血清及下呼吸道分泌物SLPI水平在ICU重症肺炎中的评估价值

发布时间:2023-09-29 17:18:02 来源:网友投稿

武道荣 闫雪波 闻婷玉 宋秋鸣

1安徽医科大学合肥第三临床学院(合肥市第三人民医院)重症医学科(合肥 230022);
2安徽医科大学第一附属医院干部呼吸与危重症医学科(合肥 230021)

重症肺炎(severe pneumonia,SP)是重症监护病房(intensive care unit ICU)常见的急危重症,常常导致全身炎症反应综合征(systemic inflammatory response syndrome,SIRS)和多器官功能衰竭,死亡率超过50%[1-2]。在重症肺炎患者入院早期及时进行敏感指标的动态监测及评估,有利于指导临床治疗,对改善患者预后具有积极意义。分泌型白细胞蛋白酶抑制剂(secretory leukocyte protease inhibitor,SLPI)是一种中性粒细胞弹性蛋白酶抑制剂,具有抗菌、抗病毒、抗炎和抗蛋白酶活性[3]。SLPI 通过抑制转录因子核因子-κB(nuclear factor-κB,NF-κB)通路和促炎细胞因子如白细胞介素-8(interleukin-8,IL-8)及肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)的表达发挥抗炎作用[4],在机体遭受微生物感染时具有保护作用[5]。目前国内外鲜有SLPI 在重症肺炎中的研究,本研究通过早期监测重症肺炎血清和下呼吸道分泌物SLPI 及血清TNF-α、IL-8 水平,探究SLPI在重症肺炎中的评估价值。

1.1 研究对象选取2019 年1 月至2022 年12 月合肥市第三人民医院ICU 收治的90 例重症肺炎患者为研究对象,年龄37~94 岁,平均(73.48 ±9.01)岁,其中男52 例,女38 例。根据患者28 d 生存情况分为存活组(n= 42)与死亡组(n= 48)。纳入标准:(1)符合重症肺炎诊断标准[6]:主要标准:①需要有创机械通气;
②感染性休克经积极液体复苏后仍需要血管活性药物;
次要标准:①呼吸频率≥30 次/min;
②PaO2/FiO2≤250;
③多叶、段性肺炎;
④意识障碍/定向障碍;
⑤氮质血症(BUN≥20 mg/dL);
⑥白细胞减少(WBC ≤4 000/μL);
⑦血小板减少症(PLT ≤100 000/μL);
⑧低体温(中心体温<36 ℃);
⑨低血压,需要积极的液体复苏。满足1 条主要标准或满足3 条次要标准即可诊断。(2)ICU 住院患者。排除标准:(1)患者或家属非自愿参加本研究。(2)年龄<18 周岁。(3)住院时间<24 h 者。(4)合并恶性肿瘤、严重肝脏、血液系统及免疫缺陷疾病者。(5)妊娠或哺乳期患者。(6)入院后28 d 内自行出院或家属放弃治疗者。本研究经医院伦理委员会批准,患者或家属均知情同意,并签署知情同意书(编号:2023LLW002)。

1.2 临床资料收集患者入院时的一般临床资料,包括性别、年龄、基础疾病、吸烟史、年龄、急性生理与慢性健康状况(acute physiology and chronic health evaluation,APACHEⅡ)评分、体质量指数(body mass index,BMI)、机械通气时间、总胆红素、肌酐、B 型利钠肽(type B natriuretic peptide,BNP)。两组患者常规给予监测生命体征、尿量及神志等改变,控制体温,痰液引流,在抗生素使用前留取病原学标本送检,早期针对性地全面覆盖可能的病原体,包括非典型病原体,若有可靠的病原学结果结合临床治疗反应,按照降阶梯简化联合方案,选择高敏、窄谱、低毒药物,同时给予呼吸支持、营养支持、免疫调节、防治多器官系统功能衰竭等措施。两组治疗原则相同。记录患者预后情况(28 d 内存活或死亡)。

1.3 标本采集血清标本采集:患者入ICU 后2 h内及治疗24 h 后分别采集静脉血3 mL,应用高速离心机4 ℃3 500 r/min 离心15 min,分离血清。下呼吸道分泌物标本采集:所有患者通过气管插管或气管切开吸痰,入ICU 后2 h 内及治疗24 h 后分别留取下呼吸道分泌物标本,应用高速离心机4 ℃3 500 r/min 离心15 min,收集上清。

1.4 主要仪器、试剂及检测方法采用全自动生化分析仪(西门子ADVIA2400)进行血总胆红素及肌酐水平检测,BNP 检测采用化学发光法(雅培i2000SR 免疫化学发光检测系统,北京华兴瑞达生物科技发展有限公司),血清及下呼吸道分泌物SLPI、血清IL-8、血清TNF-α 检测采用酶联免疫吸附测定(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)法检测(试剂盒由合肥诺卓生物科技有限公司提供)。

1.5 观察指标(1)比较两组的基线资料及SLPI、IL-8、TNF-α 水平;
(2)分析血清SLPI 与下呼吸道分泌物SLPI、血清TNF-α 及IL-8 的相关性;
(3)分析影响重症肺炎患者预后的影响因素;
(4)评估血清与下呼吸道分泌物SLPI 对重症肺炎的预测价值。

1.6 统计学方法采用SPSS 23.0 统计分析软件进行统计学处理,计量资料行正态性检验,正态分布资料采用表示,组间均数的比较用独立样本t检验,组内资料比较采用配对t检验,采用Spearman 进行相关性分析。计数资料采用构成比或数字进行统计描述,数据分析采用χ2检验。采用二分类logistic 回归进行多因素分析。绘制ROC曲线,ROC 曲线比较使用χ2检验。采用约登指数找出最佳截断点,并计算出各指标的曲线下面积(AUC)、敏感度及特异度。以P<0.05 为差异有统计学意义。

2.1 存活组与死亡组基线资料比较两组基线资料比较显示,性别、基础疾病、吸烟史、年龄、APACHEⅡ评分、BMI、总胆红素、肌酐、BNP 两组差异均无统计学意义(P>0.05),机械通气时间死亡组长于存活组(P<0.05)(表1)。

表1 两组患者基线资料比较Tab.1 Comparison of the baseline data of two groups ±s

表1 两组患者基线资料比较Tab.1 Comparison of the baseline data of two groups ±s

基线资料性别(例)死亡组(n = 48)存活组(n = 42)χ2/t 值P 值男女基础疾病(例)高血压糖尿病冠心病脑卒中吸烟史(例)28 20 12 8 11 9 24 18 10 9 8 12 0.013 0.017 0.332 0.201 1.208 0.909 0.896 0.565 0.654 0.272有无0.045 0.833年龄(岁)APACHEⅡ评分(分)BMI(kg/m2)机械通气时间(d)总胆红素(μmol/L)肌酐(μmol/L)BNP(pg/mL)15 33 73.83 ± 8.61 28.20 ± 2.73 19.96 ± 1.84 16.63 ± 2.58 22.20 ± 5.23 106.54 ± 17.53 543.40 ± 66.74 14 28 73.07 ± 9.53 27.07 ± 2.82 20.34 ± 1.86 12.52 ± 2.65 21.74 ± 4.92 101.98 ± 14.49 519.74 ± 47.20 0.398 1.94-0.978 7.423 0.434 1.332 1.915 0.691 0.056 0.331<0.001 0.666 0.186 0.059

2.2 两组入ICU 时及治疗24 h 后的血清及下呼吸道分泌物SLPI、血清IL-8 及TNF-α 水平比较组间比较发现,两组治疗前血清及下呼吸道分泌物SLPI、血清IL-8 及TNF-α 水平比较均无明显差异(P>0.05);
治疗后存活组血清TNF-α、IL-8低于死亡组,血清及下呼吸道分泌物SLPI 均高于死亡组(P<0.05)。组内比较显示,两组治疗后血清及下呼吸道分泌物SLPI 水平均高于治疗前,血清IL-8 及TNF-α 水平均低于治疗前(P<0.05)。见表2。

表2 两组血清及下呼吸道分泌物SLPI、IL-8、TNF-α 水平比较Tab.2 Comparison of serum and lower respiratory tract secretions SLPI,IL-8,and TNF-αin two groups ±s

表2 两组血清及下呼吸道分泌物SLPI、IL-8、TNF-α 水平比较Tab.2 Comparison of serum and lower respiratory tract secretions SLPI,IL-8,and TNF-αin two groups ±s

注:SLPI血,血清SLPI;
SLPI痰,下呼吸道分泌物SLPI

指标SLPI 血(ng/mL)组别治疗前治疗后t 独立值0.519-11.142 P 独立值0.605<0.001 t 配对值P 配对值////TNF-α(pg/mL)-1.120 12.790 0.266<0.001治疗前治疗后t 配对值P 配对值治疗前治疗后t 配对值P 配对值治疗前治疗后t 配对值死亡组(n = 48 例)68.99 ± 10.22 76.32 ± 7.63-4.442<0.001 75.84 ± 8.82 65.88 ± 6.57 8.494<0.001 135.74 ± 19.22 122.89 ± 11.45 5.671<0.001 684.61 ± 80.65 759.87 ± 62.33-6.851<0.001存活组(n = 42 例)67.81 ± 11.42 94.29 ± 7.64-15.454<0.001 77.83 ± 7.83 49.36 ± 5.54 20.996<0.001 132.35 ± 14.89 72.85 ± 9.34 20.386<0.001 676.87 ± 74.87 874.72 ± 39.16-15.645<0.001////IL-8(pg/mL)0.925 22.520 0.357<0.001////SLPI 痰(ng/mL)0.470-10.292 0.640<0.001 P 配对值////

2.3 血清SLPI与下呼吸道分泌物SLPI、血清TNF-α及IL-8 的相关性分析血清SLPI 与TNF-α、IL-8均呈负相关;
血清SLPI 与下呼吸道分泌物SLPI 呈正相关(图1 - 3)。

图1 血清SLPI 与TNF-αFig.1 Serum SLPI and TNF-α

图2 血清SLPI 与IL-8Fig.2 Serum SLPI and IL-8

图3 血清SLPI 与下呼吸道分泌物SLPI(SLPI 痰)Fig.3 Serum SLPI and lower respiratory tract secretion SLPI(SLPI Sputum)

2.4 重症肺炎28 d 死亡的二元logistic 回归分析将单因素分析中差异有统计学意义的指标作为自变量(机械通气时间;
治疗24 h 后血清SLPI、下呼吸道分泌物SLPI、血清TNF-α、IL-8),28 d 生存状态作为因变量(存活=0,死亡=1),进行二分类logistic 回归分析发现,机械通气时间、治疗24 h 后血清TNF-α 是28 d 死亡的危险因素(P<0.05)、治疗24 h 后血清SLPI 及下呼吸道分泌物SLPI 是28 d死亡的保护因素(P<0.05)。见表3。

表3 重症肺炎28 d 死亡的二元logistic 回归分析Fig.3 Binary logistic regression analysis of 28 day mortality in severe pneumonia

2.5 治疗后血清SLPI及下呼吸道分泌物SLPI对重症肺炎预后的评估价值ROC 分析显示血清SLPI预测患者死亡的AUC 为0.953,敏感度为91.7%,特异度为83.3%,截断值为87.59 ng/mL(P<0.05);
下呼吸道分泌物SLPI 预测患者死亡的AUC 为0.968,敏感度为95.8%,特异度为92.9%,截断值为835.68 ng/mL(P<0.05);
二者联合预测效能高于各指标单独应用,AUC 为0.991,敏感度为97.9%,特异度为95.2%(表4、图4)。

图4 血清及下呼吸道分泌物SLPI 对重症肺炎预后评估的ROC 曲线Fig.4 ROC curve of serum SLPI and lower respiratory tract secretion SLPI for prognostic evaluation of severe pneumonia

表4 治疗后血清及下呼吸道分泌物SLPI 对重症肺炎的预后评估价值Fig.4 The prognostic evaluation value of serum and lower respiratory tract secretions SLPI after treatment in severe pneumonia

重症肺炎可引起呼吸衰竭、血流动力学紊乱,导致多器官功能衰竭,其治疗难度大,病死率高[7-8]。临床上重症肺炎的诊治主要依据患者的症状、体征、实验室检查及影像学表现等综合判断,目前常用来评价重症肺炎病情及预后的指标包括:血白细胞介素-6(interleukin-6,IL-6)、IL-8、γ 干扰素(interferon-γ,IFN-γ)、降钙素原(procalcitonin,PCT)、肝素结合蛋白(heparin binding protein,HBP)、T 细胞亚群等[9-11],以上指标均来自血液样本,易于获取,具有一定的预后评估价值。寻找一种新的在血液及呼吸道中敏感性及特异性均较高的指标,对判断重症肺炎的病情变化、指导临床治疗可能具有更积极的作用。人类SLPI 是一种107 个氨基酸长的蛋白质,主要由呼吸道黏膜上皮细胞以及巨噬细胞和中性粒细胞分泌,被认为是一种新的有益于宿主的分子[12],其在重症肺炎中的变化尚未被证实。因SLPI 对机体是一个保护性因子,上调SLPI 水平可能会有利于机体对抗微生物感染,因此,动态监测其水平变化可能会有助于对预后进行判断。

TNF-α 与IL-8 均是参与炎症反应激活的重要细胞因子[13-14],本研究两组患者在入院早期血清及下呼吸道分泌物SLPI、血清IL-8、血清TNF-α 水平均无明显差异。由于重症肺炎患者在初始治疗前,尚未进行及时有效的干预措施,均表现出较高水平的炎症反应状态,随着病情发展,高水平的炎症因子会导致患者“炎症风暴”的逐级放大,患者均存在不同程度的呼吸、循环或其他系统功能障碍[15-16];
而在初始治疗后,两组的血清及下呼吸道分泌物SLPI 水平均较治疗前增高,血清TNF-α、IL-8 均较治疗前下降。有研究报道[17]微生物来源的促炎性刺激物可能通过与Toll 样受体(toll-like receptors,TLRs)结合来触发细胞反应,从而增加SLPI 的表达。SLPI 的梭基端具有抗蛋白酶活性,而氨基端具有抗炎、广谱抗菌活性,本研究也与TINSLEY 等[4]的研究结果一致。因此我们推测SLPI 具有抗微生物活性,能够增加黏膜上皮细胞的耐受性功能。

组间比较发现,存活组治疗后血清及下呼吸道分泌物SLPI 均高于死亡组,血清TNF-α、IL-8 均低于死亡组,表明重症肺炎在进行有效干预治疗后,SLPI 表达上调的越多可能预示着病情朝越好的方向发展,TNF-α、IL-8 下调越少可能预示着病情朝越差的方向发展。LING 等[18]通过使用细菌脂多糖制作内毒素休克小鼠模型,发现敲除SLPI的小鼠IL-6 循环水平增高,发生了更严重的炎症反应,导致发病率和病死率显著增加,该研究也说明了SLPI 具有抑制炎症反应、改善预后的作用,与本研究结论一致。

在呼吸道炎症过程中,SLPI 通过胞吐胞吞作用进入到黏膜上皮细胞,在细胞内通过阻止p65 与核DNA 在单核细胞等细胞中的结合,抑制NF-κB 通路和促炎细胞因子的表达,从而下调TNF-α、IL-8的表达[19]。通过进一步的相关性分析发现,血清SLPI 与TNF-α、IL-8 均呈负相关,与下呼吸道分泌物SLPI 呈正相关,也验证了既往研究结果[19]。由于血清中SLPI 与下呼吸道分泌物中SLPI 表达量具有正相关性,且本研究发现呼吸道分泌物中SLPI 浓度约10 倍高于血清中SLPI 浓度,推测在重症肺炎患者入院的治疗早期,若检测患者具有较高的血清SLPI 水平,下呼吸道的SLPI 水平也较高,抵御炎症风暴的能力越强。

本研究通过对比两组基线资料发现,死亡组住院期间机械通气时间明显长于存活组,这是由于死亡组患者总体病情经治疗后未得到有效缓解,延长了机械通气时间所致,反之,机械通气时间越长,并发呼吸机相关肺炎的风险越大[20],从而影响预后。经过多因素分析发现,机械通气时间、TNF-α 为影响患者预后的危险因素,血清及下呼吸道分泌物SLPI 为影响患者预后的保护因素。由于SLPI 可抑制中性粒细胞弹性蛋白酶活性,防止出现过度的组织损伤和炎症,保护蛋白质不被中性粒细胞弹性蛋白酶消化,一定程度上可以终止炎症反应,促进修复,帮助机体抵御感染[3,21-22]。此外,SLPI 还可通过抗氧化、抗凋亡作用减轻内皮细胞功能障碍,减轻器官的缺血再灌注损伤[23]。结合本研究结论,进一步证实了SLPI 在重症肺炎感染中是一种有益于机体的分子。

为进一步评价SLPI 对重症肺炎预后评估的效能,本研究通过ROC 分析发现治疗后血清及下呼吸道分泌物SLPI 对重症肺炎预后评估均具有较高的敏感性及特异性,其中下呼吸道分泌物SLPI的特异性达90%以上;
在血清SLPI<87.59 ng/mL、下呼吸道分泌物SLPI<835.68 ng/mL 时,患者预后差,提示临床上可以根据患者的SLPI 水平初步判断患者预后,从而尽早采取有效的干预手段,制定治疗方案,及早阻断“炎症风暴”的发展,改善患者预后。

综上所述,重症肺炎患者治疗早期动态监测血清及下呼吸道分泌物SLPI 水平有利于对病情进行评估。本研究仍存在一定的不足,未能将普通肺炎及健康对照者纳入研究,未来将会扩大研究范围及样本量,进一步探索SLPI 在肺部炎症中的作用,以验证其临床应用价值。

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