血清IFN-γ、YKL-40水平對經皮腎鏡取石術后并發泌尿道感染的早期診斷價值

何偉,胥豐,王鐳播,岑壯頂

經皮腎鏡取石術(percutaneous nephrolithotomy,PCNL)是當前治療腎結石及輸尿管結石的首要方式[1]。然而PCNL術后容易引發泌尿道感染、肝腸損傷、出血等并發癥,如若不及時治療,可能會導致全身感染,甚至危及患者生命[2]。研究表明,干擾素γ(interferon-γ,IFN-γ)在不同感染類疾病發展中,既能參與感染過程,也能對感染發揮良好的抑制作用[3]。而甲殼質酶蛋白-40(chitinase like protein-40,YKL-40)是由免疫活性細胞產生的一種幾丁質酶樣糖蛋白,主要作用是參與機體炎性反應與細胞外基質重構等過程[4]。另有研究表明,在肥胖、類風濕關節炎等疾病引發的慢性炎性反應過程中,YKL-40與促炎因子IL-6、IL-1、IFN-γ水平的升高密切相關[5]。現通過分析PCNL術后患者血清IFN-γ、YKL-40水平及其對PCNL術后并發泌尿道感染的診斷價值,以期為臨床預防和治療PCNL術后并發泌尿道感染提供理論依據,報道如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選取2018年5月—2023年5月北京積水潭醫院貴州醫院外科行PCNL術患者108例作為研究對象。根據患者術后24 h內是否發生尿道感染分為感染組(n=41)與未感染組(n=67)。2組患者性別、年齡、體質量指數、高血壓史比例、尿道感染史比例、結石面積、結石數量比較差異均無統計學意義(P>0.05),而感染組患者手術時間、糖尿病史比例、腎功能不全比例高于未感染組(P<0.05),見表1。本研究已經獲得醫院倫理委員會批準(18-041),患者或家屬知情同意并簽署知情同意書。

表1 未感染組、感染組PCNL術后患者臨床資料比較Tab.1 Comparison of clinical data between uninfected and infected PCNL postoperative patients

1.2 病例選擇標準 (1)納入標準:①患者經臨床確診腎結石,符合《臨床實用腎臟外科學》中腎結石診斷標準[6];②患者年齡≥18歲,均行PCNL治療;③術前無其他原發性感染;④患者臨床資料完整。(2)排除標準:①妊娠或哺乳期女性;②有多囊腎等先天性腎臟畸形者;③合并惡性腫瘤、甲狀腺功能異常者;④凝血功能異常等血液疾病者;⑤酗酒、藥物濫用者。

1.3 觀測指標與方法

1.3.1 樣本采集:患者入院翌日晨采集空腹肘靜脈血2 ml,室溫靜置4 h,離心收集上清,轉至-20℃保存待測。

1.3.2 血清IFN-γ、YKL-40水平檢測:上述血清采用酶聯免疫吸附法(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)檢測試劑盒(上海賽默飛世爾有限公司)測定血清IFN-γ、YKL-40水平。

1.3.3 泌尿道感染指標檢測:取上述血清樣本,采用BC-7500血細胞分析儀及BS-280全自動生化分析儀(深圳邁瑞生物醫療電子股份有限公司)分別檢測血清白細胞計數(white blood cell,WBC)和血清C反應蛋白(C-reactive protein,CRP)水平,S600電化學發光免疫分析儀(上海騰泉生物科技有限公司)檢測血清降鈣素原(procalcitonin,PCT)水平,ELISA檢測試劑盒測定血清白介素6(interleukin-6,IL-6)、腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factor α,TNF-α)水平。

2 結 果

2.1 2組PCNL術后患者血清IFN-γ、YKL-40水平比較 與未感染組比較,感染組患者血清IFN-γ、YKL-40水平均明顯升高(P<0.01),見表2。

表2 未感染組、感染組PCNL術后患者血清IFN-γ、YKL-40水平比較Tab.2 Comparison of Serum IFN- γ and YKL-40 levels in PCNL postoperative patients in the uninfected and infected groups

2.2 2組PCNL術后患者血清泌尿道感染指標水平比較 與未感染組比較,感染組血清WBC及CRP、PCT、IL-6、TNF-α水平均明顯升高(P<0.01),見表3。

表3 未感染組、感染組PCNL術后患者血清泌尿道感染指標水平比較Tab.3 Comparison of serum urinary tract infection index levels between uninfected and infected PCNL postoperative patients

2.3 PCNL術后并發泌尿道感染患者血清IFN-γ、YKL-40水平與泌尿道感染指標相關性分析 Pearson相關分析結果顯示,PCNL術后并發泌尿道感染患者血清IFN-γ水平與WBC及CRP、PCT、IL-6、TNF-α水平均呈正相關(P<0.05或0.01),YKL-40水平與WBC及CRP、PCT、IL-6、TNF-α水平均呈正相關(P<0.05或0.01),見表4。

表4 PCNL術后并發泌尿道感染患者血清IFN-γ、YKL-40水平與泌尿道感染指標的相關性Tab.4 The correlation between Serum IFN- γ and YKL-40 levels in patients with concurrent urinary tract infections after PCNL surgery and urinary tract infection indicators

2.4 Logistic回歸分析血清IFN-γ、YKL-40水平對PCNL術后并發泌尿道感染的影響 以PCNL術后是否發生泌尿道感染為因變量(否=0,是=1),以血清IFN-γ、YKL-40水平(實測值)為自變量,進行Logistic回歸分析。結果顯示,血清IFN-γ和YKL-40水平升高是影響PCNL術后并發泌尿道感染的獨立危險因素(P<0.01),見表5。

表5 Logistic回歸分析血清IFN-γ、YKL-40水平對PCNL術后并發泌尿道感染的影響因素Tab.5 Logistic regression analysis of serum IFN- γ and YKL-40 levels of postoperative urinary tract infection in PCNL patients

2.5 血清IFN-γ、YKL-40水平對PCNL術后并發泌尿道感染診斷價值分析 繪制血清IFN-γ、YKL-40水平對PCNL術后并發泌尿道感染診斷價值的ROC曲線,并計算曲線下面積(area under curve,AUC),結果顯示,IFN-γ、YKL-40表達水平及二者聯合診斷PCNL術后并發泌尿道感染的AUC分別為0.788、0.782、0.877,且二者聯合優于各自單獨診斷(Z/P=2.114/0.035、2.747/0.006),見表6和圖1。

圖1 血清IFN-γ、YKL-40及二者聯合診斷PCNL術后并發泌尿道感染的ROC曲線Fig.1 ROC curve for diagnosing postoperative urinary tract infections in PCNL with YKL-40 and Serum IFN-γ and their combination

表6 血清IFN-γ、YKL-40對PCNL術后并發泌尿道感染的診斷價值Tab.6 Diagnostic value of Serum IFN- γand YKL-40 for postoperative complications of urinary tract infections in PCNL surgery

3 討 論

PCNL主要是通過在患者腰部切口建立取石通道,并利用激光或超聲波等設備對結石進行破碎,具有損傷小、取石徹底、恢復快等優點[7]。PCNL自應用以來,由于其對結石清除效果好,且其成本和治療費用較低,目前仍是治療腎結石的主要方式,但PCNL術后并發癥發生率較高,其中,泌尿道感染嚴重會進展為尿源性膿毒血癥,引起機體器官繼發性衰竭,病死率高達20%～40%[8-9]。近年來,隨著醫學的快速發展,PCNL技術也在不斷提升,其中微通道PCNL、超微通道PCNL(UMP/SMP)是當前的研究熱點,其能有效減少PCNL術后相關并發癥的發生,然而由于通道減小,手術視野不佳,導致術中易出現并發癥,結石清除率明顯降低,且UMP與SMP治療費用高,目前在臨床上無法普及[10]。因此,尋找準確、高效的血清診斷標志物,對PCNL術后并發泌尿道感染早期診斷具有重要意義。

IFN-γ是T淋巴細胞、B細胞、NK細胞、巨噬細胞等免疫細胞產生的一種細胞活性因子,而IFN-γ受體由2條跨膜鏈IFN-γR1和IFN-γR2組成,IFN-γ被分泌后會與受體結合并相互作用,通過激活巨噬細胞并誘導細胞上主要組織相容性復合體分子表達上調,從而在機體炎性反應和免疫調節中發揮著重要作用[11-13]。研究表明,腎結石患者行PCNL術后,大量細菌和內毒素會通過腎盂進入尿道,引發泌尿道感染。而機體接收到細菌入侵的信號時,會立即產生大量免疫因子進行抵御[14]。而IFN-γ與各種感染的易感性密切相關,當機體免疫系統紊亂或遭受感染時,NK細胞會大量分泌IFN-γ,進而通過信號轉導作用觸發宿主對微生物感染死亡先天防御,導致在此過程中,IFN-γ水平明顯升高[15]。本研究中,與未感染組比較,感染組患者血清中IFN-γ水平明顯升高,提示IFN-γ可能參與了促進PCNL術后泌尿道感染過程。

YKL-40來源于中性粒細胞、巨噬細胞、上皮細胞、內皮細胞等多種細胞,具有促進細胞生長增殖、促進血管生成、調節基質重建、參與炎性反應等作用。研究認為,許多疾病的發生與YKL-40水平升高有關,其中,在炎性反應過程中,YKL-40主要通過介導TGF-β、JNK、MAPK等信號傳導通路,調節一些細胞炎性因子如IL-13、IL-4、IFN-γ促進炎性反應的發生[16]。Jung等[17]研究發現,在人臍靜脈內皮細胞中,YKL-40能通過抑制脂多糖水平誘導動脈粥樣硬化,并進一步在小鼠實驗中發現,當敲除YKL-40基因后,可以明顯抑制小鼠主動脈粥樣硬化的發展,并降低一些炎性標志物水平。另有大量研究報道,在阿爾茨海默病、脊髓炎、多發性硬化等神經類疾病患者體內,YKL-40水平均有不同程度的提高[18-19]。此外,YKL-40在炎性反應性皮膚病如銀屑病的發生發展中也發揮著關鍵作用,被認為是診斷銀屑病關節炎的生物標志物,并且還有研究認為YKL-40的作用機制與其調節IFN因子密切相關[20]。以上研究表明,YKL-40在多種與炎性反應有關的疾病發生發展中發揮重要作用。本研究結果顯示,感染組患者血清YKL-40水平明顯高于未感染組,PCNL術后并發泌尿道感染過程與機體自身免疫調節息息相關,因此推測YKL-40水平與PCNL術后并發泌尿道感染有一定關系。

WBC是人體的重要防御細胞,對病原微生物具有吞噬作用,因而其水平與感染程度為正相關關系;CRP在機體受到損傷或發生感染時會被合成,進而促進吞噬細胞吞噬細菌及溶酶體酶分泌,達到抗炎作用;PCT與細菌感染有關,在正常情況下,其血清含量較低,而當機體感染病菌時,其含量會明顯升高;而IL-6和TNF-α是由炎性細胞產生的促炎細胞因子,參與多種炎性反應與血管組織損傷過程[21-22]。此外,本研究結果還發現,PCNL術后并發泌尿道感染患者血清IFN-γ、YKL-40水平與泌尿道感染相關指標包括WBC及CRP、PCT、IL-6、TNF-α水平均呈正相關,進一步說明參與IFN-γ、YKL-40與PCNL術后并發泌尿道感染過程密切相關,且Logistic回歸分析結果顯示,IFN-γ、YKL-40升高是影響PCNL術后并發泌尿道感染的獨立危險因素;ROC曲線分析結果顯示,血清IFN-γ、YKL-40水平對PCNL術后并發泌尿道感染的診斷價值較高,二者聯合診斷的AUC為0.877,敏感度也優于各自單獨診斷。以上結果說明聯合檢測血清IFN-γ、YKL-40水平對PCNL術后并發泌尿道感染的診斷價值較高。

綜上所述,PCNL術后并發泌尿道感染患者血清IFN-γ、YKL-40水平明顯升高,是PCNL術后并發泌尿道感染的獨立影響因素,檢測術后血清IFN-γ、YKL-40水平對PCNL術后并發泌尿道感染的診斷價值較高。后續將對其具體機制進行深入研究。

利益沖突:所有作者聲明無利益沖突

作者貢獻聲明

何偉:設計研究方案、實施研究過程,分析試驗數據;胥豐:設計研究方案、文章撰寫;王鐳播:分析試驗數據,論文修改;岑壯頂:資料收集、統計學分析