胸腔鏡肺癌根治術后肺部感染對外周血炎性細胞因子變化的影響

何 鋒，劉 寧，陳新富，王小英，陳樹興，林鏗強 (福建醫科大學附屬教學醫院，福州肺科醫院胸外科，福建 福州 350007)

肺癌是我國現階段最常見的惡性腫瘤，占癌癥死亡第一位[1]；針對早期非小細胞肺癌(Non-Small Cell Lung Cancer NSCLC)的治療是以手術為主的綜合治療；與傳統手術相比，胸腔鏡下肺癌根治術具有更精細、損傷小、疼痛輕、恢復快特點，已日漸取代傳統開放手術，成為肺癌外科治療的首選手術方式[2]。然而，盡管微創技術推陳出新及加速康復外科(ERAS)理念廣泛開展，手術不可避免會造成機體損傷，可導致并發癥的發生。

肺部感染是肺癌根治術后最常見并發癥，發生率可達15%～37%，是肺切除術圍術期死亡的第一因素，也是肺癌遠期死亡和復發的獨立危險因素[3]；預防和盡早發現肺部感染，是肺癌根治術后胸外科快速康復治療的關鍵。目前臨床上診斷肺部感染常用檢驗指標是血常規、血清C-反應蛋白(CRP)、降鈣素原(PCT)[4]，上述指標水平升高反映了全身炎性反應的活躍程度，但受感染器官的大小、類型、細菌種類、炎性反應程度、免疫反應狀況、組織損傷等因素影響[5]，故上述指標在肺癌根治術后因肺部感染的發生和手術創傷而增高，對兩者的鑒別缺乏特異性。研究[6]表明手術創傷、肺部感染均通過一些炎性介質釋放來對機體產生影響，造成體內細胞因子波動,白細胞介素-6(IL-6)、白細胞介素-8(IL-8)、白細胞介素-10(IL-10)是手術創傷后循環中主要的細胞因子，無論對機體手術損傷修復，還是在術后肺部感染均起至關重要的作用，通過對炎性指標的連續監測可更直觀地反映出機體對損傷的應答；但如何早期從炎性細胞因子變化中鑒別出肺部感染，目前相關性研究少；本研究通過對行胸腔鏡肺癌根治術的非小細胞肺癌患者圍術期炎性細胞因子連續監測，觀察肺部感染對炎性細胞因子變化趨勢的影響，期望由此能更早、更直接地發現肺部感染，為術后肺部感染早期診斷提供依據。

1 資料與方法

1.1一般資料:選擇2020年8月1日～2020年12月30日本院胸外1科102例行胸腔鏡肺癌根治術的NSCLC患者作為研究對象，其中肺腺癌89例，鱗癌11例，大細胞癌2例；根據術后是否發生肺部感染，分為感染組49例，觀察組(無感染組)53例。其中感染組：男34例，女15例，年齡(61.1±7.8)歲，觀察組：男21例，女32例，年齡(60.1±7.8)歲；所有入組患者經院倫理委員會審核并簽署知情同意書。納入標準：術后病理確診NSCLC，行胸腔鏡下肺癌根治術，包括(肺葉切除術、肺段切除術、肺楔形切除術、系統性淋巴結清掃術、淋巴結采樣術)；術前無肺部感染以及其他感染，未接受過放、化療或靶向、免疫治療。術后肺部感染診斷符合《2018版醫院感染診斷標準》。診斷標準：患者有肺部感染的臨床癥狀和體征，包含咳嗽，痰黏稠、發熱、氣促、肺部濕啰音等，影像學顯示肺部有不同程度的片狀、斑片狀浸潤影，實驗室檢查白細胞、CRP、PCT升高。兩組患者抗炎藥物使用按照指南[7]，清潔-污染手術術前無預防性使用抗生素，手術切皮前0.5 h給予靜脈預防性抗生素1劑，術中如手術時間超過3 h或術中出血量大于1 500 ml追加使用抗生素1劑，術后不予使用抗生素；感染組患者術后診斷感染后開始行抗感染治療至感染控制。

1.2方法:入組患者行全麻下胸腔鏡肺癌根治術，分別于術前(T0)、術后2 h(T1)、術后第1天(T2)、術后第3天(T3)、術后第5天(T4)5個時間點采集外周血5 ml,室溫放置2 h，1 000 r/min離心20 min,取上清置于-80℃冰箱保存待測。根據術后肺部感染發生與否，分為感染組與觀察組；采用雙抗體一步夾心酶聯免疫吸附試驗(ELISA)檢測細胞因子：白細胞介素-6(IL-6)、白細胞介素-8(IL-8)、白細胞介素-10(IL-10)濃度。試劑盒由上海江萊生物提供(貨號：JL14113、JL19291、JL19246)。血常規、CRP、PCT由本院檢驗科檢測。

1.3評價指標:收集患者一般情況：如年齡、性別、吸煙狀況；手術損傷信息：如手術時間、術中出血量，手術切除方式、淋巴結清掃與否；腫瘤特征：如腫瘤大小、淋巴結轉移情況、病理分期、肺癌類型、浸潤程度情況。對比上述資料差異對術后肺部感染發生的影響；兩組患者各檢測時間點炎性細胞因子變化情況，兩組患者術后CRP、PCT、細胞因子變化趨勢。

2 結果

2.1患者一般情況、手術因素、腫瘤病理結果對發生術后肺部感染的影響:兩組患者臨床一般情況對比中，男性、吸煙患者發生術后肺部感染幾率高于女性、非吸煙患者，差異有統計學意義(P<0.05)，在年齡對比上無差異。在手術因素對比中，手術時間>300 min組術后發生肺部感染幾率高于手術時間≤300 min組(P=0.02)，按術中出血量、肺切除方式、淋巴結清掃方式分組間比較，差異無統計學意義(P>0.05)。腫瘤病理分組比較中，Ⅰ期肺癌、無淋巴結轉移、原位癌/微浸潤性肺癌患者術后發生肺部感染幾率要低于ⅡA～ⅢB期肺癌、有淋巴結轉移、浸潤性肺癌的患者，差異有統計學意義(P<0.05),肺腺癌患者術后發生肺部感染幾率低于鱗癌和大細胞癌患者(P=0.036)，按腫瘤大小分組間比較，差異無統計學意義(P>0.05)。見表1。

表1 一般情況、手術因素、病理因素對術后肺部感染的影響(例)

2.2兩組患者血CRP、PCT、IL-6、IL-8、IL-10檢測水平比較

2.2.1手術前后不同時間點兩組間CRP、PCT、IL-6、IL-8、IL-10檢測結果比較：兩組患者術前(T0)血清中CRP、PCT、IL-6、IL-8、IL-10指標結果組間比較，差異無統計學意義(P>0.05)；術后2 h(T1)檢測中，感染組IL-10比觀察組明顯增高,是最早出現統計學差異的檢驗指標，且有顯著統計學差異(P=0.001)，兩組間CRP、PCT、IL-6、IL-8指標差異無統計學意義(P>0.05)；術后第1天、第3天(T2、T3)檢測中感染組CRP、PCT、IL-6、IL-8、IL-10指標高于觀察組，差異有統計學意義(P<0.05)，其中IL-6、IL-8、IL-10達到顯著統計學差異(P<0.001)；術后第5天(T4)檢測中感染組CRP、IL-6、IL-8、IL-10指標高于觀察組，差異有統計學意義(P<0.05)，其中IL-8達到顯著統計學差異(P<0.001)，PCT兩組間比較，差異無統計學意義(P>0.05)。見表2。

表2 兩組患者血CRP、PCT、IL-6、IL-8、IL-10指標比較

2.2.2患者血清CRP、PCT、IL-6、IL-8、IL-10在不同時間點檢測結果比較 :在術前、術后2 h、術后1天、術后3天、術后5天這5個時間點上對血清CRP、PCT、IL-6、IL-8、IL-10檢測結果前后逐一比較(T0、T1、T1、T2、T2、T3、T3、T4)，兩組患者各時間點檢測結果前后差異有統計學意義(P<0.05)。

2.2.3兩組患者血清CRP、PCT、IL-6、IL-8、IL-10手術前后變化趨勢分析:應用一般線性模型(GLM)中重復測量方法進行方差分析，建立折線圖對比血中各項指標在手術前后變化趨勢，兩組患者血清CRP、PCT、IL-6、IL-8、IL-10指標術后呈先升高后減低波動，其中CRP術后2 h開始明顯升高、術后第3天達到峰值后回落，兩組患者變化的趨勢相近。見圖1。血PCT術后2 h開始明顯升高，感染組患者血PCT上升速率高于觀察組，術后第1天兩組患者達到峰值后開始回落，感染組數值下降速率較觀察組快。見圖2。

圖1 兩組患者手術前后CRP水平平均值比較(mg/L)

圖2 兩組患者手術前后PCT水平平均值比較(ng/ml)

細胞因子IL-6、IL-8變化趨勢相同，術后即開始明顯升高，升高起始時間早于CRP、PCT；術后2 h感染組IL-6、IL-8指標升高速率高于觀察組；在術后第1天兩組達到峰值，感染組明顯高于觀察組；在達峰值后至術后3天，感染組指標下降速率緩于觀察組；術后3天到術后5天，感染組下降速率快于觀察組，呈先緩后急下降。見圖3～4。細胞因子IL-10變化趨勢比較見術后開始快速升高，感染組升高速率高于觀察組，至術后2 h升高速率減緩，術后第1天達峰值后回落；術后第3至5天IL-10感染組減低速率高于觀察組。見圖5。

圖3 兩組患者手術前后IL-6水平平均值比較(pg/ml)

圖4 兩組患者手術前后IL-8水平平均值比較(pg/ml)

圖5 兩組患者手術前后IL-10水平平均值比較(pg/ml)

3 討論

胸腔鏡肺癌根治術是目前治療NSCLC的主要外科手段，麻醉、出血、肺切除、淋巴結清掃等手術創傷均可造成機體全身炎性反應綜合征(SIRS)；研究表明手術創傷誘發的SIRS明顯增加肺部并發癥的發生，肺部感染為肺癌根治術后主要肺部并發癥，其中64%圍術期死亡和肺部感染有關[3、8]。預防和早期診斷肺部感染是術后快速康復的關鍵。多項研究[6，9]表明，性別影響術后并發癥的發生，回顧分析STS數據庫27 844例肺切除病例顯示，男性術后主要并發癥發生率和圍手術期死亡顯著增加。Lugg等研究發現吸煙是肺部并發癥的獨立危險因素(HR：2.0,95%CI:1.9～3.2,P=0.006)[10]。本研究中同樣發現男性、吸煙患者是肺部感染發生的高危人群，術后肺部感染發生幾率明顯增高。在手術損傷對比中，手術時間長短影響術后肺部感染發生，盡量縮短手術時間是預防肺部感染發生的重要措施。在腫瘤因素比較中發現中晚期肺癌、伴淋巴結轉移、浸潤性癌的NSCLC患者術后肺部感染發生率高，究其原因考慮不僅和切除腫瘤對應的手術范圍廣、損傷大、時間長因素有關；還和腫瘤進展對機體細胞免疫功能抑制相關；在乳腺癌、卵巢癌等多項研究[11-13]中發現腫瘤進展可改變Th細胞因子的分泌譜，由Th1向Th2的漂移，從而誘導Treg(CD4+/CD25+/FOXP3+)細胞的產生并增強其抑制功能，可抑制抗原提呈，繼而抑制T細胞的功能發揮，發生免疫逃逸；圍術期細胞免疫功能減低導致術后肺部感染發生率增高。

手術創傷、肺部感染等病理過程通過體內多種細胞因子的異常表達來參與完成；炎性細胞因子又可分為抗炎細胞因子和抑炎細胞因子，IL-6、IL-8為抗炎細胞因子，IL-10為抑炎細胞因子，兩種炎性因子互相影響共同參與上述病理過程。國內吳英達等在食管癌手術患者圍術期監測中得出IL-6、IL-8由手術開始后明顯上升，于術后1 h達到高峰后逐漸下降[14]。本研究也發現細胞因子IL-6、IL-8、IL-10在行胸腔鏡肺癌根治術后即迅速升高，但高峰于術后第1天出現；分析認為是由于手術創傷和術后肺部感染先后發生導致的炎性細胞因子共同疊加增高造成差異的出現。通過觀察折線圖可發現，感染組術后2 h至術后1天峰值出現，炎性細胞因子升高明顯高于觀察組；說明炎性細胞因子(IL-6、IL-8、IL-10)水平變化和肺部感染密切相關，它的異常升高預示肺部感染的發生。同時炎性細胞因子升高早于CRP、PCT開始，且峰值早于CRP出現,魯勇國等相關研究[15]也獲得類似結果；分析原因,IL-6是誘導肝細胞合成CRP、PCT的主要細胞因子，故早于CRP和PCT出現異常升高，對肺部感染輔助診斷上較CRP、PCT指標更早、更敏感。因此本研究認為，炎性細胞因子(IL-6、IL-8、IL-10)是診斷肺部感染的重要輔助指標；胸腔鏡肺癌根治術圍術期對炎性細胞因子水平連續監測，觀察其上升速率、峰值時間、峰值增高情況，可實現術后肺部感染早期診斷，但具體診斷標準還需通過更大量、更完善的實驗數據的整理來制定。

此外，本研究還發現，抑炎細胞因子IL-10是最早出現組間差異的檢測指標，在術后2 h兩組間即出現顯著差異，早于IL-6、IL-8、CRP、PCT；提示術后肺部感染發生和抑炎因子IL-10的過度表達相關。手術、感染等病理損傷過程引起機體炎性反應，首先是抗炎細胞因子IL-6、IL-8急劇增加[16]，同時機體炎性反應也激活抑炎作用；IL-10是重要抗炎作用的免疫調節性細胞因子，由Th2細胞產生，可明顯抑制多種炎性介質的表達而減輕組織損傷。已有試驗[17-18]證實IL-10可抑制IL-6、IL-8的釋放，發揮抗炎作用。本研究中IL-10的變化趨勢和IL-6、IL-8相一致，證明機體抗炎、抑炎應答是協同激活；之后兩組間IL-10首先出現顯著差異，感染組水平遠高于觀察組，提示IL-10可能是導致術后肺部感染發生的始動因素；機體抑炎因子過高表達導致抗炎和抑炎作用失衡，產生免疫抑制效應，降低正常免疫反應，最終導致肺部感染發生；但本研究尚缺乏同期患者細胞免疫功能對比，故仍需要更多的試驗來證實。

綜上所述，外周血中炎性細胞因子IL-6、IL-8、IL-10變化和術后肺部感染發生密切相關，是早期診斷肺部感染的敏感輔助指標；胸腔鏡肺癌根治術圍術期對炎性細胞因子IL-6、IL-8、IL-10連續監測可早期診斷術后肺部感染的發生。