血清RAGE、HMGB1水平與重癥肺炎急性呼吸窘迫綜合征發病及IFN?γ/IL?4變化的關系

王敬才 郭春艷 楊麗昕 敬小青

承德醫學院附屬醫院小兒內科 （河北承德 067000）

重癥肺炎（severe pneumonia，SP）具有起病較快、預后質量差等特點，其還包括普通肺炎的多種特征，該疾病會造成患者重要器官出現衰竭，甚至致人死亡［1］。SP是兒童死亡的主要原因之一，該疾病除對患兒造成直接影響外，還會引發多種并發癥，如急性呼吸窘迫綜合征（acute respiratory distress syndrome，ARDS）等［2］。ARDS病理特征為毛細血管通透性增加，彌散性肺泡上皮細胞出現損傷，在SP患兒中發生率能達到50%以上，給患兒機體造成了嚴重的傷害［3］。因此對SP患兒是否會繼發ARDS進行及時評估，并給予科學有效的干預措施，對減輕患兒癥狀和挽救患兒生命均有重要價值。過往臨床上對于SP患兒的檢測指標均存在一定的局限性，如評估效能較低、檢查時間較長等，難以通過這些指標對治療方案進行及時調整［4］。γ-干擾素（interferon-γ，IFN-γ）是一種典型的Th1型細胞因子，白細胞介素4（Interleukin-4，IL-4）是一種Th2細胞因子，兩種因子均參與了SP和ARDS的發生發展［5］。晚期糖基化終產物受體（receptor of advanced glycosylation end-products，RAGE）被發現參與了多種感染性疾病的發生，其在SP患者血清中異常偏高［6］。高遷移率族蛋白 B1（high mobility group protein B1，HMGB1）是一種典型的炎性遞質，已有研究［7］發現其與ARDS的進展之間有緊密相關性，但是目前臨床上關于RAGE和HMGB1對SP患兒繼發ARDS的研究不足。因此本研究以我院收治的SP患兒為研究對象，探究血清中RAGE和HMGB1表達水平與SP繼發ARDS以及IFN-γ/IL-4變化的關系。報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料前瞻性選取2020年3月至2022年2月我院收治的100例重癥肺炎患兒為研究對象，根據患兒是否發生繼發性ARDS將患兒分為ARDS組（n= 56）和對照組（n= 44），納入標準：（1）符合SP診斷標準［8-9］：①患兒一般情況較差；②出現呼吸困難或有意識障礙；③發紺；④食欲較差；⑤存在胸腔積液或肺外病變；⑥存在一定程度的脫水或超高熱；⑦肺部CT或胸片顯示氣胸、肺不張、肺浸潤等。癥狀符合以上一條或多條即可確診；（2）ARDS組患兒符合ARDS診斷標準［10］：氧合指數（PaO2/FiO2）≤ 300 mmHg且滿足以下標準即可診斷：①急性起病；②氧合指數（PaO2/FiO2）≤ 200 mmHg；③胸片顯示肺部存在斑片狀陰影。（3）年齡在1個月～14歲 ；（4）入院時間＞24 h；（5）患兒家屬均知情且簽署同意書。排除標準：（1）其他肺部疾病；（2）合并血液系統疾病；（3）合并肝腎功能障礙或自身免疫病。本研究經醫院醫學倫理委員會批準（編號：CYFYLL2022499）。

1.2 方法

1.2.1 臨床資料收集于患兒入院后對其進行一般資料收集，包括性別、年齡、體溫、發病季節、致病菌種類、PaO2/FiO2、機械通氣氧合指數（oxy?genation index，OI）等，同時采用急性生理學評分（acute physiological score，APS）［11］對其狀況進行評分。OI = FiO2× 100 × MAP（cmH20）/PaO2（mmHg），APS總分為反向格拉斯哥昏迷評分法（glasgow coma scale，GCS）［12］與各生理學指標評分之和。GCS評分包括睜眼、語言和運動評分，總分分別為4分、5分和6分。反向GCS評分=15-實際得分。生理學指標評分共11項，包括心率、呼吸、體溫、血壓、動脈氧分壓、血清鉀、鈉、血清 pH 值、血細胞比容、血肌酐、紅細胞計數，每項指標均為0～4分，若存在急性腎衰竭則血肌酐計分翻倍，即0～8分。APS滿分為60分，分數越高則健康情況越差。

1.2.2 生物化學指標檢測入院當天或次日清晨采集患兒空腹外周靜脈血5 mL。采用3 000 r/min的速度離心15 min，取上清液于-70 ℃環境下保存。采用酶聯免疫吸附法進行血清IFN-γ、IL-4、RAGE和HMGB1表達檢測，并計算IFN-γ和IL-4的比值。以上所有試劑盒均購于Andy Gene生物公司，其操作步驟嚴格按照試劑盒說明進行。

1.3 統計學方法用SPSS20.0進行統計分析。計數資料以例（%）表示，采用χ2檢驗；計量資料以（）的形式表示，采用兩獨立樣本t檢驗；采用多因素logistic回歸分析SP患兒發生ARDS的影響因素；采用Pearson相關性分析血清RAGE、HMGB1表達與、IFN-γ、IL-4和IFN-γ/IL-4水平的關系；并采用受試者工作曲線（ROC）分析RAGE和HMGB1表達對SP患兒發生ARDS的預測價值。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組患兒一般資料兩組SP患兒性別、年齡、體溫以及發病季節之間差異無統計學意義，ARDS組致病菌種類多于對照組，PaO2/FiO2高低于對照組，APS評分高于對照組（P＜0.05）。見表1。

表1 兩組患兒一般資料比較Tab.1 Comparison of general information between two groups of children ±s

表1 兩組患兒一般資料比較Tab.1 Comparison of general information between two groups of children ±s

指標性別［例（%）］男女年齡（歲）體溫（℃）發病季節［例（%）］春夏秋冬致病菌種類［例（%）］＜2種≥ 2種PaO2 /FiO2 APS（分）機械通氣OI ARDS組（n = 56）對照組（n = 44）t/χ2值0.154 6 P值0.694 2 34（60.71）22（39.29）4.12±1.03 37.87±0.83 25（56.82）19（43.18）4.26±1.11 38.05±0.97 0.652 0 0.999 3 0.154 6 0.515 9 0.320 1 0.484 9 44（78.57）12（21.43）37（84.09）7（15.91）8.300 1 0.004 0 17（30.36）39（69.64）175.68±19.48 28.89±3.56 28.12±3.26 26（59.09）18（40.91）279.25±26.28 19.36±4.12-22.632 3 12.397 2-0.000 0 0.000 0-

2.2 兩組患兒血清RAGE和HMGB1表達水平比較對比兩組患兒血清水平發現，ARDS組RAGE和HMGB1表達水平均高于對照組（P＜0.05）。見表2。

表2 兩組患兒血清RAGE和HMGB1表達水平比較Tab.2 Comparison of serum levels of RAGE and HMGB1 expression between two groups of pediatric patients ±s，μg/L

組別ARDS組（n = 56）對照組（n = 44）t值P值RAGE 176.18±16.23 135.20±15.46 12.796 3 0.000 0 HMGB1 156.10±26.70 121.56±21.26 7.008 8 0.000 0

2.3 兩組患兒血清IFN?γ和IL?4表達水平比較對比兩組患兒血清水平發現，ARDS組IFN-γ和IL-4表達水平以及IFN-γ/IL-4比值均高于對照組（P＜0.05）。見表3。

表3 兩組患兒血清IFN-γ和IL-4表達水平比較Tab.3 Serum IFN of two groups of pediatric patients-γ comparison with IL-4 expression levels ±s

表3 兩組患兒血清IFN-γ和IL-4表達水平比較Tab.3 Serum IFN of two groups of pediatric patients-γ comparison with IL-4 expression levels ±s

組別ARDS組（n = 56）對照組（n = 44）t值P值IFN-γ（μg/L）64.76±8.69 53.20±7.31 7.072 5 0.000 0 IL-4（ng/L）99.96±13.15 87.28±12.87 4.831 3 0.000 0 IFN-γ/IL-4 0.65±0.09 0.61±0.07 2.426 5 0.017 1

2.4 多因素logistic回歸分析經多因素logistic回歸分析可知，致病菌種類、PaO2/FiO2、RAGE、HMGB1表達、IFN-γ、IL-4和IFN-γ/IL-4均為SP患兒繼發ARDS的影響因素。見表4。

表4 SP患兒繼發ARDS的多因素logistic回歸分析Tab.4 Multivariate logistic regression analysis of secondary ARDS in children with SP

2.5 Pearson相關性分析經Pearson相關檢驗，SP患兒血清RAGE、HMGB1表達水平與IFN-γ、IL-4和IFN-γ/IL-4均呈正相關（P＜0.05）。見表5。

表5 SP患兒血清RAGE、HMGB1表達水平與IFN-γ、IL-4和IFN-γ/IL-4相關性Tab.5 Expression levels of serum RAGE，HMGB1 and IFN in children with SP- γ、IL-4 and IFN- γ/ IL-4 correlation

2.6 ROC曲線分析經ROC曲線分析可得，血清RAGE、HMGB1水平預測SP患兒發生ARDS的AUC分別為0.707和0.750，靈敏度分別為73.2%、64.3%，特異度分別為68.2%、77.3%，兩者聯合預測的AUC為0.848，靈敏度和特異度分別為80.4%和81.8%。見表6和圖1。

圖1 血清RAGE、HMGB1預測SP患兒發生ARDS的ROC曲線圖Fig.1 ROC curve of serum RAGE and HMGB1 predicting the occurrence of ARDS in children with SP

表6 血清RAGE、HMGB1預測SP患兒發生ARDS的ROC分析Tab.6 ROC analysis of serum RAGE and HMGB1 predicting the occurrence of ARDS in children with SP

3 討論

在世界范圍內SP是造成人口感染性死亡的主要原因之一，其致死率在50%左右。由于兒童免疫系統功能發育不完善，導致SP會給兒童健康帶來更大的威脅。ARDS是一種典型的SP并發癥，其引發患者呼吸窘迫和低氧血癥，給患者帶來危及生命的消極影響［13］。因此，對SP患兒疾病發展進行預測，評估患兒是否會發生ARDS，對于治療方案的調整和改善患兒預后質量均有關鍵性作用。APACHE Ⅱ評分系統被廣泛應用于多種疾病的病情評估，但由于慢性健康狀況和年齡因素等限制，同時該系統未對炎性反應劇烈程度進行評估，因此在SP患兒中的評估效能較低，因此采用APS對SP患兒進行病情評估。

SP會導致患兒出現由肺部炎癥引發的重要器官衰竭，其中ARDS的發生較為常見，其主要發生機制為SP患兒會發生過度免疫反應，致使大量細胞因子釋放，導致細胞因子風暴形成，引發肺損傷，嚴重時可能造成肺衰竭或死亡［14］。在本研究中，在ARDS組SP患兒中，其病原菌種類更多，PaO2/FiO2偏低，且其APS評分偏高，由于PaO2/FiO2和APS評分均為SP合并ARDS患兒的結果，故未對其進行進一步影響因素分析。致病菌種類越多，可能導致患兒出現更為嚴重的免疫反應，使機體內細胞因子分泌更為劇烈，造成炎性損傷。同時，由于多種致病菌均存在耐藥性，導致患兒治療效果不佳，隨著疾病進展，發生不良轉歸的風險更高。研究［15］顯示，ARDS的發生與嚴重感染有密切相關性，當致病菌侵襲機體，會使機體炎性因子出現活化，導致促炎因子與抗炎因子的平衡被打破，進而引發ARDS。

Th細胞在健康人群中處于前體狀態，而到其受到特異性抗原的刺激，會分化成為Th1和Th2型細胞。當肺部遭受外界刺激或出現損傷時，Th1和Th2型細胞的分化速度均會增加，但是其中分化速度更具優勢的為Th1型細胞［16］。Th1和Th2型細胞在分化后會進行細胞因子的產生和釋放，以介導免疫反應，其中Th1型細胞因子以IFN-γ為主要代表，參與細胞免疫，而Th2型細胞因子以IL-4為代表，參與機體的體液免疫。IFN-γ/IL-4的比例可以反應Th1/Th2細胞平衡，當IFN-γ/IL-4水平升高時，提示細胞平衡向Th1偏移［17］。在本研究中，ARDS組患兒血清中IFN-γ水平和IL-4水平均明顯高于對照組，提示SP繼發ARDS患兒機體中細胞因子釋放水平明顯偏高，進一步反映其免疫反應異常程度較高。且研究中ARDS組患兒IFN-γ/IL-4明顯低于對照組，提示促炎因子升高程度更高，其可能原因為ARDS患兒受到外界感染后會產生大量毒素，其毒素經循環系統入侵肺部，使促炎因子的形成和釋放水平大大上升，導致炎性因子通過級聯反應使ARDS的嚴重程度進一步上升。

RAGE是HMGB1的一種特異性受體。當機體處于穩態時，HMGB1主要存在于細胞核中，而在機體受到外界刺激后，HMGB1會被釋放于細胞外，從而與RAGE進行特異性結合，進而激活下游2條信號通路：一是鳥苷三磷酸酶和CDC42途徑，此通路對于細胞運動、遷移和細胞骨架的重塑等生物學效應均有重要參與作用；二是絲裂原活化蛋白激酶途徑，此通路對于趨化因子和細胞因子的大量釋放均有重要意義［18-19］。既往研究［20］顯示，HMGB1/RAGE水平的活化參與了肺損傷。在本研究中，ARDS組患兒HMGB1和RAGE水平均明顯高于對照組，提示HMGB1/RAGE是導致患兒肺損傷的關鍵性因素，出現該結果的原因可能為：RAGE在不同細胞表面均廣泛存在，其表達水平一般較低，當其配體發生聚集，會誘導RAGE水平急劇上升。當HMGB1發生聚集并特異性結合RAGE，會將絲裂原活化蛋白激酶途徑進行激活，以誘導炎癥反應。ENTEZARI等［21］研究顯示，對HMGB1/RAGE信號通路的活化進行抑制，能夠使其炎癥反應被抑制，減輕ARDS的程度。ZHAO等［22］研究證明，HMGB1的表達會使急性肺部炎癥出現惡化，導致ARDS的進一步發展，與本研究結果較為一致。通過相關性分析發現，SP患兒血清RAGE、HMGB1表達水平與IFN-γ、IL-4和IFN-γ/IL-4均呈正相關，提示SP患兒血清RAGE、HMGB1表達水平越高，則機體內炎癥反應越劇烈。但是值得注意的是，RAGE、HMGB1表達水平和Th1/Th2細胞平衡相關性不顯著，出現該結果的原因可能為IFN-γ、IL-4等炎癥因子的表達除了受HMGB1/RAGE信號通路的影響外，還受SP的影響。在SP患兒機體中，Th1/Th2細胞平衡受肺部炎癥的影響會存在明顯異常情況，導致是否繼發ARDS對其平衡情況的改變較小。通過對患兒血清中RAGE、HMGB1表達行ROC分析發現，RAGE、HMGB1對于SP患兒是否繼發ARDS均有一定的預測價值，兩者聯合預測的價值更高，其靈敏度和特異度能達到80.4%和81.8%。

綜上所述，SP繼發ARDS患兒血清中RAGE、HMGB1表達水平較高，其與IFN-γ/IL-4呈正相關性，監測患兒血清RAGE、HMGB1表達對SP患兒繼發ARDS的風險有一定的預測價值，在臨床上對SP患兒繼發ARDS有一定的警示作用。本研究彌補了臨床上RAGE、HMGB1表達水平與SP繼發ARDS患兒關系研究的不足，通過分析血清RAGE、HMGB1水平與SP患兒繼發ARDS的相關性，明確SP患兒繼發ARDS的危險因素，為降低SP患兒繼發ARDS的風險提供了理論基礎。值得注意的是，本研究仍存在一定不足，如樣本量較少，可能對統計學結果產生一定的影響，同時本研究未將健康人群與SP患兒、不同程度的ARDS患兒進行分層比較，無法明確RAGE、HMGB1的作用機制。因此在未來的研究中，需要對納入健康兒童，并對SP繼發ARDS患兒根據病情嚴重程度進行分層比較，深入研究RAGE、HMGB1表達在SP繼發ARDS中的作用。