生物標志物聯(lián)合創(chuàng)傷評分對創(chuàng)傷后膿毒癥的診斷價值

阿米娜·阿不列孜，阿合買提江·帕哈丁，黃揚眉，朱功兵

(1.新疆醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院急救創(chuàng)傷中心，烏魯木齊 830000;2.重慶市急救醫(yī)療中心，重慶 400014)

每年我國因創(chuàng)傷就醫(yī)者高達6 200萬，其中致死人數(shù)70～80萬，是45歲以下人群的首要致死原因[1]。嚴重創(chuàng)傷會導致機體與外界環(huán)境直接接觸的屏障損傷，增加病原菌入侵的機會，使機體發(fā)生感染[2]，從而破壞免疫系統(tǒng)的平衡與穩(wěn)態(tài)，導致免疫抑制，并極易并發(fā)膿毒癥，最終發(fā)展為不可逆的多器官功能衰竭[3-4]。膿毒癥成為嚴重創(chuàng)傷后常見并嚴重的并發(fā)癥，創(chuàng)傷引起膿毒癥的病死率17%～23%[5]。早期快速準確的預測診斷和治療成為降低膿毒癥發(fā)病率和病死率的關(guān)鍵[6]。由于創(chuàng)傷后膿毒癥發(fā)病機制復雜多樣且存在個體差異，精確定時的檢測是一項艱巨的挑戰(zhàn)。膿毒癥生物標志物可以幫助預測膿毒癥的診斷和預后，并監(jiān)測治療反應，但單一的生物標志物難以實現(xiàn)有效診斷及預測，因此可能需要多種生物標志物聯(lián)合檢測協(xié)助實現(xiàn)創(chuàng)傷后膿毒癥的早發(fā)現(xiàn)、早治療。

近年來，關(guān)于創(chuàng)傷后膿毒癥預警標志物的基因及分子等層面的相關(guān)研究逐漸增多，包括巨噬細胞遷移抑制因子、硫氧還蛋白、可溶性CD14亞型、微小核糖核酸等[7-8]。膿毒癥診斷不僅僅基于實驗室檢測，新的臨床研究表明，膿毒癥新的定義和損傷嚴重程度評分(ISS)對膿毒癥的早期識別和診斷具有重要意義[9]。多種生物標志物聯(lián)合檢測是創(chuàng)傷后膿毒癥研究的一個新方向，也是近年來研究的熱點。由于各種生物標志物在診斷及預測創(chuàng)傷患者預后方面存在局限性，本研究前瞻性研究2019年12月—2020年6月新疆醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院急救創(chuàng)傷中心收治嚴重創(chuàng)傷患者196例，通過ISS及血液學檢查指標聯(lián)合對創(chuàng)傷患者發(fā)展為膿毒癥及預后進行預測，探討評估創(chuàng)傷患者病情危重程度及預后的新思路。

資料與方法

1 一般資料

納入標準：年齡≥18歲；ISS≥16分；入院后新發(fā)出現(xiàn)膿毒癥。排除標準：免疫系統(tǒng)缺陷疾??；妊娠及哺乳期婦女；有血液系統(tǒng)疾病和(或)長期使用糖皮質(zhì)激素；創(chuàng)傷時間超過24h后住院或轉(zhuǎn)院。參照2016年第三次國際膿毒癥及膿毒性休克治療指南定義的膿毒癥診斷標準[10]：機體對感染反應失調(diào)導致的危及生命的器官功能障礙。發(fā)病以遠離感染部位的器官功能障礙開始為特征?？梢筛腥净颊?序慣性器官衰竭評分(sequential organ failure assessment score,SOFA)增加2分。

本組收治嚴重創(chuàng)傷患者196例，男性129例，女性67例；年齡20～94歲，平均49.7歲。致傷原因包括物理性(機械力、高熱、電擊)，化學性(如強酸、強堿及糜爛性毒劑)等。根據(jù)膿毒癥診斷標準將患者分為膿毒癥組(61例)和非膿毒癥組(135例)，并根據(jù)預后結(jié)果將膿毒癥組分為死亡組(26例)和存活組(35例)。本研究經(jīng)醫(yī)院醫(yī)學倫理委員會批準(K202103-08)。

2 研究方法

收集研究對象基本信息，包括性別、年齡、主診斷、住院時間、ISS、入院時及病情變化時的SOFA及轉(zhuǎn)歸情況。創(chuàng)傷患者入院后10min內(nèi)完成ISS，并在24h內(nèi)嚴密監(jiān)測ISS≥16分的患者，結(jié)合病情及其相關(guān)重要臟器功能指標持續(xù)上升考慮患者此時已有膿毒癥高風險。

本研究選取24h內(nèi)監(jiān)測此次研究所選擇的各項指標，以盡早預防膿毒癥發(fā)生為目的，并判斷各生物標志物在膿毒癥發(fā)生之前早期的潛在預測價值?；颊呷朐?4h內(nèi)抽取外周血標本并檢測T細胞亞群項目(主要包括CD4、CD8、CD4/CD8)、降鈣素原(PCT)、白介素-6(IL-6)、乳酸、中性粒細胞、淋巴細胞等。CD4、CD8、CD4/CD8檢測采用流式細胞法，使用BD FACS calibur流式細胞儀；PCT、IL-6采用電化學發(fā)光法檢測，使用羅氏cobas E411電化學發(fā)光免疫分析儀；乳酸檢測使用強生VITROS 5600全自動生化免疫分析儀；中性粒細胞及淋巴細胞使用希森美康XE5000全自動五分類血細胞分析儀檢測。

3 統(tǒng)計學分析

結(jié) 果

膿毒癥組與非膿毒癥組以及死亡組與存活組中，CD4、CD8、CD4/CD8、PCT、IL-6、乳酸、ISS比較差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。而年齡僅在死亡組與存活組間有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。男性患者在各組占比均高于50%。年齡在膿毒癥組與非膿毒癥組患者中差異無統(tǒng)計學意義，淋巴細胞及中性粒細胞死亡組與存活組患者比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。

CD8、ISS、PCT、IL-6、乳酸及中性粒細胞數(shù)平均水平在膿毒癥組和死亡組中均比非膿毒癥及存活組高，而CD4、CD4/CD8水平在膿毒癥組和死亡組中比非膿毒癥組和存活組低，而這種變化在死亡組中較膿毒癥組更顯著。見表1、2。

表1 創(chuàng)傷后膿毒癥組與非膿毒癥組患者基本情況比較

組別IL-6(pg/L)乳酸(mmol/L)淋巴細胞(×109/L)中性粒細胞(×109/L)膿毒癥組(n=61)369.04±106.813.10±2.421.00±0.5311.95±4.90非膿毒癥組(n=135)59.62±77.882.06±1.041.44±0.788.54±4.33檢驗值Z-5.608-3.054-4.065-5.136P值<0.0010.002<0.001<0.001

表2 創(chuàng)傷后膿毒癥死亡組與存活組基本情況比較

組別IL-6(pg/L)乳酸(mmol/L)淋巴細胞(×109/L)中性粒細胞(×109/L)死亡組(n=26)661.79±213.094.09±3.181.09±0.5515.61±4.65存活組(n=35)151.58±136.432.36±1.070.93±0.7615.30±4.66檢驗值Z值-2.997-2.007-1.240-0.254P值0.0030.0450.2150.081

對膿毒癥組與非膿毒癥組，死亡組與存活組均有統(tǒng)計學意義的7項指標，即CD4、CD8、CD4/CD8、PCT、IL-6、乳酸、ISS進行Logistic回歸單因素分析，結(jié)果顯示上述7項指標均與創(chuàng)傷后膿毒癥有關(guān)(P<0.05或P<0.01)。見表3。再進行多因素Logistic回歸分析以確定診斷膿毒癥的獨立因素，分析結(jié)果CD4/CD8及ISS是診斷創(chuàng)傷后膿毒癥獨立影響因素(P<0.01)，CD4/CD8值越低，ISS評分越高，患膿毒癥的可能性越大。見表4。

表3 單因素Logistic回歸對創(chuàng)傷患者診斷膿毒癥的分析

表4 多因素Logistic回歸對創(chuàng)傷患者診斷膿毒癥的分析

經(jīng)統(tǒng)計分析可知ISS在各生物標志物單獨診斷創(chuàng)傷后膿毒癥時的效能最高，ROC曲線下面積AUC 0.866，靈敏度77.05%，特異度80.74%，這可能與此研究中研究對象均為嚴重創(chuàng)傷患者有關(guān)；其次CD4/CD8(AUC=0.847)，其靈敏度65.57%，特異度87.41%；第三位PCT(AUC=0.840)，靈敏度72.13%，特異度81.48%。而IL-6及乳酸的診斷效能遠不及其他生物標志物，其AUC、靈敏度均低于其他生物標志物。筆者從創(chuàng)傷后膿毒癥發(fā)生發(fā)展機制的不同方面選取PCT、ISS及CD4/CD8形成新的組合，檢測其聯(lián)合診斷的效能，ROC曲線下面積AUC=0.927，靈敏度91.80%，特異度81.48%，高于任何生物標志物及評分單獨使用時的AUC，且對早期診斷重要的靈敏度及陰性預測值也比單獨使用時有明顯提高。見表5、圖1。

圖1 CD4/CD8，PCT，ISS組合和各生物標志物單獨診斷膿毒癥的ROC曲線

表5 各項生物標志物及評分單獨與聯(lián)合診斷創(chuàng)傷后膿毒癥的診斷效能比較

通過多因素Logistic回歸分析創(chuàng)傷后膿毒癥死亡患者26例的預后影響因素，結(jié)果提示ISS為創(chuàng)傷后膿毒癥患者死亡的獨立危險因素(P<0.05)。其OR值0.199，95%CI為1.015～1.466，反映ISS越高，創(chuàng)傷患者死亡風險越大。見表6。

表6 多因素Logistic回歸對創(chuàng)傷性膿毒癥患者死亡的分析

討 論

嚴重創(chuàng)傷患者初始復蘇后因創(chuàng)傷后并發(fā)癥在院內(nèi)病死率較高，因為創(chuàng)傷后誘發(fā)的早期急性應激及隨之而來的炎癥反應和免疫異常等事件的進行性發(fā)展，最終導致不可逆的器官衰竭直至死亡，因此快速、準確、有效地診斷創(chuàng)傷后膿毒癥對改善病情及預后有著非常重要的作用。

創(chuàng)傷患者對膿毒癥易感性最重要的特征之一是免疫平衡紊亂導致持續(xù)的免疫抑制[11]。膿毒癥復雜的免疫學改變領(lǐng)域的新研究表明，持續(xù)的免疫抑制是膿毒癥高病死率的關(guān)鍵決定因素。其免疫抑制特點是T細胞分化和功能障礙，循環(huán)中CD4+T淋巴細胞數(shù)量的減少及其向Th2表型的轉(zhuǎn)變?yōu)樘卣鞯墨@得性免疫系統(tǒng)抑制并伴有先天性免疫系統(tǒng)激活[12-14]。一旦設(shè)法獲得創(chuàng)傷后的免疫抑制和免疫刺激過程的詳細特征，以及能夠區(qū)分患者免疫狀態(tài)的特定生物標志物，就意味著可以結(jié)合創(chuàng)傷后膿毒癥患者的免疫狀態(tài)以及創(chuàng)傷程度的個體差異來進行個體化治療[13]。T淋巴細胞被認為是宿主對膿毒癥反應的有效早期介體，在先天及獲得性免疫中扮演重要的角色[14]。它們在創(chuàng)傷后炎癥反應中發(fā)揮著重要但尚未具有深刻特征的作用，因此可能也是創(chuàng)傷后免疫抑制程度的重要決定因素[15]。T淋巴細胞從骨髓源性前體在胸腺里表達CD4和CD8受體從而達到成熟狀態(tài)。CD4+T細胞分化為效應T輔助細胞，CD8+T細胞分化為細胞毒性T細胞，其中輔助型T淋巴細胞在T淋巴細胞中數(shù)量最多且作用關(guān)鍵，代表著機體特異性免疫系統(tǒng)功能狀態(tài)，其數(shù)量減少代表機體的細胞免疫受到損害。因此，機體CD4和CD8T淋巴細胞數(shù)量的平衡和紊亂也代表機體免疫功能的平衡和紊亂[16-17]。本研究中，各組之間CD4、CD8及其比值均有統(tǒng)計學意義(P<0.05)，且膿毒癥組較非膿毒癥組，死亡組較存活組CD4/CD8比值下降更顯著，表明T淋巴細胞亞群可敏感反映膿毒癥的嚴重程度。研究發(fā)現(xiàn)，在多微生物膿毒癥模型中，CD4+T淋巴細胞尤其容易凋亡[9，18]，又有研究表示，CD4+T淋巴細胞百分率和CD4/CD8比值在膿毒癥患者中顯著降低[19]，這與本研究結(jié)果相符。并且CD4/CD8比值的下降在創(chuàng)傷后患膿毒癥的多因素回歸分析中成為獨立危險因素，提示著CD4/CD8代表的細胞免疫狀況值相對更加準確地反映患者的預后。ROC曲線分析發(fā)現(xiàn)CD4/CD8診斷膿毒血癥的ROC曲線下面積顯著高于IL-6、乳酸，與PCT相近，亦說明CD4/CD8在診斷、評估膿毒癥的預后方面具有一定優(yōu)勢。

PCT是降鈣素的肽前體,由甲狀旁腺細胞以及肺和腸內(nèi)的神經(jīng)內(nèi)分泌細胞分泌，是機體對如膿毒癥引起的組織損傷和壞死所產(chǎn)生的鈣外流引起的高鈣血癥產(chǎn)生反應[20]。當細菌感染特別是全身感染時顯著升高。監(jiān)測PCT水平有助于創(chuàng)傷后膿毒癥的早期診斷、評估嚴重程度、指導抗生素治療、判斷預后結(jié)果,其臨床意義已經(jīng)得到了廣泛的認可和應用[21-22]。但嚴重創(chuàng)傷、外科術(shù)后等患者早期血清PCT等指標也會顯著升高，因此，應將PCT與至少一種其他生物標記物聯(lián)合使用，以避免對膿毒癥診斷尚未確定的患者進行生存或死亡的錯誤假設(shè)[23]。本研究中，膿毒癥組與死亡組的PCT水平較各自的對照組顯著升高，表明PCT對于嚴重創(chuàng)傷后膿毒癥的預后作用較好。ROC曲線比較診斷效能中，PCT在曲線下面積較高(AUC=0.840),并且有較好的靈敏度及特異度，對創(chuàng)傷后膿毒癥診斷有一定價值。

ISS可間接量化大量軟組織損傷的創(chuàng)傷患者并可用于定義創(chuàng)傷的嚴重程度，評估住院死亡的風險，以及多發(fā)傷患者發(fā)生嚴重感染的風險[24]。但ISS也存在較大局限性，因ISS以解剖部位為基礎(chǔ)，對患者傷后的生理功能紊亂狀況并未反映。由于每名患者對創(chuàng)傷的承受能力及治療的反應性存在個體差異，臨床表現(xiàn)也呈現(xiàn)多樣性，患者解剖部位損傷嚴重程度與其創(chuàng)傷后病理生理改變狀況并不一致[25]。本研究中，ISS在各組中的差異同樣均有統(tǒng)計學意義(P<0.05)，Logistic回歸分析提示患膿毒癥及發(fā)展為死亡的獨立危險因素，ISS越高，患膿毒癥及死亡的風險越高，這與國內(nèi)外研究相符[26-27]。據(jù)報道，創(chuàng)傷后患者膿毒癥的總發(fā)病率2%～10%[28]。在筆者的研究中，膿毒癥的發(fā)生率31.1%，可能反映較高的損傷嚴重程度，平均ISS(37.44±14.93)分。這些發(fā)現(xiàn)與Gouel-Chéron等[29]描述的比率相似，其隊列研究中創(chuàng)傷后膿毒癥的發(fā)生率37%，平均ISS(37±10)分。本研究中ISS診斷膿毒癥截斷值>24分，死亡組平均值(46.58±13.45)分。結(jié)合回歸分析結(jié)果，認為ISS>24分的創(chuàng)傷患者更容易發(fā)展成為膿毒癥，且評分越高，創(chuàng)傷后膿毒癥的結(jié)局越傾向于死亡。對于ISS<16分的輕中度創(chuàng)傷患者也有可能會發(fā)生膿毒癥，但因時間及人員等有限原因，無法追溯這些患者的預后。

除了創(chuàng)傷性損傷(“第一次打擊”)之外，第二次打擊(如手術(shù)、輸血或感染)都可能影響全身生物標志物的濃度。此外，損傷嚴重程度及分布，甚至患者的特定因素，如性別和年齡、創(chuàng)傷前藥物治療、肥胖、先前存在的慢性疾病或酗酒都可能影響創(chuàng)傷后各項指標的濃度。故使用單一的標記物來預測并發(fā)癥或決定具體的治療策略是不夠可靠的[30]。ROC曲線分析發(fā)現(xiàn)，CD4/CD8、PCT與ISS聯(lián)合診斷的診斷效能較任何單項指標診斷創(chuàng)傷后膿毒癥的準確性高?？赡艿脑蚴遣煌笜嗽谀摱景Y的發(fā)生發(fā)展過程中有著不同或互補的機制：CD4/CD8代表創(chuàng)傷患者的免疫狀態(tài)，PCT代表著是否有細菌感染，而ISS提示創(chuàng)傷嚴重程度，若聯(lián)合評估各類指標，診斷的敏感性和特異性會相應增加。雖然這三種指標與評分的組合還沒有被使用過，但是每一種生物標志物都已經(jīng)在其他組合測試中應用。在聯(lián)合使用在同一測試時，這三種生物標志物及評分可能提高其診斷和預后的準確性。

本研究仍存在一些不足之處。首先，本研究為單中心研究，樣本量相對較小，研究結(jié)果難免存在一定偏移；其次，本研究為橫斷面研究，未能描述各生物標志物的動態(tài)變化。如果能夠分析患者CD4、CD8、PCT等的動態(tài)變化與療效及預后的關(guān)系，可能會更有利于指導臨床的治療。

綜上所述，本研究包括的創(chuàng)傷患者中，ISS、CD4/CD8、PCT等均與患膿毒癥及病情嚴重程度有關(guān)。CD4/CD8、PCT與ISS聯(lián)合診斷能有效地早期診斷膿毒癥，ISS及CD4/CD8為創(chuàng)傷后膿毒癥獨立影響因素，可以有效評估患者預后。