宿主免疫反應標志物對膿毒癥的預測及預后判斷價值

翁杰，宋佳澤，許哲，田偉華，何董源，林佳穎，楊靜雯，王志翊，

1.溫州醫科大學附屬第二醫院 全科醫學科，浙江 溫州 325027；2.溫州醫科大學 第二臨床醫學院，浙江 溫州 325035；3.溫州醫科大學附屬第二醫院 急診醫學科，浙江 溫州 325027；4.溫州醫科大學附屬臺州婦女兒童醫院 全科醫學科，浙江 臺州 317700

膿毒癥是由感染引起宿主反應失調，導致危及生命的器官功能障礙癥候群[1]，是由病原體和宿主因素共同作用導致的綜合征。普通感染一旦進展為膿毒癥，患者的病死率將顯著上升[2-3]。迄今為止，膿毒癥仍是一個無法用“金標準”確診的癥候群。膿毒癥的實質是失調的宿主反應和危及生命的器官功能障礙，這也是膿毒癥與非膿毒癥感染的主要區別與鑒別要點。根據最新Sepsis3.0 版本定義，膿毒癥為感染加上序貫器官衰竭（sequential organ failure assessment, SOFA）評分急性升高≥2分[1]，而當感染患者出現器官功能障礙，提示患者病情已經很嚴重，往往錯過最佳救治時機，這也是強調膿毒癥早期集束化治療觀點的初衷[4]。其次，最新版膿毒癥診斷標準并沒有納入失調的宿主反應相關指標，目前臨床上尚缺乏評估宿主免疫反應的判斷標準，感染患者體內的宿主反應成為早期膿毒癥診斷的關鍵。因此，本研究旨在探討宿主免疫反應標志物對早期膿毒癥診斷及預后判斷的價值，以期為臨床阻斷膿毒癥提供參考依據。

1 對象和方法

1.1 對象 連續收集溫州醫科大學附屬第二醫院2019年1月至2021年12月因感染性疾病在急診留觀并住院的成人患者。納入標準： （1）明確存在感染證據。①體溫＞38 ℃或者＜36 ℃；②臨床癥狀：患者出現與感染相關的癥狀，如咳嗽、咳痰、咽痛、腹痛、腹瀉、尿痛、乏力等；③實驗室檢查：血液、尿液、痰液等檢查提示感染存在，如白細胞計數升高或降低、C-反應蛋白（C-reactive protein, CRP）升高、血培養、痰培養和尿液培養陽性等；④影像學檢查可見感染灶；其中①、②、③為必備條件。（2）入急診室時未達到膿毒癥標準。 （3）年齡＞18歲。排除標準： （1）妊娠； （2）未轉入病房住院； （3）臨床資料缺失。膿毒癥診斷標準根據2016年發布的國際膿毒癥3.0版本指南定義：即在感染基礎上出現急性器官功能障礙（SOFA評分急性升高2分及以 上）[1]。根據感染患者是否進展為膿毒癥分為膿毒癥組和感染組。最終本研究共納入符合感染標準的294例患者，男163例，女131例。本項目通過溫州醫科大學附屬第二醫院倫理委員會批準（批件號2021-K-271-01）。

1.2 資料收集 由兩名主治醫師通過電子病例系統同時收集感染患者人口學特點、基礎合并癥、入急診室首次生命體征、感染部位、實驗室檢查及預后等臨床資料。采用英國國家早期預警評分 （national early warning score, NEWS）評估患者病情嚴重程度。實驗室檢查指標包括：①宿主免疫反應標志物代表：淋巴細胞亞群（CD3、CD4、CD8、CD4/CD8、CD16+56和CD19）；Th1/Th2亞群細胞因子（IL-2、IL-4、IL-6和IL-10、TNF-α和IFN-γ）；補體系列和免疫球蛋白系列。②常規實驗室指標：CRP、降鈣素原（procalcitonin, PCT）、血常規、肝腎功能、凝血功能等。

1.3 統計學處理方法 采用R軟件（版本4.2.2）進行統計學分析。正態分布計量資料以±s表示，2組間比較采用獨立樣本t檢驗；非正態分布計量資料以M（P25，P75）表示，2組間比較采用Mann-WhitneyU檢驗；計數資料用頻數和百分比表示，用χ2檢驗進行分析；用二元Logistic回歸分析變量的相關性，計算得到優勢比（odds ratio, OR）和95%置信區間（confidence interval, CI）；用ROC曲線下面積（area under curve, AUC）、靈敏度、特異度、陽性預測值和陰性預測值對各指標預測性能進行評估。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組患者一般基線資料比較 294 例感染患者納入本研究，感染部位以肺部感染和尿路感染為主，其中138例（46.9%）患者進展為膿毒癥，74例（26.2%）患者需入住ICU，院內死亡人數為32例（10.9%）。與感染組相比，進展為膿毒癥的患者在入急診室時首次生命體征差異有統計學意義（P＜0.05），且膿毒癥組患者較感染組患者具有更高的NEWS評分（P＜0.001），見表1。

表1 兩組患者一般資料比較

2.2 免疫反應標志物及常規實驗室指標比較 與感染組比，膿毒癥組患者淋巴細胞亞群中CD3、CD4比例顯著下降，差異有統計學意義（P＜0.001），CD19比例顯著上升，差異有統計學意義（P=0.004）；Th1/Th2亞群細胞因子中IL-6、IL-10、IFN-γ、TNF-α含量顯著上升，差異有統計學意義（P＜0.05），其中IL-6、IL-10 升高最為顯著；補體系列中C3含量顯著下降，差異有統計學意義（P＜0.001）；免疫球蛋白系列中IgE含量顯著上升，差異有統計學意義（P＜0.001），見表2。

表2 兩組患者免疫反應標志物及常規實驗室指標比較

2.3 感染患者進展為膿毒癥的單因素及多因素Logistic回歸分析 單因素分析結果顯示淋巴細胞亞群中CD3、CD4、CD16+56、CD19比例，Th1/Th2亞群細胞因子中IL-6和IL-10含量，補體C3以及免疫球蛋白IgE在兩組間差異有統計學意義（P＜0.05）。常規實驗室指標中最具代表性的CRP和PCT同樣在兩組間差異有統計學意義（P＜0.05）。進一步行多因素Logistic回歸分析發現，在校正了性別、年齡、基礎疾病（高血壓、糖尿病、心功能不全、惡性腫瘤、自身免疫疾病、肝功能不全和腎功能不全）以及NEWS評分后，CD3、CD4、CD19、IL-6、IL-10、C3、IgE、CRP和PCT仍為感染進展為膿毒癥的獨立預測因素（P＜0.05），見表3。

表3 感染患者進展為膿毒癥的單因素及多因素Logistic回歸分析

2.4 免疫反應標志物預測感染進展為膿毒癥的性能比較 其中IL-6、IL-10以及CRP具有良好的預測價值，尤其IL-10的AUC為0.803（0.753～0.854），以5.725 pg/mL為截斷值，其預測感染患者進展為膿毒癥的靈敏度為66.7%，特異度為80.8%，陽性預測值和陰性預測值分別為75.4%和73.3%。IL-10聯合NWS評分預測感染患者進展為膿毒癥的AUC達0.844（0.797～0.890），與單一IL-10比AUC差異具有統計學意義（P＜0.05）；靈敏度、特異度、陽性預測值和陰性預測值較單一IL-10提升，見表4。

表4 各指標預測感染患者進展為膿毒癥的預測性能比較

2.5 免疫反應標志物預測感染患者院內死亡的性能比較 在死亡組患者中IL-6、IL-10 和CRP分別為110.92（36.20，916.79）pg/mL、9.35（6.42， 21.28）pg/mL和128.17（63.28，200.95）mg/L。IL-6、IL-10以及CRP具有預測感染患者院內死亡的價 值，其中IL-6的AUC達0.799（0.714～0.884），其次為CRP和IL-10。以34.195 pg/mL作為IL-6預測院內死亡截斷值，其預測感染患者院內死亡的靈敏度為78.1%，特異度為74.4%，陽性預測值和陰性預測值分別為27.2%和96.5%，見表5。

3 討論

本研究發現，在淋巴細胞亞群中CD3、CD4及CD19比例，補體系列C3，免疫球蛋白IgE和Th1/Th2亞群細胞因子中IL-6 和IL-10 對預測膿毒癥和患者預后均具有一定的價值。其中，IL-10 預測感染進展為膿毒癥的能力最強，IL-6預測感染患者預后能力最佳，當IL-10聯合NEWS評分時能進一步提升預測早期膿毒癥的能力。

近年來，國內外在早期膿毒癥標志物篩查方面做了大量研究[5]，其中CRP和PCT被研究最多，也是目前臨床上最常用的指標[6-7]，但作為早期預測膿毒癥的價值不高。本研究同樣發現，CPR和PCT對早期膿毒癥預測能力有限。膿毒癥是由病原體和宿主因素（如年齡、性別、基礎疾病、遺傳因素等）共同作用的結果，隨病程時間推移逐漸進展為膿毒癥。既往常用的qSOFA和SOFA評分可預測膿毒癥病死率，其本質上是一種病情嚴重程度評估工具，而不是膿毒癥的檢測篩查方法，因此監測宿主反應失調標志物可能為早期識別膿毒癥提供關鍵信息。

研究表明，膿毒癥患者體內存在不同程度免疫失衡，表現為CD3、CD4、CD4/CD8比值等淋巴細胞亞群比例的下降[8-10]，對膿毒癥患者的預后具有一定的預測價值。但將淋巴細胞亞群比例作為預測早期感染進展膿毒癥的研究較少，本研究發現CD3、CD4以及CD19比例具有一定預測感染進展為膿毒癥的能力，其中CD4比例預測能力相對較好，但整體來看預測能力仍不足。機體促炎與抗炎調節失衡是膿毒癥發病的主要原因，Th1/Th2亞群細胞作為CD4細胞的不同功能分類，其分泌的細胞因子在膿毒癥中同樣具有重要作用。Th1細胞主要分泌IL-2、TNF-α和IFN-γ，主要介導細胞免疫應答，調節細胞毒性T細胞分化和參與遲發型超敏反應。Th2細胞主要分泌IL-4、IL-6和IL-10，主要介導體液免疫，促進B細胞增殖、分化和產生抗體。國內學者王建峰等[11]研究發現，膿毒癥患者外周血IL-4、IL-6、IL-10、IL-17和IL-23水平明顯高于無膿毒癥患者，提示膿毒癥患者存在明顯Th1/Th2比值失衡。國外學者DAVOUDIAN等[12]發現膿毒癥患者外周血IL-1β、IL-6、IL-8、IL-10、IL-18和TNF-α明顯升高，在膿毒性休克患者中將進一步升高，上述指標與患者90 d病死率顯著相關。本研究也有類似發現，感染患者早期IL-6和IL-10顯著升高，而IL-6作為促炎因子，IL-10為抗炎因子，提示感染患者早期即出現促炎與抗炎調節失衡進展為膿毒癥風險更高，也預示預后更差。

膿毒癥標志性炎癥反應還包括補體系統。補體系統激活導致C3a和C5a等小片段激活釋放，這些小片段具有募集和激活白細胞、內皮細胞和血小板等強大的促炎作用[13]。多項研究表明[14-16]，補體C3水平降低與膿毒癥嚴重程度相關，可用于評估膿毒癥的病情及預后。本研究發現，早期感染患者補體C3水平降低是進展為膿毒癥的獨立危險因素，但作為預測進展膿毒癥指標或預后指標其能力相對較弱。免疫球蛋白系列與膿毒癥研究較少，早在1992年DIPIRO等[17]報道了創傷后膿毒癥患者血清中IgE水平顯著升高，提示過敏機制可能參與了膿毒癥的發病機制。國內學者[18-19]同樣發現，IgE水平高的膿毒癥患者具有較高的死亡風險，能夠預測28 d內病死率。本研究中，IgE水平與感染患者進展為膿毒癥風險以及院內病死率具有相關性，但相對于Th1/Th2亞群細胞因子預測能力較弱。

由于膿毒癥的高度異質性，任何單一標志物均難以對其進行有效預測[20]。ZONNEVELD等[21]比較NEWS、SIRS和qSOFA三種評分在預測膿毒癥相關結局中的作用，發現NEWS評分預測膿毒癥病情惡化能力較SIRS和qSOFA評分強。同樣，ALMUTARY等[22]研究也表明NEWS評分是預測膿毒癥相關結果的敏感篩查工具，但特異度不夠。本研究將IL-10與NEWS評分進行聯合后，發現預測感染患者進展為膿毒癥的風險能力進一步提升，同時靈敏度、特異度以及陽性預測值和陰性預測值也得到提升。

綜上所述，宿主免疫反應標志物在感染早期即發生失調，其中以Th1/Th2亞群細胞因子中IL-6和IL-10 最具有代表性，能夠早期預測膿毒癥風險及預后判斷，IL-10聯合NEWS評分將進一步提升感染患者進展為膿毒癥風險的識別能力，可為膿毒癥的防治提供參考依據。