脓毒症是感染引起的全身炎症反应综合征,不积极控制体内炎症反应可引起体内环境失衡,导致多脏器功能障碍、休克甚至死亡[1]。急性呼吸窘迫综合征是一种常见的脓毒症相关器官损伤,增加34%～45%的病死率[2]。尽管目前对脓毒症并发ARDS发病机制研究取得一定进展,但是患者预后仍然没有改善。探讨与脓毒症并发ARDS预后密切相关的分子机制十分重要和必要。KL-6是一种新发现的黏液样糖蛋白,特异性表达于支气管上皮细胞和肺泡Ⅱ型细胞,与肺泡上皮细胞损伤有关[3]。可溶性血栓调节蛋白是一种具有抗炎、抗凝和细胞保护作用的内皮蛋白,是内皮损伤的生物标志物,sTM活化可促使中性粒细胞活化介导的肺血管损伤[4]。Clara细胞分泌蛋白-16(Claracellprotein-16,CC-16)是由呼吸上皮细胞中无纤毛的Clara细胞产生的一种功能性蛋白,在慢性上、下气道嗜酸性炎症中具有抗炎作用[5]。KL-6、sTM、CC-16在脓毒症ARDS预后的价值尚不明确,鉴于此本研究检测脓毒症并发ARDS患者血清KL-6、sTM、CC-16水平,探讨其对患者预后的预测价值,以期为临床预防治疗提供参考。

1、资料与方法

1.1临床资料

选择2017-02—2019-02期间我院呼吸科重症监护室收治的脓毒症并发ARDS患者共169例,纳入标准:①2015年欧洲危重病医学会制定脓毒症诊断标准[6];②符合2012年柏林新定义ARDS诊断标准[7];③入住重症监护室治疗时间>48h,均给予机械通气辅助呼吸。排除标准:①心力衰竭或液体过负荷引起呼吸衰竭;②合并其他部位急慢性感染;③既往哮喘、肺气肿、肺部创伤史、肺部感染史、肺癌、肺结核等肺部疾病;④中途转院治疗者。根据入院24h内评估氧合指数(PaO2/FiO2)结果将其分为轻度组(PaO2/FiO2:201～300mmHg,43例),中度组(PaO2/FiO2:101～200mmHg,69例),重度组(PaO2/FiO2≤100mmHg,57例)。所有患者及其家属均知情同意签署同意书,本研究获得我院伦理委员会批准。

1.2血清KL-6、sTM、CC-16检测

所有受试者均入院后24h内采集清晨空腹静脉血5mL,注入促凝试管待血液凝固取上层液于离心管,置于TDZ4-WS低速自动平衡离心机(长沙湘智离心机仪器有限公司)4℃3000r/min离心15min(离心半径10cm),取血清保存于-70℃低温冰箱(美国Thermo公司),48h内完成待检。采用酶联免疫吸附试验检测血清KL-6、sTM、CC-16水平,仪器为瑞士HamiltonFAME全自动酶联免疫分析仪,试剂盒购自美国R&D公司,货号:ML-Elisa-1558。

1.3临床资料收集

临床资料包括年龄、性别、感染部位、脓毒症分级(严重脓毒症、脓毒症休克[7])、基础病史(糖尿病、高血压、高脂血症)、生化指标[总蛋白(totalprotein,TP)、白蛋白(albumin,AIb)、尿素氮(Ureanitrogen,BUN)、血肌酐(Serumcreatinine,SCr)]、血气指标[动脉氧分压(partialarterialoxygen,PaO2)、氧体积分数,动脉二氧化碳分压(partialarterialcarbondioxide,PaCO2)、PaO2/FiO2]、入住ICU24h内SOFA评分、acutephysiologicalandchronichealthevaluation,APACHEⅡ评分、机械通气时间、ICU住院时间。ARDS患者检测血气指标,采用GEMPremier3000(美国)全自动床旁血气分析仪检测,TP、AIb、BUN、SCr,采用Bayer2400型(德国)全自动生化分析仪检测。

1.4预后分析

追踪所有患者入院后28d内生存状况,根据死亡情况将其分为生存组(99例)、死亡组(70例)。

1.5统计学方法

SPSS23.0进行数据分析,正态分布计量资料以x±s表示采用单因素方差分析或本t检验。偏态分布计量资料经自然对数转换后采用MD(P25,P75)表示采用非参数检验。以率(%)表示计数资料采用χ2检验。Logistic逐步回归分析影响脓毒症合并ARDS患者预后的因素。受试者工作特征曲线分析KL-6、sTM、CC-16以及联合KL-6、sTM、CC-16预测脓毒症合并ARDS患者预后的价值,以曲线下面积(areaunderthecurve,AUC)为主要观测指标,并寻找最佳截断值及其敏感度、特异度和约登指数。所有统计均采用双侧检验,检验水准α=0.05。

2、结果

2.1基线资料比较

死亡组年龄、脓毒症休克比例、ARDS重度患者比例、入院24h内SOFA评分、入院24h内APACHEⅡ评分、机械通气时间≥3d比例、ICU住院时间≥10d比例、脏器衰竭个数≥2个比例高于存活组(P<0.05),PaO2/FiO2低于存活组(P<0.05),死亡组、存活组年龄、性别、感染部位、基础疾病、BUN、Scr、TP、Alb、PaO2、FiO2、PaCO2比较均差异无统计学意义(P>0.05),见表1。

表1临床基线资料比较例(%)

2.2血清KL-6、sTM、CC-16水平比较

血清KL-6、sTM、CC-16水平随着ARDS病情严重程度加重而升高(P<0.05),死亡组血清KL-6、sTM、CC-16水平高于存活组(P<0.05),见表2。

2.3影响脓毒症合并ARDS患者预后的Logistic回归分析

构建脓毒症并发ARDS患者预后Logistic回归模型,以脓毒症并发ARDS患者存活状态为因变量(赋值:0=存活,1=死亡),年龄(连续性变量)、脓毒症类型(赋值:1=严重脓毒症,2=脓毒症休克)、ARDS严重程度(赋值:1=轻度,2=中度,3=重度)、入院24h内SOFA评分(连续性变量)、入院24h内APACHEⅡ评分(连续性变量)、机械通气时间(赋值:1=<3d,2=≥3d)、ICU住院时间(赋值:1=<10d,2=≥10d)、脏器衰竭个数(赋值:1=,2=≥2个),PaO2/FiO2(连续性变量)、KL-6(连续性变量)、sTM(连续性变量)、CC-16(连续性变量)为自变量,逐步法排除无关变量(入α=0.05,出α=0.10),校正年龄、性别、基础疾病等混杂因素,最终入院24h内高APACHEⅡ评分、低PaO2/FiO2、高血清KL-6、sTM、CC-16水平是脓毒症并发ARDS患者预后不良的危险因素(P<0.01),见表3。

表2血清KL-6、sTM、CC-16水平差异x¯±s

表3影响脓毒症患者合并ARDS的Logistic回归方程

2.4血清KL-6、sTM、CC-16水平预测脓毒症并发ARDS患者预后的价值分析

KL-6、sTM、CC-16预测脓毒症并发ARDS患者预后的最佳截断值分别为1296.35U/mL(敏感度:71.43%,特异度:71.72%,约登指数:0.43)、124.15μg/L(敏感度:74.29%,特异度:75.76%,约登指数:0.50)、20.35ng/mL(敏感度:67.14%,特异度:68.69%,约登指数:0.36),曲线下面积(areaunderthecurve,AUC)分别为0.698(95%CI:0.613～0.782,P=0.000)、0.750(95%CI:0.672～0.828,P=0.000)、0.670(95%CI:0.587～0.753,P=0.000),基于回归分析计算KL-6+sTM+CC-16预测脓毒症并发ARDS患者预后的值,ROC分析其AUC为0.926(95%CI:0.879～0.972,P=0.000)(敏感度:91.43%,特异度:91.92%,约登指数:0.83)(图1),大于单独KL-6、sTM、CC-16(z=2.645、2.051、2.821,P<0.05)。

3、讨论

随着老龄化、肿瘤发病率增加、侵入性操作增加,我国脓毒症发病率和病死率呈逐年增加趋势。脓毒症可导致危及生命的器官衰竭,其中ARDS是脓毒症严重并发症,显著增加患者死亡风险。脓毒症并发ARDS发病机制尚不十分清楚,炎症反应、免疫损伤、内皮功能紊乱、肺间质纤维化等均涉及脓毒症并发ARDS发病机制,脓毒症全身炎症反应累及肺部,嗜中性粒细胞肺内募集浸润引起的肺损伤是ARDS发病的解剖学基础[8]。明确与肺损伤相关生物学指标将有助于疾病诊断、评估和预后预测。

图1血清KL-6、sTM、CC-16、KL-6+sTM+CC-16预测脓毒症并发ARDS患者预后的ROC图

KL-6是肺泡损伤或肺泡炎症标志物,上皮细胞膜表面S-S键断裂后,KL-6经Ⅱ型肺泡细胞分泌并弥散到肺泡表面以及肺上皮内膜液中,发挥降低肺泡表面张力,防止肺泡萎缩作用[9]。KL-6在单纯性间质性肺炎、过敏性肺炎、肺癌和结核病等多种呼吸系统疾病中水平升高[10]。目前KL-6在脓毒症并发ARDS的作用机制尚不清楚,本研究观察脓毒症并发ARDS患者血清KL-6水平在轻度、中度、重度组逐渐升高,说明随着肺损伤加重肺氧合能力逐渐降低,KL-6合成逐渐增高,提示KL-6参与脓毒症后肺部损伤发生和进展过程,可能的解释为在肺损伤初期Ⅱ型肺泡上皮细胞再生,分泌大量KL-6,KL-6经肺泡渗入血液导致血清浓度升高[11],随着肺损伤加重,KL-6分泌量逐渐增加。通过进一步追踪临床结局发现死亡组血清KL-6水平高于存活组,Logistic回归分析结果显示KL-6水平升高与脓毒症并发ARDS患者不良预后的密切相关。Kondo等[12]报道显示血清KL-6水平升高与ARDS患者确诊后90d生存率有关。以上结果提示KL-6参与了脓毒症并发ARDS患者不良预后的进程,但是具体机制尚不清楚,可能与肺泡上皮细胞持续损伤有关。

sTM是分布于血管内皮细胞的一种跨膜糖蛋白,具有抑制内皮细胞增殖分化、抗炎、抗黏附、维持内皮环境稳定作用[13]。sTM在肺毛细管也有广泛表达,在控制肺部炎症反应和细胞凋亡、减轻肺损伤方面发挥重要作用[14]。ARDS会破坏肺内皮细胞、肺泡上皮完整性,导致内皮损伤增加,本研究发现sTM随着肺损伤程度加重表达逐渐增加,验证了sTM参与脓毒症并发ARDS肺损伤过程。内皮功能障碍与多器官功能障碍综合征发生、ARDS死亡有关[15],本研究死亡组血清sTM水平高于存活组,血清sTM水平升高与ARDS患者28d内病死率升高独立不良预后相关,提示sTM持续升高与脓毒症并发ARDS病情进展和不良预后有关。脓毒症全身炎症反应刺激下中性粒细胞弹性蛋白酶、内毒素和肿瘤坏死因子-α(tumornecrosisfactor-α,TNF-α)诱导内皮细胞释放合成大量sTM以控制肺部炎症反应,但是过度释放的sTM生物利用度降低,并通过激活中性粒细胞和成纤维细胞,破坏内皮完整性,造成肺泡表面活性剂活性降低,加重ARDS患者炎症反应[16]。

CC-16是由肺支气管表面Clara细胞分泌的低分子抗炎蛋白,具有免疫调节、控制氧化应激和炎症反应作用[17]。CC-16表达异常与慢性阻塞性肺疾病[18]、肺损伤[19]等疾病均有关,被认为是支气管细胞功能障碍、肺损伤的可靠血清生物学标志物[18]。CC-16与脓毒症并发ARDS的报道尚不多见,其在脓毒症并发ARDS患者预后的临床意义尚不明确。本研究发现CC-16随着脓毒症并发ARDS肺损伤加重而升高,林锦乐等[20]报道指出血清CC-16水平与ARDS患者肺顺应性降低呈负相关,提示CC-16表达越高,在肺损伤中对肺功能抑制作用反而增加。Park等[18]指出CC-16在慢性阻塞性肺疾病中表达是降低的,且随着肺功能降低而降低,说明CC-16在肺损伤疾病的作用机制尚存有一定争议。本研究观察CC-16与脓毒症并发ARDS短期预后有关,马青等[21]同样发现CC-16水平升高与阻塞性肺疾病患者肺功能降低和病情进展有关。

本研究ROC分析结果显示KL-6、sTM、CC-16对脓毒症并发ARDS患者预后具有一定预测价值,联合KL-6、sTM、CC-16显著提高了对脓毒症并发ARDS预后预测的准确性,说明血清KL-6、sTM、CC-16水平同时升高的脓毒症并发ARDS患者具有更高的死亡风险,监测血清KL-6、sTM、CC-16水平对于预后判断具有一定临床意义。本研究Logistic回归分析结果显示高APACHEⅡ评分、低PaO2/FiO2与脓毒症患者并发ARDS关系密切,APACHEⅡ评分是评估危重病患者预后的常用敏感指标,与重症患者病死率密切相关[22],PaO2/FiO2是评估肺功能和肺疾病进展的综合指标,PaO2/FiO2越低,患者肺损伤越重,病死率越高。

综上所述,血清KL-6、sTM、CC-16水平升高与脓毒症并发ARDS患者病情进展和不良预后密切相关,联合评估KL-6、sTM、CC-16可为脓毒症并发ARDS患者临床预后判断提供更可靠信息,对临床治疗也有一定指导意义。本研究发现脓毒症并发ARDS患者血清KL-6、sTM、CC-16水平明显升高,且与患者病情进展和不良预后有关。KL-6、sTM、CC-16有望成为脓毒症并发ARDS患者预后预测的新潜在生物学指标。KL-6、sTM、CC-16水平可能影响脓毒症并发ARDS患者临床结局,提示抑制KL-6、sTM、CC-16或可作为临床治疗的新思路。

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