血清焦亡蛋白對膿毒癥急性肝損傷病情及預后的評估價值

尚德民 何通

膿毒癥是因感染引起的宿主反應失調導致的危及生命的器官功能障礙,膿毒癥患者發生多器官功能障礙(MODS)的風險高,臨床治療難度大、死亡率高[1]。肝臟擁有雙重血供系統,在膿毒癥發病過程中,大量釋放的炎癥細胞因子和異位的腸道菌群均會作用于肝臟,進而使肝臟成為膿毒癥患者發生MODS的常見靶器官之一。膿毒癥合并急性肝損傷會使全身病情加重,也增加心臟、腎臟等器官發生損傷的風險。因此,深入認識膿毒癥急性肝損傷的分子生物學機制、發現膿毒癥急性肝損傷的評價標志物具有重要的臨床意義。NOD樣受體蛋白3(NOD Like Receptor Protein 3, NLRP3)炎癥小體通路是膿毒癥發病過程中調控炎癥反應的關鍵調控,也參與調控細胞焦亡[2-3]。相關的基礎研究證實,細胞焦亡的激活是導致急性肝損傷的重要生物學環節[4-5]。本研究旨在探討血清焦亡蛋白對膿毒癥急性肝損傷病情及預后的評估價值。

資料與方法

一、研究對象

選擇2019年5月—2022年4月期間河西學院附屬張掖人民醫院收治的膿毒癥患者作為研究對象。納入標準:①符合指南中膿毒癥的診斷標準[6];②入組時留取血清標本;③臨床資料完整。排除標準:①既往有慢性肝臟疾病病史;②合并惡性腫瘤、自身免疫性疾病;③入院前1周使用過肝毒性藥物。共納入166例患者,參照急性肝損傷的診斷標準,即總膽紅素(TBil)>34.1 μmol/L和(或)丙氨酸氨基轉移酶(ALT)> 80 U/L,將入組的膿毒癥患者分為急性肝損傷組和無肝損傷組。急性肝損傷組72例,年齡(59.48±8.58)歲,男性41例、女性31例,合并高血壓19例、糖尿病12例;無肝損傷組94例,年齡(57.91±9.14)歲,男性54例、女性40例,合并高血壓25例、糖尿病14例。兩組患者一般資料比較差異無統計學意義(P>0.05)。

二、研究方法

(一)血清焦亡蛋白的檢測 入院后在生化采血管內留取患者的外周靜脈血5 mL,靜置凝血后3000 r/min離心10 min,分離血清并采用酶聯免疫吸附試驗(ELISA)試劑盒檢測含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶-1(cysteinyl aspartate specific proteinase-1, caspase-1)及Gasdermin-D(GSDMD)的含量。

(二)臨床資料收集 根據患者的病歷,收集以下臨床資料:入院時的白細胞計數(WBC)、C反應蛋白(CRP)、降鈣素原(PCT)、白蛋白(Alb)、SOFA評分、APACHE II評分。

(三)肝損傷類型評價 根據患者入組時的TBil和ALT水平進行肝損傷類型的評價,方法如下:①TBil>34.1 μmol/L為高膽紅素型;(2)ALT>80 U/L高轉氨酶型;(3)TBil>34.1 μmol/L且ALT>80 U/L為高膽紅素高轉氨酶型。

(四)預后評價 根據患者入院后28 d的治療結局評價預后,包括存活組和死亡組。

(五)統計學處理

采用SPSS 22.0軟件進行統計學處理。對計量資料進行正態性檢驗,對滿足正態分布的計量資料以均數±標準差表示,兩組間比較采用獨立樣本t檢驗、3組間比較采用單因素方差分析;對不滿足正態分布的計量資料、以中位數和四分位數表示,2組間比較采用Wilcoxon秩和檢驗。2計量資料間的相關性分析采用Pearson檢驗或Spearman檢驗。計數資料以百分率表示,組間比較采用卡方檢驗。指標的診斷價值和預測價值采用ROC曲線分析。P<0.05為差異有統計學意義。

結 果

一、急性肝損傷組和無肝損傷組患者血清焦亡蛋白的比較

急性肝損傷組的血清Caspase-1、GSDMD含量高于無肝損傷組,差異有統計學意義(P<0.05)。見表1。

表1 急性肝損傷組和無肝損傷組患者血清焦亡蛋白的比較

表2 不同肝損傷類型患者血清焦亡蛋白的比較

表3 膿毒癥急性肝損傷患者血清焦亡蛋白與臨床資料的相關性

二、不同肝損傷類型患者血清焦亡蛋白的比較

不同肝損傷類型患者的血清Caspase-1、GSDMD含量比較,差異有統計學意義(P<0.05)。兩兩比較顯示,高膽紅素高轉氨酶組患者的血清Caspase-1、GSDMD含量高于高膽紅素組和高轉氨酶組(P<0.05);高膽紅素組與高轉氨酶組患者的血清Caspase-1、GSDMD含量比較,差異無統計學意義(P>0.05)。

三、膿毒癥急性肝損傷患者血清焦亡蛋白與臨床資料的相關性

膿毒癥急性肝損傷患者血清Caspase-1、GSDMD含量與CRP、PCT水平及SOFA評分、APACHE II評分呈正相關,差異有統計學意義(P<0.05);與WBC、Alb水平的相關性無統計學意義(P>0.05)。

四、血清焦亡蛋白對混合型肝損傷的診斷價值

血清Caspase-1、GSDMD含量診斷混合型肝損傷的ROC曲線見圖1,兩項血清指標均對混合型肝損傷具有診斷價值,診斷效能見表4。

圖1 血清Caspase-1、GSDMD含量診斷混合型肝損傷的ROC曲線

表4 血清Caspase-1、GSDMD含量診斷混合型肝損傷的效能

五、死亡與存活患者血清焦亡蛋白的比較

死亡患者的血清Caspase-1、GSDMD含量高于存活患者,差異有統計學意義(P<0.05)。見表5。

表5 死亡與存活患者血清焦亡蛋白的比較

六、血清焦亡蛋白對膿毒癥急性肝損傷患者死亡的預測價值

血清Caspase-1、GSDMD含量預測膿毒癥急性肝損傷患者死亡的ROC曲線見圖2,兩項血清指標均對膿毒癥急性肝損傷患者的死亡具有預測價值,診斷效能見表6。

圖2 血清Caspase-1、GSDMD含量預測患者死亡的ROC曲線

表6 血清Caspase-1、GSDMD含量預測患者死亡的效能

討 論

急性肝損傷是膿毒癥常見的合并癥之一,導致膿毒癥患者發生急性肝損傷的臨床因素包括高齡、合并癥多、膿毒癥病情重[7-8],相關的分子生物學機制是炎癥反應級聯放大激活所導致的組織損害,所涉及的生物學環節不僅包括炎癥反應,還包括細胞焦亡及凋亡、氧化應激、內質網應激、線粒體自噬等[9-10]。膿毒癥合并急性肝損傷的病情重、救治難度大、死亡率高,在臨床實踐中準確評估病情及預后對指導治療、改善預后具有重要意義。

NLRP3炎癥小體在炎癥反應的調控中發揮重要作用,在膿毒癥發病過程中NLRP3炎癥小體的激活能夠促進多種炎癥細胞因子的釋放,進而促進炎癥反應的級聯放大激活并導致全身多個器官損傷。有研究報道,合并急性肝損傷的膿毒癥患者血清多種炎癥介質的含量與未合并急性肝損傷的膿毒癥患者比較無差異[11-12],提示炎癥反應可能不是膿毒癥患者發生急性肝損傷的直接影響因素。除參與炎癥反應的調控外,NLRP3炎癥小體的激活還能促進Caspase-1活化、增加GSDMD釋放并介導細胞焦亡,進而通過細胞焦亡的作用造成器官損傷[13-14]。本研究的分析結果顯示,合并急性肝損傷的膿毒癥患者血清中焦亡蛋白Caspase-1、GSDMD的含量均高于未合并急性肝損傷的膿毒癥患者,提示細胞焦亡的過度激活可能與膿毒癥患者發生急性肝損傷有關。

在急性肝損傷的動物模型中,抑制細胞焦亡一方面直接減輕肝細胞的損傷,另一方面也減輕肝臟組織中內皮細胞損害、改善微循環障礙、減少微血栓形成,進而有利于減輕低灌注導致的肝臟損傷[15-16]。國內一項臨床研究對膿毒癥合并肝損傷患者的臨床特點進行了分析,與單純高膽紅素患者及單純高轉氨酶患者比較,高膽紅素高轉氨酶患者的炎癥反應較重、死亡率較高[11],提示高膽紅素高轉氨酶的膿毒癥合并急性肝損傷患者病情較重。本研究的分析結果顯示,高膽紅素高轉氨酶患者的血清焦亡蛋白Caspase-1、GSDMD的含量較單純高膽紅素患者、單純高轉氨酶患者升高,血清Caspase-1、GSDMD含量對高膽紅素高轉氨酶的膿毒癥合并急性肝損傷具有診斷價值。以上結果表明,隨著膿毒癥合并急性肝損傷患者的病情加重、焦亡的激活程度也加劇,進而也提示在膿毒癥發病過程中細胞焦亡的過度激活會加重肝損傷。

膿毒癥患者發生急性肝損傷會使全身病情加重、增加疾病死亡率,導致預后不良。目前的臨床研究認為,PCT含量、APACHE II評分、SOFA評分增加以及高膽紅素高轉氨酶型肝損傷是預后不良的影響因素[11, 17-18]。本研究已經證實,血清Caspase-1、GSDMD含量升高與膿毒癥患者高膽紅素高轉氨酶型肝損傷的發生有關,進一步通過相關性分析證實,血清Caspase-1、GSDMD含量與CRP、PCT水平、SOFA評分、APACHE II評分呈正相關,這一結果進一步明確細胞焦亡的加劇與膿毒癥合并急性肝損傷患者病情的加重相關。同時,本研究還對細胞焦亡與患者預后的關系進行了分析,死亡患者的血清Caspase-1、GSDMD含量均高于存活患者,且血清Caspase-1、GSDMD含量對患者死亡具有預測價值。以上分析提示,細胞焦亡的加劇不僅與膿毒癥合并急性肝損傷患者病情的加重相關,還與患者預后不良、死亡風險增加有關。

綜上所述,細胞焦亡的過度激活可能與膿毒癥患者發生急性肝損傷有關,膿毒癥合并急性肝損傷患者的血清焦亡蛋白Caspase-1、GSDMD含量增加,血清Caspase-1、GSDMD對病情及預后具有評估價值。

利益沖突聲明：所有作者均聲明不存在利益沖突。