血清CXCL-10和IL-27水平與艱難梭菌感染腹瀉患者病情程度的相關性分析

張金仿, 張宇藺

(1.首都醫科大學附屬北京友誼醫院, 北京 100050 2.南京醫科大學附屬蘇州醫院醫學檢驗科, 江蘇 蘇州 215002)

艱難梭菌(Clostridium difficile,Cd)是廣泛分布于人類和動物胃腸道和環境中、可通過糞—口途徑傳播、分泌產生毒素和形成生物膜等因素而引起無癥狀或不同程度腹瀉或危及生命的偽膜性結腸炎等多種臨床表現的一種革蘭陽性厭氧芽孢桿菌[1,2]。艱難梭菌感染(Clostridium difficile infection,CDI)是近十年來發現的與老齡、抗生素使用等多種危險因素相關的嚴重世界范圍內醫療相關感染之一[3],當前其檢測診斷手段主要是直接進行糞便Cd相關毒素的檢測,但因CDI與近期抗生素使用的量和頻率等密切相關,使得糞便毒素檢測陽性率常受影響,而目前關于CDI感染嚴重程度與血清學標志物的研究甚少,故本研究通過檢測CDI腹瀉患者血清炎癥學標志物CXC趨化因子配體-10(CXC chemokineligand-10,CXCL-10)和白介素-27(interleukin-27,IL-27)水平的變化及其與病情嚴重程度間的相關性,以期為CDI感染的臨床診斷、后續治療和病情監測提供新的實驗室依據。

1 資料與方法

1.1臨床資料:將2019年10月至2020年10月我院收治的150例腹瀉患者納入為研究對象,根據Cd培養結果是否陽性將其觀察組(Cd培養陽性者,n=90)和對照組(Cd培養陰性者,n=60),觀察組患者又根據CDI疾病嚴重程度(severity score index,SSI)評分[4]將其分為輕度亞組(評分<4分,n=38)和中—重度亞組(評分≥4分,n=52)。其中觀察組男性52例,女性38例,平均年齡(59.09±2.77)歲；對照組男性36例,女性24例,平均年齡(58.72±3.02)歲。另選取同期我院健康體檢人員50例作為健康組,其中男性29例,女性21例,平均年齡(58.81±2.82)歲。三組人員在性別比和年齡等資料方便無統計學差異(P>0.05)。本研究已獲醫院倫理委員會批準且經患者知情同意。

1.2納入和排除標準:納入標準：①年齡在18周歲以上；②24h內腹瀉次數在3次以上,且大便Cd毒素檢測及厭氧條件下培養陽性。排除標準：①近期患有肺部感染、病毒感染等感染性疾病者；②患有類風濕性關節炎、結締組織病等自身免疫性疾病者；③患有惡性腫瘤和血液系統疾病者；④患者大便標本量太少或者同時無法采集到血清樣本者。

1.3儀器與試劑:Cd毒素A或B檢測使用法國梅里埃VIDS全自動免疫分析儀及配套試劑；Cd培養使用環絲氨酸-頭孢西丁-果糖-卵黃瓊脂(cycloserine cefoxitin fructose yolk agar,CCFA)培養基購自上海賓穗生物科技有限公司；CXCL-10檢測方法使用酶聯免疫吸附試驗(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA),試劑盒購自美國R&D公司；IL-27檢測方法使用ELISA,試劑盒購自美國Ebioscience公司。

1.4方法:在患者發生腹瀉后的24h～48h內立即進行大便和靜脈血標本的采集,大便標本馬上送檢驗科細菌室進行毒素A或B檢測和厭氧培養,靜脈血真空抽取4mL置于離心機3000r/min離心10min后收集上清置于-80℃冰箱凍存,待所有患者收集完整后凍融進行血清CXCL-10和IL-27檢測。比較三組人員血清CXCL-10和IL-27水平間的差異,并分析血清CXCL-10和IL-27與CDI腹瀉嚴重程度間的相關性。

2 結 果

2.1三組人員血清CXCL-10和IL-27水平比較:三組人員血清CXCL-10和IL-27水平高低為：觀察組>對照組>健康組,三組間比較具有統計學意義(P<0.05)；觀察組中—重度亞組患者血清CXCL-10和IL-27水平明顯高于輕度亞組,組間比較具有統計學意義(P<0.05),見表1。

表1 三組人員血清CXCL-10和IL-27水平比較

2.2血清CXCL-10和IL-27水平與CDI腹瀉嚴重程度相關性:觀察組SSI評分為(4.68±1.73)分,其中輕度亞組SSI評分為(3.02±0.89)分,中—重度亞組SSI評分為(5.13±1.09)分。通過Spearman直線相關性分析發現：觀察組患者血清CXCL-10和IL-27水平與SSI評分間呈正相關性(r=0.317和0.368,P=0.002和0.000),見圖1。

圖1 血清CXCL-10和IL-27水平與CDI腹瀉嚴重程度相關性

2.3血清CXCL-10和IL-27水平對CDI腹瀉的診斷價值:繪制ROC曲線分析發現：血清CXCL-10、IL-27及二者聯合對CDI腹瀉的診斷曲線下面積(area under curve,AUC)分別為：0.846、0.853和0.874,診斷敏感性分別為85.25%、80.30%和82.75%,診斷特異性分別78.50%、82.55%和85.85%,見圖2。

圖2 血清CXCL-10和IL-27水平對CDI腹瀉的診斷價值

3 討 論

CDI患者的腸道黏膜可在Cd相關腸毒素A、細胞毒素B和二元毒素等因素的作用下發生中性粒細胞浸潤、肌動蛋白解聚和細胞骨架破壞,誘導各類炎癥因子釋放,增加腸黏膜上皮細胞通透性,促進大量腸道液體分泌物產生,使得腸黏膜發生變形和壞死,進而發生腹瀉、偽膜性腸炎、腸穿孔甚至死亡等臨床表現[5]。當前CDI檢測包括Cd培養、Cd代謝谷氨酸脫氫酶檢測、Cd毒素檢測、白細胞和降鈣素原等實驗室相關炎癥指標檢測以及內鏡檢測技術等,但每種檢測方法都各具局限性,且各實驗室檢測能力不具全面性,并有效流行病學監控手段的缺乏[6],使得Cd感染診斷往往困難重重,故尋找指標進行聯合診斷以達到陽性預測值和陰性預測值較滿意的效果具有重要意義。

IL-27是一種在生理及病理條件下均具多種免疫調節活性的多效性細胞因子,具有增強Th1淋巴細胞和CD8+T淋巴細胞功能并抑制Th2、Treg、Th9和Th17細胞的功能作用,還能參與調節B細胞、NK、DC和巨噬細胞的免疫應答,在炎癥狀態下可通過結合相應受體激活NF-κB、JAK/STAT和p38MAPK等信號轉導分子而調控機體免疫應答發揮抗炎調節作用[7]。王麗芳[8]通過ELISA方法對CDI患者血清樣本中IL-27水平的檢測發現CDI患者血清IL-27水平表達明顯升高,且通過構建小鼠動物模型從多方面檢測CDI感染小鼠體內IL-27等細胞因子的表達和細胞吞噬功能情況,并使用重組IL-27對CDI感染小鼠進行治療后情況觀察,結果發現IL-27在CDI感染小鼠的抗炎作用中發揮著保護性作用,這可能與IL-27可增強腹腔巨噬細胞(Peritoneal macrophages,PMs)的吞噬活性有關；而重組IL-27治療后的CDI感染小鼠的感染癥狀明顯改善,小鼠生存率明顯提高,這種情況的發生極有可能與治療后γ-干擾素(INF-γ)水平的升高有關。本研究同樣通過ELISA方法檢測了CDI患者血清IL-27水平的變化,結果發現觀察組血清IL-27水平明顯高于對照組和健康組,這與王麗芳[8]和吳夏楠[9]的研究結果具有一致性,表明IL-27在CDI的發生過程中發揮著重要作用。我們還研究了IL-27與CDI腹瀉病情嚴重程度的相關性,結果發現觀察組中—重度亞組患者血清IL-27水平明顯高于輕度亞組,說明疾病程度越重,IL-27表達水平越高,這可能是一種保護性反應,而其中涉及的分子機制成為了我們下一步的研究切入點。

CXCL-10,又稱INF-γ-誘導蛋白10(interferon-γ-induced protein 10,IP-10),機體在炎癥狀態下可通過招募Th1細胞誘導INF-γ和腫瘤壞死因子-α(TNF-α)的產生而刺激單核細胞、成纖維細胞和內皮細胞等多種細胞分泌CXCL-10,形成擴增反饋環,其水平的升高成為宿主發生免疫應答的標志,參與組織的修復和炎癥穩態的維持[10,11]。Palucci I等[12]采用全血體外模型研究了CXCL-10對結核分枝桿菌復制的影響,發現CXCL-10可通過促進單核細胞和活化T淋巴細胞向炎癥病灶的遷移作用而發揮抑制結核分枝桿菌的作用,表明CXCL-10可作為一種趨化劑通過靶向作用而發揮抗感染治療作用。Bruce KE等[13]的研究發現CXCL-10在肺炎鏈球菌的耐藥性產生中發揮著重要作用,這種耐藥機制涉及寡肽轉運體、群體感應和毒力等多方面,CXCL-10具抗肺炎鏈球菌活性,表明CXCL-10在細菌的感染過程中發揮著一定的作用。本研究發現觀察組血清CXCL-10水平明顯高于對照組和健康組,且觀察組中—重度亞組患者血清CXCL-10水平明顯高于輕度亞組,這與吳夏楠[10]的研究結果具有一致性,表明血清CXCL-10水平與CDI疾病程度越重呈正相關,提示血清CXCL-10檢測可能成為CDI疾病程度判斷的潛在生物學標志物。

本文還研究了CDI患者血清CXCL-10和IL-27與CDI腹瀉嚴重程度相關性以及二者對CDI的診斷效能,結果發現：觀察組患者血清CXCL-10和IL-27水平與SSI評分間呈正相關性(r=0.317和0.368,P=0.002和0.000)；血清CXCL-10、IL-27及二者聯合對CDI腹瀉的診斷曲線下面積(area under curve,AUC)分別為：0.846、0.853和0.874,診斷敏感性分別為85.25%、80.30%和82.75%,診斷特異性分別78.50%、82.55%和85.85%,這表明血清CXCL-10和IL-27有助于CDI腹瀉患者病情嚴重程度的判斷,具臨床應用價值。

綜上所述,CDI患者血清CXCL-10和IL-27水平升高明顯,可成為CDI疾病嚴重程度的潛在評估生物學標志物。