膿毒癥患兒心功能與血清TNF-α、IL-1β水平的相關(guān)性分析

羅蘭 曾方玲 隆彩霞 陳艷瑛 周海銀

[摘要] 目的 探討膿毒癥患兒心功能與血清腫瘤壞死因子-α（TNF-α）、白細(xì)胞介素-1β（IL-1β）水平的相關(guān)性。方法 選取2016年10月—2019年10月湖南省兒童醫(yī)院（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“我院”）急診綜合二科收治的126例膿毒癥患兒，分為非心肌損傷組（A組，49例）與心肌損傷組（B組，77例）。根據(jù)左心室射血分?jǐn)?shù)（LVEF），將B組分成輕（B1組，23例）、中（B2組，34例）、重（B3組，20例）心肌損傷組。另選取同期我院體檢健康50名兒童為對(duì)照組。比較各組心功能指標(biāo)及血清TNF-α、IL-1β水平的差異。 結(jié)果 A、B組急性生理學(xué)與慢性健康狀況評(píng)分系統(tǒng)Ⅱ（APACHE Ⅱ）評(píng)分、血清心肌肌鈣蛋白I（cTnI）、肌酸激酶同工酶（CK-MB）、N-末端B型鈉尿肽前體（NT-proBNP）、TNF-α、IL-1β均高于對(duì)照組，LVEF、二尖瓣舒張?jiān)缙诔溆逅俣菶峰/心房收縮期最大流速A峰（E/A）均低于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P < 0.05）;且A組與B組上述指標(biāo)組間比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P < 0.05）。不同心肌損傷程度患兒APACHEⅡ、LVEF、E/A及cTnI、CK-MB、NT-proBNP、TNF-α、IL-1β比較，差異有高度統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P < 0.01）;B2、B3組APACHEⅡ、cTnI、CK-MB、NT-proBNP、TNF-α、IL-1β均高于B1組，差異有統(tǒng)計(jì)意義（P < 0.05）;且B2、B3組各指標(biāo)比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P < 0.05）。膿毒癥心肌損傷患兒血清TNF-α、IL-1β與LVEF、E/A呈負(fù)相關(guān)（P < 0.01），而與血清cTnI、CK-MB、NT-proBNP呈正相關(guān)（P < 0.01）。血清TNF-α、IL-1β的最佳截?cái)嘀捣謩e取80.26、8.83 pg/mL時(shí)，敏感度和特異度分別為87.6%和93.5%、90.5%和93.5%;四者聯(lián)合檢測(cè)時(shí)敏感度和特異度為97.6%和94.1%。 結(jié)論 血清TNF-α、IL-1β水平能反映小兒膿毒癥心肌損傷，可作為小兒膿毒癥心肌損傷早期診斷的可靠標(biāo)志物，與心功能指標(biāo)聯(lián)合檢測(cè)能提高準(zhǔn)確性。

[關(guān)鍵詞] 兒童;膿毒癥;心肌損傷;炎癥因子

[中圖分類(lèi)號(hào)] R631? ? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A? ? ? ? ? [文章編號(hào)] 1673-7210（2020）10（c）-0016-05

Correlation analysis of heart function and serum TNF-α， IL-1β levels in children with sepsis

LUO Lan? ?ZENG Fanglin? ?LONG Caixia? ?CHEN Yanying? ?ZHOU Haiyin

The Second Department of Emergency General， Hu′nan Children′s Hospital， Hu′nan Province， Changsha? ?410007， China

[Abstract] Objective To explore the correlation between heart function and serum tumor necrosis factor-α （TNF-α） and interleukin-1β （IL-1β） levels in children with sepsis. Methods From October 2016 to October 2019， a total of 126 children with sepsis admitted to the Second Department of Emergency of Hu′nan Children′s Hospital （hereinafter referred to as “our hospital”） were divided into non-myocardial injury group （group A， 49 cases） and myocardial injury group （group B， 77 cases）. According to the left ventricular ejection fraction （LVEF）， the group B was divided into mild （group B1， 23 cases）， medium （group B2， 34 cases）， and severe （group B3， 20 cases） myocardial injury group. In the same period， a total of 50 children in our hospital were selected as the control group. The differences in the cardiac function indexes and serum TNF-α and IL-1β levels of each group were compared. Results Acute physiology and chronic health scoring system Ⅱ （APACHE Ⅱ） score， serum cardiac troponin I （cTnI）， creatine kinase isoenzyme （CK-MB）， N-terminal B-type natriuretic peptide pre Body （NT-proBNP）， TNF-α， IL-1β were higher than those in the control group， while LVEF， early mitral valve filling peak velocity E peak / atrial systolic maximum flow velocity A peak （E/A） were lower than those in the control group， and the differences were statistically significant （P < 0.05）; moreover， the differences between the above-mentioned index groups between group A and group B were statistically significant （P < 0.05）. Comparison of APACHE Ⅱ， LVEF， E/A and cTnI， CK-MB， NT-proBNP， TNF-α， IL-1β in children with different levels of myocardial injury， and the differences were highly statistically significant （P < 0.01）; APACHEⅡ， cTnI， CK-MB， NT-proBNP， TNF-α and IL-1β in group B2 and group B3 were all higher than those in group B1， and the differences were statistically significant （P < 0.05）; in addition， the differences between the index in B2 group and B3 group were statistically significant （P < 0.05）. Serum TNF-α and IL-1β in children with septic myocardial injury were negatively correlated with LVEF and E/A （P < 0.01）， while there were positively correlated with serum cTnI， CK-MB， and NT-proBNP （P < 0.01）. When the best cut-off values of TNF-α and IL-1β were 80.26 pg/mL and 8.83 pg/mL， respectively， the sensitivity and specificity were 87.6% and 93.5%， 90.5% and 93.5%， respectively; when the four were combined， the sensitivity and specificity were 97.6% and 94.1%. Conclusion Serum TNF-α and IL-1β levels can reflect myocardial damage in children with sepsis， and can be used as reliable markers for the early diagnosis of myocardial damage in children with sepsis. Combined detection with cardiac function indicators can improve accuracy.

[Key words] Children; Sepsis; Myocardial injury; Inflammatory factors

小兒膿毒癥為兒科常見(jiàn)急重癥，已成為我國(guó)新生兒高發(fā)病率及病死率的主要原因[1]。有研究顯示[2]，膿毒癥心肌損傷是導(dǎo)致膿毒癥不良預(yù)后高風(fēng)險(xiǎn)因素之一，但部分膿毒癥患兒心肌損傷癥狀不明顯。血清腫瘤壞死因子-α（TNF-α）、白細(xì)胞介素-1β（IL-1β）參與了膿毒癥的發(fā)病和發(fā)展，并與心肌功能抑制及損害密切相關(guān)[3]。本研究通過(guò)檢測(cè)膿毒癥患兒血清TNF-α、IL-1β水平及心功能指標(biāo)，分析血清TNF-α、IL-1β與膿毒癥心肌損傷的相關(guān)性，旨在尋找膿毒癥心肌損傷的新穎標(biāo)志物，為臨床診治提供參考。現(xiàn)報(bào)道如下：

1 資料與方法

1.1 一般資料

回顧性分析2016年10月—2019年10月湖南省兒童醫(yī)院（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“我院”）急診綜合二科收治的126例膿毒癥患兒臨床資料，其中男79例，女47例;年齡0.5～12.0歲，平均（4.22±1.30）歲;心率（95.63±10.34）次/min。納入標(biāo)準(zhǔn)：膿毒癥的診斷符合《兒童服毒癥休克（感染性體克）診治專(zhuān)家共識(shí)（2015版）》[4];排除標(biāo)準(zhǔn)：合并心律失常、原發(fā)性心肌病等損害心肌功能疾病;心臟手術(shù)史;嚴(yán)重肝、腎功能障礙。根據(jù)患兒是否合并心肌損傷分成非心肌損傷組（A組，49例）和心肌損傷組（B組，77例），心肌損傷診斷標(biāo)準(zhǔn)：左心室射血分?jǐn)?shù)（LVEF）<50%和/或心肌肌鈣蛋白I（cTnI）水平 ≥0.15 ng/mL[5];并將B組分成3個(gè)亞組：40%≤LVEF <50%為輕度心肌損傷組（B1組，23例），30%≤LVEF <40%為中度心肌損傷組（B2組，34例），LVEF<30%為重度心肌損傷組（B3組，20例）。另同期選取我院體檢正常兒童50名作為對(duì)照組，其中男31名，女19名;年齡0.5～11.0歲，平均（4.15±1.26）歲;心率（78.62±9.79）次/min。兩組人群一般臨床資料比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P > 0.05），具有可比性。本研究經(jīng)我院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)審批，患兒家屬對(duì)本研究?jī)?nèi)容均知情同意。

1.2 方法

采集患兒入院次日外周血5 mL，采用電化學(xué)發(fā)光免疫法測(cè)定血清中cTnI、肌酸激酶同工酶（CK-MB）、N-末端B型利鈉肽原（NT-proBNP）水平，使用Roche MODULAR PPE型電化學(xué)發(fā)光免疫分析儀;采用酶聯(lián)免疫法檢測(cè)血清中TNF-α、IL-1β，檢測(cè)試劑盒均購(gòu)自南京建成生物工程研究所[TNF-α（生產(chǎn)批號(hào)：20170820），IL-1β（生產(chǎn)批號(hào)：20170916）];并于入院24 h內(nèi)進(jìn)行急性生理學(xué)與慢性健康狀況評(píng)分系統(tǒng)Ⅱ（APACHE Ⅱ）評(píng)分評(píng)估;并于入院時(shí)采用Philips Image Point型多普勒超聲診斷儀檢測(cè)LVEF，取心尖四腔切面測(cè)定二尖瓣舒張?jiān)缙诔溆逅俣菶峰及心房收縮期最大流速A峰，并計(jì)算E/A。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 22.0軟件對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。計(jì)量資料以均值±標(biāo)準(zhǔn)差（x±s）表示，多組比較采用單因素方差分析，兩兩比較采用LSD-t檢驗(yàn);計(jì)數(shù)資料以例數(shù)或百分比表示，采用χ2檢驗(yàn)。相關(guān)性分析采用Pearson分析，繪制受試者工作特征曲線（ROC）評(píng)估診斷效能。以P < 0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 三組人群一般臨床資料比較

除性別和年齡外，三組人群APACHE Ⅱ、LVEF、二尖瓣舒張?jiān)缙诔溆逅俣菶峰/心房收縮期最大流速A峰（E/A）及血清cTnI、CK-MB、NT-proBNP、TNF-α、IL-1β水平比較，差異有高度統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P < 0.01），A、B組APACHE Ⅱ、cTnI、CK-MB、NT-proBNP、TNF-α、IL-1β均高于對(duì)照組，LVEF、E/A均低于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P < 0.05）;且A組與B組上述指標(biāo)比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P < 0.05）。見(jiàn)表1。

2.2 不同心肌損傷程度患兒血清TNF-α、IL-1β及臨床資料比較

不同心肌損傷程度患兒APACHEⅡ、LVEF、E/A及cTnI、CK-MB、NT-proBNP、TNF-α、IL-1β比較，差異有高度統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P < 0.01），B2、B3組APACHEⅡ、cTnI、CK-MB、NT-proBNP、TNF-α、IL-1β均高于B1組，差異有統(tǒng)計(jì)意義（P < 0.05），且B2、B3組各指標(biāo)比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P < 0.05）。見(jiàn)表2。

2.3 血清TNF-α、IL-1β與心功能指標(biāo)相關(guān)性

經(jīng)Pearson分析，膿毒癥心肌損傷患兒血清TNF-α、IL-1β與LVEF、E/A呈負(fù)相關(guān)（P < 0.01），而與血清cTnI、CK-MB、NT-proBNP呈正相關(guān)（P < 0.01）。見(jiàn)表3。

2.4 血清TNF-α、IL-1β及CK-MB對(duì)膿毒癥心肌損傷的診斷效能

與LVEF、cTnI比較，血清TNF-α、IL-1β對(duì)膿毒癥心肌損傷同樣具有診斷價(jià)值，血清TNF-α、IL-1β的最佳截?cái)嘀捣謩e取80.26、8.83 pg/mL時(shí)，其對(duì)應(yīng)的敏感度和特異度為分別87.6%和93.5%、90.5%和93.5%;四者聯(lián)合檢測(cè)時(shí)敏感度和特異度為97.6%和94.1%。見(jiàn)表4、圖1。

3 討論

心臟為膿毒癥的主要靶器官，膿毒癥心肌損傷會(huì)造成心肌收縮力降低、冠脈血流灌注下降，甚至誘發(fā)多器官功能障礙綜合征。流行病學(xué)數(shù)據(jù)顯示[6-7]，小兒膿毒癥并發(fā)心肌損傷和功能異常是患兒致死的重要因素之一。已有研究證實(shí)[8]，小兒膿毒癥發(fā)病后機(jī)體會(huì)分泌多種細(xì)胞因子，直接或間接地導(dǎo)致心肌損傷，而TNF-α、IL-1β在影響心肌鈣異常、心肌細(xì)胞能量代謝及內(nèi)皮細(xì)胞損傷等方面發(fā)揮著重要作用。提示血清TNF-α、IL-1β可能成為小兒膿毒癥心肌損傷的重要診斷指標(biāo)。

研究認(rèn)為，膿毒癥心肌損傷的病理機(jī)制與炎癥密切相關(guān)，膿毒癥發(fā)病時(shí)大量炎癥介質(zhì)“瀑布式”釋放，一方面會(huì)打破機(jī)體免疫防御系統(tǒng)平衡，產(chǎn)生免疫抑制，從而加劇病情發(fā)展[9];另一方面心肌組織及循環(huán)中的大量炎癥介質(zhì)會(huì)導(dǎo)致心肌細(xì)胞炎癥過(guò)度激活且加重，造成心肌損傷[10]。研究發(fā)現(xiàn)[11]，巨噬細(xì)胞活化與中性粒細(xì)胞聚集在心肌損傷中發(fā)揮重要作用，中性粒細(xì)胞釋放的TNF-α、IL-1β是使心肌細(xì)胞收縮功能降低的主要炎癥細(xì)胞因子。動(dòng)物研究證實(shí)[12]，心臟特異性過(guò)表達(dá)TNF-α可促進(jìn)心肌炎癥反應(yīng)及病理性重構(gòu)，甚至導(dǎo)致充血性心力衰竭。本研究結(jié)果顯示，膿毒癥心肌損傷患兒心功能指標(biāo)及血清TNF-α、IL-1β水平均顯著高于正常兒童和膿毒癥非心肌損傷患兒，提示血清TNF-α、IL-1β在膿毒癥心肌損傷患兒血清中高表達(dá)，二者可能參與了心肌損傷的發(fā)生與發(fā)展，與相關(guān)研究報(bào)道結(jié)果一致[10-11]。TNF-α作為膿毒癥初期釋放的重要細(xì)胞因子，可與IL-1β以自分泌和旁分泌的方式發(fā)生炎癥級(jí)聯(lián)反應(yīng)，并可進(jìn)一步誘導(dǎo) IL-1、IL-6等細(xì)胞因子脂質(zhì)介質(zhì)及活性氮、氧，形成心肌負(fù)性作用，引發(fā)心肌損傷而導(dǎo)致心功能障礙[13-14]。Duncan等[15]研究認(rèn)為，TNF-α、IL-1β可抑制心肌細(xì)胞膜上環(huán)磷酸腺苷信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，使細(xì)胞內(nèi)NO濃度增高，并誘導(dǎo)環(huán)磷酸鳥(niǎo)苷合成增加而抑制Ca2+通道，最終抑制心肌功能;而NO的生成增加，會(huì)影響興奮-收縮偶聯(lián)，會(huì)進(jìn)一步減弱心肌收縮功能。而IL-1β與TNF-α存在正反饋調(diào)節(jié)，其通過(guò)神經(jīng)磷脂途徑可促進(jìn)環(huán)加氧酶-2和2型磷脂酶A2基因表達(dá)水平，進(jìn)而使前列腺素E2過(guò)表達(dá)，誘發(fā)心肌損傷[16-17]。有研究同時(shí)去除血清IL-1β與TNF-α發(fā)現(xiàn)患者心肌功能障礙得到明顯改善[18]，進(jìn)一步揭示IL-1β與TNF-α與心肌損傷密切相關(guān)。同時(shí)，本研究根據(jù)臨床經(jīng)驗(yàn)并參照鄧卓軍等[19]心肌損傷分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)不同心肌損傷程度膿毒癥患兒相關(guān)臨床資料分析發(fā)現(xiàn)，不同心肌損傷程度患兒心功能指標(biāo)及血清TNF-α、IL-1β比較均存在顯著差異，且隨著心肌損傷程度的增加血清TNF-α、IL-1β水平呈增高趨勢(shì)。經(jīng)Pearson分析，膿毒癥心肌損傷患兒血清TNF-α、IL-1β與LVEF、E/A均呈負(fù)相關(guān)，而與血清cTnI、CK-MB、NT-proBNP呈正相關(guān)，提示血清TNF-α、IL-1β與小兒膿毒癥心肌損傷程度呈正相關(guān)，與上述研究結(jié)果一致。

有研究認(rèn)為[20]，心肌損傷后cTnI由原肌球蛋白分解后進(jìn)入外周血液，其窗口期較長(zhǎng)，尤其對(duì)診斷6 h內(nèi)發(fā)生的心肌損傷存在較大的局限性。本研究ROC曲線分析結(jié)果顯示，血清TNF-α、IL-1β的最佳截?cái)嘀捣謩e取80.26、8.83 pg/mL時(shí)，其對(duì)應(yīng)的敏感度和特異度為87.6%和93.5%、90.5%和93.5%，聯(lián)合檢測(cè)時(shí)敏感度和特異度為97.6%和94.1%;提示血清TNF-α、IL-1β診斷小兒膿毒癥心肌損傷具有較高的敏感性和特異性，與LVEF、cTnI聯(lián)合檢測(cè)有助于提高診斷準(zhǔn)確性。

綜上所述，血清TNF-α、IL-1β能反映小兒膿毒癥心肌損傷，可作為小兒膿毒癥心肌損傷早期診斷的可靠標(biāo)志物，與心功能指標(biāo)聯(lián)合檢測(cè)能提高準(zhǔn)確性。

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（收稿日期：2020-02-21）

[基金項(xiàng)目] 湖南省衛(wèi)生計(jì)生委科研計(jì)劃課題項(xiàng)目（B201803 71）。

[作者簡(jiǎn)介] 羅蘭（1983-），女，碩士;研究方向：兒童急救及重癥醫(yī)學(xué)。