血清BATF、C3AR1在肺炎繼發膿毒血癥患者的病情嚴重程度及預后評價中的價值

布仁特古斯 馬媛媛 照娜 烏日古瑪拉 圖門烏力吉

膿毒癥是臨床常見的危急重癥,病死率較高[1]。膿毒癥病因以肺炎最為常見,約占所有感染病因的70%[2]。目前評估膿毒癥的診斷及病情評估包括觀察患者生命體征、感染體征、血清降鈣素原(procalcitonin,PCT)及序貫器官衰竭估計評分(sepsis-related organ failure assessment,SOFA)等[3]。但在評估膿毒癥疾病嚴重程度及預后上存在一定的滯后性。堿性亮氨酸拉鏈 ATF 樣轉錄因子(basic leucine zipper ATF-like transcription factor,BATF)屬于亮氨酸拉鏈轉錄因子激活蛋白1超家族成員,其能夠與JUN結合形成二聚體,結合DNA發揮轉錄調節作用[4]。研究表明,在病毒性肝炎中BATF表達明顯升高,其通過促進Th17細胞的分化,抑制機體的抗感染免疫,加重肝細胞損傷[5]。補體 C3A 受體 1(complement C3a receptor 1,C3AR1)是C3a的G蛋白偶聯受體,與C3a結合后促進中性粒細胞中顆粒酶、超氧化物陰離子等的釋放[6]。近年來研究表明,膿毒性休克中C3AR1能夠促進白介素-6、腫瘤壞死因子-α等的表達,是膿毒癥中重要的中樞基因和潛在的治療靶點[7]。目前肺炎合并膿毒癥患者血清BATF、C3AR1表達及臨床意義尚不清楚。本研究通過檢測肺炎繼發膿毒癥患者血清BATF、C3AR1水平,分析兩者與疾病嚴重程度的關系及預后評估價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2019年3月至2021年3月內蒙古醫科大學附屬醫院診治的112例肺炎繼發膿毒癥患者為研究對象(膿毒癥組),并根據患者入院后28日內的生存情況,分為生存組(n=77)和死亡組(n=35)。膿毒癥組中,男65例,女47例;平均年齡(63.44±9.76)歲。選取同期我院診治的60例無膿毒癥的肺炎患者為肺炎對照組,其中男35例,女25例;平均年齡(62.86±9.12)歲。同期健康體檢的60例健康人群為健康對照組,其中男36例,女24例;平均年齡(62.13±10.48)歲。3組性別比、年齡比較,差異無統計學意義(均P>0.05)。本研究經醫院倫理委員會批準。

1.2 納入與排除標準 納入標準:①肺炎診斷符合美國胸科協會和感染性疾病協會制定的《醫院獲得性肺炎和社區獲得性肺炎診治指南(2016年版)》[8];②膿毒癥診斷符合2016年國際膿毒癥會議制定的《膿毒癥3.0版》[9];③首次診治,入院前未接受抗生素、激素等治療;④臨床及實驗室檢查資料完整;⑤患者及家屬能夠配合本研究,并簽署知情同意書。(2)排除標準: ①合并惡性腫瘤;②年齡<18歲;③入院后24 h內死亡或放棄治療者;④妊娠期或哺乳期女性;⑤合并嚴重肝腎臟器功能障礙或免疫系統疾病。

1.3 儀器與試劑 人BATF ELISA試劑盒購自上海研生實業有限公司,貨號YS-HUM83611。人C3AR1 ELISA試劑盒購自上?？婆嗳鹕锕?貨號KPR-39863。Multiskan Spectrum全波長酶標儀購自美國賽默飛公司。

1.4 方法

1.4.1 觀察指標:①收集并記錄所有研究對象的性別、年齡、吸煙史、高血壓史、糖尿病史、慢性阻塞性肺疾病史、冠心病病史、重癥監護室(intensive care unit,ICU)住院天數及入院后28 d預后。②收集入院24 h內實驗室檢查參數,包括白細胞計數、PCT、超敏C-反應蛋白(hyper sensitive c-reactive protein,hs-CRP)。③根據入院24 h內的臨床資料(包括患者體溫、呼吸、心率、平均動脈壓、血常規﹑肝腎功能等),進行序貫器官衰竭(SOFA)評分。

1.4.2 血清BATF,C3AR1檢測:留取所有研究對象清晨空腹靜脈血5 ml,3 000 r/min離心10 min,離心半徑10 cm,取上層血清進行檢測。采用酶聯免疫吸附實驗檢測血清BATF,C3AR1水平。實驗步驟按說明書進行,檢測各孔450 nm處的吸光度值,并根據標準品濃度的OD值,繪制標準曲線,對應計算每孔樣品的濃度值。

2 結果

2.1 3組血清BATF,C3AR1水平比較 3組血清BATF、C3AR1水平比較,差異有統計學意義(均P<0.05)。進一步組間兩兩比較,膿毒癥組患者血清BATF、C3AR1水平高于健康對照組和肺炎對照組,差異有統計學意義(均P<0.05)。見表1。

表1 3組血清BATF、C3AR1水平比較

2.2 不同預后肺炎繼發膿毒癥患者臨床指標比較 死亡組患者血清PCT、SOFA評分、BATF、C3AR1高于生存組,差異有統計學意義(均P<0.05)。2組年齡、性別、吸煙史、高血壓史、糖尿病史、慢阻肺病史、冠心病病史,白細胞計數、hs-CRP及ICU住院天數間比較,差異無統計學意義(均P>0.05)。見表2。

表2 不同預后肺炎繼發膿毒癥患者各臨床資料比較

2.3 肺炎繼發膿毒癥患者血清指標與疾病嚴重程度的相關性 Spearman分析結果,肺炎繼發膿毒癥患者血清BATF、C3AR1、PCT與SOFA評分呈明顯正相關性(r=0.701、0.604、0.622,P=0.000、0.000、0.000),而白細胞計數,hs-CRP與SOFA評分無明顯相關性(r=0.326、0.443,P=0.332、0.134)。

2.4 多因素logistics回歸分析影響肺炎繼發膿毒癥患者28 d死亡預后的因素 以肺炎繼發膿毒癥患者28日死亡預后為因變量(1=死亡,0=生存),以PCT、BATF、C3AR1,SOFA評分為自變量,篩選變量采用逐步后退法(α入=0.10,α出=0.05),上述變量作為連續性變量納入模型。結果顯示,血清PCT,BATF,C3AR1和SOFA評分升高是影響肺炎繼發膿毒癥患者28 d死亡預后的獨立危險因素。見表3。

表3 影響肺炎繼發膿毒癥患者28 d死亡預后的多因素logistics回歸分析

2.5 各指標對肺炎繼發膿毒癥患者預后的預測價值 血清PCT、BATF、C3AR1和SOFA評分聯合對肺炎繼發膿毒癥患者28 d死亡預后預測的曲線下面積為0.945,>血清PCT、BATF、 C3AR1和SOFA單項指標0.836、0.830、0.772、0.896,差異有統計學意義(Z=8.366,8.417,9.050,2.384,P均<0.05)。見表4,圖1。

圖1 ROC曲線分析各指標對肺炎繼發膿毒癥患者預后的預測價值

表4 各指標對肺炎繼發膿毒癥患者28 d死亡預后的預測價值

3 討論

膿毒癥是感染、嚴重創燒傷等常見的并發癥,全球每年膿毒癥病例高達1 900萬例,其中有600萬例患者死亡[10]。雖然新的醫療技術取得較大進步,但膿毒癥致死率仍然較高,本研究中,112例肺炎繼發膿毒癥患者中,死亡35例,病死率為31.25%,與既往報道的膿毒癥病死率在30%～70%的結果[11]一致。SOFA評分是常用的評估膿毒癥病情嚴重程度及預后的指標,但膿毒癥的疾病機制復雜,臨床上仍難以準確評估預后[12]。PCT也是臨床上較為常用的感染指標,機體感染后血清PCT水平快速升高,并且與全身性炎性反應程度有關,是良好的膿毒癥血清標志物。本研究中PCT在診斷肺炎繼發膿毒癥患者死亡預后的截斷值為8.02 μg/L,略低于既往報道[13],其原因可能是患者同時存在真菌或病毒等混合性感染,而PCT在非細菌性感染性疾病中升高并不明顯。因此,深入研究膿毒癥的疾病機制,尋找能夠評估膿毒癥疾病嚴重程度和預后的血清標志物,及時進行有效的治療,對于降低肺炎繼發膿毒癥患者的死亡率,具有重要的臨床意義。

BATF編碼基因位于14q24.3,包含一個堿性亮氨酸拉鏈結構域,與AP-1家族的其他成員形成異二聚體轉錄復合物,促進下游靶基因的表達。研究表明,急性呼吸道病毒感染時,BATF能夠誘導組織固有淋巴細胞中白介素33受體ST2的表達,導致肺組織中性粒細胞大量浸潤、肺組織損傷和呼吸衰竭的發生[12]。本研究中,膿毒癥組患者血清BATF升高,這與國內學者在膿毒癥患者外周血單個核細胞中檢測結果[14]一致。但本研究在BATF蛋白水平進行檢測,相比于RNA水平結果的穩定性和可靠性更高。研究發現,肺部細菌及病毒性感染時,Th2型淋巴細胞分泌白介素4水平升高,白介素4激活下游Jacus相關激酶/信號轉導及轉錄激活因子信號通路,促進BATF的表達,導致血清BATF水平升高[15]。此外,本研究中血清BATF水平與SOFA評分呈正相關,提示血清BATF水平有助于反映肺炎繼發膿毒癥患者疾病嚴重程度。Guo等[16]報道,在脂多糖誘導的膿毒癥小鼠模型中,BATF能夠直接轉錄激活鳥苷酸結合蛋白5,進而激活NOD樣受體熱蛋白結構域相關蛋白3炎癥小體的pyrin結構域,促進腫瘤壞死因子α等促炎細胞因子的產生,誘導肝細胞死亡,加重膿毒癥相關肝臟損傷。本研究中,BATF是影響肺炎繼發膿毒癥患者死亡預后的危險因素,提示檢測血清BATF水平有助于評估肺炎繼發膿毒癥患者的預后。其原因可能是BATF表達升高抑制機體抗感染免疫能力,導致膿毒癥進展。有學者在膿毒癥小鼠的研究中發現,BATF的表達能夠促進T細胞非依賴的B細胞中蛋白激酶C的磷酸化激活,抑制IgG類抗體的產生及抗原結合能力,機體抗感染的體液免疫能力減低,黏膜上皮屏障受到破壞,導致膿毒癥的感染程度加重[17]。因此,BATF是潛在的肺炎繼發膿毒癥患者預后相關生物標志物。

補體系統是調控機體免疫應答的重要系統,補體系統激活能夠誘導肥大細胞脫顆粒,釋放補體C3和C5,通過直接或間接作用,協助機體清除病原菌。補體C3可裂解為C3a、C3b兩個片段,與細胞表面補體受體結合,發揮炎癥調節的作用[18]。C3AR1是C3a的受體,表達于上皮細胞和免疫細胞表面,能夠募集并激活炎癥細胞,誘導腫瘤壞死因子-α、白介素-1等促炎細胞因子的產生[19]。有學者利用單細胞測序及數字PCR技術,發現膿毒癥患者外周單個核細胞中C3AR1 mRNA表達水平顯著升高,對膿毒癥患者具有較高的早期診斷價值[14]。本研究中,肺炎繼發膿毒癥組患者血清C3AR1水平升高,并與膿毒癥疾病嚴重程度呈正相關,提示C3AR1促進肺炎繼發膿毒癥疾病的發生發展。分析其機制,膿毒癥時C3AR1的表達升高與細胞內C3AR1降解減少有關。研究發現,膿毒癥時補體系統過度活化能夠促進肥大細胞中C3AR1的α亞基釋放,α亞基能抑制腺苷酸環化酶及細胞內cAMP的產生,抑制GPCR激酶的磷酸化,導致C3AR1的內吞和溶酶體降解減少[20]。此外,C3AR1結合C3a后能夠促進單核巨噬細胞中細胞外信號調節激酶1/2的磷酸化激活,促進白介素1β等促炎細胞因子的分泌,加重各臟器組織細胞損傷程度[21]。本研究中,血清C3AR1水平升高是影響肺炎繼發膿毒癥患者死亡預后的危險因素,提示血清C3AR1有助于評估肺炎繼發膿毒癥患者的死亡預后。有學者在脂多糖誘導膿毒癥小鼠模型中發現,C3AR1能夠激活Toll樣受體4/絲裂原活化蛋白激酶通路,誘導天冬氨酸半胱氨酸蛋白酶11的表達,導致天冬氨酸半胱氨酸蛋白酶1前體蛋白的自我活化裂解,剪切Gasdermin D蛋白形成N端片段,N端片段引起細胞膜穿孔,發生細胞焦亡,加重臟器組織器官的損傷程度[22]。因此,臨床上可根據血清C3AR1水平對肺炎繼發膿毒癥患者病情嚴重程度及預后進行評估,對于高?；颊哂枰苑e極診治,以降低患者病死率。本研究中,血清BATF、PCT、C3AR1和SOFA評分聯合檢測對肺炎繼發膿毒癥患者預后具有較高的預測價值,診斷的敏感度和特異度分別為0.921、0.803,提示血清BATF、PCT、C3AR1和SOFA評分聯合可以有效評估肺炎繼發膿毒癥患者的臨床短期預后。臨床可根據該模型對患者的死亡風險進行評估,對于高?；颊哂枰苑e極治療,以降低病死率。

綜上所述,肺炎繼發膿毒癥患者血清BATF、C3AR1水平升高,兩者與SOFA評分呈正相關,能反映患者病情嚴重程度。血清BATF、PCT、C3AR1和SOFA評分是影響肺炎繼發膿毒癥患者死亡預后的危險因素,四者聯合對肺炎繼發膿毒癥患者死亡預后具有較高的預測價值。