脓毒症(sepsis)是致病微生物入侵人体后引起的全身炎症反应综合征,可进一步发展为严重脓毒症(severe sepsis)、脓毒性休克(septic shock)和多器官功能衰竭(multiple organ failure)。是重症监护室患者死亡的主要原因,是严重威胁人类健康的疾病。大量针对脓毒症的基础和临床研究发现,在脓毒症的病理生理过程中,促炎、抗炎反应的相互作用,凝血和纤溶反应的激活和抑制等形成一个复杂的网络系统,彼此相互影响,导致病变范围逐渐扩大、病变程度逐渐加重。其中炎症细胞因子是促发、增强和放大脓毒症病理生理变化的核心之一[1]。在众多的炎症细胞因子中,TNF-α、IL-6 和PAF是重要的促炎症因子,已有研究发现,TNF-α、IL-6 和PAF参与了脓毒症的发生和发展过程,其血清浓度和疾病的严重程度及预后相关[2]。但脓毒症发展过程中细胞因子的变化特点尚未被完全阐明,对脓毒症患者进行抗细胞因子治疗并未改善患者的预后[3]。本研究通过动态观察脓毒症患者不同时间点炎症细胞因子的变化,探讨细胞因子在脓毒症发生、发展过程中的演变,以及与病情和预后的关系。
1 资料与方法 1.1 一般资料以本院急诊科2010年10月至2013年10月收治的严重脓毒症和脓毒症休克患者为研究对象,根据患者的病情分为严重脓毒症组和脓毒性休克组,检测患者来诊时、治疗后6、24、72和168 h血清肿瘤坏死因子α(TNF-α)、白细胞介素6(IL-6)和血小板活化因子(PAF)水平,观察上述指标与病情轻重和预后的关系。同时又依据患者的转归(28 d)分为存活组和死亡组,比较两组之间各细胞因子在不同时间点的动态变化趋势。严重脓毒症和脓毒性休克的临床诊断依据《2012国际严重脓毒症和脓毒性休克诊治指南》的标准[4]。恶性肿瘤、自身免疫性疾病、AIDS、年龄不满18岁和24 h内死亡的患者均不入选。对照组为在本院体检中心体检,未发现异常的成年人。
1.2 细胞因子的检测患者来诊时立刻采静脉血检测TNF-α、IL-6和PAF及进行血常规、生化、凝血功能检查。24 h内做APACHE Ⅱ评分。诊断明确后立刻给予极积治疗,于治疗开始后6、24、72和168 h分别进行复测静脉血TNF-α、IL-6和PAF。检测方法为酶联免疫吸附法(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)。TNF-α检测试剂盒和IL-6检测试剂盒购自上海森雄科技实业公司,PAF检测试剂盒由美国RB公司进口分装,以上检测均由本院中心检验室完成。
1.3 统计学方法计量资料以均数±标准差( x±s)表示,计量资料(年龄、APACHE评分、TNF、IL-6、PAF)三组间比较采用方差分析,两组间比较采用LSD-t检验。计数资料(如性别)比较采用χ2检验。以P<0.05为差异具有统计学意义。所有数据采用SPSS 11.5统计软件包进行分析。
2 结果患者的一般资料 本实验入选患者56例,其中男30例,女26例。年龄最大89岁,最小18岁。具体病种:肺部感染27例,急性胰腺炎9例,腹腔感染8例,泌尿系统感染8例,软组织感染1例,其他3例。除存活组和死亡组的年龄外,各组之间的性别构成、年龄和APACHEⅡ评分差异均无统计学意义,见表 1和表 2。
指标 | 对照组(n=51) | 严重脓毒症组(n=34) | 脓毒性休克组(n=22) | 统计值 | P值 |
性别(男,%) | 28(55) | 15(44) | 15(68) | χ2=8.34 | 0.015 |
年龄(岁,x±s) | 60.14±12.65 | 66.63±15.96 | 57.68±16.87 | F =5.13 | 0.008 |
APACHE Ⅱ评分 | — | 17.8±2.4 | 24.1±2.1 | t=4.10 | <0.01 |
TNF-α(pg/mL,x±s) | 19.52±3.44 | 26.08±7.36 | 54.14±13.56 | F =31.42 | <0.01 |
IL-6(pg/mL,x±s) | 20.46±6.39 | 39.52±9.52 | 49.03±10.31 | F =20.18 | <0.01 |
PAF(pg/mL,x±s) | 57.32±19.11 | 80.13±20.43 | 135.5±23.45 | F =14.76 | <0.01 |
指标 | 存活组(n=38) | 死亡组(n=18) | 统计值 | P值 |
性别(男,%) | 20(53) | 10(56) | χ2=2.75 | 0.097 |
年龄(岁,x±s) | 58.46±16.43 | 72.05±15.07 | t=4.51 | <0.01 |
TNF-α(pg/mL,x±s) | 37.78±9.98 | 44.64±10.31 | t=3.96 | <0.01 |
IL-6(pg/mL,x±s) | 41.03±8.44 | 58.32±11.56 | t=4.78 | <0.01 |
PAF(pg/mL,x±s) | 90.21±18.53 | 110.32±21.46 | t=5.23 | <0.01 |
和对照组比较,各组患者在入院时测得的细胞因子TNF-α、IL-6和PAF浓度均明显升高,差异具有统计学意义(P<0.05)。脓毒性休克组的细胞因子TNF-α、IL-6和PAF浓度均较严重脓毒症组患者升高,两组比较差异具有统计学意义(P<0.05);死亡组细胞因子TNF-α、IL-6和PAF的质量浓度明显高于存活组,差异具有统计学意义(P<0.05)(表 2)。各细胞因子在5个时间点的血清浓度见下表(表 3、表 4)。在接受治疗168 h后,各组患者的细胞因子质量浓度都有不同程度的下降,除严重脓毒症组的PAF外,其余组别的各个细胞因子仍高于对照组,差异具有统计学意义。
指标 | 入院时 | 6 h | 24 h | 72 h | 168 h | |
TNF-α | 严重脓毒症 | 26.08±7.36b | 32.30±9.21b | 29.00±8.37b | 26.88±6.96b | 25.22±7.69a |
脓毒性休克 | 54.14±13.56 | 45.87±11.56 | 38.52±10.40 | 32.46±8.11 | 30.53±8.54 | |
IL-6 | 严重脓毒症 | 39.52±9.52b | 44.90±11.23b | 37.83±7.84b | 31.96±7.84b | 22.34±5.67b |
脓毒性休克 | 49.03±10.31 | 54.76±13.93 | 49.52±11.24 | 38.27±9.43 | 30.63±6.61 | |
PAF | 严重脓毒症 | 80.13±20.43b | 78.70±18.54b | 65.1±17.66b | 60.42±15.49b | 51.63±14.99b |
脓毒性休克 | 135.58±23.45 | 128.52±22.01 | 92.20±19.47 | 85.90±58.72 | 78.55±16.97 | |
注:aP<0.05,bP<0.01 |
指标 | 入院时 | 6 h | 24 h | 72 h | 168 h | |
TNF-α | 存活组 | 37.78±9.98b | 39.14±13.02b | 38.69±10.76b | 36.45±9.12b | 26.35±7.44b |
死亡组 | 44.64±10.31a | 47.40±11.65a | 45.94±10.22a | 43.48±10.20a | 32.53±9.51a | |
IL-6 | 存活组 | 41.03±8.44 | 56.53±9.93 | 51.16±8.67 | 47.56±7.67 | 29.45±5.89 |
死亡组 | 58.32±11.56b | 66.94±17.32b | 61.94±16.23b | 58.44±10.23b | 38.63±8.88b | |
PAF | 存活组 | 90.21±18.53 | 95.28±17.63 | 81.02±14.56 | 78.75±14.95 | 67.40±14.95 |
死亡组 | 110.32±21.45b | 109.36±19.87a | 101.19±17.68b | 92.03±17.01b | 89.21±16.46b | |
注:aP<0.05,bP<0.01 |
脓毒症本质是炎症反应综合征,脓毒症的发生由炎症级联反应启动,在促炎和抗炎反应相持和交替制衡中,肿瘤坏死因子(TNF-α)是重要的炎性细胞因子,也是炎症反应的最初启动者[5]。TNF-α能激活细胞因子的级联反应,诱发白细胞介素-6(IL-6)以及次级炎症介质的合成(血小板活化因子、前列腺素、一氧化氮和白三烯等),从而导致炎症反应失控,发展为脓毒性休克或MODS[6]。IL-6为二级炎症反应介质的主要成分,它能抑制内毒素诱导的TNF-α合成。由于循环中IL-6的清除率远低于其他细胞因子,故其水平能反应脓毒症的严重程度及预后情况[7]。当检测发现其水平如持续升高,往往提示患者预后不良[8]。PAF是一种具有多种生理功能的内源性脂类介质,生物活性极强。以前的研究发现,PAF除了作为最强的血小板聚集诱导剂具有活化血小板、促进血栓形成的作用外,还可起到细胞间或细胞内信息传递介质的作用,它能使白细胞聚集、黏附、趋化,引起细胞内颗粒释放,产生氧自由基、白介素、肿瘤坏死因子、花生四烯酸等细胞因子,提高内皮细胞通透性,在脓毒症、急性炎症等病理生理过程中发挥重要作用[9]。本课题选择脓毒症患者的TNF、IL-6、PAF质量浓度的动态变化进行研究,观察各细胞因子在脓毒症病程中不同时间点的变化,探讨不同病情的脓毒症患者炎症细胞因子的变化特点和预后意义。
本课题研究发现,脓毒症患者在各个时间点的细胞因子质量浓度均高于正常对照组,脓毒性休克组均高于严重脓毒症组,提示病情越重,细胞因子质量浓度越高。已有研究发现,TNF-α、IL-6、PAF等细胞因子在感染、脓毒症患者中升高,病情越重,升高越明显,且和预后相关[10, 11, 12]。但连续动态观察的结果报道很少。本实验中连续动态观察各细胞因子的变化,描绘了动态变化曲线,结果发现,TNF-α、IL-6和PAF的血清质量浓度随病程的延长呈现下降的趋势,在各个组表现出相同的动态变化。而脓毒性休克组下降趋势更加明显。这种变化的可能原因是脓毒性休克组患者入院时病情重,体内的炎症和抗炎症反应剧烈,释放出较多的促炎和抗炎症因子,经积极地治疗后,炎症反应有所减轻,促炎症因子的血清质量浓度下降。在治疗48 h后,各组的变化趋势呈平行走势,但脓毒性休克组各细胞因子质量浓度仍然高于严重症脓毒症组,说明细胞因子质量浓度仍然和病情平行。
比较存活组和死亡组在不同时间点各细胞因子的质量浓度发现:死亡组明显高于存活组,差异具有统计学意义,与已有文献报道结果一致[13, 14]。动态观察发现:TNF-α 和IL-6的血清质量浓度峰值在入院后6 h,之后逐渐下降,PAF的血清质量浓度峰值在入院即刻,随后平缓下降,两组的动态变化曲线也呈平行走势,提示临床干预可降低患者血清TNF-α、IL-6、PAF的水平。有文献报道,IL-6质量浓度在脓毒性休克患者中持续升高,且和预后有关[15]。本课题未观察到同样的结果,可能与患者入院前病程长短不一有关。Moreno等[16]研究发现,用PAF抗体治疗脓毒症患者,PAF等相关细胞因子也有相应降低,但不能改善患者的预后。用特异性抗炎症因子抗体治疗脓毒症的临床试验也没有得到理想的结果[17]。炎症细胞因子动态变化和预后的关系尚需进一步研究。
本课题中存活组和死亡组的年龄存在差异,死亡组平均年龄较存活组大14岁。提示脓毒症患者年龄越大,死亡风险越高。细胞因子质量浓度是否与年龄相关尚未见于文献报道。不同的学者针对不同的群体进行研究,如针对婴儿、儿童和成年人研究比较多,但未见不同年龄段之间的比较。这也为我们下一步的研究提供了方向。
总之,严重脓毒症和脓毒性休克患者血清细胞因子TNF-α、IL-6和PAF质量浓度升高,病情越重,质量浓度升高越明显,预后也越差。在患者接受治疗6 h后,TNF、IL-6和PAF血清质量浓度开始下降。不同病情分级和预后的患者具有相同的动态变化趋势。至治疗后7 d,细胞因子质量浓度仍高于正常对照组。检测脓毒症患者血清TNF-α、IL-6和PAF可为评估病情的判断预后提供参考。
[1] | Russell JZ. Management of Sepsis[J]. N Engl J Med,2006,355(16):1699-1713. |
[2] | Nee PA.Critical care in the emergency department: severe sepsisand septic shock[J].Emerg Med J,2006,23(9):713-717. |
[3] | Jean-Baptiste E. Cellular mechanisms in sepsis[J]. J Intensive Care Med,2007,22(2):63-72. |
[4] | 高戈,冯拮,常志刚,等. 2012国际严重脓毒症及脓毒性休克诊疗指南[J].中华危重病急救医学,2013,8(25):501-505. |
[5] | Westbrook AM, Wei B, Hacke K, et al. The role of tumour necrosis factor-a and tumour necrosis factor receptor signalling in inflammation-associated systemic genotoxicity[J]. Mutagenesis,2012,27(1): 77-86. |
[6] | 付锐,项和平,杨硎琦,等. 降钙素原、C反应蛋白、肿瘤坏死因子、游离DNA对多发伤患者发生多器官功能障碍综合征的预测价值[J].中华急诊医学杂志,2013,22(8):850-854. |
[7] | 张志强,陈晓丽,卢云锋,等. 银杏叶提取物治疗重症急性胰腺炎的疗效分析[J].中华急诊医学杂志,2012,21(8):878-882. |
[8] | Chawla LS, Seneff MG, Nelson DR, et al. Elevated plasma concentrations of IL-6 and elevated APACHE II score predict acute kidney injury in patients with severe sepsis[J]. Clin J Am Soc Nephrol, 2007, 2(1): 22-30. |
[9] | Gomes RN,Bozza FA,Amancio RT,et al.Exogenous platelet activating factor acetylhydrolase reduces mortality in mice with systemic inflammatory response syndrome and sepsis[J].Shock,2006,26(1):41-49. |
[10] | Bozza FA, Salluh JI, Japiassu AM,et al.Cytokine profiles as markers of disease severity in sepsis: amultiplex analysis[J]. Crit Care,2007, 11:R49. |
[11] | Vassiliadi DA, Tzanela M, Kotanidou A,et al.Serial changes in adiponectin and resistin in critically ill patients with sepsis: associations with sepsis phase, severity, and circulating cytokine levels[J].J Crit Care,2012,27(4):400-409. |
[12] | Mera S, Tatulescu D, Cismaru C, et al.Multiplex cytokine profiling in patients with sepsis[J] APMIS,2011,119(2):155-163. |
[13] | 钱小顺,李天志,王俊锋,等.老年脓毒症患者细胞因子和皮质醇水平与预后的关系[J]. 中华老年多器官疾病杂志,2010,5(9):412-416. |
[14] | 陶伍元,邓柳霞,易峰,等.脓毒症患者血清血小板活化因子水平及其临床意义[J].中国医师进修杂志,2013,9(36):69-70. |
[15] | Wu HP, Chen CK, Chung K,et al.Serial cytokine levels in patients with severe sepsis[J].Inflamm Res,2009 ,58(7):385-393. |
[16] | Moreno SE, Alves-Filho JC, Rios-Santos F, et al.Signaling via platelet-activating factor receptors accounts for the impairment of neutrophil migration in polymicrobial sepsis[J].J Immunol,2006, 177(2):1264-1271. |
[17] | Angus DC, van der Poll T.Severe sepsis and septic shock[J] .N Engl J Med,2013,369(9):840-851. |