水平(pg/mL)(细菌性、病毒性、支原体肺炎组分别为167.3±17.87、158.53±15.74、163.87±19.85)明显高于健康对照组(86.45±13.66,P < 0.01),但不同病原体肺炎组之间血清LTB4水平比较差异无统计学意义(P > 0.05)。肺炎组患儿血清PCT水平(ng/mL)(细菌性、病毒性、支原体肺炎组分别为1.19±0.54、0.14±0.09、0.21±0.13)明显高于健康对照组(0.04±0.03,P < 0.01);细菌性肺炎组血清PCT水平高于病毒性及支原性肺炎组(P < 0.01);但病毒性与支原体肺炎组比较,PCT水平差异无统计学意义(P > 0.05)。Pearson线性相关分析显示血清LTB4水平与体温、住院天数、WBC计数、中性粒细胞百分数呈正相关,相关系数r分别为0.940、0.924、0.945、0.993(均P < 0.01),采用等级相关分析计算spearman相关系数显示血清LTB4水平与小儿危重病评分之间存在负相关(r=-0.954,P < 0.01)。血清PCT浓度同样与体温、住院天数、WBC计数、中性粒细胞分数呈正相关,相关系数r分别为0.978、0.961、0.939、0.978 (均P < 0.01)。PCT水平与小儿危重病评分(PCIS)之间呈负相关(r=-0.972,P < 0.01)。重症肺炎PCT、LTB4、CRP、WBC水平均高于普通肺炎组,差异有统计学意义(P < 0.01)。进行重症肺炎不同评分组间对比,组间在血清LTB4水平差异有统计学意义(F=19.23,P < 0.01),血清PCT水平差异有统计学意义(F=13.24,P < 0.01),而在CRP、WBC水平差异无统计学意义(P > 0.05)。结论 测定肺炎患儿血清白三烯B4水平有助于多种类型肺炎严重度的评估,血清PCT水平变化有助于小儿细菌性肺炎的早期诊断和病情严重程度的评估。
关键词: 肺炎     儿童     白三烯B4     降钙素原     细菌感染    

肺炎(pneumonia)是小儿时期的常见病和多发病,严重威胁着小儿身心健康[1]。在治疗过程中普遍存在抗生素的滥用及其引发的细菌耐药问题[2]。如何在疾病早期快速判断感染类型十分重要。传统的白细胞计数(WBC)、血沉(ESR)、C反应蛋白(CRP)等虽有参考价值,但无特异性[3]。近年来发现,在全身感染性疾病的辅助诊断方面,血清降钙素原(procalcition, PCT)具有高敏感性和高特异性,不仅能早期鉴别细菌性或非细菌性感染,且与感染的严重程度呈正相关[4]。白三烯B4(leukotriene B4, LTB4)是白三烯家族成员之一,是强有力的中性粒细胞趋化因子[5]。目前认为,在多种慢性气道炎症中,均有局部或全身LTB4表达水平异常[6-7]

但LTB4在病毒性和细菌性下呼吸道感染时的变化目前尚无一致看法。本研究通过检测肺炎患儿血清PCT、LTB4浓度,并比较外周血WBC计数、血清CRP及病原学检测,探讨它们在病原学鉴别中的意义, 试图寻找更实用、简便的细菌性炎症的诊断方法,从而为抗生素的应用提供更可靠的参考依据。

1 资料与方法 1.1 一般资料

选择2014年11月至2015年12月在承德市中心医院住院诊断为肺炎的患儿为研究对象,纳入标准:⑴符合《诸福棠实用儿科学》小儿肺炎诊断标准[2];即有发热、咳嗽、气促、呼吸困难和肺部固定中、细湿啰音或有肺实变体征,肺部影像学检查有炎性浸润影;⑵除外结核感染;⑶能成功取得下呼吸道合格痰标本和血标本;⑷征得患儿家长同意并签署知情同意书。排除标准: ⑴支气管异物继发肺炎者;⑵有免疫缺陷或使用免疫抑制剂者;⑶有支气管哮喘及其他过敏性疾病者;⑷除外混合感染所致肺炎。

1.2 研究方法 1.2.1 标本的采集

痰标本采集采用电动低负压气管内吸痰或支气管肺泡灌洗术采痰法(broncho-alveolar lavage, BAL),由专人操作。痰液标准由于采集方法的不同可能影响培养结果,因此要求痰涂片在显微镜下计数,白细胞 > 25个/低倍镜、鳞状上皮 < 10个/低倍镜,或鳞状上皮细胞:白细胞 < 10:25则判断抽取的痰液合格,尚可进行接种培养。血液标本的采集需让所有受试者于清晨空腹状态下进行,分离血清置-20 ℃低温冰箱保存待检。

1.2.2 病原学检测

在细菌培养中, 由于婴幼儿这两种标本容易污染,所以以培养菌量在(++)以上、呈优势菌生长者作为选取对象。痰液标本病原学诊断标准符合下列两条之一:⑴经筛选的痰液连续2次分离到相同病原体;⑵痰液细菌定量培养分离病原菌数≥106cfu/mL。ELISA法检测血清腺病毒、呼吸道合胞病毒、EB病毒和肺炎支原体抗体IgM。痰或支气管肺泡灌洗液培养51例阳性,其中链球菌感染27例,大肠埃希菌3例,肠杆菌2例,肺炎克雷伯菌2例,流感嗜血杆菌12例,金黄色葡萄球菌4例,鲍曼不动菌1例,同时做血培养均阴性。病毒抗体测定33例阳性,其中呼吸道合胞病毒10例,流感病毒4例,EB病毒4例,腺病毒8例,副流感病毒4例,巨细胞病毒1例,H1N1甲型流感病毒2例,痰培养和(或)血培养阴性。肺炎支原体抗体阳性21例,痰培养和(或)血培养阴性。

1.2.3 LTB4和PCT检测

LTB4检测采用免疫吸附法(ELISA),检测试剂盒为美国Assay Designs, Inc.公司产品;PCT检测采用酶联免疫吸附法(ELISA)定量检测,试剂盒由美国ADL公司生产。

1.2.4 病情严重程度的评价

根据中华医学会儿科学分会呼吸学组制定[8]的标准,重度肺炎诊断标准:婴幼儿腋温≥38.5℃,RR≥70次/min(除外发热、哭闹等因素影响),胸壁吸气性凹陷,鼻扇,发绀,间歇性呼吸暂停、呼吸呻吟,拒食;年长儿腋温≥38.5℃, RR≥50次/min,(除外发热、哭闹等因素影响),鼻扇,发绀,呼吸呻吟,有脱水征象。对重度肺炎患儿进行小儿危重病评分(PCIS)[9]。PCIS以心率、血压、呼吸、动脉氧分压、pH、血钠、血钾、血尿素氮(或肌酐)、血红蛋白、胃肠系统10项生命体征及生化检验结果为依据,其分值与病情严重程度密切相关,分值越低,病情越重,死亡风险越大。其中重症肺炎患儿48例,PCIS评分 > 80分为19例(细菌性肺炎12例,病毒性肺炎2例,支原体肺炎5例);分值80~71分为15例(细菌性肺炎10例,病毒性肺炎1例,支原体肺炎4例),分值< 70分为14例(细菌性肺炎8例,病毒性肺炎1例,支原体肺炎5例)。

1.3 统计学方法

应用SPSS 22.0统计分析软件进行数据处理。各组计量数据正态资料以均数±标准差(Mean±SD)描述,采用one-way ANOVA检验进行多组资料的分析,采用LSD-t检验进行两组资料间的比较。偏态资料以中位数(四分位数)[M(P25, P75)]表示, 多组变量比较采用Kruskal-Wallis检验进行分析,两组变量间比较采用Mann-Whitney U检验。连续变量进行Pearson线性相关分析其相关性,对PCIS评分与其他变量关系采用Spearman等级相关进行分析。以P < 0.05为差异有统计学意义。

2 结果 2.1 肺炎患儿与对照组儿童一般资料比较

共收集到肺炎住院患儿105例, 男61例,女44例,年龄1个月~10岁,其中48例为重症肺炎。105例患儿分为3组:细菌性肺炎组51例,病毒性肺炎组33例,肺炎支原体肺炎组21例,主要根据病原学或血清免疫学检查确诊。另设对照组50例,为同期我院健康体检小儿。男33例,女17例,年龄1个月~11岁。各组年龄、性别、病程间具有可比性,见表 1

表 1 肺炎组与对照组儿童一般资料的对比
分组 例数 男性 女性 年龄(岁,Mean±SD) 病程(d,Mean±SD
例(%) 例(%)
细菌感染组 51 30(58.82) 21(41.18) 4.90±3.08 5.87±4.57
病毒感染组 33 18(54.55) 15(45.46) 4.36±3.13 6.19±4.94
支原体感染组 21 13(61.90) 8(38.10) 4.62±3.16 7.52±2.46
对照组 50 33(66.00) 17(34.00) 4.65±3.49
统计值 0.616 1.37 0.93
P 0.893 0.437 0.494
  注:性别构成比为χ2检验; 其余两项为方差分析; 各组间比较,性别构成,年龄,病程差异无统计学意义(P > 0.05)
2.2 不同病原体肺炎患儿血清PCT、LTB4的变化

肺炎组患儿血清LTB4水平(pg/mL)(细菌性、病毒性、及支原体肺炎组分别为167.30±17.87、158.53±15.74、163.87±19.85)与健康对照组比较(86.45±13.66)差异有统计学意义(F=25.13,P < 0.01)。肺炎组LTB4浓度高于健康对照组(P < 0.01), 但不同病原体肺炎组之间血清LTB4浓度比较差异无统计学意义(P > 0.05),见表 2

表 2 不同病原体肺炎患儿血清PCT、LTB4、CRP、WBC的变化
组别 例数 PCT
(ng/mL)
LTB4
(pg/mL)
CRP
(mg/mL)
WBC
(×109)
细菌肺炎组 51 1.19±0.54c 167.30±17.87b 31.82 (23.42, 43.62)b 9.26±5.89b
病毒肺炎组 33 0.14±0.09b 158.53±15.74b 4.40 (1.78, 10.06)a 5.53±3.00a
支原体肺炎组 21 0.21±0.13b 163.87±19.85b 26.22 (3.20, 71.54)b 7.14±2.87a
对照组 50 0.04±0.03a 86.45±13.66a 3.96 (1.07, 8.86)a 7.17±1.30a
统计值 25.13 252.58 99.23 4.62
P < 0.01 < 0.01 < 0.01 < 0.05
  注:PCT、LTB4和WBC(正态资料)采用one-way ANOVA检验进行分析;CRP(偏态资料)采用Kruskal-Wallis检验进行分析。与对照组PCT水平比较,aP < 0.01、bP < 0.01;与对照组LTB4水平比较,bP < 0.01;与对照组CRP比较,bP < 0.01;与对照组WBC水平比较,bP < 0.05

肺炎组患儿血清PCT水平(ng/mL)(细菌性、病毒性及支原体肺炎分别为1.19±0.54、0.14±0.09、0.21±0.13)高于健康对照组(0.04±0.03), 差异有统计学意义(F=252.58,P < 0.01);组间比较显示,细菌性肺炎组血清PCT水平高于病毒性及支原性肺炎组(P < 0.01);病毒性与支原体肺炎比较,血清PCT水平差异无统计学意义(P > 0.05),见表 2

肺炎组患儿血清CRP水平与对照组比较,差异有统计学意义(H=99.23,P < 0.01),病毒性肺炎组与对照组比较,CRP水平差异无统计学意义(P > 0.05),见表 2

2.3 肺炎组血清PCT、LTB4相关因素分析

Pearson线性相关分析患者血清LTB4、PCT浓度与体温、住院天数、WBC计数等之间的关系。结果显示,血清PCT浓度与体温、住院天数、WBC计数、中性粒细胞分数呈显著正相关,相关系数r分别为0.978、0.961、0.939、0.978(均P < 0.01)。采用等级相关分析,计算Spearman相关系数,血清PCT水平与肺炎危重病评分呈显著负相关(r=-0.972,P < 0.01)。同样,血清LTB4水平与体温、住院天数、WBC计数、中性粒细胞分数也呈显著正相关,相关系数r分别为0.940、0.924、0.945、0.993(均P < 0.01),与肺炎危重病评分之间存在显著负相关(r=-0.954,P < 0.01),见表 3

表 3 肺炎组儿童血清PCT、LTB4相关因素分析
指标 r
体温 住院天数 WBC计数 中性粒细胞分数 PCIS
LTB4 0.940 0.924 0.945 0.993 -0.954
PCT 0.978 0.961 0.939 0.978 -0.972
  注:均P < 0.01
2.4 重症肺炎与普通肺炎患儿血清PCT、LTB4、CRP、WBC的对比

重症肺炎组患儿PCT(ng/mL)、LTB4(pg/mL)、WBC(×109)水平(1.05±0.64、173.07±16.95、9.75±5.30)均高于普通肺炎组(0.34±0.19、156.11±14.83、5.91±3.71),差异有统计学意义(t=6.36,P < 0.01;t=5.47,P < 0.01;t=4.23,P < 0.01);重症肺炎组血清CRP水平与普通肺炎组对比,差异有统计学意义(Z=686.00,P < 0.01),见表 4

表 4 重症肺炎组与普通肺炎组患儿PCT、LTB4、CRP、WBC水平比较
组别 例数 PCT
(ng/mL)
LTB4
(pg/mL)
CRP
(mg/mL)
WBC
(×109)
重症肺炎组 48 1.05±0.64a 173.07±16.95a 33.52 (13.12, 77.32)a 9.75±5.30a
普通肺炎组 57 0.34±0.19 156.11±14.83 17.35 (2.12, 27.99) 5.91±3.71
统计值 6.36 5.47 686.00 4.23
P < 0.01 < 0.01 < 0.01 < 0.01
  注:PCT、LTB4和WBC(正态资料)采用t检验,CRP(偏态资料)采用Mann-Whitney U检验进行比较;与普通肺炎组比较,aP < 0.01
2.5 重症肺炎患儿不同评分组间PCT、LTB4、CRP、WBC对比

三组不同评分患儿血清PCT水平差异有统计学意义(F=13.24,P < 0.01),两两比较差异均有统计学意义(P < 0.01或P < 0.05)。三组患儿血清LTB4水平差异有统计学意义(F=19.23,P < 0.01),两两比较差异均有统计学意义(P < 0.05或P < 0.01)。三组患儿CRP、WBC差异无统计学意义(H=1.59,P=0.452;F=1.16,P=0.323),见表 5

表 5 不同PCIS评分肺炎患儿PCT、LTB4、CRP、WBC水平比较
组别 例数 PCT
(ng/mL)
LTB4
(pg/mL)
CRP
(mg/mL)
WBC
(×109)
> 80分组(Ⅰ) 19 0.61±0.36 161.33±14.05 28.51 (12.54, 55.72) 8.47±4.82
80~71分组(Ⅱ) 15 1.07±0.34a 176.03±14.79a 35.72 (12.31, 92.47) 9.96±4.88
< 70分组(Ⅲ) 14 1.62±0.71bc 185.83±11.97bc 37.49 (17.70, 91.60) 11.28±5.71
统计值 13.24 19.23 1.59 1.16
P < 0.01 < 0.01 0.452 0.323
  注:PCT、LTB4和WBC(正态资料)采用单因素方差进行分析;CRP(偏态资料)采用Kruskal-Wallis检验。与Ⅰ组比较aP < 0.05,bP < 0.01;与Ⅱ组比较,cP < 0.05;未标者代表差异无统计学意义
3 讨论

小儿肺炎是儿科临床常见的感染性疾病之一。发病早期病原微生物的确定很困难。PCT是降钙素(calcitonin, C7T)的前体肽[10],是重要的炎症标志物之一,它是由116个氨基酸组成的糖蛋白,相对分子质量约13 000。与其他炎症介质不同,PCT在体内稳定性好,采集后室温数小时不受影响,而且血清PCT浓度不受一些自身免疫性疾病如类风湿病的影响,这一点优于其他一些炎症指标[11]。自1993年Assicot等[12]报道了严重细菌感染者血中PCT水平升高后,近几年来国外已将PCT的检测广泛应用于各种感染性疾病的诊断,认为是一项有潜在诊断价值、敏感的诊断指标[13-15]。本研究中细菌性肺炎时血清PCT水平明显高于病毒性和支原体肺炎(P < 0.01),提示血清PCT水平是反映细菌感染的敏感指标。血清PCT水平与肺炎危重度评分呈显著负相关(r=-0.972,P < 0.01),提示PCT与肺炎病情严重度存在关联,病情越重其PCT水平越高,故认为血清PCT水平变化有助于小儿细菌性肺炎的早期诊断和病情严重程度的评估。

白三烯B4(LTB4)是强有力的中性粒细胞趋化因子,最初由Borgeat等于1978年从体外培养的中性粒细胞内分离纯化获得,LTB4主要来源于活化的巨噬细胞和中性粒细胞;血小板、肥大细胞、气道上皮细胞在炎症反应中亦可生成少量的LTB4,具有趋化与活化炎症细胞的作用[16-17],还可与中性粒细胞结合,促进细胞内钙离子流动, 加速细胞脱颗粒,释放溶菌酶、弹性蛋白酶等多种酶类及氧自由基[18-19]

另外,LTB4有收缩气道及肺组织、损伤微循环的作用[20]。既往曾有研究认为肺炎患儿测定LTB4有一定临床意义[21]。本文通过对105例不同病原体所致肺炎患儿急性期血清LTB4浓度和50例健康体检儿比较,差异有统计学意义(P < 0.01),因此推断LTB4可能直接参与了肺炎患儿的病理生理过程,但不同病原体肺炎组之间血清LTB4浓度比较差异无统计学意义(P > 0.05),说明血清LTB4水平变化不能判定何种病原感染,这可能与不同病原体引起肺部感染时存在类似的炎症细胞浸润过程有关,LTB4是炎症发生的一个中间环节,并非结果。同时,本研究相关分析显示,血清LTB4水平与肺炎的危重病评分(PCIS)呈负相关,进一步行重症肺炎患儿不同评分组间LTB4水平差异有统计学意义(P < 0.01),病情危重的Ⅱ组较Ⅰ组差异有统计学意义(P < 0.05),病情极危重的Ⅲ组较Ⅰ组差异有统计学意义(P < 0.01),呈现出PCIS评分越高,病情越重,LTB4水平越高的特点,因此认为,血清LTB4水平变化可用于肺炎严重程度的评估,病情越重LTB4升高越明显。

综上所述,本文通过对不同病原肺炎儿童的PCT、LTB4水平进行测定,证实了血清LTB4和PCT对病原学及危重度评估的价值,具有较好的临床实用性。研究中也存在一定不足,此研究为单中心研究,重症肺炎病例数较少,将来研究中可进一步扩大样本量,对LTB4在重症肺炎中的意义进行深入研究。

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