脓毒症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,病死率高达20%~30%[1]。脓毒症患者往往伴有神经-内分泌-免疫功能异常, 除了引起激素水平异常外,还有免疫功能异常[2-3]。近年来研究脓毒症激素水平与免疫功能关系成为热点,本研究分析脓毒症患者血清生长激素(growth hormone,GH)、胰岛素样生长因子-1(insulin likegrowth factor-1,IGF-1)的异常,并探讨血清GH、IGF-1与免疫功能的关系,以期从内分泌-免疫方面入手改善脓毒症患者的预后。
1 资料与方法 1.1 一般资料选择福建省立医院内科重症监护室2016年1月1日至2016年12月1日收治的42例住院日达8 d以上脓毒症患者为研究对象。研究对象纳入标准:发病前无影响生长激素、IGF-1、免疫水平的基础疾病或者相关治疗,同时符合Sepsis3.0定义和诊断标准的患者纳入研究对象。对照组纳入标准:同期入住我科近期无感染患者,且发病前无影响生长激素、IGF-1、免疫水平的基础疾病或者相关治疗。本研究遵循福建省立医院所制定的伦理学标准,并得到伦理委员会的批准。所有研究对象经患者家属签署知情同意书。
1.2 研究方法入组患者在入住ICU 24 h内使用危重病评分软件进行急性生理学与慢性健康状况评分系统(APACHE Ⅱ)评分,分别在入院第2、4、6天抽取空腹血,送检生长激素、IGF-1及其细胞免疫水平-T淋巴细胞亚群(CD3+、CD4+、CD8+、CD19+细胞及NK细胞百分数)和体液免疫水平-体液免疫五项(IgA、IgG、IgM和补体C3、C4),并记录患者住院期间并发症的发生率、预后情况。
1.3 监测项目和方法① 生长激素:采用美国Beckmancoulter ACCESS2全自动微粒子化学发光免疫分析系统检测血清生长激素。②胰岛素样生长因子-1:采用德国SIEMENS Immulite1000全自动微粒子化学发光免疫分析系统检测血清IGF-1。③细胞免疫水平:采用美国BD FACSCalibur流式细胞仪检测外周血中T淋巴细胞亚群。④体液免疫水平:采用德国SIEMENS BNII特定蛋白专业分析系统应用免疫速率散射比浊法检测外周血中体液免疫五项。
1.4 统计学方法采用SPSS 18.0统计学软件,数据以均数±标准差(x±s)表示,采用Mann-Whitney方法比较脓毒症组和对照组的年龄、APACHE Ⅱ评分, χ2检验比较两组的性别构成比,多因素重复测量方差分析比较两组的各项指标,偏相关分析研究两组GH、IGF-1与免疫功能的关系,以P < 0.05为差异有统计学意义。
2 结果 2.1 研究对象一般情况入组脓毒症患者42例,女12例,男30例,年龄中位数为72.1岁,24 h内APACHE Ⅱ评分的中位数为25分。对照组患者40例,女10例,男30例,年龄中位数为73.1岁,24 h内APACHE Ⅱ评分的中位数为23分。脓毒症组与对照组的性别(χ2=0.07,H=0.53,P=0.072)、年龄(P=0.089)、APACHE Ⅱ评分(P=0.085)差异无统计学意义。脓毒症患者原发疾病重症肺炎(包括社区获得性和医院获得性)20例,腹腔感染7例,泌尿系感染5例,肠道感染3例,胆道感染3例,颅内感染2例。对照组原发疾病急性心肌梗死15例,急性脑血管意外10例,急性心力衰竭5例,消化道出血5例,肺栓塞3例,心律失常2例。
2.2 脓毒症组和对照组之间生长激素的差异脓毒症组和对照组在入院第2、4、6天早晨抽取空腹血,在0.5 h内送实验室检测血清生长激素,结果见表 1,从表中可看出两组在不同时间点血清生长激素水平的差异具有统计学意义,脓毒症组生长激素水平较对照组明显升高。
组别 | 第2天 | 第4天 | 第6天 |
脓毒症组 (n=42) |
3.3±0.51 | 3.2±0.28 | 3.5±0.95 |
对照组 (n=40) |
0.85±0.12 | 0.84±0.05 | 0.86±0.02 |
F值 | 7.82 | 7.93 | 8.01 |
P值 | 0.013 7 | 0.012 3 | 0.011 5 |
脓毒症组和对照组在入院第2、4、6天早晨抽取空腹血,在0.5 h内送实验室检测IGF-1。结果见表 2,从表中可看出两组在不同时间点血清IGF-1水平的差异具有统计学意义, 脓毒症组IGF-1水平较对照组明显降低。
组别 | 第2天 | 第4天 | 第6天 |
对照组 (n=40) |
105.2±11.94 | 108.6±11.52 | 109.0±11.96 |
脓毒症组 (n=42) |
53.45±15.61 | 54.97±12.91 | 54.94±13.58 |
F值 | 7.41 | 7.83 | 7.84 |
P值 | 0.014 4 | 0.013 5 | 0.013 2 |
脓毒症组和对照组在入院第2、4、6天早晨抽取空腹血,在0.5 h内送实验室检测细胞免疫水平,包括外周血中CD3+、CD4+、CD8+、NK和CD19+细胞,可见两组在不同时间点CD3+、CD4+、CD8+、NK和CD19+细胞水平的差异具有统计学意义,脓毒症组患者外周血中CD3+、CD4+、CD8+、NK和CD19+细胞水平明显低于对照组,见表 3~7。检测两组患者体液免疫水平(IgA、IgG、IgM和补体C3、C4),可见两组患者在不同时间点IgA、IgG、补体C3水平的差异有统计学意义, 脓毒症组患者IgA、IgG、补体C3明显低于对照组, 而两组患者在不同时间点IgM、补体C4水平的差异无统计学意义,见表 8~10。
组别 | 第2天 | 第4天 | 第6天 |
对照组 (n=40) |
1427.5±119.4 | 1468.6±115.2 | 1469.3±119.6 |
脓毒症组 (n=42) |
615±55.6 | 644.9±52.9 | 644.4±53.5 |
F值 | 8.95 | 8.98 | 8.96 |
P值 | 0.009 5 | 0.008 9 | 0.009 2 |
组别 | 第2天 | 第4天 | 第6天 |
对照组 (n=40) |
848.2±101.1 | 841.4±113 | 839.7± 108 |
脓毒症组 (n=42) |
389.5±31.3 | 383.2±39.6 | 334.7±38.8 |
F值 | 7.13 | 7.85 | 7.31 |
P值 | 0.016 3 | 0.013 | 0.015 8 |
组别 | 第2天 | 第4天 | 第6天 |
对照组 (n=40) |
566.3±61.2 | 565.6±62.2 | 567.5± 61.8 |
脓毒症组 (n=42) |
159.5±19.4 | 158.5±11.3 | 156.9±11.4 |
F值 | 8.52 | 7.05 | 7.34 |
P值 | 0.010 1 | 0.019 3 | 0.015 5 |
组别 | 第2天 | 第4天 | 第6天 |
对照组 (n=40) |
184.5±11.2 | 185.6±12.2 | 187.5± 11.8 |
脓毒症组 (n=42) |
90.5±9.4 | 98.5±9.3 | 96.9±10.4 |
F值 | 8.02 | 8.51 | 8.53 |
P值 | 0.011 3 | 0.010 2 | 0.010 0 |
组别 | 第2天 | 第4天 | 第6天 |
对照组 (n=40) |
273.3±13.2 | 265.6±15.2 | 267.5± 14.8 |
脓毒症组 (n=42) |
89.5±9.4 | 88.5±8.3 | 86.9±9.7 |
F值 | 6.44 | 6.03 | 6.25 |
P值 | 0.023 4 | 0.029 3 | 0.025 5 |
组别 | 第2天 | 第4天 | 第8天 |
脓毒症组 (n=42) |
0.74±0.19 | 0.76±0.16 | 0.71±0.18 |
对照组 (n=40) |
2.31±0.98 | 2.48±1.05 | 2.55±1.04 |
F值 | 7.05 | 7.09 | 7.32 |
P值 | 0.019 3 | 0.017 8 | 0.015 7 |
组别 | 第2天 | 第4天 | 第6天 |
脓毒症组 (n=42) |
7.9±1.45 | 7.8±0.98 | 7.9±0.83 |
对照组 (n=40) |
8.35±2.24 | 8.52±1.95 | 8.45±1.04 |
F值 | 9.21 | 9.11 | 9.16 |
P值 | 0.004 7 | 0.006 9 | 0.005 9 |
组别 | 第2天 | 第4天 | 第6天 |
脓毒症组 (n=42) |
0.87±0.19 | 0.89±0.18 | 0.91±0.17 |
对照组 (n=40) |
1.3±0.49 | 1.4±0.26 | 1.41±0.29 |
F值 | 4.44 | 5.25 | 4.18 |
P值 | 0.039 3 | 0.037 8 | 0.045 6 |
脓毒症组和对照组生长激素、IGF-1和免疫功能相关性分析,发现血清生长激素和IGF-1、外周血中CD3+、CD4+、CD8+、CD19+、NK细胞及IgA、IgG、IgM、补体C3、C4无明显相关性,IGF-1和CD3+、CD4+、CD8+、CD19+、NK细胞、IgA、IgG、补体C3呈正相关,也就是说IGF-1值越低,CD3+、CD4+、CD8+、CD19+、NK细胞值及IgA、IgG、补体C3值越低,IGF-1和IgM、补体C4无明显相关性。见表 11。
CD3 | CD4 | CD8 | NK | IgA | IgG | C3 | ||
GH | 相关系数 | -0.183 | 0.096 | -0.044 | -0.04 | -0.06 | -0.126 | -0.199 |
P值 | 0.104 | 0.395 | 0.698 | 0.725 | 0.598 | 0.266 | 0.077 | |
IGF-1 | 相关系数 | 0.277 | 0.235 | 0.162 | 0.334 | 0.349 | 0.191 | 0.442 |
P值 | 0.013 | 0.036 | 0.015 | 0.002 | 0.005 | 0.009 | 0.001 |
生长激素是一种由脑垂体前叶嗜酸细胞分泌的亲水性球蛋白,它通过GH受体或通过IGF-1发挥其生理作用[4]。在急性感染、创伤以及外科手术等的急性期,GH释放曲线发生变化,导致其释放峰值增高,频率加快,血中GH水平增高[5]。而在危重病慢性期,GH分泌的变化更加杂乱无序,并且其分泌量明显减少,Vailden Berghe等[6]通过对ICU住院患者观察发现,GH夜间平均分泌水平约为1 μg /L,明显低于正常水平(10 μg/L)。同时还发现这种GH分泌较少的现象与年龄、性别等因素无关。本研究中发现,脓毒症患者GH水平较对照组明显升高,我们的研究对象均为感染急性期,GH释放峰值增高,频率加快,所以血中GH水平增高,这与其他研究一致。
生理情况下GH、IGF-1构成一个轴,共同调控机体的生长。IGF-1是一种作用于多种组织和器官的多效性细胞营养因子,可介导生长激素作用的营养调控因子之一[7]。急性应激如脓毒症、创伤等情况下人体GH-IGF-1轴发生变化, 会导致血GH水平升高、IGF-1水平降低[8]。脓毒症时血IGF-1水平下降,可能是肝脏合成和分泌IGF-1减少所致,也有人认为感染时IGF-1降低与机体负氮平衡相关[9]。有学者研究发现脓毒症患儿血清IGF-1显著降低,并且IGF-1的降低可能会增加脓毒症时细菌移位,加重病情的进展[10]。本研究发现,脓毒症患者IGF-1水平明显低于对照组,表明脓毒症患者伴有GH-IGF-1轴功能异常。
近年来许多研究表明免疫功能紊乱在脓毒症的发生和发展中起了重要作用,而脓毒症、多器官功能障碍综合征的实质就是机体炎症防御和抗炎症反应免疫失调的后果[1]。我们同时研究了脓毒症患者免疫水平的变化,发现在观察期间患者外周血中CD3+、CD4+、CD8+、NK和CD19+细胞水平明显降低,表明患者细胞免疫水平受到了明显的抑制。同时脓毒症组患者IgA、IgG及补体C3的水平亦明显降低,表明其体液免疫水平也受到了抑制,这与大多文献报道的脓毒症患者“免疫功能抑制论”是相符的[11]。
神经一内分泌一免疫系统之间存在着复杂的网络关系和双向信息传递,其中GH/IGF-1与免疫系统的相互调节作用越来越受到重视。近年有研究证实GH对免疫系统有细胞因子样的免疫调节作用, 如促进T、B细胞的增殖,增强NK细胞的活性和单核巨噬细胞的吞噬功能等[12]。IGF-1亦对免疫系统有调节作用,如促进T淋巴细胞的分化,促进前B细胞的增殖、分化等[12]。在研究中发现血清GH和IGF-1、外周血中CD3+、CD4+、CD8+、CD19+、NK细胞及IgA、IgG、IgM、补体C3、C4无明显相关性。IGF-1和CD3+、CD4+、CD8+、CD19+、NK细胞、IgA、IgG、补体C3呈正相关,也就是说IGF-1值越低,CD3+、CD4+、CD8+、CD19+、NK细胞值、IgA、IgG、补体C3值越低。
脓毒症患者在遭受重大应激后的急性期,GH升高、IGF-1下降,同时有免疫功能水平下降,但相关性分析显示,GH升高并未改变患者免疫功能麻痹状态,这与GH对免疫功能调节作用不相符。脓毒症急性期,GH增高是感染应激中机体的自我积极作用,但许多研究发现脓毒症时存在GH不敏感的现象,这可能是GH对免疫功能无法起到调节作用的原因。GH不敏感产生的机制包括肝GH受体减少、IGF抑制物的产生、IGF受体的减少或受体后缺陷等,且注射GH并不能阻止上述现象的产生[13]。脓毒症急性期,IGF-1明显下降,同时有免疫功能水平下降,相关性分析显示IGF-1和CD3+、CD4+、CD8+、CD19+、NK细胞、IgA、IgG、补体C3呈正相关,基于IGF-1对免疫系统的调节作用,脓毒症时IGF-1下降与免疫功能麻痹的相关性,此时提高IGF-1水平或者改善IGF受体有可能改善患者免疫功能麻痹状态,有待我们进一步研究证实。本研究不足之处在未于追踪脓毒症患者稳定期GH、IGF-1情况。
抑制PD-1、B和T淋巴细胞衰减因子及CTLA-4表达,可明显减轻T淋巴细胞凋亡,最终有助于改善脓毒症患者预后[14]。近年来人们逐渐认识到对脓毒症患者进行免疫调理是新的突破方向。在脓毒症患者急性期,由于GH的不敏感性,提高患者GH水平对免疫水平影响不大,而提高IGF-1功能,可同时提高GH/IGF-1轴活性,将改善患者免疫功能,改善其预后,降低病死率,这为脓毒症患者免疫调理治疗提供一种新的方向。
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