譚小田,謝柏梅,王新平,衛(wèi)國,路曉艷

膿毒癥相關(guān)性腦病(sepsis-associated encephalopathy, SAE)是繼發(fā)于中樞神經(jīng)系統(tǒng)以外的感染引起的彌漫性腦功能損傷,表現(xiàn)為昏迷、譫妄等意識障礙,患者病死率較高[1-2]。泛素羧基末端水解酶-L1 (ubiquitin carboxy terminal hydrolases-L1,UCH-L1)是一種半胱氨酸水解酶,具有穩(wěn)定泛素單體、抑制泛素單體降解的功能[3]。研究發(fā)現(xiàn),在新生兒缺血缺氧性腦病、腦梗死等疾病中,受損的神經(jīng)元能夠釋放UCH-L1經(jīng)血腦屏障進入外周血被檢測到,是理想的腦損傷生物標志物[4-5]。組織非特異性堿性磷酸酶(tissue non-specific alkaline phosphatase,TNAP) 屬于堿性磷酸酶家族成員,通過糖基磷脂酰肌醇結(jié)構(gòu)域結(jié)合細胞膜,發(fā)揮磷酸酶的生物學(xué)作用。研究發(fā)現(xiàn),在膿毒癥、腦卒中等疾病中,腦微血管內(nèi)皮細胞的損傷能夠釋放TNAP入血被檢測到[6]。目前SAE患者血清中UCH-L1、TNAP的表達及臨床意義尚不清楚。本研究通過檢測SAE患者血清UCH-L1、TNAP的表達,探討兩者臨床意義,報道如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選取2019年3月—2021年3月空軍軍醫(yī)大學(xué)空軍第986醫(yī)院老年病科診治老年膿毒癥患者177例為研究對象,根據(jù)是否合并SAE分為SAE組(n=80)和非SAE組(n=97)。SAE組:男42例,女38例;年齡60～84(71.55±6.87)歲;體質(zhì)量指數(shù)19.41～28.72 (21.83±2.70)kg/m2;受教育年限2～11(5.13±1.41)年;合并癥:高血壓史23例,糖尿病史11例;感染部位:肺部40例,尿路22例,血液18例。非SAE組:男50例,女47例;年齡60～85(71.88±6.76)歲;體質(zhì)量指數(shù)20.11～27.64(22.17±2.85)kg/m2;受教育年限2～10(4.96±1.70)年;合并癥:高血壓史25例,糖尿病史13例;感染部位:肺部50例,尿路27例,血液20例。2組性別、年齡、體質(zhì)量指數(shù)、受教育年限、高血壓史、糖尿病史及感染部位比較,差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05),具有可比性。本研究已經(jīng)獲得醫(yī)院倫理委員會批準(SF2019-M0107),患者或家屬知情同意并簽署知情同意書。

1.2 病例選擇標準 (1)納入標準:①患者年齡≥60歲,膿毒癥的診斷符合膿毒癥3.0標準[7];②根據(jù)膿毒癥患者意識狀態(tài)、顱腦磁共振及腦電圖等檢查對SAE進行診斷,同時排除中樞神經(jīng)系統(tǒng)感染、顱腦腫瘤、電解質(zhì)紊亂及安眠藥等因素引起的意識障礙;③臨床資料完整。(2)排除標準:①合并腦血管意外、顱腦外傷等;②合并肝性腦病、糖尿病酮癥酸中毒等;③妊娠、哺乳期女性;④合并免疫性疾病或長期使用激素等免疫抑制劑者。

1.3 觀測指標與方法

1.3.1 血清UCH-L1、TNAP水平檢測:老年膿毒癥患者入院后第1天清晨采集空腹肘靜脈血5 ml,室溫靜置1 h,離心收集上層血清。采用酶聯(lián)免疫吸附方法(雙抗體夾心法)檢測血清UCH-L1、TNAP水平。人UCH-L1 ELISA試劑盒購自上海心語生物科技公司,貨號XYU-H01627。人TNAP ELISA試劑盒購自重慶智選生生物科技公司,貨號ZX19454。操作步驟嚴格按照試劑盒說明書進行,終止顯色后酶標儀(美國BioTEK公司,型號ELX808)檢測各孔OD450值,根據(jù)標準品孔的OD值繪制標準曲線, 計算樣品濃度值。

1.3.2 SAE相關(guān)指標檢測:患者入院24 h內(nèi)急性生理學(xué)與慢性健康狀況評價Ⅱ (acute physiology and chronic health evaluation Ⅱ,APACHE Ⅱ) 評分(包括心率、平均動脈壓、體溫、呼吸頻率、血鈉、血鉀、意識狀態(tài)等方面,分值0～71分,分值越高,病情越重),序貫器官衰竭評分(sequential organ failure assessment,SOFA)(包括呼吸系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、凝血功能及肝腎功能等,分值范圍0～24分,分值越高,病情越重);白細胞計數(shù),神經(jīng)元特異性烯醇化酶(neuron specific enolase,NSE)(酶聯(lián)免疫吸附法),降鈣素原(放射免疫法),C反應(yīng)蛋白(放射免疫法)。根據(jù)SAE患者28 d內(nèi)生存情況,將SAE患者分為生存亞組(n=48)和死亡亞組(n=32)。

2 結(jié) 果

2.1 2組血清UCH-L1、TNAP比較 SAE組血清UCH-L1、TNAP水平高于非SAE組,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01),見表1。

表1 非SAE組與SAE組患者血清UCH-L1、TNAP比較Tab.1 Comparison of serum UCH-L1 and TNAP levels between non SAE group and SAE group patients

2.2 2組SAE相關(guān)指標比較 SAE組血清C反應(yīng)蛋白、降鈣素原、NSE、SOFA評分、APACHEⅡ評分均高于非SAE組,差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P均<0.01),見表2。

表2 非SAE組與SAE組患者相關(guān)指標比較Tab.2 Comparison of relevant indicators between non SAE group and SAE group patients

2.3 SAE患者血清UCH-L1、TNAP水平與SAE相關(guān)指標的相關(guān)性 Pearson相關(guān)分析結(jié)果顯示,SAE患者血清UCH-L1、TNAP水平與降鈣素原、C反應(yīng)蛋白、NSE、SOFA評分、APACHEⅡ評分呈正相關(guān)(P均<0.01),見表3。

表3 SAE患者血清UCH-L1、TNAP水平與SAE相關(guān)指標的相關(guān)性Tab.3 Correlation between serum UCH-L1, TNAP levels and SAE related indicators in SAE patients

2.4 2亞組SAE患者臨床資料比較 死亡亞組SAE患者血清降鈣素原、C反應(yīng)蛋白、NSE、 UCH-L1、TNAP、APACHE Ⅱ評分、SOFA評分均高于生存亞組(P<0.05),見表4。

表4 生存亞組及死亡亞組患者臨床資料比較Tab.4 Comparison of clinical data between survival subgroup and death subgroup patients

2.5 影響SAE患者死亡預(yù)后的多因素Logistic回歸分析 以SAE患者預(yù)后為因變量(1=死亡,0=生存),以C反應(yīng)蛋白、降鈣素原、NSE、APACHE Ⅱ評分、SOFA評分及血清UCH-L1、TNAP為自變量,進行多因素Logistic回歸分析,結(jié)果顯示:APACHEⅡ評分、SOFA評分、血清NSE、UCH-L1、TNAP水平升高是影響SAE患者死亡預(yù)后的獨立危險因素(P<0.01),見表5。

表5 影響SAE患者死亡預(yù)后的多因素Logistic回歸分析Tab.5 Multivariate logistic regression analysis affecting the mortality prognosis of SAE patients

2.6 血清UCH-L1、TNAP及二者聯(lián)合對SAE患者死亡預(yù)后的評估價值 繪制血清UCH-L1、TNAP及二者聯(lián)合對SAE患者死亡預(yù)后的評估價值ROC曲線,并計算曲線下面積(AUC),結(jié)果顯示:血清UCH-L1、TNAP及二者聯(lián)合評估SAE患者死亡預(yù)后的AUC分別為0.848、0.813、0.904,二者聯(lián)合優(yōu)于各自單獨評估價值(并用DeLong法對其差異進行比較)(Z/P=3.864/0.003、4.270/<0.001),見表6、圖1。

圖1 ROC曲線分析血清UCH-L1、TNAP及聯(lián)合對SAE患者死亡預(yù)后的評估價值Fig.1 ROC curve analysis of serum UCH-L1, TNAP, and their combined evaluation value for mortality prognosis in SAE patients

表6 血清UCH-L1、TNAP及二者聯(lián)合對SAE患者死亡預(yù)后的評估價值Tab.6 Evaluation value of serum UCH-L1, TNAP, and their combination in predicting mortality prognosis in SAE patients

3 討 論

臨床上,SAE的診斷主要依靠臨床癥狀、腦電圖及磁共振等,但不同患者臨床表現(xiàn)及輔助檢查不盡相同,尚無明確的可量化的SAE診斷標準。相較于昂貴且耗時的輔助檢查及神經(jīng)精神檢查,血清生物標志物具有價格低廉、監(jiān)測簡便、客觀性強等優(yōu)點,是理想的診斷SAE、評估病情程度及評估預(yù)后的方法。目前認為,SAE的發(fā)生與神經(jīng)炎性反應(yīng)、血管病變和代謝障礙等因素導(dǎo)致的組織缺血有關(guān)[8]。深入研究SAE疾病機制,尋找能夠評估SAE預(yù)后的血清生物標志物,對于疾病早期診斷,積極予以干預(yù)治療,降低患者病死率具有重要的臨床意義。

UCH-L1又稱為蛋白基因產(chǎn)物9.5,豐富表達于腦組織,具有高度的組織特異性。研究發(fā)現(xiàn),在外傷性腦損傷、腦卒中等疾病中,血清UCH-L1的水平明顯升高,并與腦損傷嚴重程度有關(guān),是評估患者預(yù)后的重要生物學(xué)指標[9-10]。本研究中,SAE組患者血清UCH-L1水平升高,與既往學(xué)者報道結(jié)果一致[11]。但本研究中血清UCH-L1水平略高于既往報道,可能與本研究中患者年齡較大,膿毒癥病情較為嚴重有關(guān)。UCH-L1是大腦組織中含量較高的蛋白質(zhì)之一,存在于神經(jīng)元的細胞質(zhì)中,SAE發(fā)生時神經(jīng)元損傷,神經(jīng)元軸突完整性的喪失均會導(dǎo)致UCH-L1釋放入血,導(dǎo)致血清UCH-L1水平升高。本研究中,血清UCH-L1水平與患者病情嚴重程度有關(guān),提示UCH-L1有助于反映SAE患者病情程度。研究表明,膿毒癥時細菌脂多糖能夠刺激機體單核巨噬細胞,導(dǎo)致大量促炎細胞因子白介素6、白介素10等表達升高,促炎細胞因子具有神經(jīng)毒性,誘導(dǎo)神經(jīng)元凋亡,引起UCH-L1的大量釋放,導(dǎo)致神經(jīng)元完整性喪失[12]。尚有研究表明,UCH-L1的表達升高能夠通過促進腫瘤壞死因子-α等促炎因子的分泌,激活神經(jīng)元中核因子κB信號通路,加重神經(jīng)元損傷[13-14]。這與本研究中SAE患者血清UCH-L1與炎性標志物降鈣素原、C反應(yīng)蛋白及神經(jīng)損傷標志物NSE水平呈正相關(guān)的結(jié)果一致。本研究中,血清UCH-L1升高是影響SAE患者生存預(yù)后的獨立危險因素,提示檢測血清UCH-L1水平有助于評估SAE患者臨床預(yù)后。其原因可能是血清UCH-L1水平較高的SAE患者全身炎性反應(yīng)及神經(jīng)損傷程度較為嚴重,導(dǎo)致患者臨床預(yù)后較差。既往研究證實,腦卒中等疾病引起的神經(jīng)系統(tǒng)損傷時,在癥狀出現(xiàn)后36 min內(nèi),血清UCH-L1和神經(jīng)膠質(zhì)原纖維酸性蛋白快速升高至正常水平的10倍,并且與神經(jīng)系統(tǒng)損傷的嚴重程度具有良好的相關(guān)性[15]。因此,血清UCH-L1可能是一種理想的評估SAE患者預(yù)后的血清標志物。

TNAP屬于磷酸酶家族成員,廣泛表達于骨骼、肝臟、腸道等多種人體組織中。近年來發(fā)現(xiàn),腦微血管上皮細胞中TNAP高度表達,具有維持腦微血管內(nèi)皮細胞完整性,在調(diào)節(jié)細胞因子和代謝物質(zhì)穿過血腦屏障的進出方面發(fā)揮重要作用[16-17]。本研究中,SAE組患者血清TNAP水平升高,提示TNAP可能參與SAE疾病發(fā)生。分析其原因,SAE發(fā)生時,大量炎性因子損傷腦微血管內(nèi)皮細胞,導(dǎo)致TNAP釋放入血增加。有學(xué)者在膿毒癥小鼠動物模型中發(fā)現(xiàn),神經(jīng)系統(tǒng)持續(xù)炎性反應(yīng)能夠招募大量中性粒細胞浸潤黏附腦微血管內(nèi)皮細胞,并釋放彈性蛋白酶,降解基底膜和細胞外基質(zhì),導(dǎo)致腦微血管完整性的喪失,TNAP釋放入血,導(dǎo)致血清TNAP水平升高[18]。本研究中,血清TNAP水平與SOFA評分、APACHEⅡ評分呈正相關(guān),提示血清TNAP水平能夠反映SAE患者病情嚴重程度。有學(xué)者報道,血清TNAP水平升高能夠促進趨化因子受體2陽性的單核細胞向大腦組織中浸潤和活化,同時分泌大量促炎性細胞因子,導(dǎo)致小膠質(zhì)細胞和星形膠質(zhì)細胞過度激活,引起SAE患者學(xué)習(xí)和記憶等認知功能障礙[19-20]。本研究中也證實,SAE患者血清TNAP與炎性標志物降鈣素原、C反應(yīng)蛋白呈正相關(guān),這與既往研究報道一致[16,21],進一步證實TNAP能夠加重機體炎性反應(yīng),促進SAE病情進展。本研究中,血清TNAP是影響SAE患者生存預(yù)后的獨立危險因素,血清TNAP是潛在的SAE預(yù)后相關(guān)生物標志物。研究表明,血清TNAP水平升高能夠通過激活轉(zhuǎn)化生長因子-β/SMAD信號通路的傳導(dǎo),促進心肌纖維化及心肌肥大的發(fā)生,增加冠心病及心肌梗死患者病死率[22]。有學(xué)者在膿毒癥小鼠中發(fā)現(xiàn),應(yīng)用TNAP特異性抑制劑SBI-425能夠抑制CD4+Foxp3+CD25-和CD8+Foxp3+CD25-T細胞亞群的浸潤,恢復(fù)腦微血管上皮細胞完整性,減輕神經(jīng)系統(tǒng)炎性反應(yīng),改善膿毒癥小鼠學(xué)習(xí)、記憶等認知障礙,提高小鼠生存率[23]。因此,以TNAP為靶點的治療可能有助于改善SAE患者的預(yù)后。ROC曲線分析發(fā)現(xiàn),血清UCH-L1、TNAP聯(lián)合檢測對SAE患者死亡預(yù)后具有較高的評估價值,聯(lián)合檢測的敏感度和特異度分別為0.810、0.753。臨床上,醫(yī)生可根據(jù)血清UCH-L1、TNAP水平評估SAE患者的預(yù)后,對于預(yù)后不良的SAE患者予以積極治療,改善患者生存預(yù)后。本研究中,NSE、APACHE Ⅱ評分及SOFA評分升高是影響SAE患者死亡預(yù)后的獨立因素。筆者分析,NSE是神經(jīng)元損傷的生物標志物,其水平升高不僅有助于膿毒癥患者SAE的診斷,還能夠反映神經(jīng)元損傷的嚴重程度,有助于評估SAE患者的預(yù)后。APACHE Ⅱ評分及SOFA評分是評估膿毒癥病情程度的重要評分,有助于評估中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能障礙,對SAE患者的短期預(yù)后具有較好的預(yù)測價值[24]。

綜上所述,老年SAE患者血清UCH-L1、TNAP水平升高,兩者與降鈣素原、C反應(yīng)蛋白、NSE、SOFA評分、APACHEⅡ評分有關(guān),均參與SAE疾病進展。血清UCH-L1、TNAP升高是影響SAE患者死亡預(yù)后的獨立因素,基于血清UCH-L1、TNAP的聯(lián)合預(yù)測有助于評估老年SAE患者的死亡預(yù)后。臨床醫(yī)生可根據(jù)血清UCH-L1、TNAP水平,結(jié)合NSE水平、APACHEⅡ評分及SOFA評分等指標,對SAE患者的預(yù)后進行風(fēng)險分層,指導(dǎo)臨床診治。但本研究也存在不足,本研究未對SAE患者整個病程中血清UCH-L1、TNAP水平變化進行動態(tài)監(jiān)測,有待今后設(shè)計嚴謹?shù)那罢靶耘R床試驗進一步研究兩者的臨床應(yīng)用價值。

利益沖突：所有作者聲明無利益沖突

作者貢獻聲明

譚小田:設(shè)計研究方案,實施研究過程,論文撰寫;謝柏梅:提出研究思路,進行統(tǒng)計學(xué)分析,論文審核;王新平:實施研究過程,資料搜集整理,論文撰寫;衛(wèi)國:分析試驗數(shù)據(jù);路曉艷:課題設(shè)計,論文修改