細(xì)胞因子及炎癥指標(biāo)在新型冠狀病毒肺炎患者預(yù)后評(píng)估中的價(jià)值

龔路,沈玲,曾浩龍,白歡(華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院附屬同濟(jì)醫(yī)院檢驗(yàn)科，武漢430030)

新型冠狀病毒(2019-nCoV)侵襲人體，可激活人體免疫系統(tǒng)，觸發(fā)機(jī)體炎癥反應(yīng)，并釋放細(xì)胞因子，如機(jī)體免疫反應(yīng)調(diào)節(jié)失控，細(xì)胞因子過(guò)量釋放，引發(fā)“細(xì)胞因子風(fēng)暴”，可造成急性肺損傷、急性呼吸窘迫綜合征甚至多器官功能衰竭等嚴(yán)重免疫病理?yè)p傷[1]。既往已有不少文獻(xiàn)報(bào)道，新型冠狀病毒肺炎(corona virus disease 2019, COVID-19)患者細(xì)胞因子及炎癥指標(biāo)水平的升高與不良預(yù)后相關(guān)[2-4]，然而其預(yù)測(cè)效能如何，尚不明確。本研究旨在探討多種細(xì)胞因子及炎癥指標(biāo)在COVID-19患者預(yù)后中的預(yù)測(cè)效能及價(jià)值。

1 對(duì)象與方法

1.1對(duì)象 選取2020年1月19日至2月26日序貫入住華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院附屬同濟(jì)醫(yī)院且明確診斷為COVID-19的317例患者，其中男190例、女127例，年齡范圍22～95歲，平均年齡66歲。所有納入病例診斷標(biāo)準(zhǔn)及臨床分型標(biāo)準(zhǔn)均參照《關(guān)于印發(fā)新型冠狀病毒肺炎診療方案(試行第七版)的通知》[5]。排除標(biāo)準(zhǔn)包括：年齡小于18歲、住院時(shí)間小于24 h、臨床信息或檢驗(yàn)數(shù)據(jù)不全、28 d生存或死亡事件不明確等，共排除不合格病例115例。所有納入病例入院前均接受抗病毒及對(duì)癥支持治療。

1.2研究方法 采用回顧性研究方法。通過(guò)電子病歷系統(tǒng)查詢(xún)并記錄患者性別、年齡、基礎(chǔ)疾病、入院24 h內(nèi)首次細(xì)胞因子白細(xì)胞介素1受體(interleukin-1,IL-1)、白細(xì)胞介素2(interleukin-2,IL-2)、白細(xì)胞介素6(interleukin-6,IL-6)、白細(xì)胞介素8(interleukin-8,IL-8)、白細(xì)胞介素10(interleukin-10,IL-10)、腫瘤壞死因子α(tumour necrosis factor-α,TNF-α)及炎癥指標(biāo)C反應(yīng)蛋白(C-reactive protein,CRP)、降鈣素原(procalcitonin,PCT)、血沉(erythrocyte sedimentation rate, ESR)、轉(zhuǎn)鐵蛋白(transferrin, FRT)、WBC絕對(duì)值、中性粒細(xì)胞絕對(duì)值(neutrophil, NEUT#)、淋巴細(xì)胞絕對(duì)值(lymphocyte, LYM#)、中性粒細(xì)胞絕對(duì)值與淋巴細(xì)胞絕對(duì)值比值(NLR)等資料，并觀察28 d生存或死亡事件。

1.3儀器與試劑 Immulite 1000免疫分析儀(西門(mén)子公司)，cobas 601全自動(dòng)免疫分析儀、cobas 8000全自動(dòng)生化分析儀(德國(guó)Roche公司)，XN9000全自動(dòng)血液分析儀(日本Sysmex公司)，MONITOR-J+全自動(dòng)血沉儀(意大利AMS公司)；細(xì)胞因子IL-1β、IL-2R、IL-8、IL-10、TNF-α試劑(西門(mén)子公司)，IL-6、PCT、FRT檢測(cè)試劑(德國(guó)Roche公司)，CRP檢測(cè)試劑(日本電化生研株式會(huì)社)。

1.4方法 在Immulite 1000免疫分析儀上用免疫化學(xué)發(fā)光法檢測(cè)IL-1β、IL-2R、IL-8、IL-10、TNF-α；在cobas 601全自動(dòng)免疫分析儀上用電化學(xué)發(fā)光法檢測(cè)IL-6、PCT；在cobas 8000全自動(dòng)生化分析儀上用免疫透射比濁法檢測(cè)CRP；在cobas 8000全自動(dòng)生化分析儀上用顆粒增強(qiáng)免疫比濁法檢測(cè)FRT；在XN9000全自動(dòng)血液分析儀上用半導(dǎo)體流式激光細(xì)胞法檢測(cè)WBC、NEUT#、LYM#，NLR為NEUT#/LYM#換算值；在MONITOR-J+全自動(dòng)血沉儀上用魏氏法檢測(cè)ESR。

2 結(jié)果

2.1生存組與死亡組基線資料比較 死亡組較生存組相比，年齡、性別及基礎(chǔ)疾病占比間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；死亡組中IL-2R、IL-6、IL-8、IL-10、TNF-α、PCT、CRP、WBC、NEUT#、NLR較生存組升高，LYM#較生存組降低，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.001)，而兩組間IL-1β與ESR差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見(jiàn)表1。

表1 生存組與死亡組各基線資料比較

2.2不同臨床分型各細(xì)胞因子及炎癥指標(biāo)比較 隨入院時(shí)臨床分型嚴(yán)重程度(普通型組、重型組、危重型組)增加，IL-6、IL-8、IL-10、PCT、CRP、WBC、NEUT#、NLR升高，LYM#降低，兩兩比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，而對(duì)于IL-2R、TNF-α與FRT 3個(gè)指標(biāo)，重型組或危重型組均高于普通型組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，但重型組與危重型組間差異未見(jiàn)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。IL-1β與ESR在各臨床分型中兩兩比較，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見(jiàn)表2。

表2 不同臨床分型各細(xì)胞因子及炎癥指標(biāo)比較

2.3各細(xì)胞因子及炎癥指標(biāo)對(duì)28 d死亡事件的預(yù)測(cè)效能 ROC曲線分析顯示，IL-6、IL-8、PCT、CRP、FRT、WBC、NEUT#、LYM#、NLR對(duì)COVID-19患者28 d死亡事件均具有較好的預(yù)測(cè)效能，其ROC曲線下面積(AUC)分別為0.754、0.717、0.836、0.896、0.706、0.782、0.820、0.803、0.884，而IL-1β、IL-2R、IL-10、TNF-α及ESR則具有一般或較低的預(yù)測(cè)效能，其AUC分別為0.511、0.688、0.668、0.640、0.509。見(jiàn)表3。

表3 各細(xì)胞因子及炎癥指標(biāo)對(duì)COVID-19患者28 d死亡事件的ROC曲線分析

3 討論

IL-6介導(dǎo)細(xì)胞間信號(hào)傳導(dǎo)、并調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞功能，具有強(qiáng)大的促炎效應(yīng)，在引發(fā)COVID-19“細(xì)胞因子風(fēng)暴”中扮演著極為重要的角色[6]，其IL-6受體拮抗劑托珠單抗亦被認(rèn)為是阻斷COVID-19過(guò)度炎癥反應(yīng)、改善不良結(jié)局極有潛力的治療藥物[7]。Yang等[8]報(bào)道，IL-6為COVID-19患者不良預(yù)后的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子，外周血中IL-6水平升高與病情加重、預(yù)后不良密切相關(guān)，與我們的研究結(jié)論一致。IL-8又稱(chēng)為趨化因子CXCL8，是巨噬細(xì)胞和上皮細(xì)胞等分泌的細(xì)胞因子。IL-8結(jié)合趨化因子受體白細(xì)胞介素-8受體α(IL8RA,又叫CXCR1)和白細(xì)胞介素-8受體β(IL8RB,又叫CXCR2)，對(duì)中性粒細(xì)胞有細(xì)胞趨化作用，從而實(shí)現(xiàn)其對(duì)炎癥反應(yīng)的調(diào)節(jié)。本研究中IL-8和NEUT#對(duì)COVID-19患者病情進(jìn)展有很好的預(yù)測(cè)效能。IL-1β是一種具有廣泛生物學(xué)效應(yīng)的細(xì)胞炎性因子，其低濃度時(shí)主要發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用，然而其分泌受到多種因素的調(diào)控[9]。COVID-19患者無(wú)論普通型還是重型，IL-1β水平大多保持在低值及檢測(cè)限以下[10]，與本研究數(shù)據(jù)相符。

值得關(guān)注的是，血常規(guī)中的炎癥指標(biāo)WBC、NEUT#、LYM#、NLR在COVID-19臨床分型與預(yù)后評(píng)估中均發(fā)揮了良好的區(qū)分及預(yù)測(cè)效能，提示在尚無(wú)能力開(kāi)展細(xì)胞因子及部分炎癥指標(biāo)的醫(yī)療機(jī)構(gòu)，特別是基層醫(yī)療機(jī)構(gòu)的臨床診療中，需特別重視血常規(guī)監(jiān)測(cè)并做好相關(guān)炎癥指標(biāo)的結(jié)果解讀。NLR反映機(jī)體中性粒細(xì)胞和淋巴細(xì)胞的免疫平衡狀態(tài)及全身性的炎癥反應(yīng)程度，本研究中NLR在COVID-19臨床分型及28 d死亡事件的預(yù)測(cè)中均發(fā)揮極好的預(yù)測(cè)效能，其AUC達(dá)0.884，并明顯優(yōu)于WBC、NEUT#、LYM#，提示在COVID-19的臨床診療實(shí)踐中需特別關(guān)注NLR。既往已有文獻(xiàn)報(bào)道[11-12]，NLR為COVID-19不良預(yù)后的獨(dú)立預(yù)測(cè)因素，NLR數(shù)值升高往往提示預(yù)后不良，與本研究結(jié)論相符。PCT為無(wú)激素活性的糖蛋白，當(dāng)細(xì)菌感染機(jī)體時(shí)外周血中PCT水平升高，而當(dāng)病毒感染時(shí)PCT水平一般維持在較低水平，其是區(qū)分細(xì)菌與病毒感染的良好血液學(xué)標(biāo)志物[13]。文獻(xiàn)報(bào)道，COVID-19發(fā)病初期大多數(shù)患者PCT水平維持在正常水平[14]，與上述討論一致。本研究發(fā)現(xiàn)，PCT在COVID-19患者臨床分型中具有良好的區(qū)分效應(yīng)，危重型患者高于重型患者，重型患者高于普通型患者，提示危重型與重型患者可能存在嚴(yán)重的細(xì)菌感染，其原因可能與宿主炎癥免疫反應(yīng)失調(diào)、免疫細(xì)胞耗竭，糖皮質(zhì)激素大量使用所引起的免疫功能低下有關(guān)[15-16]，并最終導(dǎo)致細(xì)菌感染及不良預(yù)后。CRP是由IL-6誘導(dǎo)并在肝臟合成、反映全身性炎癥狀態(tài)的一種非特異性急性時(shí)相反應(yīng)蛋白。在2019-nCoV感染早期CRP即升高[17]，對(duì)COVID-19早期診斷具有一定的作用。本研究發(fā)現(xiàn)CRP對(duì)COVID-19預(yù)后判斷亦具有極佳的預(yù)測(cè)效能，其AUC達(dá)0.896,cut-off值為20.1 mg/L，敏感性為93.3%，特異性為72.0%，提示在COVID-19病程全程加強(qiáng)CRP的監(jiān)測(cè)可為COVID-19早期識(shí)別、病情輕重評(píng)估、預(yù)后判斷提供重要參考。

本研究的局限性在于為單中心回顧性分析研究，所納入的病例可能存在選擇性偏倚，仍需后續(xù)設(shè)計(jì)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)那罢靶匝芯考右则?yàn)證。