吲哚胺-2,3雙加氧酶和金屬蛋白酶組織抑制劑-1在膿毒癥患者中的表達(dá)及其與疾病的相關(guān)性分析

高亞洲，徐之超，殷國(guó)志

膿毒癥是嚴(yán)重創(chuàng)傷、感染、休克、外科手術(shù)患者常見的并發(fā)癥之一，進(jìn)一步發(fā)展可導(dǎo)致膿毒性休克、多器官功能障礙綜合征，是臨床危重患者最主要的死亡原因之一[1]。膿毒癥和多器官功能障礙綜合征的病情發(fā)展迅速、治療效果不明顯、預(yù)后險(xiǎn)惡、病死率高，給臨床救治工作帶來了極大的困難，目前已成為現(xiàn)代危重病醫(yī)學(xué)面臨的突出難題，是醫(yī)學(xué)研究者討論的熱門話題[2]。臨床上普遍認(rèn)為，膿毒癥與炎癥反應(yīng)、機(jī)體免疫調(diào)節(jié)紊亂導(dǎo)致的抗炎反應(yīng)調(diào)控失衡具有重要聯(lián)系[3]。吲哚胺-2,3雙加氧酶(indoleamine 2,3-dioxygenase, IDO)廣泛存在于胸腺髓質(zhì)和T細(xì)胞中，能夠影響T細(xì)胞的增殖、免疫功能[4]。而金屬蛋白酶組織抑制劑-1(tissue inhibitor of metalloproteinases-1, TIMP-1)水平在膿毒癥患者中則被證實(shí)呈高水平狀態(tài)[5]。為探討膿毒癥患者體內(nèi)生化分子水平的變化情況，本研究回顧性分析69例確診膿毒癥患者的IDO、TIMP-1表達(dá)變化情況并進(jìn)行探究，分析其水平變化與疾病的相關(guān)性，現(xiàn)報(bào)告如下。

1 資料與方法

1.1一般資料 回顧性分析2016年1月—2019年8月于我院重癥監(jiān)護(hù)室治療的69例膿毒癥患者的臨床資料。按照患者病情嚴(yán)重程度，一般膿毒癥患者納入膿毒癥組(35例)，膿毒癥休克患者納入膿毒癥休克組(34例)。①納入標(biāo)準(zhǔn)：所有患者均參照2016年膿毒癥Sepsis 3.0定義及診斷標(biāo)準(zhǔn)確診為膿毒癥患者[6]；臨床資料均完整；本研究已通過醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，患者及家屬對(duì)研究?jī)?nèi)容均知情且同意。②排除標(biāo)準(zhǔn)：合并其他免疫系統(tǒng)功能障礙疾病或感染性疾病患者；入院前3個(gè)月內(nèi)有免疫抑制劑或激素等藥物服用或治療史；存在惡性腫瘤或長(zhǎng)期消耗性疾病者；存在嚴(yán)重肝、腎功能不全患者；臨床資料不完整者。再選取同時(shí)間段進(jìn)行體檢，結(jié)果均正常的體檢者32例為健康對(duì)照組。3組的年齡及性別比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，具有可比性。見表1。

表1 3組研究對(duì)象的一般資料情況比較

1.2檢測(cè)方法 抽取所有受檢者清晨空腹靜脈血5 ml，并置于肝素抗凝管予以抗凝，給予3000 r/min離心10 min后，取上清液放置于-80℃低溫箱中待檢。通過使用武漢伊萊瑞特生物科技股份有限公司生產(chǎn)的TIMP-1和IDO試劑盒(貨號(hào)：E-EL-H0184c和E-EL-H2162c)，并采用雙抗夾心酶聯(lián)免疫吸附法對(duì)IDO、TIMP-1水平進(jìn)行檢測(cè)。

1.3觀察指標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn) ①對(duì)比各組研究對(duì)象的TIMP-1、IDO水平以及急性生理與慢性健康狀況評(píng)分系統(tǒng)Ⅱ(acute physiology, age and chronic health evaluationⅡ, APACHEⅡ)評(píng)分[7]情況；②對(duì)比膿毒癥患者死亡風(fēng)險(xiǎn)、病情變化情況；患者死亡風(fēng)險(xiǎn)情況根據(jù)急診膿毒癥死亡風(fēng)險(xiǎn)(mortality in emergency department sepsis, MEDS)評(píng)分進(jìn)行判定，分別從患者意識(shí)、血小板等9個(gè)方面進(jìn)行評(píng)估，總分27分，其中極低危：≤4分，低危：5～7分，中危：8～12分，高危：13～15分，極高危：>15分；患者評(píng)分越高，風(fēng)險(xiǎn)越高。③膿毒癥患者病情變化根據(jù)序貫器官衰竭評(píng)估(sequential organ failure assessment, SOFA)評(píng)分[8]進(jìn)行判定，分別從呼吸、神經(jīng)、凝血、肝臟、腎臟、循環(huán)系統(tǒng)對(duì)患者進(jìn)行評(píng)估，分?jǐn)?shù)越高，預(yù)后越差。④結(jié)合各組不同指標(biāo)表達(dá)情況，分析膿毒癥患者的TIMP-1、IDO水平與MEDS、SOFA和APACHEⅡ評(píng)分的相關(guān)性。

2 結(jié)果

2.1TIMP-1、IDO水平以及APACHEⅡ評(píng)分比較 健康對(duì)照組IDO、TIMP-1水平以及APACHEⅡ評(píng)分均顯著低于膿毒癥組和膿毒癥休克組，膿毒癥休克組IDO、TIMP-1水平以及APACHEⅡ評(píng)分最高，3組比較差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見表2。

2.2膿毒癥患者M(jìn)EDS、SOFA評(píng)分比較 膿毒癥組的MEDS、SOFA評(píng)分均明顯低于膿毒癥休克組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。見表3。

2.3膿毒癥患者TIMP-1、IDO水平與MEDS、SOFA、APACHEⅡ評(píng)分的相關(guān)性分析 經(jīng)Spearman相關(guān)性分析結(jié)果顯示，膿毒癥患者的IDO、TIMP-1水平與MEDS、SOFA、APACHEⅡ評(píng)分呈顯著正相關(guān)(P<0.05，P<0.01)。見表4。

表2 3組研究對(duì)象血清TIMP-1、IDO水平及APACHEⅡ評(píng)分比較

表3 2組膿毒癥患者M(jìn)EDS、SOFA評(píng)分比較分)

表4 膿毒癥患者的TIMP-1、IDO水平與MEDS、SOFA、APACHEⅡ評(píng)分的相關(guān)性分析

3 討論

膿毒癥是一種常見于重癥監(jiān)護(hù)病房的疾病，在機(jī)體任何部位發(fā)生的感染都有可能引起膿毒癥[9]。有相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，目前全球大約有超過1800萬的膿毒癥患者，而我國(guó)大約有400萬，其病死率超過了心肌梗死，成為良性疾病的第一死因，病死率高達(dá)30%～50%，該疾病一旦合并休克和多器官功能衰竭，病死率將進(jìn)一步上升，高達(dá)80%～90%，隨著我國(guó)各種疾病的發(fā)病率不斷上升，膿毒癥的發(fā)病率也呈上升趨勢(shì)[10]。盡管目前的醫(yī)療技術(shù)不斷提高，但是隨著抗生素治療時(shí)間的延長(zhǎng)，即使應(yīng)用最先進(jìn)的治療手段，膿毒癥的病死率也難以降低[11]。

目前，膿毒癥的發(fā)病機(jī)制尚未完全明了，有部分學(xué)者認(rèn)為當(dāng)炎癥細(xì)胞生成過多或炎性因子的相對(duì)合成不足時(shí)，體內(nèi)的炎癥細(xì)胞將會(huì)被過度激活，從而引起全身炎性因子與抗炎因子水平失調(diào)，致使出現(xiàn)以全身炎癥反應(yīng)為特征的病理性改變，故而引發(fā)膿毒癥[12]。而也有部分學(xué)者認(rèn)為，該疾病與患者凝血、炎癥和纖維蛋白溶解反應(yīng)級(jí)聯(lián)調(diào)節(jié)失控具有重要聯(lián)系[13]。當(dāng)膿毒癥發(fā)病時(shí)，凝血途徑、炎癥反應(yīng)均被激活，而纖維蛋白溶解系統(tǒng)則出現(xiàn)先激活后抑制的雙相反應(yīng)；一旦患者免疫系統(tǒng)出現(xiàn)異常，將直接損傷內(nèi)皮細(xì)胞，暴露內(nèi)皮下結(jié)構(gòu)，致使膠原酶大量釋放，進(jìn)而引起內(nèi)源性凝血，并促進(jìn)凝血酶的產(chǎn)生，從而出現(xiàn)多器官功能衰竭[14]。有大量研究證明，膿毒癥是誘發(fā)膿毒性休克、多器官功能障礙綜合征的重要因素[15-16]。

IDO是一種存在于細(xì)胞內(nèi)并含血紅素的多聚體雙加氧酶，是肝臟外唯一具有催化L-色氨酸分子吲哚環(huán)裂解，并通過犬尿酸途徑代謝的限速酶，于1993年在兔肝臟中被發(fā)現(xiàn)，后被證實(shí)廣泛存在于哺乳動(dòng)物肝臟中[17]。IDO可通過消耗色氨酸來抑制T細(xì)胞的增殖，同時(shí)可與色氨酸反應(yīng)產(chǎn)生多種代謝產(chǎn)物例如L-犬尿酸，從而發(fā)揮抑制T細(xì)胞增殖、活化的作用，并對(duì)T細(xì)胞產(chǎn)生毒性因子，誘導(dǎo)其凋亡；該酶還被證實(shí)可誘導(dǎo)Treg細(xì)胞大量增殖，繼而使活化T細(xì)胞的免疫調(diào)節(jié)功能受到抑制[18-19]。正因IDO具有上述分子及結(jié)構(gòu)特性，根據(jù)上述特質(zhì)研發(fā)出的IDO抑制劑在臨床被廣泛用于各項(xiàng)腫瘤及免疫性疾病的治療[20]。基質(zhì)金屬蛋白酶是一種能有效降解細(xì)胞外基質(zhì)的鋅原子內(nèi)肽酶，具有促進(jìn)細(xì)胞增殖和遷移的作用；金屬蛋白酶組織抑制劑則是機(jī)體內(nèi)源性基質(zhì)金屬蛋白酶的天然抑制劑[21]。而TIMP-1能與基質(zhì)金屬蛋白酶按照1∶1比例反應(yīng)形成復(fù)合物，從而發(fā)揮抑制作用，維護(hù)細(xì)胞外基質(zhì)穩(wěn)態(tài)[22]。而在本研究中發(fā)現(xiàn)，膿毒癥患者的IDO、TIMP-1水平明顯高于正常人群水平，且膿毒性休克患者的IDO、TIMP-1水平較一般膿毒癥患者更高，這在一定程度上證實(shí)了上述說法，說明了IDO、TIMP-1水平與膿毒癥的嚴(yán)重程度具有緊密聯(lián)系。

同時(shí)本研究還對(duì)膿毒癥患者TIMP-1、IDO水平與MEDS、SOFA以及APACHEⅡ評(píng)分的相關(guān)性進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)膿毒癥患者的IDO、TIMP-1水平與MEDS、SOFA、APACHEⅡ評(píng)分呈顯著正相關(guān)，這與秦濤等[23]的研究結(jié)果一致。有效說明了IDO、TIMP-1水平與膿毒癥患者的病情發(fā)展及死亡風(fēng)險(xiǎn)都密切相關(guān)。

綜上所述，膿毒癥患者的IDO、TIMP-1水平與患者器官衰竭程度、病情嚴(yán)重程度及死亡風(fēng)險(xiǎn)具有相關(guān)性，臨床上可根據(jù)IDO、TIMP-1水平對(duì)患者的治療及預(yù)后進(jìn)行相應(yīng)的指導(dǎo)與評(píng)估。