李福興，王黎，樊玉娟，謝可心，程明璟，張玉琳，趙衛(wèi)東*

1大理大學(xué)臨床醫(yī)學(xué)院，云南大理 671000；2大理大學(xué)第一附屬醫(yī)院檢驗(yàn)科，云南大理 671013

膿毒癥為機(jī)體對(duì)感染的反應(yīng)失調(diào)而導(dǎo)致的危及生命的器官功能障礙[1]。膿毒癥患者一般早期即合并貧血，其癥狀隨住院時(shí)間延長(zhǎng)而加重，且膿毒癥相關(guān)性貧血的發(fā)病機(jī)制相對(duì)復(fù)雜，使得治療更為棘手，病死率更高[2-4]。隨著研究的深入，人們對(duì)膿毒癥發(fā)病機(jī)制中微量元素代謝紊亂的認(rèn)識(shí)也日益加深[5]。鐵是機(jī)體必需的微量元素，參與DNA合成、能量生產(chǎn)及免疫功能等生物過(guò)程[6]。眾多研究表明，鐵可能是一種有用的生物標(biāo)志物，可用于評(píng)估膿毒癥的嚴(yán)重程度，并能預(yù)測(cè)疾病的結(jié)局[7-11]。

膿毒癥相關(guān)性貧血往往合并鐵代謝紊亂[12]，但鐵代謝指標(biāo)變化與膿毒癥預(yù)后之間的關(guān)系尚不明確，已有研究表明鐵代謝指標(biāo)可作為膿毒癥預(yù)后的預(yù)測(cè)因素[13-14]。通常，血漿鐵蛋白(儲(chǔ)存鐵)在缺鐵性貧血時(shí)降低，但在膿毒癥急性期升高[15]。但也有研究發(fā)現(xiàn)，血清鐵蛋白既不能預(yù)測(cè)小兒膿毒癥患者的器官功能障礙，也不能預(yù)測(cè)其病死率[16]。此外，炎癥與鐵代謝之間的相互作用可能會(huì)干擾膿毒癥患者其他炎癥性貧血的相關(guān)參數(shù)，并使鐵代謝變化更為復(fù)雜。目前關(guān)于膿毒癥患者早期鐵代謝的變化趨勢(shì)、缺鐵對(duì)機(jī)體的進(jìn)一步影響及其與膿毒癥患者預(yù)后的關(guān)系研究相對(duì)較少，補(bǔ)充鐵劑對(duì)膿毒癥患者炎癥性貧血的治療效果如何仍存在爭(zhēng)議。本研究探討了血清鐵在膿毒癥患者診斷及預(yù)后評(píng)估中的臨床價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象及分組 回顧性分析2018年9月-2019年9月大理大學(xué)第一附屬醫(yī)院重癥監(jiān)護(hù)室(ICU)收治的85例膿毒癥患者的臨床資料，所有患者均符合膿毒癥新指南Sepsis 3.0中的診斷標(biāo)準(zhǔn)[17]。另納入同期入住我院ICU且性別、年齡均匹配的非膿毒癥患者50例作為對(duì)照組。根據(jù)28 d生存情況將膿毒癥患者分為死亡組(n=34)與生存組(n=51)。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)患者年齡＜18歲或＞80歲；(2)合并急性心腦血管事件、各系統(tǒng)惡性腫瘤及嚴(yán)重血液??；(3)孕婦及哺乳期婦女；(4)既往病史不明確，影響序貫器官衰竭評(píng)分(SOFA)的準(zhǔn)確評(píng)估；(5)伴有人類(lèi)免疫缺陷病毒(HIV)感染及自身免疫性疾病，使用免疫抑制藥物及細(xì)胞毒性藥物等；(6)伴有影響血清鐵蛋白濃度的基礎(chǔ)疾病，如各種原因?qū)е碌氖а?、消化性潰瘍、鉤蟲(chóng)病及混合痔等。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)(批號(hào)DFY20180625)。

1.2 臨床資料收集 利用醫(yī)院信息系統(tǒng)(Hospital Information System，HIS)查閱并收集兩組患者的臨床病歷資料，記錄兩組的一般資料[年齡、性別及體重指數(shù)(BMI)等]、臨床表現(xiàn)(生命體征、感染途徑、并發(fā)癥及住院天數(shù)等)，并計(jì)算入院時(shí)的SOFA評(píng)分。

1.3 實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)檢測(cè) 收集研究對(duì)象入住ICU 24 h內(nèi)的外周靜脈血，保存于含有肝素或乙二胺四乙酸的采血管中，以3500 r/min離心10 min，將血清分裝于-80 ℃冰箱凍存?zhèn)錂z。采用流式細(xì)胞術(shù)[BD FACSCalibur流式細(xì)胞儀(美國(guó)BD Bioscience公司)]檢測(cè)白細(xì)胞介素-1β(IL-1β)水平；采用XN-9000自動(dòng)血細(xì)胞分析儀(日本Sysmex公司)測(cè)量白細(xì)胞(WBC)、中性粒細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、單核細(xì)胞、紅細(xì)胞(RBC)、血紅蛋白(Hb)、血細(xì)胞比容(HCT)及血小板(PLT)水平；采用Burgess Hill全自動(dòng)免疫分析儀(英國(guó)Roche Diagnostic公司)檢測(cè)降鈣素原(PCT)水平；采用全自動(dòng)蛋白分析儀(德國(guó)DIASYS公司)檢測(cè)C反應(yīng)蛋白(CRP)水平；采用7600 Series自動(dòng)生化分析儀(日本HITACHI公司)檢測(cè)總膽紅素(TBI)、肌酐(Cr)、尿素氮(BUN)、鐵蛋白、血清鐵、轉(zhuǎn)鐵蛋白(TRF)、總鐵結(jié)合力(TIBC)及轉(zhuǎn)鐵蛋白飽和度(Tfs)水平。

1.4 血清鐵對(duì)膿毒癥診斷效能及預(yù)后判斷的評(píng)估價(jià)值 采用受試者工作特征(ROC)曲線評(píng)估血清鐵對(duì)膿毒癥的診斷效能以及各指標(biāo)對(duì)膿毒癥預(yù)后的判斷價(jià)值；采用Spearman相關(guān)分析判斷血清鐵與各變量間的相關(guān)性；采用Cox風(fēng)險(xiǎn)模型分析膿毒癥患者的預(yù)后危險(xiǎn)因素。根據(jù)約登指數(shù)選取血清鐵對(duì)膿毒癥患者28 d病死率的最佳預(yù)測(cè)閾(cut-off)值，以血清鐵水平的截?cái)嘀?2.5 μmol/L)為界，將85例膿毒癥患者分為兩組，其中≥2.5 μmol/L組65例，<2.5 μmol/L組20例，采用Kaplan-Meier生存分析比較兩組28 d病死率，并用log-rank法比較生存曲線的差異。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 采用SPSS 20.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。計(jì)數(shù)資料以例(%)表示，組間比較采用χ2檢驗(yàn)或Fisher確切概率法；符合正態(tài)分布的計(jì)量資料以±s表示，兩組比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)；不符合正態(tài)分布的計(jì)量資料以M(Q1，Q3)表示，兩組比較采用Mann-WhitneyU檢驗(yàn)。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 兩組一般資料比較 85例膿毒癥患者中，革蘭陰性菌感染37例，革蘭陽(yáng)性菌感染48例；發(fā)生膿毒癥休克者20例，未發(fā)生膿毒癥休克者65例。與對(duì)照組比較，膿毒癥組收縮壓、血氧飽和度明顯降低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；兩組年齡、性別、BMI、體溫、呼吸、心率、舒張壓差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)(表1)。

表1 對(duì)照組與膿毒癥組一般資料比較Tab.1 Comparison of the general information between control group and sepsis group

2.2 兩組臨床指標(biāo)比較 與對(duì)照組比較，膿毒癥組紅細(xì)胞計(jì)數(shù)、血紅蛋白、血小板、血清鐵、轉(zhuǎn)鐵蛋白飽和度、入住ICU時(shí)間等指標(biāo)均降低，總膽紅素、肌酐、降鈣素原水平及SOFA評(píng)分均升高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；兩組其余實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)(表2)。

表2 對(duì)照組與膿毒癥組臨床指標(biāo)比較Tab.2 Comparison of the clinical indicators between control group and sepsis group

2.3 血清鐵對(duì)膿毒癥的診斷效能評(píng)估 血清鐵診斷膿毒癥的ROC曲線下面積(AUC)為0.71(95%CI

0.62～0.79)，診斷敏感度為34.1%，特異度為100.0%(圖1)。

圖1 血清鐵對(duì)膿毒癥診斷效能評(píng)估的ROC曲線Fig.1 Receiver operating characteristic curves of serum iron diagnosed for sepsis

2.4 血清鐵對(duì)膿毒癥預(yù)后的評(píng)估價(jià)值

2.4.1 生存組與死亡組一般資料比較 兩組合并糖尿病患者比例、BMI、舒張壓、血氧飽和度等差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；年齡、性別、生命體征(體溫、呼吸、心率、收縮壓)、病因、并發(fā)癥(高血壓、慢性阻塞性肺疾病)等差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)(表3)。

表3 膿毒癥生存與死亡患者一般資料比較Tab.3 Comparison of the general information between survival group and non-survival group

2.4.2 生存組與死亡組臨床指標(biāo)比較 與生存組相比，死亡組C反應(yīng)蛋白、降鈣素原、SOFA評(píng)分、IL-1β均升高，紅細(xì)胞計(jì)數(shù)、血紅蛋白、血清鐵、轉(zhuǎn)鐵蛋白飽和度均降低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。其余實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)及入住ICU天數(shù)等差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05，表4)。

表4 膿毒癥生存與死亡患者臨床指標(biāo)比較Tab.4 Comparison of the clinical indicators between survival group and non-survival group

2.4.3 膿毒癥預(yù)后相關(guān)危險(xiǎn)因素的Cox回歸分析 Spear man相關(guān)分析表明，血清鐵與I L-1β呈負(fù)相關(guān)(r=-0.51，P<0.001)，與紅細(xì)胞計(jì)數(shù)(r=-0.0 1，P=0.8 9 9)、血紅蛋白(r=-0.0 7，P=0.5 4 8)、C R P(r=-0.1 4，P=0.1 9 1)、PCT(r=-0.09，P=0.413)、SOFA評(píng)分(r=-0.03，P=0.795)等無(wú)明顯相關(guān)性。單因素Cox回歸分析結(jié)果顯示，糖尿病、SOFA評(píng)分高、CRP、PCT及IL-1β等是膿毒癥預(yù)后的危險(xiǎn)因素，BMI、舒張壓、血氧飽和度、血清鐵、轉(zhuǎn)鐵蛋白飽和度等是膿毒癥預(yù)后的保護(hù)因素；進(jìn)一步行多因素Cox回歸分析發(fā)現(xiàn)，體溫、SOFA評(píng)分、CRP、PCT、IL-1β是膿毒癥預(yù)后的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，BMI、血氧飽和度是膿毒癥預(yù)后的保護(hù)因素(表5)。

表5 膿毒癥預(yù)后相關(guān)危險(xiǎn)因素的Cox回歸分析Tab.5 Cox regression analysis for risk factors of sepsis prognosis

2.4.4 ROC曲線分析各指標(biāo)判斷膿毒癥預(yù)后的價(jià)值

ROC曲線分析結(jié)果顯示，IL-1β判斷膿毒癥預(yù)后的價(jià)值最高，AUC最大，診斷敏感度為64.7%，特異度為68.6%；其次為SOFA評(píng)分和血清鐵(表6)。

表6 各指標(biāo)判斷膿毒癥患者預(yù)后的ROC曲線分析結(jié)果Tab.6 Receiver operating characteristic analysis for laboratory indexes of sepsis prognosis

2.4.5 生存曲線分析 生存分析結(jié)果顯示，血清鐵<2.5 μmol/L的膿毒癥患者的28 d病死率高于血清鐵≥2.5 μmol/L的患者，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.003，圖2)。

圖2 不同血清鐵水平患者生存曲線比較Fig.2 Comparison of Kaplan-Meier survival curves of patients with different serum iron levels

3 討 論

鐵是參與微生物生長(zhǎng)過(guò)程的一種重要元素，大多數(shù)微生物的致病作用依賴(lài)于鐵，一些細(xì)菌(如大腸埃希菌、肺炎克雷伯菌)已經(jīng)進(jìn)化出從宿主鐵結(jié)合蛋白(如轉(zhuǎn)鐵蛋白)中清除鐵的能力[7-8]。生理情況下，鐵穩(wěn)態(tài)受鐵調(diào)素的嚴(yán)格調(diào)控，在膿毒癥期間，鐵代謝會(huì)發(fā)生改變，包括增加細(xì)胞內(nèi)鐵的運(yùn)輸及吸收，減少鐵的輸出，這是機(jī)體對(duì)抗病原體的一種保守策略。雖然細(xì)胞內(nèi)鐵過(guò)載已被證實(shí)具有一定保護(hù)作用，但隨著病情的發(fā)展，其可能會(huì)導(dǎo)致機(jī)體發(fā)生氧化損傷及細(xì)胞死亡(例如細(xì)胞焦亡、鐵死亡)[9-11]。

目前關(guān)于鐵代謝紊亂與膿毒癥之間的關(guān)系研究仍較少，血清鐵在膿毒癥中的作用尚存在爭(zhēng)議。本研究發(fā)現(xiàn)，膿毒癥患者血清鐵水平明顯低于非膿毒癥患者，且膿毒癥死亡組RBC、Hb及血清鐵水平顯著低于生存組，提示膿毒癥患者早期即存在因血清鐵下降導(dǎo)致的貧血及鐵代謝紊亂[18]，而低鐵環(huán)境可能是機(jī)體限制細(xì)菌生長(zhǎng)、減少感染所做出的防御性反應(yīng)[7]。但也有研究表明機(jī)體嚴(yán)重缺鐵會(huì)增加血流感染的風(fēng)險(xiǎn)[19]。Jiang等[15]發(fā)現(xiàn)，入住ICU后的第1、3、7天，死亡組的血清鐵水平均低于存活組，與本研究結(jié)果一致。本研究還發(fā)現(xiàn)，血清鐵水平<2.5 μmol/L的膿毒癥患者28 d病死率高于血清鐵≥2.5 μmol/L的患者，原因可能是血清鐵水平降低使缺鐵性貧血的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)增加，治療更為棘手，故預(yù)后更差。有研究報(bào)道，膿毒癥合并嗜血細(xì)胞綜合征(hemophagocytic syndrome，HPS)患者的血清鐵及鐵蛋白水平升高，血清鐵蛋白最高可達(dá)10 000 ng/ml[20]。HPS相對(duì)罕見(jiàn)且危及生命，主要特征為極端免疫激活導(dǎo)致高細(xì)胞因子血癥及多器官系統(tǒng)損傷[21]，當(dāng)膿毒癥患者檢測(cè)到較高的血清鐵及鐵蛋白水平時(shí)，應(yīng)根據(jù)其他HPS標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)估，一旦合并HPS，患者預(yù)后往往很差，更應(yīng)及早進(jìn)行干預(yù)及治療。

血清鐵在膿毒癥中的作用機(jī)制尚未明確。有研究表明，膿毒癥中多器官功能衰竭可能是由于早期的高炎癥“細(xì)胞因子風(fēng)暴”所致[22]，其中，促炎因子IL-1β可促進(jìn)炎癥級(jí)聯(lián)反應(yīng)，進(jìn)一步誘導(dǎo)多種炎性因子的表達(dá)，參與膿毒癥的發(fā)病[23]。在本研究中，膿毒癥死亡組的IL-1β表達(dá)水平明顯升高。Mera等[24]也發(fā)現(xiàn)，膿毒癥死亡患者血漿IL-1β濃度高于存活患者，并呈持續(xù)上升趨勢(shì)，提示死亡組具有更高的炎癥水平。另外，IL-1β通過(guò)上調(diào)鐵調(diào)素的表達(dá)在炎癥性貧血中發(fā)揮重要作用，機(jī)體發(fā)生感染后，IL-6可通過(guò)激活GP130/STAT3信號(hào)通路上調(diào)鐵調(diào)素的表達(dá)水平，進(jìn)而降低血清鐵水平[25]，而IL-1β可誘導(dǎo)IL-6的上調(diào)[26]，同時(shí)IL-1β可通過(guò)刺激轉(zhuǎn)錄因子CCAAT增強(qiáng)子結(jié)合蛋白(C/EBP)δ的表達(dá)，結(jié)合鐵調(diào)素啟動(dòng)子上的C/EBP結(jié)合位點(diǎn)，導(dǎo)致鐵調(diào)素的轉(zhuǎn)錄激活，進(jìn)一步下調(diào)血清鐵水平[27]，這為IL-1β與血清鐵水平呈負(fù)相關(guān)提供了合理解釋?zhuān)恃彖F水平下降與IL-1β、IL-6等炎性因子刺激有關(guān)，死亡組患者的IL-1β水平更高，細(xì)胞因子風(fēng)暴更為劇烈，同時(shí)IL-1β可促進(jìn)鐵調(diào)素的表達(dá)，導(dǎo)致更低的血清鐵水平，進(jìn)一步為低血清鐵水平是膿毒癥28 d病死率的獨(dú)立危險(xiǎn)因素提供了證據(jù)。

本研究也存在一些局限性：(1)為單中心回顧性研究，樣本量有限，無(wú)法排除選擇偏倚的影響；(2)非膿毒癥患者基礎(chǔ)疾病為多發(fā)傷、腦外傷、燒傷等，此類(lèi)患者往往情況危急，入院即送往ICU進(jìn)行救治，且僅分析對(duì)照組入住ICU 24 h內(nèi)的檢測(cè)指標(biāo)，機(jī)體應(yīng)激反應(yīng)有可能延遲，故導(dǎo)致非膿毒癥的并發(fā)癥及基礎(chǔ)病與膿毒癥患者差距較大，結(jié)果可信度欠佳；(3)僅記錄了入院24 h內(nèi)的鐵代謝指標(biāo)，未對(duì)鐵代謝中樞調(diào)控因子鐵調(diào)素進(jìn)行研究，而動(dòng)態(tài)檢測(cè)鐵代謝指標(biāo)的變化可能更有意義；(4)只對(duì)28 d病死率進(jìn)行分析，時(shí)間較短，應(yīng)進(jìn)行更長(zhǎng)時(shí)間的隨訪，從而對(duì)預(yù)后進(jìn)行更充分地評(píng)估。

綜上所述，本研究結(jié)果表明，血清鐵在膿毒癥死亡組中下降更明顯，與膿毒癥患者28 d病死率有一定聯(lián)系，且與IL-1β呈明顯負(fù)相關(guān)，血清鐵<2.5 μmol/L時(shí)，患者更容易死亡。