膿毒癥并發急性呼吸窘迫綜合征患者血清ESM-1水平變化及對預后的預測價值

孫煒，陳寒艷，林桂芬，陳紅興

江南大學附屬醫院,江蘇無錫 214062

膿毒癥是指病原微生物入侵機體并誘發全身感染所致的急性多器官功能障礙。研究[1]顯示，膿毒癥在ICU、綜合ICU的發病率分別為8.7%、37.3%。該病具有臨床癥狀復雜、病情進展迅速和病死率高的特點，嚴重影響患者生命質量[2]。急性呼吸窘迫綜合征(ARDS)是以彌漫性肺泡浸潤和肺泡毛細血管通透性改變為主要病理特征的臨床綜合征。研究[3,4]表明，膿毒癥是誘發ARDS的常見病因，膿毒癥患者ARDS發生率為25%～50%，并發ARDS的膿毒癥患者病死率為50%～90%。早期診斷膿毒癥合并ARDS，并判斷病情嚴重程度和預測患者預后，對指導臨床及時制定針對性治療方案，改善患者病情和降低病死率具有重要意義。研究[5,6]顯示，炎癥細胞的活化及炎性因子的釋放貫穿ARDS發病整個過程。因此，尋找靈敏度高和特異性好的炎性指標輔助臨床診斷和評估ARDS病情成為當前研究熱點。內皮細胞特異性分子-1(ESM-1)是主要在肺、腎組織血管內皮細胞中合成并分泌的,具有廣泛生物活性的可溶性循環蛋白多糖，通過不同信號傳導途徑介導了血管內皮細胞損傷和炎癥反應過程。研究[7,8]證實，ESM-1在膿毒癥、尋常性銀屑病等炎癥性疾病的發生發展過程中發揮重要作用。關于ESM-1與膿毒癥并發ARDS的關系，目前相關研究報道較少。本研究通過測定膿毒癥患者血清ESM-1水平，旨在探討其在膿毒癥合并ARDS發病過程中的作用及其對預后的預測價值。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 收集2017年1月～2019年12月我院ICU收治的95例膿毒癥患者為研究對象，根據患者入ICU后72 h內是否并發ARDS，分為ARDS組(36例)和非ARDS組(59例)。納入標準：①膿毒癥診斷符合膿毒癥與膿毒癥休克國際處理指南(2016版)[9]；②ARDS符合2012年ARDS柏林診斷標準[10]；③年齡≥18歲；④進入ICU的患者均參照2012年國際膿毒癥指南治療標準進行綜合治療；⑤臨床病歷資料完整。排除標準：①心臟功能不全及肝腎功能障礙患者；②妊娠期及哺乳期的女性患者；③行心肺復蘇術的患者；④入院24 h內死亡的患者；⑤血液系統疾病患者；⑥急慢性炎癥反應性疾病患者；⑦自身免疫性疾病患者；⑧惡性腫瘤患者；⑨入院時存在肺部感染的患者。并于同期隨機選取60例全身炎癥反應綜合征患者(SIRS組)和60例健康體檢者(對照組)作為對照。ARDS組男21例、女15例，年齡(62.38±10.76)歲，BMI(23.61±2.08)kg/m2，高血壓9例，糖尿病5例，飲酒14例，肺感染17例、泌尿系統感染9例、重癥胰腺炎3例、吸入性肺炎2例、腹膜炎2例、腦膜炎2例、皮膚感染1例；非ARDS組男33例、女26例，年齡(63.72±9.50)歲，BMI(23.24±2.11)kg/m2，高血壓14例，糖尿病9例，飲酒21例，肺感染25例、泌尿系統感染14例、重癥胰腺炎9例、吸入性肺炎7例、腹膜炎3例、腦膜炎1例；SIRS組男37例、女23例，年齡(62.29±11.03)歲，BMI(22.95±2.24)kg/m2，高血壓22例，糖尿病7例，飲酒26例；對照組男31例、女29例，年齡(61.75±10.89)歲，BMI(23.07±2.09)kg/m2，高血壓17例，糖尿病5例，飲酒29例。各組基線資料比較差異無統計學意義，具有可比性。此外，根據膿毒癥合并ARDS患者住院期間是否死亡將其分為死亡組和存活組，其中死亡組15例，存活組21例。本研究經醫院倫理委員會批準，且研究對象或其家屬均在知情同意書上簽字。

1.2 血清ESM-1檢測 通過EDTA管采集膿毒癥患者入ICU時的肘靜脈血5 mL，并于入院時采集SIRS組和對照組相同血液標本，在室溫下靜置30 min后，3 000 r/min離心10 min(離心半徑為10 cm)，留取血清置于-70 ℃環境下保存，待檢測。采用酶聯免疫吸附法檢測血清ESM-1、C反應蛋白(CRP)、白細胞介素-6(IL-6)、降鈣素原(PCT)。其中ESM-1檢測試劑盒由MyBiosource公司提供，CRP、IL-6、PCT試劑盒由武漢博士德生物工程有限公司提供，檢測儀器為Bio-Rad680全自動酶標儀(由美國伯樂公司提供)，上述操作過程嚴格按照試劑盒上說明進行。

1.3 氧合指數檢測 采用日立3100全自動生化分析儀(上海)檢測氧合指數，檢測過程嚴格按照說明書進行。

2 結果

2.1 四組血清ESM-1水平比較 見表1。

表1 四組血清ESM-1、CRP、IL-6、PCT水平及氧合指數比較

2.2 死亡組與存活組血清ESM-1水平比較 見表2。

2.3 ARDS組血清ESM-1水平與血清CRP、IL-6、 PCT水平及氧合指數的相關性 ARDS組患者血清ESM-1水平與血清CRP、IL-6、PCT水平呈不同程度正相關(r分別為0.637、0.692、0.655，P均<0.05)，與氧合指數呈負相關(r=-0.702，P<0.05)。

表2 死亡組與存活組血清ESM-1、CRP、IL-6、PCT及氧合指數水平比較

2.4 血清ESM-1水平對膿毒癥合并ARDS患者住院期間死亡的預測價值 血清ESM-1、CRP、IL-6、PCT對膿毒癥合并ARDS患者住院期間死亡均有預測價值，其中ESM-1的預測價值最高，AUC為0.900(95%CI：0.865～0.934)，靈敏度、特異度分別為0.89、0.82，準確性為0.87。見表3、圖1。

表3 血清ESM-1等生化指標對膿毒癥合并ARDS患者住院期間死亡的預測價值

圖1 血清ESM-1等生化指標預測膿毒癥合并

3 討論

膿毒癥是ICU常見的炎癥反應綜合征，患者全身存在顯著的炎癥反應，病情進展可導致心、肺、腎等多器官功能障礙[11]。肺是膿毒癥最早且最易累及的器官，研究[12,13]證實，膿毒癥患者極易并發ARDS，其主要機制為：膿毒癥發生后釋放的內毒素刺激炎癥細胞大量合成炎性介質和黏附分子，誘使中性粒細胞與內皮細胞黏附并移行至組織而分泌各種蛋白酶，損傷上皮細胞及內皮細胞，增加毛細血管通透性，導致肺間質纖維化和肺泡組織水腫，引起肺部氧交換能力不足，最終導致ARDS。膿毒癥并發ARDS后可顯著增加患者病死率，葉海燕等[14]的研究發現，合并ARDS的膿毒癥患者病死率較非ARDS的膿毒癥患者病死率高34.3%。早期發現膿毒癥合并ARDS的患者，并評估病情嚴重性，同時預測患者預后情況，對指導臨床治療有積極意義。

ESM-1是由高度糖基化的165個氨基酸成熟多肽組成的復雜的和高度多樣化的可溶性蛋白聚糖，主要在肺內皮細胞中表達，在腎內皮細胞中少量表達[15]。研究[16,17]顯示，炎癥細胞因子及促血管生成因子可通過上調機體中ESM-1 mRNA的表達而介導炎癥發展及血管功能調節，是反映炎癥反應和內皮功能障礙的血清學指標。Lv等[18]證實，銀屑病患者治療后血清ESM-1水平較治療前降低，提示ESM-1參與了銀屑病發生發展過程，并可作為評估銀屑病臨床治療效果的生化標志物。Yang等[19]發現，ESM-1表達上調參與了膿毒癥的發病，并且與病情嚴重程度密切相關。另有研究[10]顯示，ESM-1在胃癌、口腔癌等惡性腫瘤中表達升高，并且與腫瘤臨床病理特征有關，可作為評估惡性腫瘤侵襲、轉移，以及預測生存情況的標記物。邱崇榮等[20]還發現，ESM-1是冠心病的獨立危險因素，對預測患者預后具有重要價值。關于ESM-1在膿毒癥合并ARDS發病過程中的作用及其對患者預后情況的預測價值，目前尚無足夠的研究證據。

本研究結果顯示，ARDS組、非ARDS組及SIRS組血清ESM-1水平高于對照組，且ARDS組、非ARDS組高于SIRS組，提示ESM-1與炎癥反應性疾病發病密切相關，并且參與了膿毒癥發病過程，與有關研究[7,14]結果一致。此外，結果還發現，ARDS組血清ESM-1水平高于非ARDS組，提示ESM-1還參與了膿毒癥患者ARDS的發病過程，可能是因為膿毒癥患者分泌的內毒素持續損傷肺內皮細胞而致肺部氧氣供需失衡，使局部組織氧負載增加，加重肺毛細血管彌漫性損傷，最終出現肺不張、肺水腫和肺嚴重通氣障礙等而致ARDS。同時，肺內皮細胞過度活化不斷釋放ESM-1，并在缺氧條件下促使單核細胞和內皮細胞黏附，加重內皮細胞損傷和功能障礙。葉海燕等[14]的研究結果顯示，膿毒癥合并ARDS患者第1天血清ESM-1水平雖低于非ARDS患者，但是第2天及以后，血清ESM-1水平均顯著高于ARDS患者，與本研究結果一致。CRP是在病原微生物侵襲機體或組織受損時由肝細胞合成并分泌的急性蛋白，CRP在膿毒癥患者中表達升高，并且與病情嚴重性密切相關；IL-6是由單核巨噬細胞、中性粒細胞等分泌的炎癥細胞因子，參與了炎癥性疾病發病過程；PCT是由甲狀腺細胞分泌的降鈣素的前體，正常生理狀態在血液中含量極低，當機體因感染而出現炎癥反應時，在血液中含量極高，是評估炎癥反應嚴重程度的敏感性指標；氧合指數是評估機體氧合狀況的指標，其水平越低提示肺呼吸功能障礙越嚴重。本研究結果顯示，ARDS組、非ARDS組及SIRS組血清CRP、IL-6、PCT水平高于對照組，氧合指數低于對照組，并且ARDS組、非ARDS組上述指標異常改變較SIRS組明顯，ADRS組尤其高于非ARDS組，提示CRP、IL-6、PCT參與了膿毒癥合并ARDS患者的炎癥反應過程，而氧合指數可通過評估患者肺呼吸功能障礙而判斷ARDS病情嚴重性。此外，結果還顯示，膿毒癥合并ARDS的死亡組患者血清ESM-1、CRP、IL-6、PCT水平高于存活組，氧合指數低于存活組，提示上述指標與患者預后密切相關，血清ESM-1、CRP、IL-6、PCT水平越高的患者住院期間死亡風險越高，氧合指數越低的患者肺呼吸功能越差，死亡風險越高。經Pearson積矩相關分析，ARDS組血清ESM-1水平與CRP、IL-6、PCT水平呈不同程度正相關，與氧合指數呈負相關，提示ESM-1有望成為臨床輔助評估膿毒癥合并ARDS患者病情嚴重程度及判斷肺呼吸功能障礙的血清生化指標，其水平越高，患者炎癥反應越嚴重，呼吸功能越差，死亡風險越高。本研究ROC曲線結果顯示，ESM-1、CRP、IL-6、PCT均可有效預測膿毒癥合并ARDS患者死亡風險，其中ESM-1的預測價值優于其他炎癥指標，AUC為0.900，靈敏度、特異度、準確性分別為89%、82%、87%，提示ESM-1可作為ICU輔助預測膿毒癥合并ARDS患者死亡風險的生化指標。當其水平超過3.18 ng/mL時，提示患者有死亡風險，臨床應早期制定干預措施，減少患者死亡。

綜上所述，血清ESM-1水平異常升高參與了膿毒癥患者ARDS發病過程，并且與病情嚴重性密切相關，早期檢測可作為臨床輔助預測膿毒癥合并ARDS患者住院期間死亡風險的生化標志物。本研究為小樣本的單中心回顧性研究，其結果還需擴大樣本量開展多中心前瞻性隊列研究來進一步驗證。