肠道一直被认为是多器官功能障碍综合征的“发动机”[1],休克、大面积烧伤、严重感染等危重疾病均可诱发肠屏障损伤,导致菌群、内毒素等进入全身循环,继而引发脓毒症及器官衰竭。肠道不但是诱发脓毒症的“始作俑者”,更是脓毒症的“受害者”。动物实验证实脓毒症可诱发肠道上皮细胞凋亡增多和肠腺窝细胞增殖减少[1-2]以及特定的紧密连接蛋白表达量的变化[3-4],导致肠黏膜上皮细胞间的高通透性,引起肠道损伤。本研究拟通过观察脓毒症及脓毒症休克患者血清D-乳酸、细菌内毒素水平变化,旨在探讨肠屏障损伤与感染部位及疾病严重程度的关系。
1 资料与方法 1.1 一般资料采用前瞻性观察性研究方法,纳入2015年11月至2017年6月收住宁夏医科大学总医院重症医学科(ICU)的脓毒症患者42例(脓毒症组)、脓毒症休克患者47例(脓毒症休克组),并选取同期入住宁夏医科大学总医院ICU的普通术后未并发脓毒症的患者36例(对照组)。脓毒症和脓毒症休克的诊断标准采用2016年美国重症医学会脓毒症和脓毒症休克的最新定义“Sepsis-3.0”[5]。所有患者纳入标准:①年龄≥18周岁②入住ICU时间 > 24 h。依据感染部位将脓毒症组和脓毒症休克组患者分为腹腔感染组和非腹腔感染组,入ICU第1天腹腔感染组(54例)、非腹腔感染组(35例),入ICU第3天腹腔感染组(30例)、非腹腔感染组(15例)。本研究获得患者或直系亲属的知情同意并经医院伦理委员会批准(伦理审批号:2016-203)。
1.2 观察指标记录研究对象的一般临床资料,如年龄、性别、主要诊断、基础疾病(腹部手术、胸部手术、口腔耳鼻喉手术、其他)、主要感染来源(腹腔感染、非腹腔感染)等,记录患者入ICU第1天急性生理学与慢性健康状况评分(APACHE Ⅱ评分)、序贯器官衰竭(SOFA)评分。
1.3 检测方法研究对象入住ICU第1天、第3天内采静脉血,使用JY-DLT肠道屏障功能生化指标分析系统酶法检测血清D-乳酸、细菌内毒素水平(北京中生金域诊断技术股份有限公司生产)。具体操作方法:(1)开机预热加热仓30 min,将反应装置从2~8℃冷藏箱中取出平衡到室温使用。(2)用加样枪吸取肝素锂采血管内的静脉血,向3个试剂反应孔内分别加入30 µL静脉血,3 min后揭去血浆分离器,将反应装置插入检测孔,待红灯灭后取出。(3)向二胺氧化酶和D-乳酸孔中各加入4 µL稀释液,细菌内毒素孔中加入4 µL显色液。(4)将反应装置放入加热仓,输入患者信息,加热15 min后报警响起,对应仓位绿灯闪烁,拔出相应仓位的反应装置,再次插入监测口,检测并记录数据。实验过程严格按照试剂盒说明书操作。
1.4 统计学方法采用SPSS 19.0软件进行数据处理及分析,所有数据资料均先进行正态性检验及方差齐性检验。正态分布及方差齐的计量资料以(x±s)表示,采用方差分析,组间两两比较采用SNK-q检验;非正态分布的计量资料以M(P25, P75)表示,采用秩和检验;计数资料比较采用χ2检验。以P < 0.05为差异有统计学意义。
2 结果 2.1 组间一般资料比较实验共纳入125例患者,由表 1可见各组间年龄、性别、基础疾病构成比差异无统计学意义(均P > 0.05),脓毒症组、脓毒症休克组两组间腹腔感染与非腹腔感染疾病构成比差异无统计学意义(P > 0.05),说明各组间资料均衡可比。脓毒症组、脓毒症休克组患者入ICU第1天APACHEⅡ评分、SOFA评分均高于对照组,脓毒症休克组上述评分高于脓毒症组,差异有统计学意义(均P < 0.05),见表 1。
指标 | 对照组(n=36) | 脓毒症组(n=42) | 脓毒症休克组(n=47) | 统计值 | P值 |
年龄(岁,x±s) | 57.94±15.04 | 60.05±14.13 | 59.09±14.98 | 0.20 | 0.82 |
男性(例,%) | 27(75.00) | 26(61.90) | 27(67.50) | 0.85 | 0.24 |
基础疾病(例) | 8.03 | 0.09 | |||
腹部手术 | 20(55.56) | 26(61.90) | 30(63.83) | ||
胸部手术 | 4(11.11) | 4(9.52) | 1(2.13) | ||
口腔耳鼻喉 | 5(13.89) | 2(4.76) | 1(2.13) | ||
其他 | 7(19.44) | 10(23.81) | 15(31.91) | ||
感染来源(例) | 0.44 | 0.83 | |||
腹腔感染 | - | 25(59.52) | 29(61.70) | ||
非腹腔感染 | - | 17(40.48) | 18(38.30) | ||
第1天APACHEⅡ评分(分,x±s) | 11.31±4.93 | 16.68±3.67 | 24.18±6.89ab | 50.98 | 0.00 |
第1天SOFA评分[分,M(P25, P75)] | 1.34(0.00, 2.00) | 8.70(7.00, 11.00)a | 13.34(10.25, 15.00)a | 89.37 | 0.00 |
注:APACHE Ⅱ评分,急性生理学与慢性健康状况评分系统Ⅱ;SOFA评分,序贯器官衰竭评分;与对照组比较,aP<0.01,与脓毒症组比较,bP<0.01 |
脓毒症组及脓毒症休克组患者血清D-乳酸及内毒素水平入住ICU第1天、第3天均明显高于对照组(均P < 0.01)。脓毒症组及脓毒症休克组两组之间比较,入住ICU第1天两组间血D-乳酸与内毒素水平差异无统计学意义(均P > 0.05);入住ICU第3天脓毒症休克组患者细菌内毒素水平高于脓毒症组(P < 0.05)、两组血D-乳酸水平差异无统计学意义(P > 0.05),见表 2。
组别 | 入ICU第1天 | 入ICU第3天 | |||
D-乳酸 [mg/L, M(P25, P75)] |
内毒素 [mg/L, M(P25, P75)] |
D-乳酸 [mg/L, M(P25, P75)] |
内毒素 [mg/L, M(P25, P75)] |
||
对照组(n=36) | 16.98(8.38, 19.96) | 8.90(3.79, 12.26) | — | — | |
脓毒症组(n=42) | 24.58(12.24, 34.31)a | 16.39(10.06, 20.49)a | 28.93(16.18, 36.59)ad | 12.98(9.46, 16.59)ad | |
脓毒症休克组(n=47) | 35.24(16.16, 50.00)ab | 16.51(10.15, 19.86)ab | 34.02(16.44, 48.55)abe | 17.89(10.22, 23.46)ace | |
H值 | 20.40 | 11.86 | 16.81 | 16.81 | |
P值 | < 0.01 | < 0.01 | < 0.01 | < 0.01 | |
注:与对照组比较,aP<0.01;与脓毒症组比较,bP>0.05,cP<0.05; d入ICU第3天脓毒症组n=20;e入ICU第3天脓毒症休克组n=25 |
脓毒症组患者入ICU第1天、第3天血D-乳酸及内毒素水平组内比较,差异均无统计学意义(均P > 0.05);脓毒症休克组患者入ICU第1天、第3天上述两指标组内比较,差异也均无统计学意义(均P > 0.05),见表 3。
组别 | 入ICU第1天 | 入ICU第3天 | |||
D-乳酸 [mg/L, M(P25, P75)] |
内毒素 [mg/L, M(P25, P75)] |
D-乳酸 [mg/L, M(P25, P75)] |
内毒素 [mg/L, M(P25, P75)] |
||
脓毒症组(n=20) | 24.31(11.99, 33.74) | 16.34(10.73, 22.16) | 28.93(16.18, 36.59) | 12.98(9.46, 16.59) | |
脓毒症休克组(n=25) | 32.13(15.08, 47.41) | 17.39(9.86, 20.31) | 34.02(16.44, 48.55) | 17.89(10.22, 23.46) | |
注:均P>0.05 |
腹腔感染组与非腹腔感染组脓毒症和脓毒症休克患者入ICU第1天、第3天血D-乳酸及细菌内毒素水平比较差异均无统计学意义(均P > 0.05),见表 4。
组别 | 入ICU第1天 | 入ICU第3天 | |||
D-乳酸 [mg/L, M(P25, P75)] |
内毒素 [mg/L, M(P25, P75)] |
D-乳酸 [mg/L, M(P25, P75)] |
内毒素 [mg/L, M(P25, P75)] |
||
腹腔感染组(n=54) | 27.30(23.19, 40.00) | 14.25(5.07, 20.55) | 30.49(16.57, 38.82)a | 16.59(10.01, 21.18)a | |
非腹腔感染组(n=35) | 35.64(15.84, 50.00) | 16.45(14.55, 18.85) | 34.28 (15.49, 42.39)b | 13.96(8.43, 16.89)b | |
注:a入ICU第3天腹腔感染组n=30;b入ICU第3天非腹腔感染组n=15;均P>0.05 |
脓毒症病死率高,治疗费用巨大,严重威胁人类健康,尽管国际治疗脓毒症指南不断更新,病死率仍达到50%左右[5-6]。脓毒症损害器官功能,机体各器官的上皮细胞常常是脓毒症“攻击”的目标[7],而以肠道上皮细胞受损最为严重[8]。脓毒症诱发了肠道上皮损伤,导致肠黏膜通透性增加[9],引起肠道内的细菌、毒素移位,促进肠源性感染的发生,加重了脓毒症,增加了重症患者的多器官功能障碍的发生率和病死率[10]。肠屏障损伤对脓毒症患者造成“二次打击”,保护肠道屏障结构和功能的完整性,可以减少病原微生物和内毒素的入血,阻止病情加重和恶化,防止发生恶性循环,降低多器官功能障碍的发生率并改善愈后。因此早期评估肠道屏障功能可以提供及时的临床预警及病情评估,对指导脓毒症患者的治疗具有重要的临床意义。
本研究监测了脓毒症、脓毒症休克及普通术后未并发脓毒症患者入ICU第1天、第3天的血D-乳酸和内毒素水平,结果表明入ICU第1天、入ICU第3天脓毒症及脓毒症休克患者血D-乳酸和内毒素水平均高于普通术后未并发脓毒症的患者,证实脓毒症及脓毒症休克患者存在肠黏膜屏障功能障碍。Yoseph等[3]也在动物的模型中证实脓毒症大鼠肠道屏障功能障碍可从发生脓毒症6 h开始并可持续至48 h以上。入ICU第3天时,脓毒症休克组患者血细菌内毒素水平高于脓毒症组患者,但血D-乳酸水平两组间比较差异无统计学意义。本研究结果提示随脓毒症病程进展,休克患者肠屏障损伤更重,细菌内毒素移位更明显。笔者推测同脓毒症组相比,脓毒症休克组病情更严重且组织低灌注更难纠正,肠黏膜缺血时间更长,因而肠道上皮损伤程度更为严重。Piton等[12]利用肠脂肪酸结合蛋白及血浆瓜氨酸水平评估ICU内重症患者肠屏障损伤程度,亦证明肠道上皮的损伤与休克之间有显著相关性。Adamik等[13]对157例脓毒症休克患者进行研究,证实在脓毒症休克患者中内毒素活性明显升高,上述研究均支持本研究结果。此外本研究证实脓毒症与脓毒症休克组入ICU第1、3天两组间血D-乳酸比较差异均无统计学意义,考虑血D-乳酸反映肠屏障损伤敏感度低于血内毒素。Jørgensen等[14]研究证实肠腔内D-乳酸水平明显高于血浆中的D-乳酸水平,在评估脓毒症患者疾病严重程度与预后情况,血浆中的D-乳酸敏感度较肠腔内的D-乳酸明显降低。上述研究结果可能部分解释了本研究结果。
脓毒症组与脓毒症休克组患者组内比较发现第1天、第3天血清D-乳酸、细菌内毒素水平差异均无统计学意义。表明脓毒症组、脓毒症休克组患者入ICU第3天肠屏障损伤程度与第1天相比,并没有进一步加重,考虑与入ICU后积极的治疗干预有关。张兴文等[15]的实验表明限制性的液体复苏可以改善失血性休克大鼠的肠屏障功能障碍。乔世刚等[16]证实早期肠内营养可以改善严重创伤患者肠黏膜屏障的损伤。乌司他丁对老年脓毒症患者肠屏障功能也具有保护作用, 可以一定程度上改善老年脓毒症患者的预后[17]。入ICU后积极液体复苏、清除炎性介质、早期肠内营养等集束化治疗,阻止了肠道黏膜缺血、炎性因子损伤等病理过程的进展,可能防止了脓毒症和脓毒症休克患者肠道屏障功能的恶化。
关于感染部位对脓毒症肠屏障损伤的影响,本研究证实入ICU第1天、第3天腹腔感染与非腹腔感染脓毒症及脓毒症休克患者均存在血D-乳酸及内毒素水平升高,且腹腔感染组与非腹腔感染组患者血D-乳酸及细菌内毒素水平比较差异均无统计学意义,提示脓毒症肠屏障损伤与感染类型无关。Yoseph等[3]的研究证实铜绿假单胞菌性肺炎介导的肺源性脓毒症大鼠同盲肠结扎穿孔导致的腹部脓毒症大鼠的肠道通透性及紧密连接蛋白的改变呈现同样的改变模式。Yu和Martin[18]的研究发现继发于细菌性肺炎的血压正常的脓毒症患者发生了肠黏膜和肠微血管的损伤,存在肠屏障功能障碍。上述研究均支持本研究结果,提示脓毒症肠屏障损伤与感染部位无关。
综上所述,脓毒症与脓毒症休克患者均存在肠道屏障损伤,损伤的发生与感染部位无关,而损伤的严重程度与疾病严重程度存在一定的关系,且内毒素在反映脓毒症疾病严重程度上敏感度优于血D-乳酸。
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