百草枯(paraquat,PQ)是广泛使用的有机杂环类接触性除草剂,喷洒后很快发挥作用,对人畜均有极强的毒性,其致死剂量小,成人经口致死量约为20%的PQ水溶液5~15 mL(20~40 mg/kg),急性百草枯中毒(acute paraquat poisoning,APP)是一种常见的中毒类型,病程进展快,且临床上缺乏有效解毒剂,百草枯口服中毒病死率高达70%以上[1]。严重的APP可导致急性呼吸窘迫综合征(ARDS)、多器官功能不全综合征(MODS)。目前国内外尚无统一规范的治疗手段,亦无客观、有效地判定病情程度、治疗效果及预后的敏感指标。本研究通过对APP患者早期不同时段的血可溶性白细胞分化抗原14(sCD14-st,又称Presepsin)水平进行分析,旨在探讨血Prespsin与APP的相关性,现报道如下。
1 资料与方法 1.1 一般资料采用前瞻性研究方法,选择2013年1月至2016年1月入住河北医科大学附属哈励逊国际和平医院急救医学部的APP患者82例,其中男性34例,女性48例; 年龄18~64岁,(38.54±10.92) 岁; 诊断标准均参照国家职业卫生标准《职业性急性百草枯中毒的诊断﹙GBZ246-2013﹚》 [2],所有患者符合条件:①经口途径服毒; ②有明确服用百草枯农药的病史; ③排除既往有严重心、肺疾病,各种感染性疾病,脓毒症,脑血管疾病,尿崩症,以及各种代谢性疾病者; ④入院后存活时间>7 d; ⑤临床资料齐全。所有患者均为服毒后初诊于本院。所有患者入院后均给予统一治疗方案[3]治疗:洗胃、导泻、血液灌流(JF-800A型血液灌流器,珠海健帆生物科技股份有限公司,中国)、环磷酰胺、大剂量肾上腺糖皮质激素、还原型谷胱甘肽、维生素E、维生素C、补液、利尿、大黄为主中药组方序贯治疗,合并脏器功能支持治疗。
1.2 检测指标所有患者于治疗前及治疗后72 h、7 d抽肘静脉血10 mL,3 000 r/min离心10 min,并分离提取血清后置于-80℃冰箱备用。C反应蛋白(CRP)水平(日立公司7600全自动生化分析仪,日本)的检测; 肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素-6(IL-6) 及白细胞介素-10(IL-10) 水平(生工生物工程股份有限公司,上海)的测定; TNF-α、IL-6及IL-10检测盒,用酶联免疫分析法检测; 血清Presepsin采用化学发光酶联免疫法(三菱美迪恩斯株式会社,日本)检测,该过程严格按照试剂盒说明书进行。同时,记录急性生理学和慢性健康状况(APACHE)Ⅱ评分及28 d病死率情况。比较3组APP患者、死亡组和存活组治疗前及治疗后72 h和7 d血Prespsin、CRP、TNF-α、IL-6和IL-10水平、APACHE Ⅱ评分。从患者入住病房作为研究起点,观察患者28 d病死率。分析APP患者血Presepsin水平与其生存率相关性。
1.3 病例分组所有患者根据百草枯中毒分级标准[2]分为:轻度中毒组(20例):PQ质量浓度<10 mg/L,除胃肠道症状外,可以伴有急性轻度中毒性肾病。中度中毒组(36例):PQ质量浓度10~30 mg/L,在轻度中毒基础上,具备下列表现之一者:①急性化学性肺炎; ②急性中度中毒性肾病; ③急性轻度中毒性肝病。重度中毒组(26例):PQ质量浓度>30 mg/L,在中度中毒基础上,具备下列表现之一者:①急性化学性肺水肿; ②ARDS; ③纵隔气肿、气胸或皮下气肿; ④胸腔积液或弥漫性肺纤维化; ⑤急性重度中毒性肾病; ⑥MODS; ⑦急性中度或重度中毒性肝病; 根据患者28 d预后分为存活组28例和死亡组54例; 选择本院门诊健康体检者50例作为对照组,其中男18例,女22例,年龄34~60岁,(37.49±10.29) 岁。各组在性别构成、年龄、体质量指数、文化程度等一般资料差异无统计学意义(P>0.05) ,具有可比性。
所有入选患者均被告知本研究目的和治疗方案,且自愿参加; 本研究方案经医院伦理委员会批准,符合伦理学相关要求,并获得患者或家属知情同意,并签署知情同意书。
1.4 统计学方法所有数据均使用SPSS17.0软件进行统计分析。各独立样本均呈正态性分布。计量资料采用均数±标准差(x ±s)表示,用重复测量的方差分析或单因素方差分析。所有数据以KS检验其数据分布的整体性,组间比较采用成组t检验及χ2检验,率的比较采用χ2检验,ROC曲线分析相关指标对APP患者预后的预测价值,绘制Kaplan-Meier生存曲线,Log Rank检验比较生存率的差异,不符合正态分布的数据两组间比较采用Mann-Whitney检验。相关性分析采用Pearson相关检验; 以P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果 2.1 中毒组患者和对照组临床资料比较两组在年龄、性别构成、体质量指数、收缩压(SBP)、舒张压(DBP)等一般资料比较,差异无统计学意义(P>0.05) 。见表 1。
组别 | 例数 | 年龄(岁) | 性别 (男/女) | 体质量指数(kg/m2) | 收缩压(mmHg) | 舒张压 (mmHg) |
中毒组 | 82 | 38.54±10.92 | 39/53 | 24.15±3.23 | 122.49±15.87 | 62.56±7.64 |
对照组 | 50 | 37.61±11.37 | 24/26 | 23.89±2.87 | 126.07±14.54 | 63.02±7.57 |
注:1 mmHg=0.133 kPa |
不同程度中毒组患者Prespsin、CRP、TNF-α、IL-6、IL-10水平和APACHEⅡ评分比较差异均有统计学意义(P<0.05) ; 三组不同时间点患者Prespsin、CRP、TNF-α、IL-6、IL-10水平和APACHEⅡ评分比较差异均有统计学意义(P<0.05) ; 与对照组比较,治疗前和入院72 h、7 d,三组患者Prespsin、CRP、TNF-α、IL-6水平和APACHEⅡ评分均升高,IL-10水平降低,且中度中毒组与轻度中毒组、重度中毒组与轻度中毒组和中度中毒组比较,差异均有统计学意义(P<0.05) ; 三组患者病死率分别为25.00%、69.44%和92.31%,且中度中毒组与轻度中毒组、重度中毒组与轻度中毒组和中度中毒组比较,差异均有统计学意义(P<0.05) ,见表 2。
组别 | Presepsin (pg/mL) | APACHEⅡ评分(分) | CRP(mg/L) | TNF-α (pg/mL) | IL-6 (pg/mL) | IL-10 (pg/mL) | 病死率 (例, %) | ||||||||||||
初始 | 72 h | 7 d | 初始 | 72 h | 7 d | 初始 | 72 h | 7 d | 初始 | 72 h | 7 d | 初始 | 72 h | 7 d | 初始 | 72 h | 7 d | ||
对照组(n=50) | 127.48±27.39 | — | — | 4.56±1.92 | — | — | 4.95±0.74 | — | — | 37.82±6.08 | — | — | 59.62±10.15 | — | — | 47.98±10.18 | — | — | — |
轻度中毒组(n=20) | 469.13±74.51a | 320.85±64.21 | 261.64±45.25 | 7.85±2.71 | 6.03±2.04 | 4.86±1.63 | 25.38±5.83a | 14.41±3.39 | 5.46±1.28 | 66.37±9.79a | 58.95±9.12 | 46.49±5.51 | 75.38±18.83a | 70.41±14.39 | 65.46±13.28 | 32.37±8.79a | 40.95±9.12 | 45.49±10.51 | 5(25.00) |
中度中毒组 (n=36) | 1 027.60±331.12ab | 1 832.90±645.22b | 1 629.45±539.02b | 14.63±6.73b | 20.03±9.04b | 16.82±8.29b | 36.64± 7.12ab | 53.89±9.67b | 42.09±12.86b | 104.32±11.54ab | 123.78±15.64b | 89.18±10.80b | 96.64±26.12ab | 133.89±32.67b | 142.09±32.86b | 29.32±7.54a | 24.78±6.64b | 26.18±7.80b | 25(69.44) b |
重度中毒组 (n=26) | 2 876.79±1 292.07abc | 3 246.08±1 657.96bc | 4 065.68±2 127.44bc | 23.89±10.52bc | 28.03±12.05bc | 35.10±15.34bc | 52.89±14.54abc | 88.94±16.31bc | 101.89±21.34bc | 213.61±47.02abc | 255.92± 55.86bc | 295.22±68.93bc | 132.89±34.54abc | 188.94±36.31bc | 213.89±41.34bc | 26.61±7.02abc | 20.92±5.86bc | 19.22± 5.93bc | 24(92.31) bc |
注:Presepsin为可溶性CD14亚型; CRP为C反应蛋白; TNF-α为肿瘤坏死因子-α; IL-6为白细胞介素-6; IL-10为白细胞介素-10; APACHEⅡ评分为急性生理学和慢性健康状况Ⅱ评分; —代表无数据; 与对照组比较,aP<0.05; 与轻度中毒组比较,bP<0.05; 与中度中毒组比较,cP<0.05 |
两组不同时间点患者Prespsin、CRP、TNF-α、IL-6、IL-10水平和APACHEⅡ评分比较差异均有统计学意义(P<0.05) ; 入院后治疗前和治疗后72 h、7 d死亡组较存活组Prespsin、CRP、TNF-α、IL-6水平和APACHEⅡ评分升高,IL-10水平降低,差异有统计学意义(P<0.05) ; 存活组血Prespsin浓度随时间逐渐降低,死亡组则持续升高, 见表 3。
指标 | 存活组(n=28) | 死亡组 (n=54) | ||||
初始 | 72 h | 7 d | 初始 | 72 h | 7 d | |
Presepsin | 1 317.66±610.96 | 1 142.84±568.94 | 955.66±420.81 | 2 392.72±946.87a | 2 736.43±1 136.23a | 3 005.39±1 211.25a |
APACHEⅡ评分(分) | 13.53±3.26 | 10.95±2.91 | 8.38±2.19 | 21.75±9.37a | 26.45±11.76a | 30.31±15.28a |
CRP(mg/L) | 26.25±7.16 | 13.04±4.35 | 6.04±1.62 | 39.52±8.05a | 58.73±11.26a | 87.61±13.57a |
TNF-α (pg/mL) | 105.62±22.08 | 90.19±14.22 | 76.74±11.57 | 139.63±23.14a | 196.86±32.39a | 242.53±51.43a |
IL-6 (pg/mL) | 93.87±20.07 | 78.91±18.14 | 69.58±16.32 | 122.41±32.11a | 155.25±34.19a | 196.72±38.29a |
IL-10 (pg/mL) | 34.26±8.25 | 41.26±9.64 | 46.78±10.23 | 29.31±7.36a | 26.11±7.54a | 21.45±5.01a |
注:Presepsin为可溶性CD14亚型; CRP为C反应蛋白; TNF-α为肿瘤坏死因子-α; IL-6为白细胞介素-6; IL-10为白细胞介素-10; APACHEⅡ评分为急性生理学和慢性健康状况Ⅱ评分; 与存活组比较,aP<0.05 |
从图 1、表 4可见Presepsin的AUC高于APACHEⅡ评分,Presepsin对APP患者28 d病死率的预测能力优于APACHEⅡ评分,但差异无统计学意义。
指标 | AUC | 95%CI | 截断值 | 敏感度 | 特异度 |
Presepsin | 0.862 | 0.779~0.945 | 1 237.6 pg/mL | 0.963 | 0.607 |
APACHEⅡ评分 | 0.731 | 0.611~0.840 | 16.6分 | 0.759 | 0.679 |
注: AUC为曲线下面积 |
比较轻度中毒组、中度中毒组和重度中毒患者28 d生存率分别为75.00%(15/20) 、30.56%(11/36) 和7.69%(2/26) ,三组比较差异有统计学意义(χ2=23.14,P=0.000) 。Kaplan-Meier生存曲线显示,三组间差异有统计学意义(Log Rank检验32.57,P=0.000) ,见图 2。
2.6 急性百草枯中毒患者入院血清Presepsin水平与患者的生存率相关性急性百草枯患者的入院血清Presepsin水平越低,患者的生存率则越高。相关分析提示APP患者Presepsin水平与其生存率呈负相关(r=-0.285,P=0.009) ,见图 3。
3 讨论百草枯可经皮肤、呼吸道、消化道吸收进入人体,口服后在胃肠吸收率约为5%~10%,吸收后1~4 h达到血浆浓度峰值,而在2 h左右即可经血液循环分布于肺、肝、肾、甲状腺、肌肉中,造成多器官系统功能损害[4],目前临床上一般参考患者口服PQ药物剂量及就诊时间判断预后,口服量大者24 h 内可出现肺水肿、肺出血,常在1~3 d内出现ARDS而死亡; 非大量摄入者呈亚急性过程,多于1周左右出现呼吸困难,2~3 周达到高峰,患者多死于呼吸衰竭[5]。本研究结果同样显示,轻度中毒组、中度中毒组和重度中毒患者28 d生存率比较差异有统计学意义,随着病情程度的加重,患者生存率逐渐降低。所以,百草枯中毒患者应尽早进行治疗以减少患者血中毒物浓度从而降低患者病死率,因此早期寻找简单有效、能客观评价患者预后的指标,从而提高患者生存率显得尤为重要。
白细胞分化抗原14(CD14) 是一种多功能细胞表面糖蛋白,是革兰阴性(G-)菌内毒素脂多糖(LPS)和脂多糖结合蛋白(LBP)复合物的高亲和受体。有两种形式,膜接合(mCD14) 和可溶性(sCD14) ,mCD14主要表达在单核/巨噬细胞表面,对脂多糖有高亲和力; 而sCD14分布在血浆中由mCD14脱落或细胞分泌产生,它是介导CD14阴性细胞如内皮细胞和上皮细胞对脂多糖应答的重要途径。可溶性白细胞分化抗原14亚型(sCD14-ST),又称Presepsin,是2004年被发现的一种生物标志物,是一种糖蛋白,是介导脂多糖发挥病理生理学效应的主要受体,激活巨噬细胞释放炎症因子引发炎性级联反应[6]。健康人血浆中sCD14浓度很低,往往在细菌感染释放内毒素时诱发,激活下游的酪氨酸蛋白激酶和丝裂原活化蛋白激酶,引起“瀑布式炎性反应”,并激活凝血和纤溶系统,引起脓毒性休克、弥漫性血管内凝血(DIC)、MODS。近年来研究显示,Presepsin能有效评估严重脓毒症及脓毒性休克患者预后情况,在脓毒症患者早期危险程度分层中可发挥重要临床作用[7],Presepsin已经成为急诊危重患者早期诊断、病情分级和预后评估的有效生物学标志物。生理学评分系统是临床上有效的转轨预测工具,APACHEⅡ评分系统是目前国际上反映危重症病情严重程度的良好指标之一,已广泛应用于危重病的病情评估和预后判断中,APACHEⅡ评分常取24 h内最差值,但有学者认为早期评估意义更大,可以最大程度地清除治疗对评价结果的影响或干扰[8],目前重症患者也多监测APACHEⅡ评分动态变化来预测病死率。
PQ中毒的机制尚不完全清楚,主要机制包括炎症反应、氧化损伤、线粒体损伤及细胞调亡等[9],其中炎症反应在APP的发生发展中起着关键作用,PQ进入机体后,引起机体严重全身炎症反应综合征(SIRS),诱发炎性因子级联瀑布样反应,它激活免疫活性细胞如中性粒细胞、巨噬细胞等而诱发炎性反应及肺纤维化,分泌大量的炎性介质,如IL-10、TNF-α、IL-6和白细胞介素-8(IL-8) 等[10],对机体多个脏器造成损害。本研究发现与对照组比较,治疗前和入院72 h、7 d,不同程度PQ中毒患者Presepsin、CRP、TNF-α、IL-6水平和APACHEⅡ评分均升高,IL-10水平降低,且中度中毒组与轻度中毒组、重度中毒组与轻度中毒组和中度中毒组比较,差异均有统计学意义(P<0.05) ; 入院后治疗前和治疗后72 h、7 d死亡组较存活组Presepsin、CRP、TNF-α、IL-6水平和APACHEⅡ评分升高,IL-10水平降低,差异有统计学意义(P<0.05) ,说明PQ中毒时,患者机体内有大量炎症细胞浸润和细胞因子释放。
Presepsin作为机体炎症因子,在脓毒症的早期诊断、病情分级及预后评估方面具有非常高的价值,急诊科医师通过检测Presepsin水平来判断脓毒症病情,早期干预以提高患者存活率。但国内外尚无Presepsin与中毒的相关性报道,确切机制尚需进一步研究。Presepsin虽然多由内毒素诱发机体产生,但在临床观测中确实发现,在很多农药中毒患者体内出现了明显增高,且血Presepsin检测采用的是一种便捷的试剂盒,临床敏感度、特异度及有效性均高,使用化学发光酶免疫测定,不需要预处理样本,所以可以在很短的时间获得结果[11],而白细胞、胆红素、转氨酶、肌酐、IL-18等指标多在中毒第2~3天才开始明显升高,且有些指标受大剂量糖皮质激素、环磷酰胺等细胞毒药物影响,不及Presepsin敏感度更高,如根据传统指标调整血滤、灌流方案及药物使用剂量多要在中毒3 d左右方可判断,而血清Presepsin检测可将此提前1~2 d,这对于急性中毒患者的救治成功率至关重要,因此本研究将Presepsin作为判断百草枯病情程度和分析预后的观察指标,以期为临床治疗提供指导。结果显示Presepsin水平变化与APP患者中毒程度、预后密切相关,急性百草枯患者的入院血清Presepsin水平越低,患者的生存率则越高。从本项研究中所测得的血Presepsin浓度看出,APP患者Prespsin浓度升高,中度中毒组与轻度中毒组、重度中毒组与轻度中毒组和中度中毒组比较差异有统计学意义,且存活组血Prespsin浓度随时间逐渐降低,死亡组则持续升高。Presepsin的AUC、敏感度和特异度均高于APACHEⅡ评分,Presepsin对APP患者28 d病死率的预测能力优于APACHEⅡ评分。APP患者的生存率与Presepsin呈负相关。
综上所述,Presepsin可为急性百草枯患者早期诊断的指标及判断预后提供参考依据,在患者治疗过程中持续监测其动态变化,以提示病情变化,及时对治疗方案进行调整,对指导临床用药有重要意义。相对于其他观测指标,Presepsin的研究尚不深入,尚需进一步的临床研究来阐明其发生机制,进而探索预防及保护措施,对降低百草枯中毒患者病死率提供临床指导。
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