血清殼多糖酶3樣蛋白1和幾丁質酶1在膿毒癥新生兒中的表達變化及其臨床價值研究

廖崇皓,徐岸楠,李世瑤,肖宗麗

(重慶市開州區人民醫院新生兒科,重慶 405400)

新生兒膿毒癥是新生兒期細菌感染引起的全身炎癥反應綜合征,若不及時治療可進展為多器官衰竭甚至死亡[1-2]。據統計,新生兒膿毒癥全球發病率為2202/10萬活產兒,病死率為11%～19%[3-4]。受產后醫院或社區環境暴露時間、免疫接種量、嬰兒免疫狀態和致病微生物毒力等因素影響,新生兒膿毒癥病情嚴重程度從亞臨床感染到局灶性或全身性疾病輕重不一,預后也不盡相同。識別潛在的預后生物學標志物,有助于對膿毒癥新生兒進行危險分層和個體化治療,提高膿毒癥新生兒的整體管理水平,改善患兒預后。殼多糖酶3樣蛋白1(Chitosinase 3-like protein 1,CHI3L1)是一種幾丁質結合凝集素,屬于糖苷水解酶家族18成員,在感染和全身炎癥反應下,可由單核細胞、巨噬細胞、中性粒細胞產生并參與炎癥反應,與炎癥性疾病密切相關[5]。幾丁質酶1(Chitinase 1,CHIT1)是一種先天性免疫介質,主要表達于分化和極化的巨噬細胞中并參與巨噬細胞分化和活化,在感染、炎癥反應性疾病中發揮重要作用[6]。目前,關于CHI3L1和CHIT1與新生兒膿毒癥關系的研究較少。因此,本研究探討膿毒癥新生兒血清CHI3L1和CHIT1表達水平及其臨床價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2020年3月至2023年3月我院新生兒重癥監護病房收治的新生兒膿毒癥95例為膿毒癥組,其中男性57例,女性38例;日齡1～6 d,平均(4.29±1.13)d;體重2763～3715 g,平均(3151.79±209.58)g;胎齡37～42周,平均(39.21±1.05)周。病例納入標準:具有典型臨床特征(發熱、神經狀態改變、進食減少等),病原學培養陽性,符合《新生兒敗血癥診療方案》[7]診斷標準;日齡0～30 d;監護人知情并同意本研究。排除標準:先天性代謝異常;染色體異常;免疫缺陷。另選取年齡、性別相匹配的健康新生兒65例為對照組,其中男性40例,女性25例;日齡1～6 d,平均(4.16±1.26)d;體重2785～3769 g,平均(3201.86±208.63)g;胎齡38～42周,平均(39.59±1.12)周。膿毒癥組和對照組一般資料比較差異無統計學意義(均P>0.05)。本研究經我院倫理委員會批準。

1.2 研究方法

1.2.1 生化指標檢測:所有患兒入組后次日晨采集外周靜脈血檢測血常規(白細胞計數、中性粒細胞計數)、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、白細胞介素-4(IL-4)、降鈣素原(PCT)、C-反應蛋白(CRP)、CHI3L1和CHIT1。血常規采用UniCel DxH 600全自動血細胞分析儀檢查。TNF-α、IL-4、CHI3L1和CHIT1采用酶聯免疫吸附測定法測定,試劑盒(貨號:ml077385、ml058093、ml058707、ml026109)購自上海酶聯生物科技有限公司。PCT采用Access 2電化學發光儀檢測。CRP采用DxC 800全自動生化儀系統應用速率散射免疫比濁法檢測。對照組僅檢測血清CHI3L1、CHIT1水平。

1.2.2 預后情況:記錄所有膿毒癥新生兒住院期間存活情況,根據存活情況分為病死組和存活組。

2 結 果

2.1 膿毒癥組與對照組血清CHI3L1、CHIT1水平比較 見表1。膿毒癥組血清CHI3L1、CHIT1水平高于對照組(均P<0.05)。

表1 膿毒癥組與對照組血清CHI3L1、CHIT1水平比較(ng/ml)

2.2 不同病情嚴重程度患兒生化指標比較 見表2。根據膿毒癥病情嚴重程度將患兒分為嚴重膿毒癥組(60例)和膿毒癥休克組(35例)。膿毒癥休克定義為膿毒癥發病后出現持續性低血壓,需用血管活性藥維持平均動脈壓在65 mmHg及以上[8]。膿毒癥休克組血清CHI3L1和CHIT1水平、中性粒細胞計數、TNF-α、IL-4、PCT、CRP高于嚴重膿毒癥組(均P<0.05)。

表2 不同病情嚴重程度患兒生化指標比較

2.3 膿毒癥患兒血清CHI3L1、CHIT1水平與其他生化指標相關性分析 見表3。膿毒癥患兒血清CHI3L1、CHIT1水平與中性粒細胞計數、TNF-α、IL-4、PCT及CRP呈正相關(均P<0.05)。

表3 膿毒癥患兒血清CHI3L1、CHIT1水平與其他生化指標的相關性

2.4 不同預后患兒血清CHI3L1、CHIT1水平比較 見表4。95例膿毒癥新生兒中病死15例,病死率15.79%。病死組血清CHI3L1、CHIT1水平高于存活組(均P<0.05)。

表4 不同預后患兒血清CHI3L1、CHIT1水平比較(ng/ml)

2.5 血清CHI3L1、CHIT1水平對膿毒癥患兒預后的預測價值 見表5。血清CHI3L1、CHIT1水平對膿毒癥患兒預后均有一定的預測價值,且兩者聯合預測價值更高(Z=2.373、2.491,均P<0.05)。

表5 血清CHI3L1、CHIT1水平對膿毒癥患兒預后的預測價值

3 討 論

膿毒癥是導致新生兒殘疾和病死的主要原因之一,由于新生兒自身免疫功能發育尚不成熟,病情往往較成人嚴重,極易導致危及生命的器官功能障礙[9-10]。因此,尋找高效敏感的生物學標志物作為新生兒膿毒癥不良預后的早期預警指標,對病情監測和預后判斷均十分重要[11]。炎癥反應在新生兒膿毒癥的發病機制中扮演重要角色。細菌釋放的產物,如脂質膽酸和細菌脂多糖以及缺血再灌注后受損細胞釋放的產物,激活Toll樣受體4信號通路,促使吞噬細胞產生多種促炎因子,誘導機體級聯反應,導致全身炎癥反應綜合征和多臟器損害[12-15]。

CHI3L1由巨噬細胞、中性粒細胞、成纖維細胞、內皮細胞等多種細胞產生,感染和炎癥刺激可促使CHI3L1的產生。CHI3L1能增強細菌對上皮細胞的黏附和入侵,并促使輔助性T細胞2(Th2)活化,上調Th2細胞因子的表達,誘導和加劇炎癥反應[16]。因此,CHI3L1被認為是感染和炎癥性疾病的標志物。研究[17]顯示,新型冠狀病毒感染患者血清CHI3L1水平明顯增高,病死患者血清CHI3L1水平高于存活患者,CHI3L1水平可獨立預測新型冠狀病毒感染患者臨床結局。哮喘患者血清CHI3L1水平顯著高于正常組,且隨病情嚴重程度和急性加重而升高[18]。膿毒癥小鼠模型中也發現CHI3L1表達顯著增高,通過沉默CHI3L1可降低血清TNF-α、IL-1β、干擾素-γ、IL-10和IL-6的水平[19]。本研究發現,膿毒癥新生兒血清CHI3L1水平顯著升高,且膿毒癥休克組更高,CHI3L1水平與中性粒細胞計數、TNF-α、IL-4、PCT、CRP呈正相關,病死組血清CHI3L1水平高于存活組,表明血清CHI3L1水平升高與膿毒癥新生兒機體炎癥反應水平增高以及病情嚴重程度有關。CHI3L1參與新生兒膿毒癥的機制尚不清楚。既往研究[20-21]發現,膿毒癥患者外周血Th2水平明顯升高,在病死患者中可觀察到Th1向Th2偏移,嚴重膿毒癥患者入院時Th2/Th1比值、Th2細胞占比高于健康對照組和無嚴重膿毒癥的危重患者,病死患者Th2/Th1比值高于存活者,可見Th2主導的炎癥反應與膿毒癥發生和進展有關。研究[22]發現,CHI3L1在活化的T細胞尤其在Th2細胞中升高,作為Th2炎癥的關鍵調節因子,CHI3L1過表達可促使Th2細胞活化和炎癥反應。由此推測在膿毒癥感染過程中,CHI3L1可能通過Th2免疫應答誘導Th2炎癥反應,導致膿毒癥新生兒全身炎癥反應、病情進展和院內不良結局的發生。

CHIT1是結合和降解幾丁質的活性酶,在中性粒細胞、成熟單核細胞來源的巨噬細胞、肺巨噬細胞和其他特定組織巨噬細胞亞群以及肺和腸上皮細胞中表達,參與機體免疫炎癥反應,與炎癥、感染、組織損傷和重塑過程有關。CHIT1在Toll樣受體信號通路激活后經巨噬細胞釋放至體液和外周血液中,血清CHIT1水平在肺纖維化、支氣管哮喘、慢性阻塞性肺病和肺部感染中升高,被用于監測病情進展或治療效果評估[23]。本研究發現,膿毒癥新生兒血清CHIT1水平也顯著升高,且血清CHIT1水平與中性粒細胞計數、TNF-α、IL-4、PCT、CRP水平呈正相關,病死組血清CHIT1水平高于存活組,表明CHIT1水平增高與新生兒膿毒癥病情加重、不良結局有關。巨噬細胞是先天免疫和適應性免疫的重要組成部分。對于特定組織微環境變化,巨噬細胞M1極化可釋放大量促炎介質(如IL-1β、IL-12、IL-6和TNF-α等),而M2極化則釋放大量抗炎介質,M1/M2極化失衡可誘導膿毒癥的發生,加快病情進展[24-25]。CHIT1作為巨噬細胞分化和活化的效應分子,可募集單核細胞源性巨噬細胞并促使M1極化,加劇全身炎癥反應,促使新生兒膿毒癥病情惡化,與不良預后有關[26]。此外,本研究發現,血清CHI3L1、CHIT1對新生兒膿毒癥預后有預測價值,且兩者聯合預測價值更高,表明聯合檢測血清CHI3L1和CHIT1水平有助于識別高危患兒的不良預后。

綜上所述,膿毒癥新生兒血清CHI3L1和CHIT1水平升高,與病情嚴重程度及不良預后有關,兩者聯合對膿毒癥新生兒的預后預測價值更高。