脓毒症是由感染导致的全身炎症反应综合征,当并发器官功能损伤时,即为严重脓毒症。根据美国流行病学调查,每年约有571 000例严重脓毒症患者至急诊就诊[1],而且随着老龄化、肿瘤发病率上升以及抗生素广泛使用、 耐药菌增多等因素,严重脓毒症发病率每年以13%的速率增加,其中超过1/4的患者死亡[2]。早期准确地对严重脓毒症进行危险分层和评估预后,可指导临床进行及时的、科学合理的治疗,最终降低严重脓毒症的病死率,但目前尚无单一生物标记物能帮助临床准确评估严重脓毒症预后的报道。凝溶胶蛋白(Gelsolin)是一种在机体内普遍存在的、对细胞结构和代谢功能具有多种调节作用的蛋白,多项研究证实其具有广泛的炎症调节和器官损伤保护作用,我们前期的工作也表明凝溶胶蛋白与危重症的严重程度、临床转归密切相关[3, 4, 5, 6],但对严重脓毒症是否有预警和评价预后的作用,少见报道。本研究通过检测严重脓毒症患者入院时的血浆凝溶胶蛋白的浓度,评价其应用价值。
1 资料与方法 1.1 一般资料2015 年1月至2015年7月住入北京医院急诊监护室的连续50例严重脓毒症患者,根据28 d的转归,分为存活组和死亡组。严重脓毒症符合2012年美国胸科医师学会/美国危重病学会提出的诊断标准[7]。感染部位包括肺部、泌尿系统、胆囊、胰腺、腹腔、血液系统。排除标准:外伤、手术后、肿瘤、淀粉样变性及阿茨海默病患者。
1.2 数据采集入院24 h内,检测严重脓毒症患者的白细胞计数、C反应蛋白(正常值<0.8 mg/dL)、降钙素原(正常值<0.5 ng/mL)。使用酶联免疫吸附测定双抗体夹心法测定血浆凝溶胶蛋白水平(正常值>200 mg/L,北京同为时代生物技术公司提供试剂盒及测定,中国)。同时进行急性生理学与慢性健康评价Ⅱ(acute physiology and chronic health evaluation Ⅱ,APACHE Ⅱ)评分。
1.3 统计学方法使用SPSS 18.0统计软件分析数据,计量数据服从正态分布,以均数±标准差(x ±s)表示,组间比较采用成组t检验;呈偏态分布以中位数(四分位数)[M(QL,QU)]表示,采用非参数检验;计数资料采用χ2检验;通过二元Logistic回归分析筛选其预测死亡的独立危险因素;绘制ROC曲线评价预测预后的能力,并确定截断值(cut off);不同ROC曲线下面积之间比较采用Z检验;以P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果 2.1 基本临床资料入选50例严重脓毒症患者,男性31例,女性19例,年龄(77.76±9.56) 岁。其中存活组31例,男性20例,女性11例,年龄(77±9.1)岁;死亡组19例,男性11例,女性8例,年龄(79±10.39)岁。分别记录两组患者的白细胞计数(WBC)、C反应蛋白(CRP)、降钙素原(PCT)、凝溶胶蛋白(Gelsolin)、APACHE Ⅱ评分。通过统计学分析,两组患者年龄和性别差异无统计学意义;白细胞计数在死亡组患者中的数值低于存活组,差异无统计学意义;死亡组患者的C反应蛋白和降钙素原的水平要高于存活组,但差异无统计学意义,P值分别为0.093、0.091。而凝溶胶蛋白水平在两组中差异具有统计学意义,死亡组要低于存活组[(13.31±8.54)vs.(21.43±10.54),P=0.007];APACHE Ⅱ评分显示死亡组评分高于存活组[(24.6±8.9)vs.(19.2±6.86),P=0.021],差异有统计学意义,见表 1。
变量 | 存活组(n=32) | 死亡组(n=19) | 统计值 | P值 |
性别(男/女) | 20/11 | 11/8 | χ2=0.219 | 0.640 |
年龄(x ±s,岁) | 77±9.1 | 79±10.39 | t=-1.462 | 0.140 |
WBC[M(QL,QU),109L-1] | 13.3 | 8.6 | Z=0.520 | 0.471 |
(11.075,17.73) | (15.68,15.79) | |||
CRP[M(QL,QU),mg/dL] | 7.3 | 12.8 | Z=2.819 | 0.093 |
(3.55,15,65) | (8.485,14.7) | |||
PCT[M(QL,QU),ng/dL] | 1.21 | 7.75 | Z=2.853 | 0.091 |
(0.64,10.81) | (2.48,16.505) | |||
Gelsolin(x ±s,mg/L) | 21.43±10.54 | 13.31±8.54 | t=2.833 | 0.007 |
APACHE Ⅱ(x ±s,分) | 19.2±6.86 | 24.6±8.9 | t=-2.394 | 0.021 |
以严重脓毒症患者28 d预后结局作为因变量(Y=1: 死亡;Y=0:存活),将白细胞计数、C反应蛋白、降钙素原、凝溶胶蛋白和APACHE Ⅱ评分作为自变量,进行二元Logistic回归分析(变量筛选方法:forward:LR,变量入选标准α=0.05,剔除标准为0.1),结果显示:白细胞计数、C反应蛋白、降钙素原不是预测死亡的危险因素;凝溶胶蛋白、APACHE Ⅱ评分同严重脓毒症患者的预后是相关的,表明初始凝溶胶蛋白水平越低、APACHE Ⅱ评分越高严重脓毒症患者死亡风险越大。见表 2。
因素 | β | SE | Wald | P值 | OR | 95%可信区间 | |
上限 | 下限 | ||||||
Gelsolin(G) | -0.113 | 0.046 | 6.136 | 0.013 | 0.893 | 0.877 | 0.977 |
APACHEⅡ(A) | 0.102 | 0.047 | 4.790 | 0.029 | 1.108 | 1.011 | 1.214 |
针对严重脓毒症患者的预后分别绘制凝溶胶蛋白和APACHE Ⅱ评分的受试者工作特征(ROC)曲线,判断其预测能力,确定截断值。凝溶胶蛋白 的曲线下面积(AUC)为0.745(95%CI: 0.599~ 0.851,P=0.004),证明其预测准确性中等;截断值为13.245mg/L,敏感度为80.6%,特异度为68.4%,图 1所示。APACHE Ⅱ评分的曲线下面积(AUC)为0.699(95%CI: 0.537~0.862,P=0.019),略低于凝溶胶蛋白,截断值为23.5分,敏感度为68.4%,特异度为74.2%,图 2所示。凝溶胶蛋白AUC同APACHE Ⅱ评分AUC进行Z检验,Z=0.413,P>0.05,差异无统计学意义,说明两者预测严重脓毒症患者28 d病死率方面效果相近。而当两者联合进行预测分析时,准确率可达到90%,表明两者对预测严重脓毒症患者预后有互补性,图 3所示。
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图 1 凝溶胶蛋白ROC曲线 Fig. 1 Gelsolin ROC curve |
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图 2 APACHE Ⅱ评分ROC曲线 Fig. 2 APACHE Ⅱ score ROC curve |
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a组:APACHE Ⅱ评分>23.5分和凝溶胶蛋白<13.245 mg/L患者;b组:APACHE Ⅱ评分<23.5分和凝溶胶蛋白>13.245 mg/L患者;c组:APACHE Ⅱ评分<23患者;d组:凝溶胶蛋白>13.245 mg/L患者 图 3 凝溶胶蛋白、APACHE Ⅱ评分单独及联合评估预后 Fig. 3 Gelsolin,APACHE Ⅱ score alone and in combination for prognosis assessment |
严重脓毒症是由感染导致的全身炎症反应综合征并发器官功能障碍和/或组织灌注不足的临床病理生理状态,其发病机制涉及过度炎症反应、免疫抑制、凝血紊乱和细胞凋亡等。因为其发病机制的复杂性,导致对因治疗的手段匮乏,通常需要尽快识别严重脓毒症患者,早期使用抗生素和集束化治疗。生物标志物是指可以标记系统、器官、组织、细胞及亚细胞结构或功能改变、或可能发生改变的指标,尽管C反应蛋白和降钙素原作为炎症标志物被指南推荐使用[7],但C反应蛋白诊断细菌感染的特异度较低,仅为40%~67%,难以区分感染或非感染因素导致的炎症反应[8] ;降钙素原对全身细菌感染反应有相对较高的特异性,尤其是革兰阴性杆菌感染尤为突出,但在局部感染、病毒感染、真菌感染和非典型病原体感染时升高幅度很小,且初始降钙素原水平不能预测严重脓毒症患者的预后[9]。本研究也发现,上述两种生物标志物虽在严重脓毒症患者中明显升高,而死亡组患者的水平高于存活组,但差异无统计学意义,二元Logistic回归分析发现其不能作为预测死亡的独立危险因素。
根据严重脓毒症的病理生理过程,其生物标志物可以分为病原体的毒性成分,炎症、免疫、凝血标志物,器官衰竭标志物等,目前国内外研究的潜在生物标志物近200种,但多数标志物和特异度较低,难以应用于临床[10]。血浆凝溶胶蛋白具有多重生物学作用,首先是炎症反应的生物标记物,与细菌脂多糖、溶血磷脂酸、血小板活化因子、革兰阴性菌和革兰阳性菌细胞壁成分等有较高的亲和力,可以调整宿主对脓毒症、疟疾、烧伤和创伤等状况的过激反应,从而保护患者免受对炎症过度反应的打击;其次是最为有效的肌动蛋白切割蛋白,可以与之形成复合体而将循环中肌动蛋白的清除,维持内环境稳定[11]。肌动蛋白是细胞骨架的重要组成部分,在炎症因子刺激的情况下,肌动蛋白会出现重组和再分布,使细胞收缩,细胞间隙增大、增多,导致血管通透性升高,随之会造成组织细胞的缺氧、损伤和死亡,严重时可引起毛细血管渗漏综合征或多脏器功能障碍综合征[12]。肌动蛋白在循环中的长度达到10 μm时就可以改变血液特征甚至阻塞小血管,除了这种直接效应外,肌动蛋白能够激活血小板,也可以直接与血纤维蛋白相互作用促进血凝块的形成,对肺部的内皮细胞和微血管有较大的毒害作用,因此凝溶胶蛋白通过对肌动蛋白的中和作用,可以纠正机体的凝血功能紊乱[13]。另外,有实验发现,在细胞凋亡过程中发挥核心效应的半胱天冬酶-3是凝溶胶蛋白的靶蛋白之一。凝溶胶蛋白可通过不同机制抑制其活性及其激活过程,以减轻细胞凋亡[14]。
综上所述,凝溶胶蛋白的生物多样性,使其在严重脓毒症的病理生理过程中扮演着重要角色。本研究发现,严重脓毒症死亡组患者的凝溶胶蛋白水平明显低于存活组,二元Logistic回归分析显示只有凝溶胶蛋白和APACHE Ⅱ评分是预测死亡的独立危险因素,而ROC曲线提示凝溶胶蛋白预测预后的准确率达到74.5%,当取其截断值为13.245 mg/L时,敏感度达到80.6%,特异度略低,为68.4%,证明其可作为严重脓毒症患者的病情评估和预测预后的有效生物标志物。针对急诊脓毒症患者预后,急诊脓毒症死亡风险评分和APACHE Ⅱ评分是最常用的评分系统[15]。急诊脓毒症死亡风险评分源于英国,其某些监测指标的选择不符合我国国情,国内已有学者对其增减项目,进行改良,但还没达到统一共识[16]。APACHE Ⅱ评分最初用于评估ICU患者的预后及住ICU天数,现已被逐渐应用于急诊科,并证实对脓毒症患者有较好的预测效果。本研究证实其预测预后的准确率为69.9%,同凝溶胶蛋白相比,其曲线下面积略低,但两者差异无统计学意义,表明两者预测能力相当。而当将二者联合应用,预测的准确率可达到90%,说明二者有较好的互补性,可以较为真实的反映严重脓毒症患者的病情,准确预测患者的生存结局。
但是,凝溶胶蛋白在许多疾病中都有低度表达的情况,包括:淀粉样变性、癌症、创伤、心血管疾病、阿茨海默病及肾脏疾病。所以导致凝溶胶蛋白预测能力特异度略低,在临床工作中,需要排除上述疾病的干扰。
总之,凝溶胶蛋白作为严重脓毒症的生物标志物有其优越性和特殊性,参与了严重脓毒症的病理生理反应,其浓度的变化能够反映患者病情的严重程度,并较为准确的预测患者的预后,值得在临床工作中进一步深入研究和应用。
[1] | Wang HE,Shapiro NI,Angus DC,et al.National estimates of severe sepsis in United States emergency departments[J]. Crit Care Med,2007,35(8):1928-1936.DOI: 10.1097/01.CCM.0000277043.85378.C1. |
[2] | Gaieski DF,Edwards JM,Kallan MJ,et al.Benchmarking the incidence and mortality of severe sepsis in the united states[J]. Crit Care Med,2013,41(5):1167-1174.DOI: 10.1097/CCM.0b013e31827c09f8. |
[3] | Lee PS,Patel SR,Christiani DC,et al. Plasma gelsolin depletion and circulating actin in sepsis:a pilot study[J]. PLOS One,2008,3(11):e3712. DOI:10.1371/journal.pone.0003712. |
[4] | DiNubile MJ.Plasma gelsolin as a biomarker of inflammation[J]. Arthritis Resercher & Therapy,2008,10(6):124.DOI: 10.1186/ar2547. |
[5] | 王旭涛,张新超.凝溶胶蛋白在危重症患者病情与预后评估中的价值[J].中华全科医师杂志,2011,10(8):548-551.DOI: 10.3760/cma.j.issn.1671-7368.2011.08.005. Wang XT,Zhang XC. Gelsolin level for evaluating severity and prognosis in patients at critically ill[J]. Chin J Gen Pract,2011,10(8):548-551. |
[6] | 黄立锋,姚咏明,董宁,等.严重烧伤患者血浆凝溶胶蛋白水平及其与预后的关系[J].中华烧伤杂志,2013,29(2):148-151.DOI: 10.3760/cma.j.issn.1009-2587.2013.02.014. Huang LF,Yao YM,Dong N,et al.Plasma gelsolin level and its relationship with the prognosis of patients with severe burns[J]. Chin J Burns,2013,29(2):148-151. |
[7] | Dellinger RP,Levy MM,Rhodes A,et al.Surviving Sepsis Campaign:international guidelines for management of severe sepsis and septic shock,2012[J]. Intensive Care Med,2013,39(2):165-228.DOI: 10.1007/s00134-012-2769-8 . |
[8] | Cho SY, Choi JH .Biomarkers of sepsis [J]. Infect Chemother,2014,46(1):1-12.DOI: 10.3947/ic.2014.46.1.1. |
[9] | 降钙素原急诊临床应用专家共识组. 降钙素原(PCT)急诊临床应用的专家共识[J].中华急诊医学杂志,2012,21(9):944-951.DOI: 10.3760/cma.j.issn.1671-0282.2012.09.005. The group of expert consensus on procalcitonin emergency clinical applications. Expert consensus on procalcitonin emergency clinical applications[J]. Chin J Emerg Med,2012,21(9):944-951. |
[10] | Pierrakos C,Vincent JL. Sepsis biomarkers: a review [J]. Crit Care, 2010,14(1):R15.DOI: 10.1186/cc8872. |
[11] | 王旭涛,张新超.凝溶胶蛋白和危重病[J].中国全科医学,2009,12(22):2088-2091.DOI: 10.3969/j.issn.1007-9572.2009.22.032.Wang XT,Zhang XC.Gelsolin and critical illness[J].Chinese General Practice,2009,12(22):2088-2091. |
[12] | 郑运江,汤耀卿,刘伟, 等. 肿瘤坏死因子-α对血管内皮细胞通透性及细胞骨架和紧密连接形态变化的诱导作用[J].中国危重病急救医学,2009,21(3):160-163.DOI: 10.3760/cma.j.issn.1003-0603.2009.03.009. Zheng YJ,Tang YQ,Liu W,et al.A study on increased permeability and morphoIogical changes in actin cytoskeleton and tight junction of vascular endothelial cells induced by tumor necrosis factor-α[J]. Chin Crit Care Med,2009,21(3):160-163. |
[13] | Yang ZP,Chiou TT-Yu,Stossel TP,et al.Plasma gelsolin improves lung host defense against pneumonia by enhancing macrophage NOS3 function [J]. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol, 2015,309(1): L11-16. DOI: 10.1152/ajplung.00094.2015. |
[14] | Martin P,Pardo J,Schill N,et al.Granzyme B-induced and caspase 3-dependent cleavage of gelsolin by mouse cytotoxic T cells modifies cytoskeleton dynamics[J]. J Biol Chem,2010,285(24):18918-18927.DOI: 10.1074/jbc.M109.056028. |
[15] | 李岩,李春盛.SAPS 3-PIRO与其他评分方法对严重脓毒症患者28天预后的比较[J].中华急诊医学杂志,2015,24(1):55-61.DOI: 10.3760/cma.j.issn.1671-0282.2015.01.015. Li Y,Li CS.Comparison of SAPA 3-PIRO score with other four scoring systems for assessing sepsis[J]. Chin J Emerg Med,2015,24(1):55-61. |
[16] | 李诗阳,王日兴,邢柏,等.急诊脓毒症改良死亡风险评分对急诊脓毒症患者危险分层的应用[J].中华急诊医学杂志,2016,25(2):173-176.DOI: 10.3760/cma.j.issn.1671-0282.2016.02.007. Li SY,Wang RX,Xing B,et al.The value of novel mortality in emergency department sepsis scoring system in the risk stratification of septic patients in the emergency department[J]. Chin J Emerg Med,2016,25(2):173-176. |