淋巴細(xì)胞亞群預(yù)測(cè)膿毒癥患者死亡風(fēng)險(xiǎn)的主成分分析

潘東峰，李富榮，梁詩(shī)頌，祁科樂(lè)，季新忠，柯進(jìn)芳

?

·論著·

淋巴細(xì)胞亞群預(yù)測(cè)膿毒癥患者死亡風(fēng)險(xiǎn)的主成分分析

潘東峰，李富榮，梁詩(shī)頌，祁科樂(lè)，季新忠，柯進(jìn)芳

目的 探討淋巴細(xì)胞亞群對(duì)膿毒癥患者死亡風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)測(cè)價(jià)值。方法 選取2012年3月—2013年12月寧夏人民醫(yī)院急診重癥監(jiān)護(hù)室及重癥監(jiān)護(hù)室收治的膿毒癥患者101例為研究對(duì)象，按預(yù)后將患者分為存活組(80例)和死亡組(21例)。入院48 h內(nèi)檢測(cè)淋巴細(xì)胞亞群水平，應(yīng)用主成分分析提取綜合預(yù)測(cè)因子，評(píng)估淋巴細(xì)胞亞群對(duì)膿毒癥患者死亡風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)測(cè)價(jià)值。結(jié)果 不同類型的膿毒癥患者總T淋巴細(xì)胞、總B淋巴細(xì)胞、輔助/調(diào)節(jié)T淋巴細(xì)胞(Th)、抑制/細(xì)胞毒T淋巴細(xì)胞(Ts)、Th/Ts和總NK細(xì)胞表達(dá)水平比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。嚴(yán)重膿毒癥患者中，死亡組Ts表達(dá)水平低于生存組(P<0.05)；膿毒性休克患者中，死亡組Th表達(dá)水平低于生存組(P<0.05)。淋巴細(xì)胞亞群綜合預(yù)測(cè)因子預(yù)測(cè)膿毒癥患者死亡風(fēng)險(xiǎn)的受試者工作特征曲線下面積為0.983〔95%CI(0.934,0.998)〕。結(jié)論 膿毒癥患者淋巴細(xì)胞亞群表達(dá)異常，淋巴細(xì)胞亞群綜合預(yù)測(cè)因子對(duì)膿毒癥患者的死亡風(fēng)險(xiǎn)有較高的預(yù)測(cè)價(jià)值。

膿毒癥；淋巴細(xì)胞亞群；預(yù)后；主成分分析

潘東峰，李富榮，梁詩(shī)頌，等.淋巴細(xì)胞亞群預(yù)測(cè)膿毒癥患者死亡風(fēng)險(xiǎn)的主成分分析[J].中國(guó)全科醫(yī)學(xué)，2015，18(8)：919-923.[www.chinagp.net]

Pan DF，Li FR，Liang SS，et al.Lymphocyte subsets to predict the principal component of risk of death in sepsis patients[J].Chinese General Practice，2015，18(8)：919-923.

膿毒癥是感染、創(chuàng)傷等引起的全身炎癥反應(yīng)綜合征，其發(fā)病率高，病情兇險(xiǎn)，病死率高[1]。國(guó)外流行病學(xué)調(diào)查顯示，膿毒癥是重癥監(jiān)護(hù)病房(ICU)非心臟病患者死亡的主要原因[2-4]。近年來(lái)，盡管抗感染治療和器官功能支持技術(shù)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，但膿毒癥的病死率仍高達(dá)30%～70%[5]。近期研究發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)期的免疫抑制是膿毒癥患者死亡的重要原因[6]。淋巴細(xì)胞亞群是一組反映機(jī)體免疫功能狀態(tài)的臨床指標(biāo)，其評(píng)價(jià)患者機(jī)體免疫功能異常狀態(tài)的價(jià)值不盡相同，且各指標(biāo)間存在明顯的相關(guān)性。目前，臨床研究多關(guān)注膿毒癥患者淋巴細(xì)胞亞群相關(guān)指標(biāo)的變化情況，鮮有報(bào)道評(píng)價(jià)各指標(biāo)對(duì)膿毒癥死亡的預(yù)后價(jià)值。本研究在觀察膿毒癥患者機(jī)體淋巴細(xì)胞免疫活性的基礎(chǔ)上，應(yīng)用主成分分析和受試者工作特征曲線(ROC)評(píng)估淋巴細(xì)胞亞群對(duì)膿毒癥患者死亡風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)測(cè)價(jià)值，為明確膿毒癥患者預(yù)后提供依據(jù)。

1 對(duì)象與方法

1.1 納入標(biāo)準(zhǔn)和排除標(biāo)準(zhǔn) 納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)年齡>18歲；(2)符合美國(guó)重癥監(jiān)護(hù)醫(yī)學(xué)會(huì)(SCCM)《嚴(yán)重膿毒癥與膿毒性休克治療國(guó)際指南(2012年)》[7]的診斷標(biāo)準(zhǔn)。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)患有惡性腫瘤、自身免疫性疾病、免疫缺陷性疾病、變態(tài)反應(yīng)性疾病和再生障礙性貧血者；(2)病毒感染者；(3)近半年內(nèi)應(yīng)用免疫抑制劑者；(4)死亡患者的死亡原因與膿毒癥無(wú)明顯相關(guān)者。

1.2 研究對(duì)象 選取2012年3月—2013年12月寧夏人民醫(yī)院急診重癥監(jiān)護(hù)室(EICU)及ICU收治的符合上述納入標(biāo)準(zhǔn)的膿毒癥患者101例為研究對(duì)象。根據(jù)《嚴(yán)重膿毒癥與膿毒性休克治療國(guó)際指南(2012年)》[7]將研究對(duì)象分為：一般膿毒癥57例(56.4%)，嚴(yán)重膿毒癥31例(30.7%)，膿毒性休克13例(12.9%)。發(fā)病原因?yàn)椋焊腥?7例(56.4%)，創(chuàng)傷27例(26.8%)，中毒9例(8.9%)，心臟驟停6例(5.9%)，其他2例(2.0%)。按照預(yù)后將患者分為存活組(80例)和死亡組(21例)。研究方案經(jīng)醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)實(shí)施，患者或家屬對(duì)研究知情同意，并簽署知情同意書。

2 結(jié)果

2.1 臨床資料比較 存活組和死亡組性別和年齡比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。兩組患者APACHE-Ⅱ評(píng)分、SOFA、ICU住院日、總住院日比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05,見表1)。

表1 兩組臨床資料比較

注：APACHE-Ⅱ=急性生理與慢性健康評(píng)分系統(tǒng)Ⅱ，SOFA=序貫器官衰竭評(píng)分；*為χ2值

2.2 淋巴細(xì)胞亞群表達(dá)水平比較 不同類型的膿毒癥患者總T淋巴細(xì)胞、總B淋巴細(xì)胞、Th、Ts、Th/Ts和總NK細(xì)胞表達(dá)水平比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。兩兩比較顯示，膿毒性休克患者總T淋巴細(xì)胞、Th表達(dá)水平低于一般膿毒癥和嚴(yán)重膿毒癥患者，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；嚴(yán)重膿毒癥和膿毒性休克患者總B淋巴細(xì)胞、Ts、Th/Ts表達(dá)水平低于一般膿毒癥患者，總NK細(xì)胞表達(dá)水平高于一般膿毒癥患者，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05，見表2)。

Table 2 Comparison of the expression level of lymphocyte subsets in patients with different categories of sepsis

注：與一般膿毒癥比較，△P<0.05；與嚴(yán)重膿毒癥比較，*P<0.05；Th=輔助/調(diào)節(jié)T淋巴細(xì)胞，Ts=抑制/細(xì)胞毒T淋巴細(xì)胞

由于一般膿毒癥患者中無(wú)死亡者，存活組和死亡組的淋巴細(xì)胞亞群表達(dá)水平僅按照嚴(yán)重膿毒癥和膿毒癥休克進(jìn)行分層比較。結(jié)果顯示，嚴(yán)重膿毒癥患者中，死亡組Ts表達(dá)水平低于生存組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05，見表3)；膿毒性休克患者中，死亡組Th表達(dá)水平低于生存組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05，見表4)。

Table 3 Comparison of the expression level of lymphocyte subsets between survial group and death group with severe sepsis

組別例數(shù)總T淋巴細(xì)胞(%)總B淋巴細(xì)胞(%)Th(%)Ts(%)Th/Ts總NK細(xì)胞(%)生存組2158±88±227±321±41.1±0.234±6死亡組1047±85±126±418±20.8±0.238±5t值0.1210.2901.5264.7973.6110.195P值0.7310.5940.2270.0370.0670.662

Table 4 Comparison of the expression level of lymphocyte subsets between survial group and death group with septic shock

組別例數(shù)總T淋巴細(xì)胞(%)總B淋巴細(xì)胞(%)Th(%)Ts(%)Th/Ts總NK細(xì)胞(%)生存組 2 47±167±128±516±11.0±0.232±5死亡組1146±77±223±219±31.0±0.136±3t值3.3740.8197.5930.8560.7060.565P值0.0930.3850.0190.3750.4190.468

2.3 淋巴細(xì)胞亞群的主成分分析 由于淋巴細(xì)胞亞群各指標(biāo)間相互關(guān)聯(lián)，因此，對(duì)所有數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化后進(jìn)行主成分分析。為保證累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)70%，需提取前4個(gè)主成分，其累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)80.855%(見表5)。其中，Z1主成分主要反映來(lái)自NK細(xì)胞的信息；Z2主成分主要反映來(lái)自總Ts的信息；Z3主成分主要反映來(lái)自Th的信息；Z4主成分主要反映來(lái)自總T淋巴細(xì)胞的信息(見表6)。

由此，本研究采用各成分旋轉(zhuǎn)后的方差貢獻(xiàn)率作為權(quán)重，構(gòu)建了綜合評(píng)價(jià)函數(shù)，形成淋巴細(xì)胞亞群綜合預(yù)測(cè)因子，函數(shù)表達(dá)式為：

f=0.292 15×FAC1_1+0.178 83× FAC2_1+0.170 23× FAC3_1+0.167 34×FAC4_1

其中FAC1_1、FAC2_1、FAC3_1和FAC4_1分別為各主成分的得分。

表5 相關(guān)矩陣特征值與累計(jì)貢獻(xiàn)率

Table 5 Correlation matrix eigenvalues and the cumulative contribution rate

成分特征值累計(jì)貢獻(xiàn)率(%)旋轉(zhuǎn)后的方差貢獻(xiàn)率(%)Z12.13435.57129.215Z20.99252.11117.883Z30.94067.77617.023Z40.78580.85516.734Z50.69392.398-Z60.456100.000-

表6 相關(guān)旋轉(zhuǎn)矩陣的特征向量

2.4 淋巴細(xì)胞亞群對(duì)膿毒癥患者死亡風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)測(cè)價(jià)值 當(dāng)?shù)陀诹馨图?xì)胞亞群綜合預(yù)測(cè)因子、總T淋巴細(xì)胞、總B淋巴細(xì)胞、Th、Ts和Th/Ts臨界值時(shí)，膿毒癥患者死亡風(fēng)險(xiǎn)增大，其ROC曲線下面積分別為0.983、0.792、0.828、0.784、0.720、0.836；當(dāng)高于總NK細(xì)胞臨界值時(shí)，膿毒癥患者死亡風(fēng)險(xiǎn)增大，其ROC曲線下面積為0.826(見表7、圖1)。

表7 淋巴細(xì)胞亞群對(duì)膿毒癥患者死亡風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)測(cè)價(jià)值

圖1 淋巴細(xì)胞亞群對(duì)膿毒癥患者死亡風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)價(jià)值的ROC曲線

Figure 1 ROC curve of predictive value of lymphocyte subsets for risk of death in patients with sepsis

3 討論

膿毒癥是一個(gè)隨時(shí)間變化的序貫反應(yīng)，是促炎和抗炎病理機(jī)制交替進(jìn)行的復(fù)雜免疫過(guò)程[8]。早期的膿毒癥表現(xiàn)為明顯的炎性反應(yīng)，腫瘤壞死因子(TNF)、白介素1(IL-1)等炎性因子生成的同時(shí)伴隨白介素6(IL-6)、白介素10(IL-10)等抗炎遞質(zhì)的產(chǎn)生。隨著抗炎因子的增多，膿毒癥患者進(jìn)入長(zhǎng)期的免疫抑制階段，其特點(diǎn)是細(xì)胞吞噬機(jī)制受損、單核細(xì)胞抗原表達(dá)紊亂、人類白細(xì)胞抗原DR(HLA-DR)表達(dá)下降和功能障礙以及淋巴細(xì)胞的凋亡等，最終導(dǎo)致先天性和適應(yīng)性免疫功能失調(diào)和紊亂[9-12]，免疫細(xì)胞不能發(fā)生有效的克隆增殖和對(duì)病原體產(chǎn)生有效的免疫應(yīng)答，這一現(xiàn)象最近被確認(rèn)為晚期膿毒癥患者死亡的重要原因[6]。

血清淋巴細(xì)胞亞群指標(biāo)的檢測(cè)可用于膿毒癥患者預(yù)后的評(píng)估[17-19]。淋巴細(xì)胞亞群的聯(lián)合檢測(cè)不但可反映患者機(jī)體的免疫狀況，還可間接用于預(yù)測(cè)患者的死亡風(fēng)險(xiǎn)。本研究應(yīng)用ROC曲線評(píng)估淋巴細(xì)胞亞群各指標(biāo)判斷患者死亡風(fēng)險(xiǎn)的價(jià)值，當(dāng)?shù)陀诹馨图?xì)胞亞群綜合預(yù)測(cè)因子、總T淋巴細(xì)胞、總B淋巴細(xì)胞、Th、Ts和Th/Ts臨界值時(shí)，膿毒癥患者死亡風(fēng)險(xiǎn)增大，當(dāng)高于總NK細(xì)胞臨界值時(shí)，膿毒癥患者死亡風(fēng)險(xiǎn)增大；從ROC曲線下面積可看出，總B淋巴細(xì)胞、Th/Ts和總NK細(xì)胞預(yù)測(cè)死亡風(fēng)險(xiǎn)的診斷價(jià)值較高，其ROC曲線下面積均大于0.80,但這3個(gè)指標(biāo)約登指數(shù)相對(duì)較低，總B淋巴細(xì)胞的靈敏度相對(duì)較低，Th/Ts和總NK細(xì)胞的特異度較低?？紤]到淋巴細(xì)胞亞群各指標(biāo)間相互關(guān)聯(lián)，本研究通過(guò)主成分分析得出淋巴細(xì)胞亞群綜合預(yù)測(cè)因子，有效地避免了指標(biāo)間相關(guān)性所帶來(lái)的偏倚。淋巴細(xì)胞亞群綜合預(yù)測(cè)因子對(duì)患者死亡風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)的ROC曲線下面積為0.983，且其可獲得相對(duì)較好的靈敏度和特異度，預(yù)測(cè)精度良好。

綜上所述，膿毒癥患者淋巴細(xì)胞亞群表達(dá)異常，且隨著患者病情的加重各指標(biāo)的變化程度增大，淋巴細(xì)胞亞群綜合預(yù)測(cè)因子對(duì)膿毒癥患者的死亡風(fēng)險(xiǎn)有較高的預(yù)測(cè)價(jià)值。本研究?jī)H檢測(cè)了1次入院48 h內(nèi)淋巴細(xì)胞亞群指標(biāo)，在之后的研究中應(yīng)關(guān)注Th1/Th2 T淋巴細(xì)胞漂移現(xiàn)象[20]，動(dòng)態(tài)觀察各指標(biāo)的變化與膿毒癥患者預(yù)后的關(guān)系。

[1]Antonelli M,Azoulay E,Bonten M,et al.Year in review in Intensive Care Medicine 2009:I.Pneumonia and infections,sepsis,outcome,acute renal failure and acid base,nutrition and glycaemic control[J].Intensive Care Med,2010,36(2):196-209.

[2]Rodríguez F,Barrera L,De La Rosa G,et al.The epidemiology of sepsis in Colombia:a prospective multicenter cohort study in ten university hospitals[J].Crit Care Med,2011,39(7):1675-1682.

[3]Padkin A,Goldfrad C,Brady AR,et al.Epidemiology of severe sepsis occurring in the first 24 hrs in intensive care units in England,Wales,and Northern Ireland[J].Crit Care Med,2003,31(9):2332-2338.

[4]Mehta RL,Bouchard J,Soroko SB,et al.Sepsis as a cause and consequence of acute kidney injury:program to improve care in acute renal disease[J].Intensive Care Med,2011,37(2):241-248.

[5]Levy MM,Artigas A,Phillips GS,et al.Outcomes of the Surviving Sepsis Campaign in intensive care units in the USA and Europe:a prospective cohort study[J].Lancet Infect Dis,2012,12(12):919-924.

[6]Boomer JS,To K,Chang KC,et al.Immunosuppression in patients who die of sepsis and multiple organ failure[J].JAMA,2011,306(23):2594-2605.

[7]Dellinger RP,Levy MM,Rhodes A,et al.Surviving Sepsis Campaign:international guidelines for management of severe sepsis and septic shock,2012[J].Intensive Care Med,2013,39(2):165-228.

[8]Andaluz-Ojeda D,Bobillo F,Iglesias V,et al.A combined score of pro-and anti-inflammatory interleukins improves mortality prediction in severe sepsis[J].Cytokine,2012,57(3):332-336.

[9]Inoue S,Suzuki-Utsunomiya K,Okada Y,et al.Reduction of immunocompetent T cells followed by prolonged lymphopenia in severe sepsis in the elderly[J].Crit Care Med,2013,41(3):810-819.

[10]Salomao R,Brunialti MK,Rapozo MM,et al.Bacterial sensing,cell signaling,and modulation of the immune response during sepsis[J].Shock,2012,38(3):227-242.

[11]Hotchkiss RS,Monneret G,Payen D.Sepsis-induced immunosuppression:from cellular dysfunctions to immunotherapy[J].Nat Rev Immunol,2013,13(12):862-874.

[12]Iskander KN,Osuchowski MF,Stearns-Kurosawa DJ,et al.Sepsis:multiple abnormalities,heterogeneous responses,and evolving understanding[J].Physiol Rev，2013,93(3):1247-1288.

[13]Bordón E,Henríquez-Hernández LA,Lara PC,et al.Role of CD4 and CD8 T-lymphocytes,B-lymphocytes and natural killer cells in the prediction of radiation-induced late toxicity in cervical cancer patients[J].Int J Radiat Biol,2011,87(4):424-431.

[14]Walker JC,Smolders MA,Gemen EF,et al.Development of lymphocyte subpopulations in preterm infants[J].Scand J Immunol,2011,73(1):53-58.

[16]Chen XF,Ye JL,Ye J.Peripheral blood lymphocyte subsets analysis and prognosis in patients with septic shock[J].Chinese Journal of Microbiology and Immunology,2011,31(6):511.(in Chinese) 陳小楓,葉紀(jì)錄,葉軍.感染性休克患者外周血淋巴細(xì)胞亞群分析及預(yù)后[J].中華微生物學(xué)和免疫學(xué)雜志,2011,31(6):511.

[17] Xiong MJ,Fan H,Guo L.The clinical application and prognoss of serum procalcitonin in sepsis[J].Chongqing Medicine,2011,40(30):3076-3078.(in Chinese) 熊明潔,范紅,郭靚.80例膿毒血癥患者血清降鈣素原監(jiān)測(cè)和預(yù)后評(píng)估的臨床研究[J].重慶醫(yī)學(xué),2011,40(30):3076-3078.

[18] Meng AH,Lin RY,Zhang HX,et al.The level of N-terminal Pro-brain natriuretic peptide in patients with community-acquired pneumonia associated with or without systemic Inflammatory resonse syndrome[J].Chinese General Practice,2014,17(2):144-147.(in Chinese) 孟愛(ài)華,林蕊艷,張虹霞,等.社區(qū)獲得性肺炎合并與未合并全身炎癥反應(yīng)綜合征患者N-末端腦鈉肽前體水平變化及臨床意義研究[J].中國(guó)全科醫(yī)學(xué),2014,17(2):144-147.

[19] Xue Q,Zhao BM,Zou YA.Effect of C-reactive protein level on induced systemic inflammatory response syndrome in patients with acute senile cerebral infarction[J].Chinese General Practice,2012,15(2):505-507.(in Chinese) 薛茜,趙寶民,鄒玉安.C反應(yīng)蛋白水平在老年急性腦梗死患者并發(fā)全身炎癥反應(yīng)綜合征中的作用[J].中國(guó)全科醫(yī)學(xué),2012,15(2):505-507.

[20]Mu XK，Han XM,Li YZ,et al.Dynamic monitoring of helper T lymphocyte subset level in septic patients and its clinical significance[J].Shanghai Medical Journal,2011,34(6):441-443.(in Chinese) 穆雪鹍,韓雪梅,李亞珍,等.動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)膿毒癥患者輔助性 T 淋巴細(xì)胞亞群變化及其臨床意義[J].上海醫(yī)學(xué),2011,34(6):441-443.

(本文編輯：吳立波)

Lymphocyte Subsets to Predict the Principal Component of Risk of Death in Sepsis Patients

PANDong-feng，LIFu-rong，LIANGShi-song，etal.

DepartmentofEmergency，NingxiaPeople′sHospital,Yinchuan750021,China

Objective To observe the predictive value of lymphocyte subsets for mortality risk in sepsis patients.Methods From March 2012 to December 2013,101 sepsis patients were enrolled in this study and divided in EICU and ICU of the Ningxia People′s Hospital,according to prognosis,into groups survival(n=80),death(n=21).The level of lymphocyte subsets were detected at 48 hours after admission,and comprehensive predictor was extracted by principal component analysis.The predictive values of lymphocyte subsets for mortality risk of sepsis patients were evaluated.Results There was significant difference in total T lymphocytes,total B lymphocytes,helper/regulatory T lymphocytes(Th),suppressor/cytotoxic T lymphocytes(Ts),Th/Ts,total NK cells between different types of sepsis patients(P<0.05).In severe sepsis patients,suppressor/cytotoxic T lymphocytes were lower in death group than in survival group(P<0.05);in septic shock patients,auxiliary/regulatory T lymphocytes were lower in death group than in survival group(P<0.05).The area under the receiver-operating curve of lymphocyte subsets comprehensive predictor predicting sepsis patients′ death risks was 0.983〔95%CI(0.934,0.998)〕.Conclusion Lymphocyte subsets express abnormally in sepsis patients.The comprehensive predictor of lymphocyte subsets is of high predictive values in predicting sepsis patients′ death risks.

Sepsis；Lymphocyte subsets；Prognosis；Principal component analysis

750021寧夏回族自治區(qū)銀川市，寧夏人民醫(yī)院急診科(潘東峰，梁詩(shī)頌，祁科樂(lè)，季新忠，柯進(jìn)芳)，檢驗(yàn)科(李富榮)

潘東峰，750021寧夏回族自治區(qū)銀川市，寧夏人民醫(yī)院急診科；E-mail：doctor＿pf@126.com

R 631.2

A

10.3969/j.issn.1007-9572.2015.08.015

2014-01-18；

2014-10-25)