外周血SP-D、SP-A、IL-1β對創(chuàng)傷性腸破裂患者術后急性肺損傷的預測及病情評估價值

王琪，高明，葛魏巍，孫遠松

（安徽醫(yī)科大學第二附屬醫(yī)院急診外科，安徽合肥230601）

急性肺損傷（acute lung injury，ALI）/急性呼吸窘迫綜合征（acute respiratory distress syndrome，ARDS）是以急性低氧血癥為主要臨床表現的嚴重呼吸系統疾病[1]， 創(chuàng)傷性腸破裂（traumatic enterorrhexis，TE）是發(fā)生ALI/ARDS 的常見誘因之一[2]。然而目前臨床上對于TE 患者的術前管理措施仍以穩(wěn)定血流動力學為主，而忽視了TE 本身以及手術相關因素所誘發(fā)的急性遠程器官損傷，其中以ALI/ARDS 最為嚴重，直至2014年其總體病死率仍保持在40%左右[3-4]，直接影響患者的預后[5]。因此，臨床上迫切需要尋找一種或幾種具有高特異度和靈敏度的相關指標以早期預測TE 術后ALI/ARDS 的發(fā)生并評估病情嚴重程度。隨著近年來對ALI/ARDS 病理生理機制認識的逐步深入，越來越多的研究表明，炎癥趨化導致肺泡上皮和血管內皮細胞受損是TE 手術患者伴發(fā)ALI/ARDS 的主要病理過程[6-7]。相關研究還發(fā)現肺表面活性蛋白D（SP-D）、肺表面活性蛋白A（SP-A）、白細胞介素1β（IL-1β）的高表達在ALI/ARDS 中的組織損傷修復和免疫炎癥調節(jié)方面發(fā)揮重要作用，有望成為評價TE 術后伴發(fā)ALI/ARDS 的特異性標志物[8-9]。本研究目的在于通過監(jiān)測TE 患者SP-D、SP-A 及IL-1β 水平的動態(tài)變化，進而分析其在術后伴發(fā)ALI/ARDS 的早期預測以及病情嚴重程度評估中的價值，以期對TE術后伴發(fā)ALI/ARDS 患者的預防和治療提供幫助。

1 資料與方法

1.1 一般資料

本研究經安徽醫(yī)科大學第二附屬醫(yī)院倫理委員會批準。收集我院急診外科2019年8月—2020年12月診治的78 例TE 患者相關臨床資料，男51 例，女27 例；年齡32～71 歲。ALI/ARDS 的共識定義及分類原則由Europe-America ARDS 聯席委員會制定通過[10]，即：存在ALI/ARDS 的高危因素；急性起病、呼吸頻率>28 次/min 和（或）呼吸窘迫；低氧血癥：ALI 時動脈血氧分壓（PaO2）/吸入氧分數值（FiO2） ≤300， ARDS 時PaO2/FiO2≤200； 胸部X 線檢查顯示兩肺浸潤陰影； 肺動脈楔壓（PAWP）≤18 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa）或臨床上能除外心源性肺水腫。根據定義及分類，78 例患者中，52 例術后無肺損傷（對照組），15例術后伴發(fā)ALI（ALI組），11 例術后伴發(fā)ARDS（ARDS 組）。

1.2 納入及排除標準

納入標準：⑴所有納入對象均診斷為TE 且無其他臟器損傷，并在我院檢查和手術，ALI 和ARDS 組患者符合相應的診斷及分類標準；⑵均在發(fā)病后6 h 以內入院，且之前未接受任何治療措施；⑶臨床資料完整。排除標準：⑴3 個月內有外傷及輸血史的患者；⑵惡性腫瘤個人史且接受過放化療的患者；⑶既往或長期服用免疫抑制劑及激素的患者；⑷既往伴有急慢性肺部疾病的患者；⑸術后7 d 內死亡的入組患者。符合任何一條排除標準的患者，都將被排除出研究隊列。

1.3 研究方法

所有患者入院后均行急診開放性腹部手術治療。并在宋磊等[11]的實驗方法基礎上改良，分別在術前及術后第1、4、7 天凌晨空腹收集外周靜脈血3 mL，以4 000r/min 離心10 min 分離出血清，將血清置于EP 管中并于-80 ℃液氮冷凍保存，進行統一檢測。采用酶聯免疫吸附試驗法（ELISA 法）檢測血清SP-D、SP-A、IL-1β 以及PCT 水平。

1.4 統計學處理

數據分析采用SPSS 23.0 軟件，服從正態(tài)分布的計量資料結果以均數±標準差（±s） 表示；計數資料用頻數和率表示；組間計量資料對比使用單因素方差分析，組間計數資料對比使用χ2檢驗，計量資料間的相關性分析使用Pearson 或Spearman 相關分析；應用ROC 曲線分析各項指標的預測效能并確定最佳截斷值；使用平行診斷試驗計算聯合檢測敏感度：試驗A 敏感度+（1-試驗A 敏感度）×試驗B 敏感度；使用系列診斷試驗計算聯合檢測特異度：試驗A 特異度+（1-試驗A 特異度）×試驗B 特異度。以P<0.05 為差異有統計學意義。

2 結 果

2.1 各組臨床資料比較

對照組、ALI 組及ARDS 組患者間年齡、性別、BMI、致傷因素、損傷部位、手術方式、手術時長及術中失血量的差異無統計學意義（均P>0.05）；ALI 組和ARDS 組患者的機械通氣時長、PCT 水平、肺損傷預測評分（LIPS） 以及肺損傷評分（LIS）在ALI 組和ARDS 組患者中均明顯高于對照組，且ARDS 組明顯高于ALI 組，差異均有統計學意義（均P<0.05）；ALI 組和ARDS 組患者的氧合指數明顯低于對照組，且ARDS 組明顯低于ALI 組，差異均有統計學意義（均P<0.05）（表1）。

表1 各組臨床資料比較Table 1 Comparison of the clinical variables among the three groups

2.2 外周血SP-D、SP-A、IL-1β水平比較

術前外周血SP-D、SP-A、IL-1β 水平在ALI 組和ARDS 組患者中均明顯高于對照組，且ARDS 組明顯高于ALI 組（均P<0.05）。動態(tài)分析發(fā)現，ALI 組和ARDS 組患者SP-D、SP-A、IL-1β 水平在不同時間點均明顯高于對照組（P<0.01）；ALI 和ARDS 組間比較發(fā)現，除SP-A 水平在術后第7 天兩組無明顯差異外（P>0.05），其余各時間點ARDS 組的SP-D、SP-A、 IL-1β 水平均明顯高于 ALI 組 （P<0.01）（圖1）。

圖1 外周血SP-D、SP-A、IL-1β水平在三組患者不同時間點的動態(tài)變化比較Figure 1 Comparison of dynamic levels of SP-D,SP-A and IL-1β among three groups

2.3 ROC曲線分析

考慮到患者術中術后治療的個體差異性，故選取影響因素較少的術前SP-D、SP-A、IL-1β、PCT檢測值以及LIPS評分作為早期預測資料并做ROC曲線分析。

2.3.1 TE 術后伴發(fā)ALI 的ROC 曲線分析三項指標對TE 術后伴發(fā)ALI 的早期預測分析結果顯示：SP-D 最佳閾值為0.66 ng/mL，此時靈敏度為90.4%，特異度為62.9%，AUC 為0.800；SP-A 最佳閾值為20.02 ng/mL， 此時靈敏度為90.4%， 特異度為82.3%，AUC 為0.919；IL-1β 最佳閾值為9.81 ng/mL，此時靈敏度為65.4%，特異度為82.3%，AUC 為0.755；以SP-D≥0.66 ng/mL、SP-A≥20.02 ng/mL、IL-1β≥9.81 pg/mL 為閾值，三者聯合進行平行試驗時的靈敏度及特異度分別為99.7%、42.6%；三者聯合進行系列試驗時的靈敏度及特異度分別為53.4%、98.8%（表2）（圖2）。

圖2 SP-D、SP-A、IL-1β早期預測ALI的ROC曲線Figure 2 ROC curves of SP-D,SP-A and IL-1β for early prediction of ALI

表2 SP-D、SP-A、IL-1β對ALI預測價值的ROC曲線分析Table 2 ROC curve analysis of the predictive value of SPD,SP-A and IL-1β for ALI

2.3.2 TE 術后伴發(fā)ARDS 的ROC 曲線分析三項指標對TE 術后伴發(fā)ARDS 的早期預測分析結果顯示：SP-D 最佳閾值為0.96 ng/mL，此時靈敏度為87.5%，特異度為84.7%，AUC 為0.902；SP-A 最佳閾值為21.26 ng/mL，此時靈敏度為93.8%，特異度為80.6%，AUC 為0.931；IL-1β 最佳閾值為14.64 ng/mL，此時靈敏度為87.5%，特異度為91.8%，AUC 為0.957；以SP-D≥0.96 ng/mL、SP-A≥21.26 ng/mL、IL-1β≥14.64 pg/mL為閾值，三者聯合進行平行試驗時的靈敏度及特異度分別為99.9%、62.7%；三者聯合進行系列試驗時的靈敏度及特異度分別為71.8%、99.7%（表3）（圖3）。

表3 SP-D、SP-A、IL-1β對ARDS預測價值的ROC曲線分析Table 3 ROC curve analysis of the predictive value of SP-D,SP-A and IL-1β for ARDS

2.4 相關性分析

2.4.1 三項指標與氧合指數的相關性分析將三組患者術前各指標水平與氧合指數做Pearson 檢驗并制作散點圖，結果顯示：SP-D、SP-A、IL-1β檢測值與氧合指數值均呈明顯負相關（r=-0.504、-0.657、-0.717，均P<0.01）（圖4）。

圖4 SP-D、SP-A、IL-1β與氧合指數的相關性Figure 4 Correlation of SP-D,SP-A,and IL-1β with oxygenation index

2.4.2 三項指標與LIS 評分的相關性分析將三組患者術前各指標水平與診斷ALI/ARDS 時的LIS 評分做Spearman 檢驗并制作散點圖，結果顯示：SP-D、SP-A、IL-1β 檢測值與LIS 評分均呈顯著正相關（r=0.471、0.654、0.634，均P<0.01）（圖5）。

圖5 SP-D、SP-A、IL-1β與LIS評分的相關性Figure 5 Correlation of SP-D,SP-A,and IL-1β with LIS score

3 討 論

TE 在腹部創(chuàng)傷中較為常見，是急診行剖腹探查術的適應證之一[12]。有研究發(fā)現，TE 術后患者常伴隨細菌易位、炎癥細胞激活以及促炎因子的過量釋放[13]，從而引發(fā)全身炎癥反應并造成多器官功能障礙或衰竭，其中肺組織對炎癥損傷最為敏感，極易導致TE 術后伴發(fā)ALI/ARDS[14]。ALI/ARDS 是以炎癥趨化和彌漫性肺泡損傷為病理特點的肺部疾病[15]，臨床上表現為低氧血癥難以改善，嚴重患者可導致肺功能衰竭甚至死亡[16]，故在TE患者中行快速準確的ALI/ARDS 早期預測及動態(tài)病情評估對其有效治療和改善預后均可起到關鍵性作用。然而，目前臨床上尚無特異性及敏感度較強的指標可用，其中PCT 水平對TE 術后伴發(fā)ALI/ARDS 早期預測和病情評估的特異性不高，LIPS 評分和LIS 評分存在項目繁雜、耗時長等問題[17-18]。因此，尋找一項或幾項高敏感度及特異度的指標來對TE 術后伴發(fā)ALI/ARDS 進行早期預測并動態(tài)評估病情嚴重程度，已成為越來越多的臨床工作者研究的熱點及難點。

SP-D 作為鈣依賴性凝集素家族中的糖蛋白，是肺表面活性物質系統的組成部分。其不僅發(fā)揮宿主防御和免疫調節(jié)功能[19]，也可以通過激活酪氨酸磷酸酶SHP-1 來減輕局部單核細胞/巨噬細胞浸潤，同時抑制其促炎因子的分泌，顯著降低巨噬細胞介導的肺泡細胞毒性，發(fā)揮抗炎作用[20]。Mackay 等[21]的研究發(fā)現，膿毒癥性肺損傷患兒SP-D水平明顯高于正?；純海≒<0.000 1）。且有研究[22]還顯示，ALI/ARDS 患者氧合指數通過無氧通氣法（AOI）得到明顯提高的同時，SP-D 水平明顯下降，表明SP-D 水平可反映肺功能受損程度。本研究結果顯示，ALI 組、ARDS 組患者的SP-D 水平在各時間點均顯著高于對照組，且ARDS 組顯著高于ALI 組（P<0.01），且相關性分析顯示SP-D 與氧合指數負相關、與LIS 評分正相關，表明SP-D 水平與肺損傷的嚴重程度呈正比，可有效評估TE 術后伴發(fā)ALI/ARDS 的病情嚴重程度。

SP-A 屬于親水性糖蛋白，在所有肺表面活性蛋白中占比最大，其水平高低可反映肺泡上皮屏障損傷狀況[23]。SP-A 不僅可以通過與吞噬細胞相互作用調節(jié)多種細胞因子的釋放，啟動對病原體或炎癥因子的免疫反應；還可以通過抑制肺對致敏原產生的超敏反應而起到保護肺組織的作用[24]。Liu 等[25]發(fā)現，大鼠經LPS 誘導發(fā)生ALI 后，其肺組織受損嚴重并伴隨著SP-A 水平顯著升高，而經優(yōu)帕替林（eupatilin）干預后肺組織損傷情況明顯改善，且SP-A 水平相比無干預組顯著下降（P<0.001），表明SP-A 水平與肺損傷嚴重程度成正相關。本研究中的ALI 組、ARDS 組患者SP-A 水平均持續(xù)顯著高于對照組（P<0.01），且ARDS 組的SP-A水平在術前及術后第1、4 天顯著高于ALI 組（P<0.01），與上述研究結果相向；此外本研究的相關性分析顯示SP-A 與氧合指數負相關、與LIS 評分正相關，表明SP-A 可以作為評估TE 術后伴發(fā)ALI/ARDS 病情嚴重程度的有效指標之一。但本研究同時也發(fā)現，SP-A 水平在術后第7 天ALI 和ARDS 組間無統計學差異（P>0.05），這可能是由于SP-A 在ALI/ARDS 中表現出促炎效果同時也發(fā)揮抑制炎性損傷的作用有關，SP-A 膠原結構域與CD91/CRT 結合激活促炎通路，而SP-A 通過調節(jié)鈣依賴性CRD與信號抑制調節(jié)蛋白α(SIRPα)的相互作用產生抗炎效果，上述雙向的負反饋調節(jié)使得SP-A 水平在ALI/ARDS 患者后期階段達到平衡抑制。

IL-1β 是一種熱源性的細胞因子，其促炎作用強效[26]。創(chuàng)傷和休克等因素通過激活損傷相關分子模式致使巨噬細胞在肺組織中異常積聚并過度分泌IL-1β[27]，IL-1β 一方面通過趨化炎癥細胞來進一步加重肺組織局部炎癥反應[28]，另一方面通過抑制鈉通道進而導致肺水腫。IL-1β 作為肺損傷的潛在關鍵細胞因子，在急性肺損傷病情惡化中占據中心地位[29]。Kong 等[30]研究發(fā)現ARDS 患者的IL-1β 水平顯著高于健康對照組（P<0.01），且在ARDS 組患者中，IL-1β 水平越高則患者的28 d 生存率越差，表明IL-1β 水平與病情嚴重程度存在正相關。Zheng 等[31]發(fā)現ALI/ARDS 組大鼠IL-1β 水平明顯高于無ALI/ARDS 組（P<0.05），并提出IL-1β是ALI/ARDS 早期最具生物活性的促炎因子。相比上述動物實驗研究及IL-1β 水平的單一時間點分析而言，本研究是基于臨床上TE 患者術前術后不同時間點的IL-1β 指標水平動態(tài)監(jiān)測比較，并分析發(fā)現：IL-1β 水平在ALI 組和ARDS 組中各時間點均顯著高于對照組（均P<0.01），且ARDS 組患者顯著高于ALI 組（均P<0.01），并與氧合指數負相關、與LIS 評分正相關，強調IL-1β 的動態(tài)監(jiān)測在TE 術后伴發(fā)ALI/ARDS 的病情嚴重程度的評估中更具意義。

在本研究中，ROC 曲線分析示SP-D、SP-A、IL-1β 各指標單獨預測ALI/ARDS 的AUC 均高于PCT、LIPS 評分，表明三者有望替代上述傳統指標而對ALI/ARDS 的發(fā)生具備更有效的預測價值。ROC 曲線分析還發(fā)現，SP-A 在早期預測TE 術后伴發(fā)ALI/ARDS 方面均表現出較高的靈敏度，且ALI和ARDS 組患者SP-A 水平在術前即開始明顯高于對照組，表明SP-A 可以作為早期預測TE 術后伴發(fā)ALI/ARDS 的敏感指標之一；IL-1β 預測ARDS 的AUC 最高，表明其在早期預測TE 術后伴發(fā)ARDS方面具有更高價值。此外，三者聯合平行試驗可提高預測TE 術后伴發(fā)ALI/ARDS 的靈敏度，系列試驗則有助于提高特異度。但基于本研究中TE 術后伴發(fā)ALI 和ARDS 患者樣本數較少，尚待后續(xù)擴大樣本以進一步佐證。

綜上所述，血清SP-D、SP-A、IL-1β 在TE 術后患者伴發(fā)ALI/ARDS 的早期預測和病情嚴重程度評估中均有一定的臨床價值，其中三者聯合動態(tài)監(jiān)測的臨床價值更高，且各指標檢測方便快捷，值得臨床上進一步推廣應用。