IL-6和ST2在普通型新型冠狀病毒肺炎患者中的表達(dá)及其臨床意義研究*

楊 坤，景一嫻，薛成軍，劉家秀，王 靜

(重慶市公共衛(wèi)生醫(yī)療救治中心檢驗(yàn)科,重慶 400036)

新型冠狀病毒(簡(jiǎn)稱新冠病毒)屬于β屬冠狀病毒，其基因組特征與人類嚴(yán)重急性呼吸綜合征冠狀病毒(SARSr-CoV)同源性達(dá)76%以上，但有明顯區(qū)別。新冠病毒引起的疾病癥狀以呼吸道感染為特征，初期以發(fā)熱、干咳為主[1]。重型病例多在1周后出現(xiàn)呼吸困難，嚴(yán)重者快速進(jìn)展為急性呼吸窘迫綜合征、膿毒癥休克、難以糾正的代謝性酸中毒和出凝血功能障礙[2]。

與其他病毒感染疾病相似，臨床認(rèn)為炎性反應(yīng)在新冠病毒相關(guān)疾病控制和惡化中起到重要作用[3]。白細(xì)胞介素-6(IL-6)和可溶性生長(zhǎng)刺激表達(dá)基因2蛋白(ST2)是2種新型炎癥指標(biāo)。IL-6是細(xì)胞因子之一，其水平在感染和組織損傷導(dǎo)致的炎癥情況下快速升高。IL-6通過(guò)多種細(xì)胞通路作用，可以產(chǎn)生促炎或者抗炎作用[4]。重癥新型冠狀病毒肺炎(簡(jiǎn)稱新冠肺炎)患者的IL-6水平升高與患者預(yù)后不良相關(guān)，可能與細(xì)胞因子風(fēng)暴有關(guān)，而細(xì)胞因子風(fēng)暴所導(dǎo)致的器官損傷會(huì)患者病情加重甚至死亡[5-6]。ST2產(chǎn)生于心肌細(xì)胞、肺泡、支氣管的上皮細(xì)胞，研究發(fā)現(xiàn)ST2水平可在多種疾病包括心源性肺水腫、膿毒癥、肺部感染中升高[7]。本研究對(duì)普通型新冠肺炎患者治療過(guò)程中的IL-6和ST2水平進(jìn)行記錄，研究這2種新型炎癥標(biāo)志物在新冠肺炎患者中的表達(dá)及其臨床意義?，F(xiàn)報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1一般資料 選取2020年2月2—24日由重慶市公共衛(wèi)生醫(yī)療救治中心收治、符合《新型冠狀病毒肺炎診療方案》診斷標(biāo)準(zhǔn)的普通型患者。排除不可獲得入院時(shí)臨床檢測(cè)剩余血漿或血清樣本的患者，最終入組符合要求的患者37例。

1.2方法 采用星童醫(yī)療技術(shù)(蘇州)有限公司的循環(huán)增強(qiáng)熒光分析儀和配套試劑，收集患者住院期間多個(gè)不同時(shí)間點(diǎn)的剩余血清或血漿樣本，進(jìn)行IL-6和ST2檢測(cè)。同時(shí)，收集患者的基本資料、發(fā)病情況、臨床表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)室檢查、影像學(xué)檢查及治療情況。

2 結(jié) 果

2.1患者的基本信息、臨床表現(xiàn)及治療情況 本研究中納入的37例患者入院時(shí)，根據(jù)《新型冠狀病毒肺炎診療方案》，均符合流行病學(xué)調(diào)查結(jié)果，核酸檢測(cè)結(jié)果為陽(yáng)性，確診為新冠肺炎患者?；颊咂骄挲g(47.4±19.7)歲，女性19例(51.3%)，住院時(shí)間(18.1±8.3)d。16例(43.2%)患者有基礎(chǔ)疾病，其中高血壓7例(18.9%)、糖尿病4例(10.8%)、肝臟相關(guān)疾病6例(16.2%)、冠心病1例(2.7%)、其他基礎(chǔ)疾病6例(16.2%)。入院時(shí)，最常見(jiàn)癥狀為咳嗽19例(51.3%)，此外，發(fā)熱12例(32.4%)、惡心2例(5.4%)、胸痛3例(8.1%)、無(wú)力3例(8.1%)、流涕3例(8.1%)、頭痛1例(2.7%)、腹瀉5例(13.5%)、其他癥狀5例(13.5%)、無(wú)癥狀9例(24.3%)?；颊甙Y狀發(fā)生時(shí)間為4(2，10)d；舒張壓為(133.2±16.0)mm Hg(1 mm Hg=0.133 kPa)，收縮壓為(84.1±12.3)mm Hg；平均呼吸頻率為20次/分，無(wú)患者呼吸頻率大于24次/分；計(jì)算機(jī)斷層掃描(CT)檢測(cè)中，單側(cè)10例(27.0%)、磨玻璃影11例(29.7%)、小斑片影2例(5.4%)、氣管血管束增多增粗5例(13.5%)、混合15例(40.5%)、未見(jiàn)顯著改變2例(5.4%)、其他結(jié)果1例(2.7%)。所有患者在住院過(guò)程中，均接受抗病毒治療，住院期間多次CT檢測(cè)結(jié)果顯示患者均逐步轉(zhuǎn)好。住院期間的合并癥方面，繼發(fā)細(xì)菌感染4例(10.8%)；心臟異常表現(xiàn)5例(13.5%)，包括心悸、心電圖異常或肌鈣蛋白升高代表的心肌損傷。6例患者(16.0%)住院期間采用鼻導(dǎo)管/面罩吸氧，以改善呼吸情況。

2.2患者入院實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)結(jié)果 入院時(shí)，本組患者中27.8%(10/36)的患者外周血淋巴細(xì)胞計(jì)數(shù)降低，而白細(xì)胞計(jì)數(shù)、中性粒細(xì)胞計(jì)數(shù)、血小板計(jì)數(shù)多數(shù)正常。凝血指標(biāo)中，19.4%(7/36)的患者D二聚體升高，44.4%(16/36)的患者凝血酶原時(shí)間降低，33.3%(12/36)的患者纖維蛋白原升高。肝功能指標(biāo)中，24.3%(9/37)的患者谷丙轉(zhuǎn)氨酶升高，24.3%(9/37)的患者總膽紅素升高。急性期反應(yīng)蛋白中，25.7%(9/35)的患者C反應(yīng)蛋白(CRP)升高，21.6%(8/37)的患者清蛋白降低，13.5%(5/37)的患者乳糖脫氫酶(LDH)升高。對(duì)留存的入院初樣本進(jìn)行IL-6和ST2水平測(cè)定，18.9%(7/37)的患者IL-6升高，8.1%(3/37)的患者ST2升高。見(jiàn)表1。

表1 患者入院實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)結(jié)果

續(xù)表1 患者入院實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)結(jié)果

2.3IL-6和ST2與其他實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)結(jié)果的相關(guān)性分析 采用Spearman相關(guān)性分析37例患者入院時(shí)實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)指標(biāo)，IL-6與CRP(r=0.771，P<0.001)、LDH(r=0.418，P=0.01)、纖維蛋白原(r=0.567，P=0.000 3)、NT-proBNP(r=0.392，P=0.016 5)、年齡(r=0.398，P=0.014 8)呈顯著正相關(guān)，與淋巴細(xì)胞計(jì)數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)(r=-0.528，P=0.000 9)。ST2與中性粒細(xì)胞計(jì)數(shù)(r=0.368，P=0.027 2)、年齡(r=0.402，P=0.013 7)呈顯著正相關(guān)，與淋巴細(xì)胞計(jì)數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)(r=-0.412，P=0.012 5)。

2.4入院IL-6、ST2與基礎(chǔ)疾病、住院期間合并癥的相關(guān)性 Mann-whitney分析結(jié)果顯示，有基礎(chǔ)疾病(主要包括高血壓、糖尿病、肝臟相關(guān)疾病等)患者(16例)與無(wú)基礎(chǔ)疾病患者(21例)入院時(shí)的IL-6和ST2水平比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，見(jiàn)圖1。但是有基礎(chǔ)疾病組CRP、中性粒細(xì)胞、纖維蛋白原水平顯著高于無(wú)基礎(chǔ)疾病組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。部分患者住院期間出現(xiàn)合并癥，主要為肝功能異常、細(xì)菌感染及心臟異常相關(guān)事件(包括心動(dòng)過(guò)速、心電圖改變和肌鈣蛋白水平升高代表的心肌損傷)。有合并癥患者(21例)相比無(wú)合并癥患者(16例)，入院時(shí)IL-6顯著升高(P=0.004)，見(jiàn)圖2。IL-6升高者發(fā)生合并癥比例顯著增加(RR=2.33，P=0.002 9；OR=10.36，P=0.041 1)。此外，有合并癥患者的LDH、中性粒細(xì)胞、纖維蛋白原水平高于無(wú)合并癥患者，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。

aP<0.05。

圖1 有無(wú)基礎(chǔ)疾病的患者入院時(shí)IL-6和ST2水平比較

2.5住院期間IL-6、ST2動(dòng)態(tài)變化 對(duì)37例患者住院期間不同時(shí)間點(diǎn)的101個(gè)樣本全部進(jìn)行IL-6和ST2檢測(cè)，結(jié)果顯示患者住院期間的IL-6和ST2呈正相關(guān)(r=0.241，P=0.015)。15例患者在住院早、中、晚期進(jìn)行了3次檢測(cè)結(jié)果，其中入院初期為入院2 d以內(nèi)，住院中期為入院5～10 d，住院后期為入院14 d以上。IL-6各時(shí)間點(diǎn)水平比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，而ST2在各個(gè)時(shí)間點(diǎn)呈顯著下降趨勢(shì)(P<0.05)，見(jiàn)圖3。

aP<0.05。

3 討 論

新冠病毒相關(guān)的早期研究報(bào)道主要聚焦重癥和危重癥患者。這些患者在發(fā)病后出現(xiàn)呼吸困難、急性呼吸窘迫綜合征、膿毒癥休克、代謝性酸中毒、凝血功能障礙、多器官功能衰竭，甚至死亡[1]。有研究認(rèn)為，除病毒直接感染臟器所致的急性起病之外，重癥患者因病毒感染引發(fā)的免疫反應(yīng)失調(diào)和細(xì)胞因子風(fēng)暴，是導(dǎo)致嚴(yán)重全身性反應(yīng)和器官衰竭的重要原因[3,5]。普通型新型冠狀肺炎病毒患者在所有患者群體中占比較大，但該患者群體在疾病治療過(guò)程中細(xì)胞因子變化的相關(guān)研究報(bào)道較有限。本研究針對(duì)普通型新冠肺炎患者住院期間的IL-6和ST2變化情況進(jìn)行了研究。

IL-6是細(xì)胞因子之一，可由多種組織細(xì)胞產(chǎn)生，具有促炎、抑炎作用，以及多種生理功能。IL-6是在組織損傷和感染最早期表達(dá)的細(xì)胞因子之一，可促進(jìn)急性期反應(yīng)CRP和纖維蛋白原的合成。新冠肺炎患者IL-6水平升高可能是由病毒直接或間接激活I(lǐng)L-6表達(dá)引起，也可能繼發(fā)于病毒感染后引起類似巨噬細(xì)胞活化綜合征的超炎性反應(yīng)[8]。本研究結(jié)果顯示，患者入院時(shí)的IL-6水平與其他感染炎癥標(biāo)志物(CRP、LDH、PCT、纖維蛋白原)顯著相關(guān)。在重癥新冠肺炎患者的研究中，患者進(jìn)入重癥監(jiān)護(hù)病房(ICU)時(shí)，其IL-6水平可能提示炎癥細(xì)胞因子風(fēng)暴發(fā)生，并與患者預(yù)后(如死亡)相關(guān)，監(jiān)控IL-6變化可以預(yù)測(cè)病情進(jìn)展[5,9]。本研究的普通型新冠肺炎患者中，18.9%的患者入院時(shí)IL-6升高(>10 pg/mL)，其中多數(shù)患者僅輕微升高，僅有2例患者升高超過(guò)100 pg/mL。比較重癥患者的76%～100%[9-10]，本研究中普通型新冠肺炎患者IL-6升高者比例明顯較低。入院時(shí)IL-6升高者，住院期間的合并癥(肝功能異常、細(xì)菌感染及心臟異常等)風(fēng)險(xiǎn)增加(RR=2.33，P=0.002 9；OR=10.36，P=0.041 1)，表明普通型新冠肺炎患者檢測(cè)IL-6也可能提供危險(xiǎn)分層信息，醫(yī)生可以此來(lái)更合理地配置醫(yī)療資源。

ST2是IL-33配體，屬于IL-1受體家族成員，以游離態(tài)ST2和細(xì)胞膜表面受體(ST2L)2種形式存在。游離態(tài)的ST2與IL-33結(jié)合可以阻斷IL-33與細(xì)胞表面的ST2L結(jié)合，進(jìn)而抑制ST2L/IL-33胞內(nèi)功能。在輔助型T細(xì)胞2(Th2)通路介導(dǎo)的炎癥疾病(如哮喘、肺纖維化、類風(fēng)濕、膿毒癥、創(chuàng)傷、腫瘤等)中，IL-33和ST2水平升高，ST2L促進(jìn)炎性反應(yīng)，而游離態(tài)ST2減弱炎性反應(yīng)[11-12]。另一方面，心臟血管上皮細(xì)胞表達(dá)ST2L，IL-33/ST2L細(xì)胞通路起到保護(hù)心臟的作用。心力衰竭患者的ST2水平顯著升高，用于抑制IL-33和ST2L的結(jié)合。ST2與心臟重構(gòu)、NT-proBNP水平相關(guān)，是心肌纖維化標(biāo)志物[7]。本研究中，部分患者入院時(shí)ST2升高，住院期間ST2水平與IL-6顯著相關(guān)，但未顯示出其與NT-proBNP水平相關(guān)，提示新冠肺炎患者ST2水平的變化主要與炎癥相關(guān)。與其他呼吸道病毒感染可引起Th2型免疫反應(yīng)的機(jī)制類似，新冠肺炎患者也觀察到Th2通路活化，這可能和ST2水平升高有關(guān)[9,13]。此外，IL-6在T細(xì)胞分化中發(fā)揮作用，其通過(guò)激活信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子3(STAT3)通路，增加IL-4表達(dá)、抑制干擾素-γ(IFN-γ)，下調(diào)Th1，上調(diào)Th2[4,11,14]。在呼吸系統(tǒng)疾病中，血漿ST2水平與疾病嚴(yán)重程度和預(yù)后有關(guān)，例如，甲型流感嚴(yán)重感染者的ST2水平升高更為顯著[4]，ST2水平也與急性呼吸窘迫綜合征患者的死亡風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)[15]。比較患者住院期間的ST2連續(xù)檢測(cè)結(jié)果，可見(jiàn)ST2呈顯著下降趨勢(shì)，ST2指標(biāo)或可作為新冠肺炎患者治療監(jiān)測(cè)指標(biāo)。

本研究針對(duì)普通型新冠肺炎患者血液IL-6和ST2動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行了研究。入院時(shí)部分患者的IL-6和ST2水平升高，但I(xiàn)L-6升高比例較既往研究報(bào)道的重癥患者低。住院期間有合并癥患者的入院IL-6水平更高，提示在普通型新冠肺炎患者的檢測(cè)中，IL-6也可提供危險(xiǎn)分層信息。住院期間患者ST2水平顯著下降，提示ST2或可以用于治療效果的監(jiān)測(cè)。本研究結(jié)論有待在更多不同類型、更大樣本量的新冠肺炎患者中進(jìn)行驗(yàn)證。