血清HMGB1、ESM-1 水平對膿毒癥并發ARDS的預測價值

郭小芙,席與斌，陳剛

蘇州市立醫院,江蘇蘇州 215000

膿毒癥是感染引起的全身炎癥反應綜合征，不積極控制體內炎癥反應可引起體內環境失衡，導致多臟器功能障礙、休克甚至死亡[1]。肺是膿毒癥易受累器官之一，如果膿毒癥患者合并急性呼吸窘迫綜合征(ARDS)則病情加重，病死率升高[2]。積極預防ARDS的發生對抑制膿毒癥的病情進展、提高患者存活率有積極意義。高遷移率族蛋白B1(HMGB1)是人體早期、晚期重要的促炎細胞因子，是炎癥級聯反應的啟動者，與膿毒癥、類風濕關節炎和動脈粥樣硬化有關[3]。研究發現，HMGB1作為炎癥反應啟動子參與膿毒癥的發病和進展，與膿毒癥患者臨床結局有關[4]，但HMGB1是否參與膿毒癥并發ARDS尚不清楚。內皮細胞特異性分子1(ESM-1)是內皮細胞激活的標志物，表達于肺血管網中，參與血管內皮功能異常性疾病。研究顯示，ESM-1在急性肺損傷早期呈高表達[5]，但ESM-1在膿毒癥所致ARDS發病機制中發揮何種作用有待探討。2018年5月—2019年10月，我們檢測了并發ARDS膿毒癥患者、單純膿毒癥患者血清HMGB1、ESM-1，分析其對膿毒癥患者并發ARDS的預測價值。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選擇2018年5月—2019年10月我院ICU收治的123例膿毒癥患者，納入標準：①初次確診膿毒癥，符合2015年歐洲危重病醫學會制定膿毒癥診斷標準[6]；②入住重癥監護室(ICU)超過24 h；③年齡18～70周歲；④心胸外科手術后。排除標準：①合并其他部位急慢性感染；②血液系統、免疫系統疾病；③既往有哮喘、肺氣腫、肺部創傷史、肺部感染史、肺癌、肺結核等肺部疾??；④入住ICU不超過48 h內死亡者。其中39例合并ARDS(ARDS組)，符合2012年柏林新定義的相關診斷標準[7]，84例未合并ARDS(NARDS組)。ARDS組男21例、女18例，年齡(52.35±3.26)歲。NARDS組男51例、女33例，年齡(50.12±3.02)歲。另選擇51例門診體檢健康的志愿者為對照組，男32例、女19例，年齡(50.34±3.16)歲。三組性別比較無統計學差異(P>0.05)，ARDS組年齡高于NARDS組和對照組(t分別為5.562、5.036、P均<0.05)，NARDS組與對照組年齡比較差異無統計學意義(P>0.05)。本研究獲得我院倫理委員會批準，患者或其家屬知情同意并簽署同意書。

1.2 相關資料收集 收集患者基礎疾病、感染部位、膿毒癥分級(嚴重膿毒癥、膿毒癥休克[8])、急性生理與慢性健康狀況Ⅱ(APACHE Ⅱ)評分、機械通氣、合并癥(肺部感染、急性腎損傷)、ICU住院時間、臟器衰竭數量等。APACHE Ⅱ評分根據患者入ICU 24 h內臨床指標(體溫、心率、呼吸、平均動脈壓、血氧分壓、電解質、肌酐、白細胞、神經功能等)最差值計算[9]。

1.3 血清HMGB1、ESM-1檢測 患者入院24 h內(對照組于體檢日)采集空腹肘靜脈血3～5 mL，置于TDZ4-WS低速自動平衡離心機(長沙湘智離心機儀器有限公司)4 ℃下3 000/min離心15 min(離心半徑10 cm)，取血漿，保存于-80 ℃超低溫冰箱(Thermo Fisher公司)。采用意大利BIOBASE2000型全自動酶免分析儀，以酶聯免疫吸附試驗檢測血清HMGB1、ESM-1，試劑盒購自美國Epitope Diagnostics公司。

2 結果

2.1 兩組疾病相關資料比較 ARDS組膿毒癥休克比例、肺部感染比例、合并急性腎損傷比例、臟器功能衰竭個數≥2個比例、APACHE Ⅱ評分分別為64.10%(25/39)、58.97%(23/39)、48.72%(19/39)、41.03%(16/39)、(23.15±6.24)分，NARDS組膿毒癥休克比例、肺部感染比例、合并急性腎損傷比例、臟器功能衰竭個數≥2個比例、APACHE Ⅱ評分分別為39.29%(33/84)、30.95%(26/84)、29.76%(25/84)、17.86%(15/84)、(15.02±3.74)分，ARDS組均高于NARDS組(χ2/t分別為6.583、8.726、4.166、7.584、8.926，P均<0.05)。ARDS組、NARDS組男性比例、糖尿病比例、高血壓比例、冠心病比例、高脂血癥比例、泌尿系統感染、導管相關血流感染、腹腔感染、其他部位感染比例、機械通氣比例、ICU住院時間≥10 d比例分別為53.85%(21/39)、38.46%(15/39)、46.15%(18/39)、53.85%(10/39)、38.46%(15/39)、46.15%(18/39)、25.64%(10/39)、33.33%(13/39)、28.21%(11/39)、38.46%(15/39)、23.08%(9/39)、10.26%(4/39)、51.28%(20/39)、43.59%(17/39)；60.71%(51/84)、35.71%(30/84)、41.67%(35/84)、22.62%(19/84)、25.00%(21/84)、26.19%(22/84)、35.71%(30/84)、22.62%(19/84)、15.48%(13/84)、63.10%(53/84)、35.71%(30/84)，兩組比較差異均無統計學意義(χ2分別為0.743、0.087、0.219、0.135、0.925、0.623、1.541、0.700，P均>0.05)。

2.2 三組血清HMGB1、ESM-1 水平比較 ARDS組、NARDS組血清HMGB1、ESM-1 水平高于對照組(P均<0.05)，見表1。

表1 三組血清HMGB1、ESM-1水平比較

2.3 影響膿毒癥患者合并ARDS的Logistic回歸分析 構建膿毒癥患者合并ARDS的Logistic回歸模型，以是否發生ARDS為因變量(賦值：0=否，1=是)，年齡(連續性變量)、膿毒癥類型(賦值：1=嚴重膿毒癥，2=膿毒癥休克)、肺部感染(賦值：0=否，1=是)、合并急性腎損傷(賦值：0=否，1=是)、臟器功能衰竭個數(賦值：1=<2個，2=≥2個)、APACHE Ⅱ評分(連續性變量)為自變量，逐步法排除無關變量(入α=0.05，出α=0.10)，校正年齡、性別、基礎疾病等混雜因素，最終肺部感染，APACHE Ⅱ評分、HMGB1、ESM-1 水平與膿毒癥并發ARDS有關(P均<0.01)，見表2。

表2 影響膿毒癥患者合并ARDS的Logistic回歸分析

2.4 血清HMGB1、ESM-1水平預測膿毒癥患者合并ARDS的價值 血清HMGB1、ESM-1 、HMGB1+ESM-1 水平預測膿毒癥患者合并ARDS的ROC曲線下面積(AUC)分別為0.754、0.651、0.921，P均<0.05。HMGB1+ESM-1預測膿毒癥患者合并ARDS的AUC高于單獨HMGB1、ESM-1(Z分別為2.435、2.965，P均<0.05)。血清HMGB1、ESM-1、HMGB1+ESM-1預測膿毒癥患者合并ARDS的效能見表3。

表3 HMGB1、ESM-1、HMGB1+ESM-1預測膿毒癥患者合并ARDS的效能

3 討論

膿毒癥是臨床常見的急危重癥，隨著人口老齡化、腫瘤發病率增加、侵入性操作增加，我國膿毒癥發病率和病死率呈逐年上升趨勢[8]。膿毒癥可導致多器官受累，其中ARDS是膿毒癥常見并發癥，患者病死率高，早期預測ARDS的發生對臨床治療指導、病情評估有重要意義。

HMGB1是一種DNA結合蛋白，存在于多數組織細胞核中，在細胞內通過與DNA結合發揮調節基因轉錄、穩定細胞結構功能。當細胞損傷時炎癥介質被激活，HMGB1通過活化主動分泌或壞死細胞被動釋放形式從細胞核中進入外周血循環，發揮刺激炎癥反應、趨化、調節免疫應答、代謝等功能，活化HMGB1具有較強致炎性，被認為是炎癥瀑布反應的啟動子[10]。HMGB1異常激活參與急性肺損傷[11]發病過程，但是否參與膿毒癥所致ARDS過程鮮見報道。本研究結果顯示，ARDS組血清HMGB1水平高于NARDS組和對照組，HMGB1水平升高是膿毒癥患者并發ARDS的危險因素，說明HMGB1介導的炎癥反應參與了膿毒癥患者肺組織損傷過程。研究顯示，膿毒癥合并ARDS小鼠模型中發現HMGB1、IL-6、IL-10等炎性因子表達升高[12]。HMGB1參與膿毒癥并發ARDS的可能機制：膿毒癥患者機體強烈炎性反應導致HMGB1大量釋放，HMGB1可能通過延遲中性粒細胞凋亡參與膿毒癥大鼠ARDS發病過程[13]；HMGB1通過與受體晚期糖基化終產物受體、Toll樣受體結合激活活化核因子-κB通路，誘導氧化應激反應，加劇炎癥反應，介導肺損傷過程[14]。

ESM-1是一種硫酸皮膚素黏蛋白，表達于肺動脈、肺泡毛細血管內皮細胞、支氣管和黏膜上皮細胞，具有廣泛生物學活性，參與胚胎發育、損傷修復、炎癥反應、血管形成等病理生理過程[15]。炎癥反應中ESM-1通過直接與白細胞表面整合素細胞功能相關抗原結合阻止白細胞向炎癥部位遷移浸潤，并抑制白細胞與內皮細胞間黏附作用，減輕炎癥反應損傷。膿毒癥早期，在細菌脂多糖刺激下，內皮細胞產生大量白細胞介素，刺激ESM-1表達和分泌，血清ESM-1水平對膿毒癥診斷優于C反應蛋白和降鈣素原[16]。研究顯示，ESM-1與急性肺損傷發病有關[5]。本研究結果顯示，膿毒癥患者血清ESM-1水平高于對照組，ESM-1是否參與膿毒癥并發ARDS尚待探討。另外，ARDS組血清ESM-1水平高于NARDS組，說明ESM-1參與膿毒癥肺損傷過程，機制為膿毒癥炎癥級聯反應導致氣道大量細胞因子、趨化因子、免疫細胞產生，共同作用下導致肺血管內皮細胞損傷，分泌ESM-1，以發揮保護肺組織作用，避免大量激活白細胞遷移黏附造成多臟器功能障礙。因此，ESM-1的升高被認為與膿毒癥患者預后不良有關[5]。

本研究ROC曲線分析結果顯示，血清HMGB1、ESM-1水平預測膿毒癥患者并發ARDS的AUC分別為0.754、0.651，說明HMGB1、ESM-1水平升高對膿毒癥ARDS的發生有一定警示意義，但靈敏度尚不理想，聯合HMGB1、ESM-1提高了預測效能，AUC均大于單獨HMGB1、ESM-1診斷，說明HMGB1、ESM-1水平均升高者肺部損傷更嚴重，并發ARDS的可能性更大，對臨床風險評估更具指導意義。本研究Logistic回歸分析結果顯示，肺部感染、APACHE Ⅱ評分與膿毒癥患者并發ARDS關系密切，APACHE Ⅱ評分是評估危重病患者預后的常用敏感指標，與重癥患者病死率密切相關，膿毒癥并發肺部感染是導致ARDS的直接因素，因此與膿毒癥患者ARDS風險有關。

綜上所述，膿毒癥合并ARDS患者血清HMGB1、ESM-1水平升高，高水平HMGB1、ESM-1 是膿毒癥患者并發ARDS的危險因素之一。HMGB1、ESM-1可作為膿毒癥患者并發ARDS預測的參考指標。