急危重症患者常发生血清甲状腺激素水平的特征性变化,表现为血清游离三碘甲状腺原氨酸(free triiodothyronine,FT3)减低,游离甲状腺素(free thyroxine,FT4)及促甲状腺激素(thyroid-stimulating hormone,TSH)正常或减低,这一临床现象被称为甲状腺功能正常的病态综合征(nonthyroidal illness syndrome,NTIS)[1, 2, 3, 4]。NTIS是全身急慢性疾病的一种适应性反应,可随原发疾病的康复而恢复正常,而无需补充甲状腺激素[5]。但是近年的研究发现,NTIS时血清FT3水平与急危重症患者的不良临床预后密切相关[6, 7, 8, 9],在未经选择的ICU患者中,FT3是ICU病死率唯一独立的预测因子[10],提示补充甲状腺激素纠正NTIS状态可能有助于改善急危重症患者的临床预后。FT3是甲状腺激素的活性形式,通过与甲状腺激素核受体(thyroid hormone nuclear receptor,TR)结合激活靶基因表达而发挥生理调节作用[11, 12],急危重症状态下TR表达及其与病情严重程度的关系尚不明确。本研究检测严重多发伤患者外周血单个核细胞(peripheral blood mononuclear cells,PBMCs)TR表达,分析其与损伤严重度的关系,从而为进一步探讨甲状腺激素信号转导途径在严重多发伤患者不良临床预后中的作用提供参考。
1 资料与方法 1.1 一般资料2013 年6 月至2014 年4 月急诊入住山西医科大学第二医院的严重多发伤患者28 例,其中男性19 例,女性9 例,年龄35~57 岁,平均(45.6±6.3)岁。其中胸部外伤16例,腹部外伤15例,脊柱外伤9例及四肢骨盆骨折20例。于山西医科大学第二医院体检中心接受体检的健康受试者26 例,其中男19 例,女7 例,年龄33~52 岁,平均(42.7±5.6)岁。
纳入标准:严重多发伤患者损伤严重度评分(injury severity score,ISS)>16 分,既往体健;健康受试者血尿便常规、血糖、血脂及肝肾功能正常,血压正常。排除标准:(1)甲状腺疾病;(2)慢性肝肾功能不全;(3)慢性心肺功能不全;(4)自身免疫性疾病;(5)血液系统疾病;(6)近1个月含碘食物、药物摄入史;(7)恶性肿瘤及其他终末期疾病。本研究经山西医科大学第二医院伦理委员会批准,所有受试对象均签署知情同意书。
1.2 研究方法 1.2.1 标本采集健康受试者采集空腹外周静脉血30 mL,严重多发伤患者于伤后第2天采集空腹外周静脉血30 mL,肝素抗凝,4 ℃保存,4 h内从外周血中分离PBMCs。
1.2.2 人外周血单个核细胞分离用Ficoll-Hypaque梯度离心法分离PBMCs,新鲜抗凝全血30 mL,以2 000 r/min离心20 min,收集下层沉淀细胞,等体积加入外周血细胞培养液,制成细胞悬液。将细胞悬液加至Ficoll-Hypaque分离液之上,细胞悬液与分离液体积之比为2∶ 1,以2 000 r/min离心20 min。单个核细胞的提取、洗涤:收集血浆层和Ficoll-Hypaque分离液交界面的单个核细胞,以PBS液洗涤细胞3 次,再以外周血细胞培养液洗涤细胞1 次。收集得到的PBMCs,分装后-80 ℃冻存。
1.2.3 甲状腺激素核受体(TRα和TRβ)mRNA检测实时荧光定量PCR检测PBMCs TRα和TRβ mRNA表达。使用Trizol试剂盒(美国Invitrogen公司)提取细胞中的总RNA,以2.5 μg总RNA中的mRNA作为模板,采用逆转录试剂盒(德国Qiagen公司)合成cDNA。实时荧光定量PCR仪测定TRα和TRβ mRNA水平。目的基因和内对照基因扩增引物序列如下:TRα基因:上游引物5′ -GTTCTAGATGACTCGAAGGCGGG-3′ ,下游引物5′ - CTTCAGGAGTGGGCTCTGGTCG-3′ ;TRβ基因:上游引物5′ - CCGAAGCACTGTCCAGACCGAGAAC-3′ ,下游引物5′ - TCAAAGACTTCCAAGAAGAGAGGC-3′ ;亲环素基因:上游引物5′ - TCCTAAAGCATACGGGTCCTGGCAT-3′ ,下游引物5′ - CGCTCCATGGCCTCCACAATATTCA -3′ ;胆色素原脱氢酶(porphobilinogen deaminase,PBGD)基因:上游引物5′ - TGCACGATCCCGAGACTCTGC-3′ ,下游引物5′ -GCACGGCTACTGGCACACTGC-3′ [13]。将亲环素基因设为TRα基因的内对照,PBGD基因设为TRβ基因的内对照。目的基因mRNA含量表示为新合成的目的基因DNA与内对照基因DNA的比值。
1.2.4 血清学指标检测采用放射免疾分析法测定血FT3、FT4水平(北京北方生物技术研究所试剂盒),采用免疫放射分析法测定血TSH水平(北京北方生物技术研究所试剂盒)。
1.3 统计学方法采用SPSS 13.0统计软件进行数据分析。计量资料以均数±标准差(x±s)表示,组间比较采用t检验;对于严重多发伤患者,采用Pearson相关系数进行血FT3水平及甲状腺激素核受体TRβ mRNA表达与损伤严重度评分间的相关性分析。以P<0.05为差异具有统计学意义。
2 结果 2.1 FT3、FT4及TSH水平比较严重多发伤患者与健康受试者比较,FT4及TSH水平差异无统计学意义(均P>0.05);严重多发伤患者FT3水平明显低于健康受试者,差异具有统计学意义(P < 0.05),见表 1。
参数 | 严重多发伤患者( n=28) | 健康受试者( n=26) | t值 | P值 |
FT3(pmol/L) | 2.7±0.47 | 3.73±0.62 | 6.972 | <0.01 |
FT4(pmol/L) | 13.98± 1.71 | 14.2±1.67 | 0.490 | 0.626 |
TSH(mU/L) | 2.35±0.91 | 2.60±1.06 | 0.946 | 0.348 |
严重多发伤患者PBMCs TRα及TRβ mRNA表达明显低于健康受试者,差异均有统计学意义(均P < 0.05)。见表 2。
参数 | 严重多发伤患者( n=28) | 健康受试者( n=26) | t值 | P值 |
TRα(%亲环素) | 3.86±0.54 | 5.24±1.17 | 5.480 | <0.01 |
TRβ(% PBGD) | 9.86±2.27 | 13.57±2.45 | 5.750 | <0.01 |
Pearson相关性分析显示,严重多发伤患者TRα mRNA表达与损伤严重度评分无相关性(r=0.085,P=0.666);血FT3水平及TRβ mRNA表达与损伤严重度评分呈显著负相关(r=-0.445,-0.496,P=0.018,0.007),见图 1。
3 讨论早在上世纪七十年代人们就发现,既往无甲状腺疾病的患者在身患急性或慢性疾病的状态下会出现血清甲状腺激素水平的变化,其中血清FT3减低为其共同表现。本研究选取一组既往无急慢性疾病的严重多发伤患者为研究对象,排除既往急慢性疾病对血清甲状腺激素水平的可能影响,检测其伤 后血清甲状腺激素水平的变化。研究显示,严重多发伤患者与健康受试者相比,血清FT4及TSH水平差异无统计学意义,FT3水平明显低于健康受试者,证实此组患者在严重创伤作用下发生了NTIS。
FT3的生物活性由TR介导[13, 14],严重创伤患者NTIS状态下TR基因如何鲜有报道。本研究检测了严重多发伤患者伤后PBMCs TRα和TRβ 两种甲状腺激素核受体亚型mRNA表达示,发现严重多发伤患者伤后PBMCs TRα及TRβ mRNA表达显著低于健康受试者,表明严重创伤患者NTIS状态下甲状腺激素信号转导通路亦处于活性下降状态。
一些研究对NTIS时FT3减低与疾病严重性和病死率的关系进行了探讨。Bello等[15]证实,血FT3水平减低的ICU患者需要接受更长时间的机械通气,在ICU居留的时间更长,并且具有更高的病死率。Wang等[10]发现,在包括心血管疾病、肾功能不全、感染、中毒及创伤等患者在内的未经选择的ICU患者中,FT3是ICU病死率的唯一独立的预测因子。ISS是一种院内评分系统,广泛用于创伤严重度及预后的评估,ISS≥16即达严重创伤评判标准,且评分越高预后越差[16, 17]。本研究分析了严重多发伤患者血清FT3水平及PBMCs甲状腺激素核受体TRα和TRβ mRNA表达与损伤严重度评分的相关性,发现严重多发伤患者PBMCs TRα mRNA表达与损伤严重度评分无相关性(r=0.085,P=0.666),血清FT3水平及PBMCs TRβ mRNA表达与损伤严重度评分呈显著负相关(r=-0.445,-0.496,P=0.018,0.007),提示FT3减低及FT3/TRβ信号转导通路活性的下降与严重多发伤患者的损伤严重度密切相关。
长期以来,NTIS时FT3减低是否需要治疗一直是一个有争议的问题。FT3减低与疾病严重性和病死率密切的相关关系提示,NTIS状态下补充甲状腺激素可能有助于改善急危重症患者的临床预后。在心肌缺血-再灌注大鼠模型中所做的研究证实,补充T3可抑制心肌细胞凋亡,改善缺血后心血管功能的恢复[18, 19]。对一组接受早期再灌注治疗的急性心肌梗死患者进行随访发现,随着血清T3水平的恢复该组患者的心功能也逐渐恢复。但是补充T3是否可改善急危重症患者的临床预后仍不明确。本研究发现,严重多发伤患者在血清FT3水平减低的同时,FT3/TRβ信号转导通路亦处于活性抑制状态,且两者与严重多发伤患者的损伤严重度密切相关,但是FT3/TRβ信号转导通路活性抑制的原因、FT3/TRβ信号转导通路在严重创伤患者不良临床预后中的作用及补充T3是否可改善严重创伤患者的临床预后等问题均不明确,值得进一步研究。
[1] | Bello G, Ceaichisciuc I, Silva S, et al. The role of thyroid dysfunction in the critically ill: a review of the literature [J]. Minerva Anestesiol, 2010,76(11): 919-928. |
[2] | Warner MH, Beckett GJ. Mechanisms behind the non-thyroidal illness syndrome: an update [J]. J Endocrinol,2010, 205(1): 1-13. |
[3] | Chopra IJ. Nonthyroidal illness syndrome or euthyroid sick syndrome [J].Endocr Pract, 1996, 2(1): 45-52. |
[4] | De Groot LJ. Dangerous dogmas in medicine: the nonthyroidal illness syndrome [J]. J Clin Endocrinol Metab, 1999, 84(1): 151-164. |
[5] | Gomberg-Maitland M, Frishman WH. Thyroid hormone and cardiovascular disease [J]. Am Heart J, 1998, 135(2 Pt 1): 187-196. |
[6] | Angelousi AG, Karageorgopoulos DE, Kapaskelis AM, et al. Association between thyroid function tests at baseline and the outcome of patients with sepsis or septic shock: a systematic review [J]. Eur J Endocrinol, 2011, 164(2): 147-155. |
[7] | Ilias I, Stamoulis K, Armaganidis A, et al. Contribution of endocrine parameters in predicting outcome of multiple trauma patients in an intensive care unit [J]. Hormones (Athens), 2007, 6(3): 218-226. |
[8] | Sharshar T, Bastuji-Garin S, Polito A, et al. Hormonal status in protracted critical illness and in-hospital mortality [J]. Crit Care, 2011, 15(1): R47. |
[9] | Plikat K, Langgartner J, Buettner R, et al. Frequency and outcome of patients with nonthyroidal illness syndrome in a medical intensive care unit [J]. Metabolism, 2007, 56(2): 239-244. |
[10] | Wang F, Pan W, Wang H, et al. Relationship between thyroid function and ICU mortality: a prospective observation study [J]. Crit Care,2012, 16(1): R11. |
[11] | Yen PM. Physiological and molecular basis of thyroid hormone action [J]. Physiol Rev, 2001, 81(3): 1097-1142. |
[12] | Viguerie N, Langin D. Effect of thyroid hormone on gene expression [J]. Curr Opin Clin Nutr Metab Care, 2003, 6(4): 377-381. |
[13] | Feart C, Pallet V, Boucheron C, et al. Aging affects the retinoic acid and the triiodothyronine nuclear receptor mRNA expression in human peripheral blood mononuclear cells [J]. Eur J Endocrinol, 2005, 152(3): 449-458. |
[14] | Ishida E, Hashimoto K, Okada S, et al. Crosstalk between thyroid hormone receptor and liver X receptor in the regulation of selective Alzheimer's disease indicator-1 gene expression [J]. PLoS One, 2013,8(1): e54901. |
[15] | Bello G, Pennisi MA, Montini L, et al. Nonthyroidal illness syndrome and prolonged mechanical ventilation in patients admitted to the ICU [J]. Chest, 2009, 135(6): 1448-1454. |
[16] | von Rüden C, Woltmann A, Rose M, et al. Outcome after severe multiple trauma: a retrospective analysis [J]. J Trauma Manag Outcomes, 2013, 7(1):4. |
[17] | Lecky F, Woodford M, Edwards A, et al. Trauma scoring systems and databases [J]. Br J Anaesth, 2014, 113(2):286-294. |
[18] | Pantos C, Mourouzis I, Saranteas T, et al. Thyroid hormone improves postischaemic recovery of function while limiting apoptosis: a new therapeutic approach to support hemodynamics in the setting of ischaemia-reperfusion [J].Basic Res Cardiol, 2009, 104(1):69-77. |
[19] | Pantos C, Mourouzis I, Saranteas T, et al. Acute T3 treatment protects the heart against ischemia-reperfusion injury via TRα1 receptor [J]. Mol Cell Biochem, 2011, 353(1/2):235-241. |