李志華 王毅 于湘友

膿毒癥是一種危及生命的器官功能障礙,由宿主對感染的反應(yīng)失調(diào)引起,嚴(yán)重者可致多器官功能障礙[1-2]。全球每年膿毒癥患者約1 800萬,死亡率達(dá)28%～40%,是目前ICU的主要死亡原因[3]。膿毒癥病死率較高,尋找新的特異度和敏感度較高的生物標(biāo)志物有助于膿毒癥的早期診斷及預(yù)后評估。炎癥小體是由多種蛋白質(zhì)組成的復(fù)合物,這些蛋白質(zhì)激活pro-caspase-1,導(dǎo)致促炎因子IL-1β及IL-18的裂解及釋放[4]。目前主要有4種炎癥小體被研究,包括核苷酸結(jié)合寡聚化結(jié)構(gòu)域樣受體蛋白(NLRP)1、NLRP3、核苷酸結(jié)合寡聚化結(jié)構(gòu)域樣受體蛋白(NLRC)4和黑色素瘤缺乏因子(AIM)2[5],其中NLRP3是研究最廣泛的一種炎癥小體。既往研究結(jié)果表明,NLRP3參與了炎癥反應(yīng)和器官損傷的調(diào)節(jié)[6]。如NLRP3抑制劑通過減輕巨噬細(xì)胞的炎癥反應(yīng)和細(xì)胞焦亡阻礙動脈粥樣硬化進(jìn)展[7]。在骨關(guān)節(jié)炎中,羥基磷灰石晶體能夠激活I(lǐng)L-1β并通過激活NLRP3促進(jìn)其釋放增多,從而介導(dǎo)炎癥反應(yīng)和關(guān)節(jié)疾病[8]。考慮到膿毒癥是一種嚴(yán)重的感染性疾病,我們推測NLRP3可能參與了膿毒癥的發(fā)生發(fā)展,但目前相關(guān)研究報道有限。因此,本研究旨在探討血清NLRP3水平與膿毒癥發(fā)生風(fēng)險的相關(guān)性,并進(jìn)一步探討其與膿毒癥患者疾病進(jìn)展和預(yù)后的關(guān)系。

對象與方法

1.對象:前瞻性選擇2021年10月～2022年8月我科收治的膿毒癥患者100例作為膿毒癥組。納入標(biāo)準(zhǔn):(1)均符合《國際嚴(yán)重膿毒癥和膿毒性休克指南(2016版)》中關(guān)于膿毒癥的診斷標(biāo)準(zhǔn)[1];(2)年齡18～70歲。排除標(biāo)準(zhǔn):(1)接受免疫抑制治療或腫瘤相關(guān)放化療;(2)HIV感染;(3)妊娠或哺乳期;(4)入院后24 h內(nèi)死亡。選擇同期64例我院健康體檢者作為對照組。根據(jù)sepsis3.0診斷標(biāo)準(zhǔn)將所有膿毒癥患者分為膿毒癥亞組(66例)和膿毒性休克組(34例),根據(jù)28 d生存情況將所有膿毒癥患者再分為存活組(76例)和死亡組(24例)。本研究經(jīng)我院倫理審查委員會審核批準(zhǔn)(220525-01),所有受試者及其家屬均知情同意并簽署知情同意書。

2.方法:收集所有受試者一般臨床資料、血清NLRP3水平,收集膿毒癥患者入ICU后24 h內(nèi)和對照組實驗室檢查結(jié)果[ALT、AST、血乳酸(Lac)、血肌酐(SCr)、總膽紅素、IL-6、降鈣素原(PCT)]及膿毒癥患者入ICU后24 h內(nèi)C反應(yīng)蛋白(CRP)、序貫器官衰竭(SOFA)評分、急性生理學(xué)與慢性健康狀況評分系統(tǒng)Ⅱ(APACHEⅡ)評分和其感染部位。

結(jié) 果

1.膿毒癥組及對照組受試者一般臨床資料、實驗室檢查結(jié)果及血清NLRP3水平比較:膿毒癥組患者平均APACHEⅡ評分為14(10,18)分,平均SOFA評分為8(6,10)分。膿毒癥組患者感染部位依次為腹腔[32例(32%)]、呼吸道[28例(28%)]、泌尿系統(tǒng)[20例(20%)]和其他[8例(8%)]。膿毒癥組患者年齡、血Lac、PCT、總膽紅素、AST、血SCr、IL-6及血清NLRP3水平均高于對照組(P<0.05),其他指標(biāo)兩組間比較差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。見表1。

表1 膿毒癥組及對照組受試者一般臨床資料、實驗室檢查結(jié)果及血清NLRP3水平比較[M(P25,P75)]

2.膿毒癥亞組及膿毒性休克組患者一般臨床資料、實驗室檢查結(jié)果及血清NLRP3水平比較:膿毒性休克組患者年齡、總膽紅素、IL-6、血清NLRP3水平及APACHEⅡ評分、SOFA評分均明顯高于膿毒癥亞組,血Lac水平低于膿毒癥亞組(P<0.05),其余指標(biāo)兩組間比較差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。見表2。

表2 膿毒癥亞組及膿毒性休克組患者一般臨床資料、實驗室檢查結(jié)果及血清NLRP3水平比較

3.膿毒癥患者血清NLRP3水平與臨床指標(biāo)的相關(guān)性分析:Pearon相關(guān)分析結(jié)果顯示,膿毒癥患者血清NLRP3水平與血Lac(r=0.343)、IL-6(r=0.237)、SOFA評分(r=0.531)與APACHEⅡ評分(r=0.538)均呈正相關(guān)(P<0.05)。

4.血清NLRP3對膿毒癥的診斷價值:ROC曲線分析結(jié)果顯示,血清NLRP3診斷膿毒癥的ROC曲線下面積(AUC)為0.893(95%CI0.844～0.942),當(dāng)截斷值為5.55 ng/ml時,診斷膿毒癥敏感度為80%,特異度為90.6%。血清NLRP3診斷膿毒性休克AUC為0.750(95%CI0.649～0.852),當(dāng)截斷值為10.42 ng/ml時,診斷膿毒性休克敏感度為67.6%,特異度為78.8%。

5.膿毒癥患者預(yù)后的影響因素分析:單因素Cox回歸分析結(jié)果顯示,年齡、血SCr、血Lac、IL-6、APACHEⅡ評分、血清NLRP3均是影響膿毒癥患者預(yù)后的影響因素(P<0.05)。多因素Cox回歸分析結(jié)果顯示,IL-6(HR=1.029,95%CI1.009～1.048)及APACHEⅡ評分(HR=1.086,95%CI1.007～1.172)均是影響膿毒癥患者預(yù)后的獨立危險因素(P<0.05)。見表3。

表3 膿毒癥患者預(yù)后的影響因素的單因素Cox回歸分析

6.血清NLRP3對膿毒癥預(yù)后的評估價值:死亡組患者血清NLRP3水平明顯高于存活組(18.13±8.98比8.65±3.87,P<0.05)。將上述影響膿毒癥患者預(yù)后的因素構(gòu)建ROC曲線并計算AUC,結(jié)果顯示血清NLRP3、IL-6及APACHEⅡ評分對膿毒癥患者的預(yù)后均具有較好的診斷價值,其中NLRP3(0.835)和IL-6(0.842)的AUC均高于APACHEⅡ評分(0.783)。

討 論

本研究發(fā)現(xiàn):(1)血清NLRP3可預(yù)測膿毒癥及膿毒性休克發(fā)生風(fēng)險,對膿毒癥及膿毒性休克具有較好的診斷價值。(2)在膿毒癥患者中觀察到血清NLRP3水平與血Lac、IL-6、APACHEⅡ評分和SOFA評分均呈正相關(guān),提示血清NLRP3水平與膿毒癥患者的疾病嚴(yán)重程度及炎癥反應(yīng)相關(guān)。(3)血清NLRP3水平能較好的預(yù)測膿毒癥患者28 d的死亡風(fēng)險。

既往研究結(jié)果顯示,病原相關(guān)分子模式(PAMP)和損傷相關(guān)分子模式(DAMP)是激活NLRP3的關(guān)鍵初始刺激[9],NLRP3的寡聚化招募了ASC,ASC繼而將pro-caspase-1裂解成caspase-1[10],導(dǎo)致促炎因子IL-1β、IL-18的釋放[11],這些細(xì)胞因子進(jìn)而啟動或放大多種下游信號通路,以驅(qū)動可能導(dǎo)致細(xì)胞損傷的促炎過程,如自噬和焦亡[12]。研究表明,膿毒癥患者血清炎癥小體相關(guān)細(xì)胞因子IL-1β、IL-18水平升高,并與膿毒癥器官功能損傷和不良預(yù)后相關(guān)[13]。在本研究中,血清NLRP3水平與炎癥因子呈正相關(guān),因此推測NLRP3可能在膿毒癥的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要作用。目前一些體內(nèi)和體外的細(xì)胞和動物實驗已探索了NLRP3在膿毒癥中的作用[14-16]。據(jù)報道,NLRP3在脂多糖(LPS)誘導(dǎo)引起的心肌損傷中表達(dá)升高[14]。此外,Maf1可通過抑制核轉(zhuǎn)錄因子(NF)-κB/NLRP3炎癥信號通路改善膿毒癥相關(guān)的腦損傷[15]。而在燒傷導(dǎo)致膿毒癥發(fā)生的研究中發(fā)現(xiàn)NLRP3基因敲除小鼠的全身炎癥反應(yīng)減輕和細(xì)菌清除率增加,存活率進(jìn)而升高,進(jìn)一步的研究提示燒傷致膿毒癥的發(fā)生可能與NLRP3激活有關(guān)[16]。然而,目前大多數(shù)研究都集中在NLRP3調(diào)節(jié)各種病理生理過程的潛在分子機(jī)制,對NLRP3在預(yù)測膿毒癥易感性和死亡率方面的臨床意義仍未知。在該項研究中,血清NLRP3水平在膿毒癥患者中明顯升高,并能較準(zhǔn)確的診斷膿毒癥,這表明NLRP3的高表達(dá)可能致膿毒癥高易感性。此外本研究通過相關(guān)性分析表明NLRP3與膿毒癥患者病情嚴(yán)重程度和炎癥反應(yīng)有關(guān)。其可能原因為:(1)NLRP3/caspase-1/IL-1β軸作為先天免疫系統(tǒng)和炎癥進(jìn)展的重要信號通路,參與了膿毒癥等免疫炎性疾病的發(fā)生發(fā)展[17]。(2)NLRP3與其他炎性信號通路相互作用,如NF-κB,而該信號通路被證明參與炎癥疾病的發(fā)生發(fā)展。因此,本研究證明NLRP3與膿毒癥發(fā)生風(fēng)險及疾病嚴(yán)重程度有關(guān)。

我們根據(jù)患者28 d生存情況,進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)NLRP3對膿毒癥患者預(yù)后判斷具有較高價值,且優(yōu)于APACHEⅡ評分。其原因可能為:NLRP3的激活是先天免疫防御所必需的,并且在適應(yīng)性免疫中發(fā)揮重要作用。因此,NLRP3也可能會引起膿毒癥患者的免疫反應(yīng)和炎癥反應(yīng)失調(diào)并導(dǎo)致高死亡率,但這一推論需進(jìn)一步探討及驗證。進(jìn)一步分析影響膿毒癥患者預(yù)后的危險因素,在單因素Cox回歸分析中發(fā)現(xiàn)年齡、血SCr、血Lac、IL-6、血清NLRP3、APACHEⅡ評分均可能影響膿毒癥患者預(yù)后,而進(jìn)一步的多因素Cox回歸分析中發(fā)現(xiàn)只有IL-6及APACHEⅡ評分是影響膿毒癥患者預(yù)后的獨立危險因素,這可能與單中心研究及樣本量較少有關(guān),在后期的實驗中我們將進(jìn)一步擴(kuò)大樣本量并在多中心進(jìn)行收集病例觀察血清NLRP3水平對膿毒癥患者預(yù)后的影響。

本研究初步探討了血清NLRP3水平在膿毒癥中的臨床意義以及對膿毒癥診斷和預(yù)后判斷的評估價值,表明其具有作為膿毒癥生物標(biāo)志物的潛力。但本研究為單中心小樣本的研究,結(jié)果還需要多中心大樣本的前瞻性研究來進(jìn)一步驗證。