脓毒症(sepsis)是机体对感染的反应失调而导致危及生命的器官功能障碍。流行病学调查显示,脓毒症发病率呈逐年增加的趋势,每年全球有超过180万脓毒症的病例,发病率大约为0.3%,临床病死率约25%,若合并脓毒症休克,病死率可高达80%[1-3]。心肌损伤是脓毒症严重并发症之一,40%~50%的脓毒症患者可发生心肌抑制,7%的脓毒症患者合并心力衰竭[4]。脓毒症合并心肌损伤是预后不良的重要原因之一,早期准确评估病情并及时干预,可明显降低死亡率及改善预后[5-6]。本研究探讨心肌损伤标记物BNP、cTn-I以及APN在脓毒症预后评估中的价值。
采用前瞻性队列研究,收集2016年1月至2018年6月同济大学附属同济医院EICU符合入选标准的脓毒症患者125例。入选标准: 符合Sepsis 3.0诊断标准[7],对感染或可疑感染患者,SOFA≥2分或qSOFA≥2分即收缩压≤100mmHg(1mmHg=0.133kPa),呼吸频率≥22次/min,意识改变,可诊断为脓毒症。脓毒性休克诊断标准: 经积极液体复苏仍无法纠正的低血压(平均动脉压≤65mmHg),需使用血管活性药物及血乳酸升高>2mmol/L。
排除标准: (1) 慢性心力衰竭终末期、急性冠脉综合征及急性心肌梗死;(2) 恶性肿瘤;(3) 孕妇;(4) 慢性肾功能不全或慢性肾功能衰竭;(5) 妊娠;(6) HIV感染者;(7) 糖尿病;(8) 重度肥胖,体质量指数(body mass index, BMI)>35kg/m2;(9) 入院前6个月内使用免疫抑制剂或细胞毒药物;(10) 24h 内死亡或转出ICU以及自动出院要求终止治疗。
本研究获得同济大学附属同济医院伦理委员会同意,患者或家属签署知情同意书。
收集所有入组患者详细临床资料,包括一般病史资料、既往病史、感染部位、ICU住院时间等。记录所有患者入EICU时氧合指数(PaO2/FiO2)、平均动脉压(MAP)、体温、心率及呼吸频率等生理参数,记录患者入EICU时APACHE Ⅱ、SOFA及qSOFA评分。同时于入EICU 24h内留取血标本用于APN、IL-6、IL-8、TNF-α、BNP、cTn-I及Lac检测。入EICU第1、3、7天动态监测血BNP、cTn-I及Lac水平。所有患者均按照Sepsis3.0指南进行规范化治疗,以住院期间死亡为观察终点。
APN检测采用酶联免疫(ELISA)试剂盒(上海博普生物技术有限公司提供)定量检测。BNP、cTn-I检测采用Beckman DXI 800化学发光仪进行定量检测(试剂盒由美国贝克曼公司提供);IL-6、IL-8、TNF-α检测采Immulite/Immulite 1000化学发光分析仪与配套试剂盒进行定量检测(试剂盒由德国西门子公司提供)。
应用SPSS 22.0统计软件处理数据。所有计量资料采用非参数K-S法进行正态性检验,其中符合正态分布的计量资料以表示,组间比较采用t检验;非正态分布的计量资料以中位数(P25~P75)表示,组间比较采用非参数Mann-Whitney U检验;正态分布资料与非正态分布资料之间的比较采用秩和检验;计数资料以率或构成比表示,组间比较采用χ2检验;相关性检验采用Spearman相关性分析;采用生存曲线分析脓毒症患者死亡影响因素。P<0.05为差异有统计学意义。
研究共收集脓毒症患者125例,其中男性53例,女性41例,年龄24~97岁,平均72.61±14.10岁。生存组94例(75.2%),死亡组31例(24.8%),合并脓毒症休克35例(28.0%)。
生存组与死亡组之间的年龄、性别、发病时间、体温、基础疾病及感染部位间均无显著差异(P>0.05);死亡组ICU住院天数、入院时呼吸频率及心率明显高于存活组(P=0.000、0.027、0.021)而平均动脉压及氧合指数(P=0.026、0.001)则显著低于存活组,见表1。
死亡组患者入院时qSOFA、SOFA及APACHE Ⅱ评分均明显高于存活组(P=0.000、0.000、0.004),死亡组患者入院时IL-6、TNF-α水平均明显高于存活组(P=0.001、0.042、0.000),两组间IL-8 水平差异无统计学意义(P=0.191),见表2。
表1 脓毒症患者生存组与死亡组之间基线资料比较
Tab.1 Comparison of baseline data between survival and death groups of sepsis patients
项目生存组(n=94)死亡组(n=31)P年龄/岁72.61±14.1076.39±13.650.194女性/[n(%)]41(43.6)14(45.2)1.000发病时间/h45.5(24.00,72.00)24(12.00,48.00)0.082ICU住院时间/d7.5(0.75,12.00)15(11.00,17.00)0.000住院时间/d10.81±7.0011.03±11.650.920既往病史/[n(%)] 吸烟史12(12.9)4(12.9)1.000 高血压54(57.4)17(54.8)0.836 冠心病26(27.7)8(26.7)1.000 脑梗死24(25.5)10(32.3)0.490 慢性阻塞性肺疾病4(4.3)4(12.9)0.104感染源/[n(%)] 肺部感染33(35.11)12(38.71)0.830 泌尿系统感染35(37.23)11(35.48)1.000 肠道感染15(15.96)3(9.68)0.558 胆道感染6(6.38)1(3.23)0.680 肝脓肿5(5.32)0(0.00)0.331 其他感染4(4.26)3(9.68)0.363入院时 体温/℃37.88±2.3537.57±1.230.492 呼吸次数/(次·min-1)19.18±2.8721.42±5.150.027 心率/(次·min-1)94.17±18.26102.77±16.350.021 氧合指数/mmHg289.40±85.44211.10±116.830.001 平均动脉压/mmHg84.20±17.0072.57±26.170.026
1mmHg=0.133kPa
表2 脓毒症患者生存组与死亡组间危重评分及炎症因子水平比较
Tab.2 Comparison of critical scores and inflammatory factor levels in survival and death group
项目生存组(n=94)死亡组(n=31)P值SOFA5.03±3.2310.16±4.610.000qSOFA0.5(0,1.00)2.0(1.50,2.50)0.000APACHEⅡ13.78±4.6817.52±5.90.004IL-6/(pg·mL-1)22.95(11.02,65.05)58.5(28.85,127.00)0.001IL-8/(pg·mL-1)37.01±3.86164.15±95.220.191TNF-α/(pg·mL-1)26.27±2.044.03±8.700.042
与生存组相比,死亡组患者血浆BNP水平在入院第1天差异无统计学意义(P=0.069),但是在第3、7天则明显高于生存组(P=0.038、0.043);两组间cTn-I在入院第1、3天水平差异无统计学意义(P=0.201、0.174),但第7天死亡组cTn-I水平明显高于存活组(P=0.007);死亡组患者血Lac水平在入院第1、3、7天均明显高于存活组(P=0.000、0.013、0.011)。见表3~5。
表3 生存组与死亡组间BNP动态水平比较
Tab.3 Comparison of dynamic levels of BNP between survival and death groups in patients with sepsis (pg·mL-1)
组别第1天第3天第7天生存组600.24±71.02498.17±77.15389.66±88.96死亡组1000.88±201.641116.50±270.801123.8±343.64P0.0690.0380.043
表4 生存组与死亡组间cTn-I动态水平比较
Tab.4 Comparison of dynamic levels of cTn-I between survival and death groups in patients with sepsis (pg·mL-1)
组别第1天第3天第7天生存组1.840±0.3431.107±0.2211.499±0.324死亡组4.015±1.6314.174±2.1684.135±1.37P0.2010.1740.007
表5 生存组、死亡组脓毒症患者的Lac动态水平比较
Tab.5 Comparison of dynamic levels of Lac between survival and death groups in patients with sepsis (mmol·L-1)
组别第1天第3天第7天生存组2.89±1.531.86±0.8451.621±0.516死亡组4.67±3.493.45±0.5812.247±0.885P0.0000.0130.011
生存组患者入院时血浆APN水平[(1132.48±56.37) pg/mL]明显高于死亡组[(843.34±40.49) pg/mL],差异有统计学意义(P=0.012)。
脓毒症患者入院当天血浆APN水平与BNP、cTn-I、IL-6、IL-8及TNF-α水平均有显著负相关性(OR=-0.395、-0.432、-0.397、-0.346、-0.425,P=0.021、0.011、0.020、-0.045、-0.012)。
利用生存曲线评估患者住院期间死亡影响因素,发现脓毒症患者入院第1天BNP>1200pg/mL时,其住院期间死亡风险明显增加(P=0.027);当cTn-I>0.11ng/mL时,其住院期间死亡风险明显增加(P=0.011);当APN<1016.05pg/mL时,住院期间死亡风险明显增加(P=0.021)。见图1~3。
图1 第1天BNP水平对脓毒症患者住院期间预后评估的生存曲线
Fig.1 Survival curve ofhospitalized septic patients with different BNP levels at D1
图2 第1天cTn-I水平对脓毒症患者住院期间预后评估的生存曲线
Fig.2 Survival curve of hospitalized septic patients with different cTn-I levels at D1
图3 APN对脓毒症患者住院期间预后评估的生存曲线
Fig.3 Survival curve of hospitalized septic patients with different APN levels
本研究通过对脓毒症患者心肌标记物的动态监测,表明血APN、BNP、cTn-I及Lac水平对脓毒症患者预后评估有一定的临床价值。脓毒症患者入院时BNP>1200pg/mL、cTn-I>0.11ng/mL及APN<1016.05pg/mL,其住院期间死亡率明显增加。脓毒症患者APN水平降低,其死亡风险增加,且APN水平与BNP、cTn-I及炎症因子水平呈明显负相关。
脓毒症患者常合并心肌损伤,可能与心肌能量代谢障碍、炎症及细胞因子释放等有关,心肌损伤标记物的出现提示患者预后不佳。由于心肌cTn-I的生物特性,在脓毒症所致心肌损伤中具有一定的诊断价值,cTn-I升高的脓毒症患者死亡风险增加91%,可作为识别具有高死亡风险脓毒症患者的临床指标之一[8]。血浆BNP水平与心功能衰竭严重程度相关,随着脓毒症患者血浆BNP水平的升高,其死亡率增加,血浆BNP水平是预测脓毒症患者严重程度和死亡的独立危险因子[9-10]。本研究结果表明脓毒症患者死亡组在入院第3、7天BNP水平及第7天cTn-I明显高于存活组,当BNP>1200pg/mL、cTn-I>0.11ng/mL时,其住院期间死亡风险明显增加(P=0.027),动态监测BNP及cTn-I水平对脓毒症预后评估有一定价值。
APN作为保护性因子,在糖尿病及其它代谢疾病过程中,可调节胰岛素抵抗、代谢及炎症反应等。动物实验及临床研究均发现APN在脓毒症代谢及炎症反应中也起着重要作用[11]。研究表明,APN可通过抑制LPS诱导的脓毒症大鼠早、晚期炎症介质的表达,显著提高脓毒症大鼠的生存率[12]。脓毒症预后良好的患者其APN水平有上升趋势,与炎性因子(IL-1、IL-6、TNF-α)间存在负相关,随APN水平的升高,炎性因子水平呈下降趋势,提示APN在脓毒症患者体内发挥着一定的负性调控作用[13]。脓毒症患者血浆APN水平与疾病危重评分呈显著负相关,认为APN是机体康复的重要指标,其水平越高,越有利于机体恢复[14]。本研究显示,脓毒症患者血浆APN水平与IL-6、TNF-α之间存在显著负相关,血浆APN水平越高,其炎症因子水平越低,血浆APN水平与BNP、cTn-I之间存在显著负相关,APN可能通过抑制脓毒症患者炎症反应来减轻心肌损害,从而起到保护心肌的作用。APN水平可能作为脓毒症患者的预后评估的重要指标,当脓毒症患者血浆APN水平低于1016.05pg/mL时,其死亡风险明显增加。
总之,单一指标评估脓毒症患者预后均存在一定的局限性,联合多种生物学标记物及动态监测在一定程度上可弥补不足。动态监测心肌损伤标记物在脓毒症患者预后评估中有重要意义,APN作为保护性因子在脓毒症心肌损伤及其预后评估中有一定价值。本研究样本量相对较小,且由于一些原因未能获得血浆APN及炎症因子入院后动态监测的数据,是为本研究的不足之处,有待进一步大样本前瞻性队列研究的结果。
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