膿毒癥患兒病情與血管內(nèi)皮細(xì)胞功能障礙的相關(guān)性分析

莫連芹， 汪娟， 黃棟， 王予川

膿毒癥作為一種臨床綜合征，是重癥監(jiān)護(hù)病房患者死亡的第一大原因，居所有死亡原因的前10位[1]。膿毒癥的發(fā)病機(jī)制包括凝血功能失調(diào)、異常介質(zhì)的產(chǎn)生、超炎癥反應(yīng)應(yīng)答、內(nèi)皮細(xì)胞損傷及其他細(xì)胞凋亡等。近年來研究認(rèn)為，血管內(nèi)皮細(xì)胞是參與炎癥應(yīng)答的主要靶細(xì)胞之一[2-3]，同時(shí)內(nèi)皮細(xì)胞不僅是炎癥反應(yīng)中被動的靶細(xì)胞，也是一種效應(yīng)細(xì)胞[4]。通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，內(nèi)皮細(xì)胞損傷時(shí)產(chǎn)生的一些物質(zhì)，如血漿內(nèi)皮素1(endothelin-1，ET-1)、血管性血友病因子(vonwillebrand factor，vWF)、可溶性血栓調(diào)節(jié)蛋白(soluble thrombomodulin，sTM)以及內(nèi)皮細(xì)胞微粒等。而目前兒童膿毒癥引起內(nèi)皮細(xì)胞損傷方面的報(bào)道甚少，本研究對我院PICU及小兒外科收治的膿毒癥患兒，根據(jù)膿毒癥病情嚴(yán)重程度及預(yù)后進(jìn)行分組，通過對炎癥指標(biāo)和內(nèi)皮細(xì)胞損傷標(biāo)志物的相關(guān)性研究，探討內(nèi)皮細(xì)胞損傷對膿毒癥病情、預(yù)后評估的意義。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選擇2017年5月至2018年1月貴州省人民醫(yī)院PICU及小兒外科收治24 h以上的膿毒癥患兒68例為研究對象，根據(jù)患兒病情嚴(yán)重程度分為膿毒癥組41例和膿毒性休克組27例。膿毒癥組中男23例，女18例；年齡6.5～54個(gè)月，平均19.0個(gè)月。膿毒性休克組中男11例，女16例；年齡31～78個(gè)月，平均47個(gè)月。68例患兒中肺部感染26例[5]，為最主要感染部位，與相關(guān)報(bào)道一致，顱腦外傷并感染1例，腹腔感染29例，胸腔感染1例，中樞神經(jīng)系統(tǒng)感染3例，軟組織感染2例，骨髓炎2例，泌尿系感染1例，其他部位感染3例。同期選擇門診健康體檢者39例作為對照組，其中男25例，女14例；年齡2～96個(gè)月，平均36個(gè)月。3組研究對象在性別、年齡方面比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，具有可比性。

1.2 診斷標(biāo)準(zhǔn) 符合2016年《膿毒癥與感染性休克的第三次國際共同定義》中膿毒癥3.0的定義[6]。

1.3 納入標(biāo)準(zhǔn) (1)符合膿毒癥和膿毒性休克的診斷標(biāo)準(zhǔn)；(2)年齡≤8歲；(3)患兒家屬知情同意，并經(jīng)我院醫(yī)學(xué)倫理委員會批準(zhǔn)。

1.4 排除標(biāo)準(zhǔn) (1)合并有原發(fā)性肝臟疾病、血液系統(tǒng)疾病及惡性腫瘤者；(2)大量輸注血液及血制品、入院前使用抗凝藥物者；(3)入院24 h內(nèi)死亡者；(4)病歷資料不全，放棄治療者。

1.5 觀察指標(biāo) 入院24 h內(nèi)炎癥指標(biāo)[血白細(xì)胞計(jì)數(shù)(white blood cell，WBC)、C反應(yīng)蛋白(C-reactive protein，CRP)、白細(xì)胞介素-6(interleukin-6，IL-6)、降鈣素原(procalcitonin，PCT)]和內(nèi)皮細(xì)胞損傷標(biāo)志物[ET-1、vWF、sTM，人vWF(bJK08758)、sTM(bJK038102)、ET-1(bJK038103)]。ELSIA檢測試劑盒均購自上海晶抗生物科技有限公司。

2 結(jié)果

2.1 3組研究對象實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)比較 見表1。

表1 3組研究對象實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)比較

注：與正常對照組比較，aP<0.05；與膿毒癥組比較，bP<0.05。

表1結(jié)果表明，3組間WBC、CRP、IL-6、PCT、vWF、STM、ET-1比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；其中CRP、IL-6、PCT、vWF、STM、ET-1指標(biāo)在膿毒性休克組中最高，在膿毒癥組中次之，而在正常對照組中最低；WBC在膿毒癥組、膿毒癥休克組間比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，但均高于正常對照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。

2.2 膿毒癥患兒存活組與死亡組間單因素變量比較及相關(guān)性分析 根據(jù)28 d預(yù)后，68例患兒中存活53例，死亡15例，其中WBC、vWF、sTM、ET-1兩組間比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，具體表現(xiàn)為WBC在死亡組明顯低于存活組，且與膿毒癥患兒預(yù)后呈正相關(guān)。而vWF、sTM、ET-1在死亡組均明顯高于存活組，且與膿毒癥患兒預(yù)后呈顯著負(fù)相關(guān)。分別見表2、3。

表2 膿毒癥患兒存活組與死亡組間單因素變量比較

注：與存活組比較，at=-2.175，2.481，2.992，4.745，P<0.05。

表3 膿毒癥預(yù)后相關(guān)因素單因素分析

3 討論

內(nèi)皮細(xì)胞是膿毒癥發(fā)生發(fā)展中起關(guān)鍵性作用的細(xì)胞。研究顯示，內(nèi)皮細(xì)胞在膿毒癥早期可顯著降低肺循環(huán)壓力；盡快恢復(fù)下跌的WBC數(shù)目，增加抵抗力；改善體內(nèi)炎癥水平。因此，內(nèi)皮細(xì)胞對膿毒癥有保護(hù)作用，可能是內(nèi)皮細(xì)胞使體內(nèi)產(chǎn)生更多的活化蛋白C，起到抗炎、抗凝和抗細(xì)胞凋亡的作用[7-9]；另外，通過輸注外源性的內(nèi)皮細(xì)胞也可生成內(nèi)皮源性的一氧化氮合成酶和前列環(huán)素來調(diào)節(jié)血管舒縮、抑制炎癥和凝血；還可調(diào)節(jié)細(xì)胞因子的生成，維持促炎因子和抗炎因子的平衡，起到免疫調(diào)節(jié)作用等。

本研究顯示膿毒性休克組患兒，內(nèi)皮細(xì)胞損傷標(biāo)志物水平(sTM、vWF、ET-1)與炎癥指標(biāo)水平(PCT、IL-6、CRP)均隨膿毒癥病情加重而升高；而炎癥指標(biāo)水平(PCT、IL-6、CRP)高低與膿毒癥患者死亡率無顯著相關(guān)性。本研究的原發(fā)病以腹腔及肺部感染為主，與國內(nèi)相關(guān)資料一致[10]；國內(nèi)有研究提示年齡是嚴(yán)重膿毒癥的保護(hù)因素[11]，而在此研究中膿毒癥患者病情嚴(yán)重程度及預(yù)后均與年齡無明顯差異，這與亞洲多中心研究[12]結(jié)果一致?？梢钥闯龈腥?特別是細(xì)菌感染)越重，其對內(nèi)皮損傷越重。因此，動態(tài)監(jiān)測內(nèi)皮細(xì)胞損傷標(biāo)志物對膿毒癥患者病情、預(yù)后評價(jià)有重要臨床參考價(jià)值。

血栓調(diào)節(jié)蛋白(thrombomodulin，TM)是血管內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)的一種糖蛋白，主要分布于內(nèi)皮細(xì)胞表面，內(nèi)皮細(xì)胞損傷后，TM大量釋放入血成為sTM，內(nèi)皮細(xì)胞上的TM減少，抗凝作用減弱，血液向促凝狀態(tài)偏移，導(dǎo)致血栓形成；sTM水平反映血管，尤其是小血管和毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞受損的程度，是內(nèi)皮細(xì)胞受損的特異分子標(biāo)志物之一，其水平升高幅度與血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷程度成正比[13]；其變化可用于判斷血管內(nèi)皮細(xì)胞受損程度，在一定程度上可預(yù)測病情的轉(zhuǎn)歸[14]；有研究報(bào)道在過敏性紫癜患兒腎臟血管損傷的研究中發(fā)現(xiàn)，血漿sTM在一定程度上可以反映血管內(nèi)皮細(xì)胞受損的程度[15-16]；本研究得出sTM水平在膿毒性休克組與膿毒癥組比較有顯著差異，其與炎癥指標(biāo)(CRP、IL-6、PCT)變化相一致，相關(guān)性分析得出sTM水平越高，發(fā)生膿毒性休克的風(fēng)險(xiǎn)越高；在膿毒癥死亡組sTM明顯增高。此結(jié)果與上述研究結(jié)果相符。同樣，膿毒癥患兒出現(xiàn)凝血功能紊亂后，循環(huán)血液中sTM是升高的，且sTM水平隨膿毒癥病情加重升高，提示血管損傷越嚴(yán)重，可能導(dǎo)致凝血級聯(lián)反應(yīng)進(jìn)一步擴(kuò)大，明顯加重病情，進(jìn)一步加重微循環(huán)障礙及各器官組織的缺血缺氧，甚至誘發(fā)彌漫性血管內(nèi)凝血及器官功能衰竭[17-18]。因此，在膿毒癥患兒出現(xiàn)凝血功能紊亂后有效控制血漿sTM含量，可能是防治膿毒癥進(jìn)一步惡化的有效方法之一。

ET-1是唯一由血管內(nèi)皮細(xì)胞生成的多肽，具有強(qiáng)力收縮血管作用，ET是迄今發(fā)現(xiàn)最強(qiáng)最持久的縮血管活性多肽[19]。當(dāng)內(nèi)皮損傷后，引起ET水平增加，導(dǎo)致血管痙攣和增生，促進(jìn)血栓形成，參與血管內(nèi)皮功能障礙形成，在一定程度上，ET的升高可反映血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷的程度。本研究中ET-1水平隨膿毒癥患兒病情加重而增高，死亡組中ET-1水平較存活組高；在體外循環(huán)動物實(shí)驗(yàn)研究顯示術(shù)后3 h，實(shí)驗(yàn)組血清ET-1水平開始上升，到術(shù)后12 h達(dá)峰值，在24 h稍有下降，但仍處于較高水平，明顯高于對照組，提示ET-1是內(nèi)皮細(xì)胞損傷的標(biāo)志，此時(shí)內(nèi)皮素的縮血管效應(yīng)導(dǎo)致組織器官缺血缺氧性損害；本研究與上述動物研究結(jié)論一致。并且提示當(dāng)發(fā)生膿毒癥時(shí)是通過介導(dǎo)內(nèi)皮損傷，引起ET水平增加，導(dǎo)致血管痙攣和增生。

vWF是由血管內(nèi)皮細(xì)胞或巨核細(xì)胞合成的一種多聚體高分子蛋白質(zhì)，廣泛存在于血管內(nèi)皮細(xì)胞Weibel-Palade小體、血小板cc顆粒和血漿內(nèi)[20]。vWF由血管內(nèi)皮細(xì)胞合成并釋放，其水平升高[21]被認(rèn)為是內(nèi)皮損傷和功能障礙的標(biāo)志，其水平高低可反映血管內(nèi)皮受損的嚴(yán)重程度。許雅萍等[22]研究發(fā)現(xiàn)不同中醫(yī)證型的膿毒癥患兒血清中vWF也明顯升高；體外實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用膿毒癥血漿刺激人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞，檢測到vWF明顯升高[23]，上述結(jié)果均表明，在膿毒癥中炎癥介質(zhì)的過度釋放可導(dǎo)致內(nèi)皮損傷；有資料顯示，在急性肺損傷死亡患兒中vWF明顯高于存活患者[24]；Claus等[25]研究發(fā)現(xiàn)，膿毒癥休克時(shí)患者血漿中vWF明顯增加，與患者病情嚴(yán)重程度和器官功能衰竭呈正相關(guān)，說明vWF水平與病情嚴(yán)重程度相一致。因此通過監(jiān)測vWF水平來反應(yīng)膿毒癥患者病情意義可靠。本研究亦顯示，膿毒性休克組患者vWF以及炎癥指標(biāo)(CRP、IL-6、PCT等)較膿毒癥組明顯升高，且與病情嚴(yán)重程度呈正相關(guān)；在膿毒癥存活組vWF水平低于死亡組；這與上述體內(nèi)及體外研究結(jié)果相一致；其機(jī)制可能是vWF介導(dǎo)血管損傷使血小板與血管壁黏附及血小板聚集，同時(shí)通過與凝血因子Ⅷ結(jié)合點(diǎn)相結(jié)合，逃避蛋白酶的影響，從中穩(wěn)定其活性[26]；vWF還與血小板膜糖蛋白Ⅱb/Ⅲa結(jié)合，使血小板活化，介導(dǎo)血小板黏附和聚集，與受損的血管內(nèi)皮或內(nèi)膜形成血小板血栓，穩(wěn)定和加強(qiáng)凝血因子Ⅷ的功能。從我們的研究結(jié)果可推斷，炎癥介質(zhì)造成血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷，當(dāng)內(nèi)皮受損時(shí)，vWF由內(nèi)皮細(xì)胞釋放入血，使血中vWF水平增高[27]，分泌到血漿或血管內(nèi)皮下的大量vWF參與血小板的黏附和聚集，激活凝血系統(tǒng)，導(dǎo)致凝血功能失調(diào)[28]。因此，我們可得出vWF不僅是凝血系統(tǒng)的啟動因子，也是反映細(xì)胞損傷敏感的分子標(biāo)記物。

本研究的不足之處和局限性:(1)未動態(tài)監(jiān)測膿毒癥不同時(shí)期炎癥指標(biāo)與血管內(nèi)皮損傷標(biāo)志物水平的動態(tài)變化;(2)本研究納入樣本量較少，可能對本文結(jié)果產(chǎn)生影響。