血漿ESM-1對膿毒癥ARDS發生預測價值的研究

葉海燕, 王學斌, 巨 軒, 劉 楊, 董 婷, 楊 歡

(1. 同濟大學附屬東方醫院重癥監護室，上海 200120； 2. 上海市浦東新區人民醫院急診科，上海 201200)

膿毒癥(sepsis)是指因感染引起宿主反應失調而導致危及生命的器官功能障礙[1-2]。在膿毒癥時急性呼吸窘迫綜合征(acute respiratory distress syndrome, ARDS)的發生率高達25%～50%，合并ARDS的膿毒癥患者，死亡率高達40%[3]。目前臨床上缺乏ARDS早期診斷和病情嚴重程度的監測標記物。近期有少數研究表明，反應內皮損傷的內皮細胞特異性分子-1(endothelial cell specific molecule-1, ESM-1)與膿毒癥病情嚴重程度和預后相關[4-7]，但是對血漿ESM-1和膿毒癥性ARDS發生之間的關系沒有明確的闡述。因此，本研究擬通過比較發生或不發生ARDS膿毒癥患者血漿ESM-1的濃度水平，探索ESM-1可否作為膿毒癥早期預測ARDS發生風險的標記物。同時探索ESM-1與生物標記物WBC、CRP、IL-6、PCT的關系。

1 資料與方法

1.1 研究對象

本研究為前瞻性隊列研究。根據2016年國際拯救膿毒癥運動指南的膿毒癥的診斷標準，于2016年6月至2018年6月在同濟大學附屬東方醫院中心監護室初選膿毒癥患者90例作為研究對象。依據排除標準： 惡性腫瘤患者、免疫系統疾病患者、血液系統疾病患者、年齡<18歲的患者、心肺復蘇術后患者、終末期肝或腎功能衰竭患者、入院24h內死亡患者，共排除掉19例患者；剔除入組時存在肺部感染的病例4例和入組時已存在ARDS病例13例，有效病例共54例。根據在72h內是否存并發ARDS將患者分為非ARDS組(n=42例)與ARDS組(n=12例)。其中4例患者在入組24h內并發ARDS，7例患者在入組48h內并發ARDS，僅1例患者在入組72h內并發ARDS。

1.2 方法

1.2.1 數據采集 患者入組后，記錄一般資料，分別檢測入組第1、2、3、7天患者血漿ESM-1、WBC、CRP、IL-6、PCT，并計算OI。并進行急性生理與慢性健康評分系統Ⅱ(Acute Physiology and Chronic Health Evaluation, APACHE-Ⅱ)評分、序貫器官功能衰竭評分(sequential organ failure assessment, SOFA)。記錄患者ICU住院天數、總住院天數，并隨訪至入組后28d，計算28d死亡人數。

1.2.2 數據檢測 ESM-1的標本為集中檢測，用EDTA管采集靜脈血3mL，在采集后的30min內于4℃ 1000×g離心15min，取上清液置于-80℃保存，避免反復凍融，集中送檢，使用雙抗體夾心酶聯免疫反應法測定。ESM-1試劑盒(ELISA)購自MyBiosource公司。其它生物標記物檢測均在我院臨床檢驗科完成，采血后及時送檢。

1.3 統計學處理

2 結 果

2.1 入組患者基線特征

共入選膿毒癥患者54例，其中ARDS組患者12例，納入病例的數據經正態分布檢驗符合正態分布。男性8例，女性4例；非ARDS組42例，男性23例，女性19例。患者基本資料見表1。

表1 基線特征表

項目非ARDS組(n=42)ARDS組(n=12)統計值男性23(54.8)8(66.7)P=0.470(x2=0.541)年齡/歲72.95±12.0361.33±20.29P=0.160(t=1.503)慢性基礎疾病 冠心病10(23.8)5(41.7)P=0.812(x2=0.159)

(續表1)

2.2 2組患者不同時間點血漿ESM-1的濃度水平比較

第1天ARDS組患者的血漿ESM-1濃度小于非ARDS組，差異有統計學意義(t=2.778，P=0.009)。在第2、3、7天ARDS組患者血漿ESM-1濃度均大于非ARDS組，差異有統計學意義(t=-4.632，P=0.000；t=-4.153，P=0.000；t=-2.518，P=0.016)，見圖1。

圖1 膿毒癥ARDS組與非ARDS組血漿ESM-1水平比較Fig.1 Comparison of ESM-1 between two groupsA： 第1天；B： 第2天；C： 第3天；D： 第7天；與非ARDS組相比，*P<0.05

2.3 2組患者不同時間點OI水平比較

第1、2、3、7天ARDS組OI水平為315.50±52.40、213.00±72.20、181.42±59.13、195.50±54.44mmHg(1mmHg=0.133kPa)；非ARDS組OI水平為360.36±46.84、377.24±41.68、391.25±63.03、347.96±50.23mmHg。ARDS組患者所有時間點的OI水平均低于非ARDS組，差異均有統計學意義(t=2.342，P=0.029；t=10.091，P=0.000；t=10.251，P=0.000；t=7.042，P=0.000)。

2.4 患者血漿ESM-1水平與OI相關性分析

血漿ESM-1濃度與OI相關性分析顯示，第1天的ESM-1與第1天OI不相關，與第2天的OI呈正相關(r=0.321，P=0.018)；第2天ESM-1與第2、3、7天的OI均呈負相關(P=0.002,P=0.006,P=0.000)；第3天ESM-1與第3、7天的OI均呈負相關(P=0.023,P=0.000)；第7天ESM-1與第7天OI呈負相關(P=0.008)，見圖2。

圖2 兩個參數的直線回歸圖Fig.2 Correlation ESM-1 and OI

2.5 血漿ESM-1對早期ARDS的預測

2組間均數比較差異有統計學意義的4個變量為ESM-1(t=2.778，P=0.008)、CRP(P=0.019)、IL-6(P=0.019)和OI(t=2.842，P=0.006)。通過二元多因素Logostic回歸分析排除混雜因素后，第1天的血漿ESM-1與CRP、IL-6具有統計學意義(P=0.031，P=0.016，P=0.044)，見表2。

血漿ESM-1對膿毒癥患者預測ARDS發生的獨立危險因素，構建ROC曲線，曲線下面積為0.750(P=0.009)，cut-off為5.865ng/mL時，其靈敏度為0.786，預測患者發生ARDS的準確率較高，漏診率較少，特異度為0.583，但是假陽性率約為0.417，有誤診的可能性，血漿ESM-1水平小于5.865ng/mL會導致ARDS發生，見圖3。

表2 膿毒癥ARDS組和非ARDS組第1天指標比較結果

1mmHg=0.133kPa

圖3 血漿ESM-1的ROC曲線Fig.3 The ROC of plasma ESM-1

CRP、IL-6構建ROC曲線對預測價值進行評估。CRP的AUC為0.736(95%CI： 0.571，0.901；P=0.018)，IL-6的AUC為0.736(95%CI： 0.585，0.886；P=0.018)。CRP和IL-6對ARDS的預測價值略次于ESM-1,兩者預測價值相當。CRP對ARDS發生預測的cut-off為117.93mg/L，其靈敏度為0.909，預測患者發生ARDS的準確率較高，漏診率極少，特異度為0.500，假陽性率約為0.500，誤診的可能性較大，綜合各項指標認為，預測價值一般。IL-6對ARDS發生預測的cut-off為257.80pg/mL，其靈敏度為0.909，預測患者發生ARDS的準確率較高，漏診率極少，特異度為0.605，假陽性率約為0.395，有誤診的可能，綜合各項指標認為，預測價值較好。CRP>117.93 mg/L，IL-6>257.80 pg/mL，可預測膿毒癥ARDS的發生,見圖4。

圖4 CRP、IL-6的ROC曲線Fig.4 The ROC of CRP and IL-6

3 討 論

在膿毒癥患者中，不僅ARDS的發病率高，而且并發ARDS后，患者病死率明顯增高。本研究發現，膿毒癥性ARDS的發病率為35.21%，文獻報道為25%～50%。發生ARDS的患者病死率高達58.1%，而非ARDS組的病死率為23.8%(P=0.027)，與文獻報道[8-10]接近。因此，早期預測膿毒癥性ARDS的發生，預防ARDS的發生，是非常重要的。

Scherpereel等[11]觀察到入住ICU的膿毒癥患者血漿ESM-1水平與膿毒癥的嚴重程度相關，然而，這些結果并沒有說明血漿ESM-1水平與器官衰竭的進一步發展之間的關系。Palud等[12]在一項小樣本的研究中首次報道了嚴重膿毒癥患者血液中ESM-1水平較低的患者在第3天內發生了呼吸衰竭，而血液中ESM-1水平較高的的患者沒有發生呼吸衰竭。

本研究發現，膿毒癥72h內發展成為ARDS的患者第1天的血漿ESM-1水平為(6.17±2.63) ng/mL，明顯低于在72h內未發展成ARDS的患者[(12.14±7.27) ng/mL]，2組比較，差異有統計學意義(P=0.009)。但是在第2、3、7天，ARDS組的血漿ESM-1水平明顯高于非ARDS組。本實驗數據支持膿毒癥患者入組時低水平的血漿ESM-1可能誘導ARDS的發生，但一旦發生ARDS，血漿ESM-1則明顯增高，高于未發生ARDS的患者。

為何會出現以上現象，目前普遍認為[13-15]內皮細胞分泌的ESM-1通過減弱白細胞對內皮細胞的黏附作用，保護肺損傷的發生。ESM-1可連接到LFA-1，作為LFA-1的配體，阻止LFA-1與ICAM-1的相互作用。ESM-1可抑制炎癥過程發生的LFA-1/ICAM-1依賴的白細胞黏附，從而減輕內皮細胞損傷[15]。De Freitas等[16]提出了一種解釋，通過中性粒細胞組織蛋白酶G的蛋白水解作用，將ESM-1水解成相對分子質量為14000的特殊片段(簡稱P14)。在體外實驗發現，P14具有抑制ESM-1與LFA-1相結合的作用，參與全身炎癥反應過程。因此，嚴重膿毒癥急性期內皮細胞水平不足可導致白細胞過度聚集進入肺內，導致ARDS的發生。一旦出現ARDS，肺血管內皮損傷要比不出現ARDS的患者嚴重，所以發生ARDS后，血漿ESM-1則明顯高于未發生ARDS的患者。

OI是ARDS診斷以及區分ARDS嚴重程度的重要依據。本課題組研究血漿ESM-1濃度與OI的相關性，發現血漿ESM-1濃度與OI兩者的相關性好。ESM-1通過減弱白細胞對內皮細胞的黏附作用，保護肺損傷的發生，膿毒癥患者入組時的血漿ESM-1濃度與患者第2天的OI呈正相關，考慮與入組時血漿ESM-1濃度越低越容易發生ARDS有關，發生ARDS后，內皮損傷啟動，ESM-1快速上升，OI明顯下降。本研究發現第2天ESM-1與第2、3、7天的OI均呈負相關；第3天的ESM-1與第3天、第7天OI均呈負相關，第7天ESM-1與第7天OI呈負相關，說明血漿ESM-1的濃度越高，患者的OI越低，ARDS越嚴重。

同時，本研究分析了入組時炎性生物標記物： WBC計數、CRP、IL-6、PCT水平，在發生ARDS組，患者的CRP、IL-6水平均高于非ARDS組(P=0.019、P=0.018)，WBC計數與PCT 2組間差異無統計學意義。

通過二元Logostic回歸分析得出，第1天的ESM-1 與CRP、IL-6為膿毒癥患者預測ARDS發生的獨立危險因素。使用ROC曲線分析方法評估第1天ESM-1對ARDS的預測價值，結果顯示血漿ESM-1在預測72h 內ARDS的發生方面，有較高的預測價值(AUC 0.75)，優于CRP(AUC 0.736)、IL-6(AUC 0.736)，與文獻報道[13]相似。血漿ESM-1水平5.865ng/mL 為預測ARDS發生的風險cut-off值，其靈敏度為0.786，預測患者發生ARDS的準確率較高，漏診率較少，特異度為0.583，但是假陽性率約為0.417，有誤診的可能性，總體具有較好的診斷價值，血漿ESM-1水平小于5.865ng/mL可能會導致ARDS發生。

這些結果支持最初的假設： 膿毒癥入組時低水平的血漿ESM-1濃度可能幫助早期識別72h內發生ARDS的患者。這些數據為進一步探索結合血漿ESM-1測定預測膿毒癥患者ARDS發生開辟了道路。如果這一結果以后得到大樣本的數據支持，則血漿ESM-1濃度的測定可以單獨或與其他標志物聯合預測ARDS發生，那么臨床醫師可以早期啟動ARDS的預防治療，從而改善這些可能發生ARDS的膿毒癥患者的預后。

但本研究具有一定局限性： 在剔除了入組時已存在ARDS的13例患者后，僅有12例患者用作預測膿毒癥患者在 72h 內ARDS的發生。因此，擬進一步擴大樣本量進行研究，以加強這一結果可靠性。