急性肺損傷血清氨基末端腦鈉肽前體、白細胞介素-6及腫瘤壞死因子-α變化的臨床意義

李宏偉　張續(xù)民　鳳　雷

723000 陜西，漢中市人民醫(yī)院腫瘤胸外科1

鄧建明1　金發(fā)光2　李王平2

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·論著·

急性肺損傷血清氨基末端腦鈉肽前體、白細胞介素-6及腫瘤壞死因子-α變化的臨床意義

李宏偉1張續(xù)民1鳳雷1

723000 陜西，漢中市人民醫(yī)院腫瘤胸外科1

鄧建明1金發(fā)光2李王平2

【摘要】目的探討氨基末端腦鈉肽前體(NT-proBNP)、白細胞介素-6(IL-6)及腫瘤壞死因子(TNF-α)和急性肺損傷之間的相互關(guān)系，為急性肺損傷診斷提供佐證并提示預(yù)后情況。方法隨機順序選取60例我院ICU收治的急性肺損傷患者為觀察組，招募24例正常人為對照組。采用電化學(xué)發(fā)光免疫檢測血漿NT-proBNP、酶聯(lián)免疫吸附試驗檢測IL-6及TNF-α水平變化，同時進行肺損傷評分，分析其相關(guān)性。結(jié)果(1)急性肺損傷患者血漿NT-proBNP、IL-6及TNF-α水平高于對照組(P<0.05)；(2)血漿NT-proBNP、IL-6及TNF-α水平與肺損傷評分呈正相關(guān)(r=0.7031;P<0.05)；(3)急性肺損傷患者治療后血漿NT-proBNP、IL-6及TNF-α較治療前降低(P<0.05)。結(jié)論血清NT-proBNP、IL-6及TNF-α水平在急性肺損傷患者中上調(diào)，肺損傷評分聯(lián)合血清NT-proBNP、IL-6及TNF-α測定可作為急性肺損傷嚴重程度評價和預(yù)后判斷的重要標(biāo)志。

【關(guān)鍵詞】急性肺損傷；腫瘤壞死因子-α；白介素-6；氨基末端腦鈉肽前體；肺損傷評分

急性肺損傷(acute lung injury, ALI)是現(xiàn)代重癥醫(yī)學(xué)常見的臨床疾病，是目前普遍存在而又十分棘手的呼吸道問題[1-2]。ALI的病理生理機制復(fù)雜，多種因素參與了其發(fā)生。ALI難以控制的炎性反應(yīng)，內(nèi)皮損傷以及毛細血管損傷可導(dǎo)致肺泡分泌物填充致急性呼吸窘迫綜合征(acute respiratory distress syndrome, ARDS)。ALI/ARDS病因多樣，其中嚴重肺部感染和胃內(nèi)容物誤吸在ALI/ARDS發(fā)生中占重要比重。氨基末端腦鈉肽前體(N-terminal pro-B-type natriuretic peptide, NT-proBNP)作為腦鈉肽BNP代謝水解產(chǎn)物，被認為是心室功能障礙和急性冠脈綜合征的預(yù)后因素[3]。隨著研究深入，已發(fā)現(xiàn)其在膿毒血癥、慢性阻塞性肺疾病和HIV感染患者中具有判斷預(yù)后的作用，并得到了廣泛的認可[4-6]。由于ALI/ARDS和膿毒血癥共有相似的心臟功能損害的病理特征，NT-proBNP可能在急性肺損傷中也具有評估預(yù)后的作用。白細胞介素-6(interleukin，IL-6)是一種常見的炎癥因子，在急性炎癥反應(yīng)中，其表達反映了炎性反映的嚴重程度。腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α, TNF-α)是重要的炎癥因子，參與到了眾多引起急性肺損傷的病例生理過程中。本研究通過動態(tài)檢測急性肺損傷患者血清NT-proBNP、IL-6及TNF-α水平變化，并判斷其與急性肺損傷的相關(guān)性，旨在探討血清NT-proBNP、IL-6及TNF-α水平在評估急性肺損傷嚴重程度中的重要意義。

材料與方法

一、 一般資料

選擇2012年至2015年入住我院ICU的急性肺損傷患者60例為觀察組。其中男性42例，女性18例，年齡32～75歲。觀察組60例患者中，各種原因誤吸繼發(fā)急性肺損傷30例，嚴重肺部感染繼發(fā)急性肺損傷22例，各種中毒繼發(fā)急性肺損傷8例。納入標(biāo)準(zhǔn)：參照中華醫(yī)學(xué)會急性肺損傷診斷標(biāo)準(zhǔn)。排除標(biāo)準(zhǔn)：其他心源性、肝、腎、內(nèi)分泌等基礎(chǔ)疾病患者。觀察組誤吸患者、感染患者、中毒患者均達到急性肺損傷診斷標(biāo)準(zhǔn)。招募24例正常志愿者為對照，簽署知情同意書。本研究經(jīng)漢中市人民醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)。

二、 樣本采集

入院后完善相關(guān)生化檢測，影像學(xué)檢查以及呼吸功能，完成肺損傷評分。收集急性肺損傷治療前及治療終點外周靜脈血置于抗凝管中，4 ℃下，以6 000×g 離心10 min，分離血清，-20 ℃保存。樣本自儲存之日起1周內(nèi)電化學(xué)發(fā)光法測定血清NT-proBNP、酶聯(lián)免疫吸附法檢測IL-6及TNF-α水平變化，避免樣本反復(fù)凍融。

三、 治療方案

患者入院后給予特級護理，重癥監(jiān)護，在糾正基礎(chǔ)疾病的基礎(chǔ)上，給予充分氧療，糾正電解質(zhì)紊亂及酸堿失衡。強化呼吸道護理，吸痰護理。在符合無創(chuàng)機械通氣條件時，給予無創(chuàng)呼吸機輔助呼吸。如呼吸衰竭不能糾正，即給予氣管插管呼吸機輔助呼吸。根據(jù)氧合指數(shù)標(biāo)準(zhǔn)給予相應(yīng)的呼吸模式，改善呼吸功能[7-8]?；颊卟∏榛謴?fù)，無代謝性及呼吸性代謝失衡，可給與間斷脫機、堵管。呼吸機參數(shù)遞減后能滿足機體需要時，可考慮拔管，拔管后無需進一步氣管插管呼吸機輔助通氣，可認為拔管成功，呼吸功能恢復(fù)，則治療成功。觀察患者住院時間及生存情況，記錄并分析各組間預(yù)后。

四、 觀察指標(biāo)

1. 血氣分析： Premier 3000全自動血氣分析儀檢測動脈氧分壓(PaO2)、動脈二氧化碳分壓(PaCO2)、氧彌散量。記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，觀察治療前后呼吸功能情況，監(jiān)測病情變化。

2. 肺損傷評分(lung injury score, LIS)： 采用肺損傷評分量表，對胸片肺實變區(qū)域、PaO2/FiO2、PEEP、呼吸系統(tǒng)順應(yīng)性進行評分，將累積評分(前3項或前4項)除以指標(biāo)數(shù)得肺損傷評分0為正常，0.1～1分為輕度損傷，1～2.5分為中度損傷，大于2.5為重度損傷。肺損傷評分量表，見表1。

表1　肺損傷評分量表

注：PaO2/FiO2: 氧化指數(shù)；PEEP：呼氫末正壓通氣

3. 血清NT-proBNP： 采用電化學(xué)發(fā)光免疫檢測方法在羅氏電化學(xué)發(fā)光分析儀E170上檢測，人NT-proBNP檢測試劑盒購自羅氏公司，按照標(biāo)準(zhǔn)操作流程記錄血清NT-proBNP濃度，單位為pg/ml，記錄結(jié)果并分析。

4. 血清IL-6、TNF-α測定： 采用酶聯(lián)免疫雙抗體夾心吸附法(ELISA)檢測。人IL-6、TNF-α ELISA檢測試劑盒購自ABNOVA公司，按照試劑盒操作流程，伯樂iMARK酶標(biāo)儀檢測，記錄數(shù)據(jù)結(jié)果并分析。

五、統(tǒng)計學(xué)分析

結(jié)果

一、觀察組中各亞組LIS平分

觀察組中各亞組肺損傷評分分布中毒患者輕-中度損傷較多，誤吸和感染患者中-重度損傷較多，P<0.05，見圖1。觀察組中ALI患者LIS為1.79±0.77分,其中誤吸組ALI患者LIS為1.98±0.75分, 感染組ALI患者LIS為1.90±0.63分, 中毒組ALI患者LIS為0.76±0.24分。中毒組ALI患者LIS評分低于其他兩組患者，P<0.05，見圖2。

圖1觀察組中各亞組肺損傷評分分布比例。注：*P<0.05與中毒組比較

圖2觀察組中各亞組肺損傷評分比較。注：*P<0.05與中毒組比較

二、血漿NT-proBNP、IL-6及TNF-α水平比較

觀察組平均NT-proBNP水平(470.78±79.73)pg/ml顯著高于正常組(216.87±54.49)pg/ml，P<0.05；觀察組平均IL-6水平(17.10±1.65)ng/L顯著高于正常組(3.01±0.97)ng/L，P<0.05；觀察組平均TNF-α水平(1.58±0.31)ng/ml顯著高于正常組(0.95±0.15)ng/ml，P<0.05。觀察組中誤吸患者NT-proBNP較中毒患者和感染患者要高；中毒患者IL-6和TNF-α水平最高，見表2。

表2　觀察組和對照組血漿NT-proBNP、IL-6及

注：NT-proBNP：氬基粒端腦鈉肽前體；IL-6：白細胞介素-6；TNF-α：腫瘤壞死因子-α；a中毒患者組與正常組對比；P<0.05;b感染患者組與正常組對比，P<0.05；c誤吸患者組與正常組對比，P<0.05

三、血漿NT-proBNP水平與LIS評分相關(guān)性分析

Pearson 相關(guān)性分析顯示，急性肺損傷患者血清NT-proBNP與LIS評分呈正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)r=0.7031，P<0.05，見圖3。

圖3　血漿NT-proBNP與LIS評分相關(guān)性分析

四、急性肺損傷治療前后血清NT-proBNP、IL-6和TNF-α水平比較

急性肺損傷各亞組治療后血清NT-proBNP、IL-6和TNF-α水平較治療前顯著降低，具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，見圖4。

圖4　觀察組治療前后血清NT-proBNP、IL-6和TNF-α水平變化

五、急性肺損傷患者預(yù)后評估

急性肺損傷各亞組隨著住院時間的延長，誤吸組和感染組患者預(yù)后好于中毒組患者，具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，見圖5。

圖5　急性肺損傷各亞組Kaplan-Meier生存曲線比較

急性肺損傷發(fā)病機制復(fù)雜，眾多炎癥因子，炎性細胞子在其發(fā)生過程中起到了重要作用[7-9]。ALI/ARDS的病理生理機制復(fù)雜，多種因素參與了其發(fā)生，其病理生理特征包括難以控制的炎性反應(yīng)，內(nèi)皮損傷以及毛細血管損傷導(dǎo)致肺泡填充以致呼吸衰竭，甚至多臟器功能障礙綜合征(multiple organ dysfunction syndrome, MODS)[10]。胃內(nèi)容物吸入和感染是ALI/ARDS主要原因。對于急性肺損傷進行早期干預(yù)可能是治療的關(guān)鍵[11]。尋找新的炎性標(biāo)記物對急性肺損傷病程進行評估，并推測預(yù)后已成為急性肺損傷研究的新目標(biāo)[12]。

白細胞介素是炎性細胞產(chǎn)生的具有生物學(xué)活性小分子多肽樣片段，在炎癥反應(yīng)中扮演著重要作用。IL-6是由單核巨噬細胞等合成并分泌的，與局部炎癥反應(yīng)相關(guān)，作用于局部炎性組織，促進局部消除炎性刺激[13]。血清中IL-6的水平能在一定程度上反映炎性反應(yīng)的水平[13]。本研究中急性肺損傷患者中IL-6水平較正常組增加。

TNF-α正常情況下，體內(nèi)含量很低。炎性反應(yīng)或某些腫瘤發(fā)生時，TNF-α水平增加[14-15]。TNF-α主要由單核巨噬細胞分泌產(chǎn)生，發(fā)揮免疫防御和病理損傷雙重作用[16]。IL-6和TNF-α在炎癥反應(yīng)中的作用已有眾多研究，在慢性阻塞性肺疾病中IL-6和TNF-α也起到了促進疾病進展的作用[17]。在本研究中急性肺損傷患者的TNF-α水平較正常組增加。亞組比較，誤吸患者TNF-α水平相對較低，急性中毒患者TNF-α水平較高?，F(xiàn)有炎癥因子IL-6、TNF-α等在急性肺損傷中能夠反映炎性反應(yīng)的程度，但是在評估急性肺損傷的病情及預(yù)后尚不能達到滿意的水平。

NT-proBNP相比BNP具有更長的半衰期，其在評估膿毒血癥、慢性阻塞性肺疾病以及HIV感染患者中能夠較好地反映預(yù)后水平[18-19]。NT-proBNP在急性肺損傷患者中的變化尚無文獻報道。肺損傷評分是評估急性肺損傷的重要指標(biāo)之一。通過NT-proBNP水平與肺損傷評分的相關(guān)性分析，NT-proBNP水平與肺損傷嚴重程度呈正相關(guān)。NT-proBNP可作為評估急性肺損傷直觀的血清學(xué)指標(biāo)。本研究表明在急性肺損傷患者中NT-proBNP水平較正常升高，誤吸患者表達水平較急性感染及中毒患者均高。顯示血清NT-proBNP可作為急性肺損傷的重要標(biāo)記分子。觀察組患者緩解后血清NT-proBNP、IL-6和TNF-α水平較前顯著減低。血清IL-6和TNF-α水平在急性肺損傷患者中的變化已有報道，血清NT-proBNP有可能作為評價急性肺損傷療效的新指標(biāo)。

NT-proBNP在心血管疾病的診斷及預(yù)后評估等方面已經(jīng)得到可廣泛的認可，其在肺栓塞、腎臟疾病、膿毒癥中也有較多的研究[20-21]。本研究顯示急性肺損傷患者NT-proBNP水平與肺損傷評分呈正相關(guān)，能夠反映疾病進展情況。血清NT-proBNP水平可作為獨立預(yù)測急性肺損傷患者的可靠指標(biāo)。

已有研究證實一般感染患者與健康組血清NT-proBNP水平無差異。本研究提示在感染合并急性肺損傷情況下，血清NT-proBNP水平顯著增加。急性肺損傷患者血清NT-proBNP水平以及LIS評分呈正相關(guān)。血清NT-proBNP水平與血清IL-6、TNF-α水平反映急性肺損傷嚴重程度呈正相關(guān)。有研究表明，膿毒癥中NT-proBNP水平較正常人高。在并發(fā)其他臟器功能衰竭時，血清NT-proBNP水平顯著高于未發(fā)生臟器衰竭者。膿毒血癥并發(fā)腎臟功能衰竭和呼吸功能衰竭的患者NT-proBNP水平顯著高于未發(fā)生衰竭者。由此可見NT-proBNP升高可能在損傷修復(fù)過程中起作用，而不僅僅局限于在心力衰竭中起作用。NT-proBNP在損傷修復(fù)中的作用機制尚有待進一步研究。

綜上所述，急性肺損傷患者血清NT-proBNP、IL-6、TNF-α水平較正常組比較升高，治療后NT-proBNP、IL-6、TNF-α恢復(fù)至接近正常水平。血清NT-proBNP水平與肺損傷評分呈正相關(guān)。肺損傷評分聯(lián)合血清NT-proBNP、IL-6及TNF-α測定可作為對急性肺損傷嚴重程度評價和預(yù)后判斷的重要標(biāo)志。

參考文獻

1金發(fā)光. 急性肺損傷的診治研究現(xiàn)狀及進展[J/CD]. 中華肺部疾病雜志： 電子版, 2013, 6(1): 1-3.

2Muller-Redetzky H, Lienau J, Suttorp N, et al. Therapeutic strategies in pneumonia: going beyond antibiotics[J]. Eur Respir Rev, 2015, 24(137): 516-524.

3Di Angelantonio E, Chowdhury R, Sarwar N, et al. B-type natriuretic peptides and cardiovascular risk: systematic review and meta-analysis of 40 prospective studies[J]. Circulation, 2009, 120(22): 2177-2187.

4Paratz JD, Lipman J, Boots RJ, et al. A new marker of sepsis post burn injury?[J]. Crit Care Med, 2014, 42(9): 2029-2036.

5Buchan A, Bennett R, Coad A, et al. The role of cardiac biomarkers for predicting left ventricular dysfunction and cardiovascular mortality in acute exacerbations of COPD[J]. Open Heart, 2015, 2(1): e52.

6Olalla J, Crespo E, De la Torre J, et al. Factors related to NT-proBNP levels in HIV patients aged over 40 years[J]. AIDS Res Ther, 2015, 12: 17.

7Slutsky AS. History of Mechanical Ventilation. From Vesalius to Ventilatorinduced Lung Injury[J]. Am J Respir Crit Care Med, 2015, 191(10): 1106-1115.

8Li JT, Melton AC, Su G, et al. Unexpected Role for Adaptive alphabetaTh17 Cells in Acute Respiratory Distress Syndrome[J]. J Immunol, 2015, 195(1): 87-95.

9Kangelaris KN, Prakash A, Liu KD, et al. Increased expression of neutrophil-related genes in patients with early sepsis-induced ARDS[J]. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol, 2015, 308(11): L1102-L1113.

10Weiss SL, Fitzgerald JC, Pappachan J, et al. Global epidemiology of pediatric severe sepsis: the sepsis prevalence, outcomes, and therapies study[J]. Am J Respir Crit Care Med, 2015, 191(10): 1147-1157.

11Dinglas VD, Parker AM, Reddy DR, et al. A quality improvement project sustainably decreased time to onset of active physical therapy intervention in patients with acute lung injury[J]. Ann Am Thorac Soc, 2014, 11(8): 1230-1238.

12Terpstra ML, Aman J, van Nieuw AG, et al. Plasma biomarkers for acute respiratory distress syndrome: a systematic review and meta-analysis [J]. Crit Care Med, 2014, 42(3): 691-700.

13Hunter CA, Jones SA. IL-6 as a keystone cytokine in health and disease[J]. Nat Immunol, 2015, 16(5): 448-457.

14Huang H, Nie W, Qian J, et al. Effects of TNF-alpha polymorphisms on asthma risk: a systematic review and meta-analysis[J]. J Investig Allergol Clin Immunol, 2014, 24(6): 406-417.

15Koff JL, Ramachandiran S, Bernal-Mizrachi L. A time to kill: targeting apoptosis in cancer[J]. Int J Mol Sci, 2015, 16(2): 2942-2955.

16Breedveld F. TNF antagonists opened the way to personalized medicine in rheumatoid arthritis[J]. Mol Med, 2014, 20(Suppl 1): S7-S9.

17易輝, 王樹立, 崔江禹. COPD患者C反應(yīng)蛋白、TNF-α、IL-8、IL-6臨床研究[J]. 現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)進展, 2011, 11(3): 534-537.

18Li N, Zhang Y, Fan S, et al. BNP and NT-proBNP levels in patients with sepsis[J]. Front Biosci (Landmark Ed), 2013, 18: 1237-1243.

19Beghe B, Verduri A, Bottazzi B, et al. Echocardiography, spirometry,and systemic acute-phase inflammatory proteins in smokers with COPD or CHF: an observational study[J]. PLoS One, 2013, 8(11): e80166.

20Sun RR, Lu L, Liu M, et al. Biomarkers and heart disease[J]. Eur Rev Med Pharmacol Sci, 2014, 18(19): 2927-2935.

21Chaykovska L, Tsuprykov O, Hocher B. Biomarkers for the prediction of mortality and morbidity in patients with renal replacement therapy[J]. Clin Lab, 2011, 57(7-8): 455-467.

(本文編輯：黃紅稷)

李宏偉，張續(xù)民，鳳雷，等. 急性肺損傷血清氨基末端腦鈉肽前體、白細胞介素-6及腫瘤壞死因子-α變化臨床意義[J/CD]. 中華肺部疾病雜志： 電子版， 2015， 9(1)： 31-35.

Changes of N-terminal pro-B-type natriuretic peptide, interleukin-6, and tumor necrosis factor-α plasma levels in patients with acute lung injuryLiHongwei1,ZhangXumin1,FengLei1,DengJianmin1,JinFaguang2,LiWangping2.1DepartmentofOncologicalandThoracicSurgery,HanzhoungCityPeople′sHospital,Hanzhoung723000,China;2DepartmentofPulmonaryandCriticalCareMedicine,TangduHospital,theFourthMilitaryMedicalUniversity,Xi′an710038,China

【Abstract】ObjectiveTo explore the relationship between N-terminal pro-B-type natriuretic peptide(NT-proBNP) and acute lung injury as well as interleukin-6(IL-6) and tumor necrosis factor-α(TNF-α). MethodsAll 60 patients with acute lung injury were allocated to observation group and 24 normal cases were recruited to control group. The serum levels of NT-proBNP, IL-6 and TNF-α were detected by the electrochemical luminescence immunoassay, ELISA respectively. Results(1) The serum NT-proBNP, IL-6 and TNF-α levels in patients with acute lung injury were higher than those in control group (P<0.05); (2) The serum NT-proBNP, IL-6 and TNF-α levels were positively correlated with lung injury score (r=0.7031; P<0.05); (3) After treatment, the serum NT-proBNP, IL-6 and TNF-α levels were decreased in patients with acute lung injury (P<0.05). ConclusionThe serum levels of NT-proBNP, IL-6 and TNF-α are increased in patients with acute lung injury. Lung injury score combines with serum NT-proBNP, IL-6 and TNF-α levels are important biomarkers for acute lung injury and its prognosis.

【Key words】Acute lung injury;Tumor necrosis factor-α;Interleukin-6;N-terminal pro-B-type natriuretic peptide;Lung injury score

(收稿日期：2015-12-22)

Corresponding author：Li Wangping, Email: qxd25@163.com

中圖法分類號：R563

文獻標(biāo)識碼：A

通訊作者：李王平，Email: qxd25@163.com

基金項目：科技廳自然科學(xué)基礎(chǔ)研究計劃(2013JC-13)

DOI：10.3877/cma.j.issn.1674-6902.2016.01.008

710038 西安，第四軍醫(yī)大學(xué)唐都醫(yī)院呼吸與危重癥醫(yī)學(xué)科2