慢性心力衰竭合并肺部感染患者MIP-2、MMP-9、D-D、miR-21表達及與病原菌類型、心肌功能的關聯性研究

鮑利改，董 謙

慢性心力衰竭(CHF)是各種基礎心臟病的終末階段，5年生存率僅為10.0%[1]，由于心肌收縮力明顯下降，導致血液淤積于肺部，加之機體代謝異常，抵抗力下降，易誘發肺部微循環障礙，細菌沉積于肺底部，增加肺部感染(PI)發生風險，進而引發機體不同程度缺氧，最終形成惡性循環[2-3]。因此準確診斷CHF合并PI，對指導臨床制定有效干預方案具有重要價值。既往臨床診斷CHF合并PI主要依賴降鈣素原、C反應蛋白等炎性因子，但其診斷特異度、敏感度較低。近年相關研究指出，巨噬細胞炎癥蛋白-2(MIP-2)作為一種巨噬細胞趨化因子，在炎癥反應及PI病原菌鑒別中扮演著重要角色[4]。基質金屬蛋白酶-9(MMP-9)是基質金屬蛋白酶家族成員，其表達可引發心室重構，加重CHF病情[5]，但其在CHF合并PI中的作用尚未完全明確。D-二聚體(D-D)是纖溶過程中的特異性標志物，其在心腦血管疾病中的作用已得到臨床研究證實[6-7]。另外有研究表明，微小核糖核酸參與了PI的發生、發展過程[8]，而微小核糖核酸-21(miR-21)不僅在CHF心室重構過程中發揮重要作用，還參與了感染性疾病的發生發展[9]。故此，本研究旨在探討CHF合并PI患者MIP-2、MMP-9、D-D、miR-21表達情況及與病原菌類型、心肌功能的關聯性，現報告如下。

1 資料與方法

1.1一般資料 選取2018年1月—2020年4月我院收治的214例CHF。納入標準：符合CHF診斷標準[10]；PI診斷：病程中出現咳嗽、發熱等癥狀；兩肺可聞及水泡音和(或)哮鳴音；經胸部X線檢查示單側或雙肺多發或單發斑片狀密度增高影；白細胞計數>10.0×109/L或<4.0×109/L；臨床資料完整。排除標準：近1個月內有抗感染藥物、免疫抑制劑服用史者；急性心肌炎者；合并肝腎等重要臟器器質性病變者；嚴重營養不良者；存在乙醇藥物濫用者；凝血功能紊亂或活動性出血者；嚴重意識障礙或精神行為異常者。214例根據是否合并PI分為PI組78例與無PI組136例。

1.2研究方法

1.2.1一般資料收集：參考相關文獻、專家意見自制《一般資料調查問卷》，調查內容包括性別、年齡、體質量指數(BMI)、吸煙史、飲酒史、CHF病程、心功能分級、心肌功能指數(MPI)等。MPI采用美國GE公司Vivid Five型彩色多普勒超聲診斷儀檢測。

1.2.2血清學指標檢測：所有患者取空腹肘靜脈血9 ml，采用AEROSET全自動生化分析儀測定白細胞計數、中性粒細胞百分比、淋巴細胞百分比。將采集的靜脈血離心15 min(離心半徑8 cm)，分離取血清，采用酶偶聯法檢測肌酸激酶(CK)、心肌型肌酸激酶同工酶(CK-MB)、乳酸脫氫酶(LDH)、天冬氨酸轉氨酶(AST)水平；采用酶聯免疫吸附試驗測定血清MIP-2、MMP-9、D-D水平；采用實時熒光定量PCR技術測定血清miR-21水平。

1.2.3病原菌檢測：于血清學指標檢測當日清晨無菌采集CHF合并PI患者痰液，排痰前清水漱口3次，清除口腔內大部分雜菌，后用力咳出呼吸道深部痰液至無菌廣口瓶內或小紙盒內，痰液不易排出者，可通過捶背協助排痰，必要時應用一次性插入式吸引管通過負壓吸引器吸取深部痰液。利用phoenix100細菌培養鑒定儀培養鑒定病原菌。

1.3觀察指標 比較2組一般資料，采用多因素Logistic回歸分析探討CHF合并PI的影響因素；分析CHF合并PI患者MPI與MIP-2、MMP-9、D-D、miR-21的相關性；分析MIP-2、MMP-9、D-D、miR-21聯合檢測對CHF合并PI的診斷價值；分析CHF合并PI患者病原菌類型；分析MIP-2、MMP-9、D-D、miR-21與病原菌類型的相關性。

2 結果

2.12組一般資料比較 2組年齡、白細胞計數、中性粒細胞百分比、淋巴細胞百分比、心功能分級、MPI、CK、AST、CK-MB、LDH、MIP-2、MMP-9、D-D、miR-21比較差異有統計學意義(P<0.05，P<0.01)。見表1。

表1 慢性心力衰竭合并肺部感染及未合并肺部感染患者一般資料比較

2.2CHF合并PI影響因素分析 多因素Logistic回歸分析顯示，年齡、白細胞計數、中性粒細胞百分比、淋巴細胞百分比、心功能分級、MPI、CK、AST、CK-MB、LDH、MIP-2、MMP-9、D-D、miR-21為CHF合并PI的獨立危險因素(P<0.05)。見表2。

表2 慢性心力衰竭合并肺部感染的多因素Logistic回歸分析

2.3MPI與MIP-2、MMP-9、D-D、miR-21的相關性分析 CHF合并PI患者MIP-2、MMP-9、D-D、miR-21表達均與MPI呈正相關(r=0.870、0.883、0.935、0.766，P<0.01)。見圖1。

圖1 MPI與MIP-2、MMP-9、D-D、miR-21的相關性散點圖

2.4MIP-2、MMP-9、D-D、miR-21聯合檢測對CHF合并PI的診斷價值分析 ROC曲線分析顯示，MIP-2、MMP-9、D-D、miR-21聯合檢測診斷CHF合并PI的曲線下面積(AUC)最大，為0.917，敏感度、特異度分別為74.36%、91.91%，見圖2。

圖2 MIP-2、MMP-9、D-D、miR-21聯合檢測診斷CHF合并PI的ROC曲線

2.5CHF合并PI患者病原菌分析 78例CHF合并PI痰液標本共檢出病原菌87株，其中革蘭陰性菌62株(71.26%)，包括鮑曼不動桿菌20株，銅綠假單胞菌14株，大腸埃希菌10株，肺炎克雷伯菌8株，奇異變形菌4株，陰溝腸桿菌3株，聚團腸桿菌2株，洋蔥伯克霍爾德菌1株；革蘭陽性菌21株(24.14%)，包括金黃色葡萄球菌14株，表皮葡萄球菌4株，肺炎鏈球菌3株；真菌4株(4.60%)，均為白色假絲酵母菌。

2.6MIP-2、MMP-9、D-D、miR-21與病原菌類型的相關性分析 不同病原菌類型CHF合并PI患者MIP-2、MMP-9、D-D、miR-21水平有統計學意義(P<0.05，P<0.01)，見表3。且MIP-2、MMP-9、D-D、miR-21與病原菌類型呈正相關(r=0.785、0.625、0.617、0.734，P<0.05)。

表3 不同病原菌類型CHF合并PI患者MIP-2、MMP-9、D-D、miR-21水平比較

3 討論

數據統計，約59.6%的CHF患者合并PI[11]。臨床證實，PI一方面可增加心肌耗氧量，加重心臟負擔，引發心肌炎癥；另一方面感染性強的病原菌還能促進大量內毒素分泌，明顯降低機體紅細胞攜氧能力，從而損傷心肌細胞，使心臟增大，進而對患者心肌功能及預后產生嚴重影響[12-13]。因此，尋找一種有效診斷手段，并及時有效干預，是目前臨床亟須解決的問題。

相關研究顯示，CHF合并PI發生機制與機體炎癥反應及左心室重構密切相關。本研究發現MIP-2、MMP-9、D-D、miR-21異常高表達是CHF合并PI的獨立危險因素，與王萌等[14]、李靜和梅冬[15]、林春生和王世紅等[16]、伍灝堃等[17]研究結果相似。MMP-9主要由機體血管壁細胞分泌、釋放，可降解心肌細胞外基質膜間質蛋白及相關膠原，避免肺基底膜及其結構支架的完整性遭到損壞[18]。MIP-2是一種介導炎癥反應的關鍵蛋白，在感染過程中發揮重要作用。有研究指出，MIP-2水平過度升高不僅會刺激細胞表面黏附分子表達，引發炎癥反應，還可促進中性粒細胞、細胞黏附分子-1(ICAM-1)結合，上調相關炎性因子表達，加劇炎性因子浸潤，提高血管通透性[19-20]。D-D形成與凝血酶、纖維蛋白溶酶活性相關，是評價機體凝血功能與纖溶狀態的有效指標。王永鋒等[21]研究指出，PI發生時，機體受病原菌產生的毒素及炎性介質刺激，會一定程度損害肺部微血管，激活凝血系統，形成微血栓，進而刺激纖溶系統，誘導纖維蛋白原分解，繼而引起血清D-D含量升高。miR-21參與血管平滑肌異常增殖、凋亡及心肌細胞生長、死亡、纖維化過程[22]。產生上述結果的原因可能在于，CHF合并PI時不僅會降解正常膠原蛋白，調節缺乏連接結構的纖維性間質合成，破壞心肌基質膠原網，還會激活整合素，增強中性粒細胞、ICAM-1相互作用，刺激蛋白酪氨酸磷酸酶基因表達，趨化中性粒細胞、嗜酸粒細胞等多種炎性細胞活性，釋放大量白細胞介素、腫瘤壞死因子-α等炎性因子，加重病情，從而上調MIP-2、MMP-9、D-D、miR-21水平。

寧國強等[23]研究發現，CHF合并PI患者炎性介質水平升高，可進一步破壞心肌細胞功能，引發心肌細胞壞死甚至凋亡，繼而增加心肌纖維化發生風險，從而對心力衰竭發展起到一定促進作用。MPI是一項評估心肌功能的新型彩色多普勒超聲衍生指標[24]。本研究經Pearson線性相關性分析可知，CHF合并PI患者MPI與MIP-2、MMP-9、D-D、miR-21存在良好線性關系，這可能歸因于MIP-2、MMP-9、D-D、miR-21過度表達，炎性因子增多，不僅會加重心肌缺氧狀態，加劇基質細胞損傷，還可增強血液黏附作用，降低纖維蛋白原生成量，從而導致左室擴張，引發心肌重構，加劇心肌功能損傷。另外，本研究經痰液培養可知，78例CHF合并PI患者病原菌以革蘭陰性菌為主，符合國內PI病原菌分布特點[25-26]，可進一步為臨床醫生經驗性用藥提供數據支持，但關于MIP-2、MMP-9、D-D、miR-21鑒別CHF合并PI病原菌類型中的價值尚未完全明確。本研究表明，MIP-2、MMP-9、D-D、miR-21在CHF合并革蘭陰性菌PI患者中異常高表達，可能與內毒素刺激有關。提示早期檢測MIP-2、MMP-9、D-D、miR-21水平，可為鑒別CHF合并革蘭陰性菌肺部感染病原菌類型提供新途徑。然而MIP-2、MMP-9、D-D、miR-21單一診斷CHF合并PI存在一定局限性，故本研究采用聯合診斷，結果顯示，MIP-2、MMP-9、D-D、miR-21聯合診斷CHF合并PI的AUC大于上述指標單一診斷，敏感度、特異度分別為74.36%、91.91%。可見早期聯合檢測MIP-2、MMP-9、D-D、miR-21有助于指導CHF合并PI臨床診治。

綜上，MIP-2、MMP-9、D-D、miR-21在CHF合并PI患者中異常高表達，并與病原菌類型、心肌功能存在一定相關性，早期聯合檢測可為臨床診治、病原菌類型鑒別、心肌功能評估提供新思路。