慢性心力衰竭合并肺部感染患者MIP-2、MMP-9、D-D、miR-21表達及與病原菌類型、心肌功能的關(guān)聯(lián)性研究

鮑利改，董 謙

慢性心力衰竭(CHF)是各種基礎(chǔ)心臟病的終末階段，5年生存率僅為10.0%[1]，由于心肌收縮力明顯下降，導(dǎo)致血液淤積于肺部，加之機體代謝異常，抵抗力下降，易誘發(fā)肺部微循環(huán)障礙，細(xì)菌沉積于肺底部，增加肺部感染(PI)發(fā)生風(fēng)險，進而引發(fā)機體不同程度缺氧，最終形成惡性循環(huán)[2-3]。因此準(zhǔn)確診斷CHF合并PI，對指導(dǎo)臨床制定有效干預(yù)方案具有重要價值。既往臨床診斷CHF合并PI主要依賴降鈣素原、C反應(yīng)蛋白等炎性因子，但其診斷特異度、敏感度較低。近年相關(guān)研究指出，巨噬細(xì)胞炎癥蛋白-2(MIP-2)作為一種巨噬細(xì)胞趨化因子，在炎癥反應(yīng)及PI病原菌鑒別中扮演著重要角色[4]?；|(zhì)金屬蛋白酶-9(MMP-9)是基質(zhì)金屬蛋白酶家族成員，其表達可引發(fā)心室重構(gòu)，加重CHF病情[5]，但其在CHF合并PI中的作用尚未完全明確。D-二聚體(D-D)是纖溶過程中的特異性標(biāo)志物，其在心腦血管疾病中的作用已得到臨床研究證實[6-7]。另外有研究表明，微小核糖核酸參與了PI的發(fā)生、發(fā)展過程[8]，而微小核糖核酸-21(miR-21)不僅在CHF心室重構(gòu)過程中發(fā)揮重要作用，還參與了感染性疾病的發(fā)生發(fā)展[9]。故此，本研究旨在探討CHF合并PI患者MIP-2、MMP-9、D-D、miR-21表達情況及與病原菌類型、心肌功能的關(guān)聯(lián)性，現(xiàn)報告如下。

1 資料與方法

1.1一般資料 選取2018年1月—2020年4月我院收治的214例CHF。納入標(biāo)準(zhǔn)：符合CHF診斷標(biāo)準(zhǔn)[10]；PI診斷：病程中出現(xiàn)咳嗽、發(fā)熱等癥狀；兩肺可聞及水泡音和(或)哮鳴音；經(jīng)胸部X線檢查示單側(cè)或雙肺多發(fā)或單發(fā)斑片狀密度增高影；白細(xì)胞計數(shù)>10.0×109/L或<4.0×109/L；臨床資料完整。排除標(biāo)準(zhǔn)：近1個月內(nèi)有抗感染藥物、免疫抑制劑服用史者；急性心肌炎者；合并肝腎等重要臟器器質(zhì)性病變者；嚴(yán)重營養(yǎng)不良者；存在乙醇藥物濫用者；凝血功能紊亂或活動性出血者；嚴(yán)重意識障礙或精神行為異常者。214例根據(jù)是否合并PI分為PI組78例與無PI組136例。

1.2研究方法

1.2.1一般資料收集：參考相關(guān)文獻、專家意見自制《一般資料調(diào)查問卷》，調(diào)查內(nèi)容包括性別、年齡、體質(zhì)量指數(shù)(BMI)、吸煙史、飲酒史、CHF病程、心功能分級、心肌功能指數(shù)(MPI)等。MPI采用美國GE公司Vivid Five型彩色多普勒超聲診斷儀檢測。

1.2.2血清學(xué)指標(biāo)檢測：所有患者取空腹肘靜脈血9 ml，采用AEROSET全自動生化分析儀測定白細(xì)胞計數(shù)、中性粒細(xì)胞百分比、淋巴細(xì)胞百分比。將采集的靜脈血離心15 min(離心半徑8 cm)，分離取血清，采用酶偶聯(lián)法檢測肌酸激酶(CK)、心肌型肌酸激酶同工酶(CK-MB)、乳酸脫氫酶(LDH)、天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶(AST)水平；采用酶聯(lián)免疫吸附試驗測定血清MIP-2、MMP-9、D-D水平；采用實時熒光定量PCR技術(shù)測定血清miR-21水平。

1.2.3病原菌檢測：于血清學(xué)指標(biāo)檢測當(dāng)日清晨無菌采集CHF合并PI患者痰液，排痰前清水漱口3次，清除口腔內(nèi)大部分雜菌，后用力咳出呼吸道深部痰液至無菌廣口瓶內(nèi)或小紙盒內(nèi)，痰液不易排出者，可通過捶背協(xié)助排痰，必要時應(yīng)用一次性插入式吸引管通過負(fù)壓吸引器吸取深部痰液。利用phoenix100細(xì)菌培養(yǎng)鑒定儀培養(yǎng)鑒定病原菌。

1.3觀察指標(biāo) 比較2組一般資料，采用多因素Logistic回歸分析探討CHF合并PI的影響因素；分析CHF合并PI患者MPI與MIP-2、MMP-9、D-D、miR-21的相關(guān)性；分析MIP-2、MMP-9、D-D、miR-21聯(lián)合檢測對CHF合并PI的診斷價值；分析CHF合并PI患者病原菌類型；分析MIP-2、MMP-9、D-D、miR-21與病原菌類型的相關(guān)性。

2 結(jié)果

2.12組一般資料比較 2組年齡、白細(xì)胞計數(shù)、中性粒細(xì)胞百分比、淋巴細(xì)胞百分比、心功能分級、MPI、CK、AST、CK-MB、LDH、MIP-2、MMP-9、D-D、miR-21比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05，P<0.01)。見表1。

表1 慢性心力衰竭合并肺部感染及未合并肺部感染患者一般資料比較

2.2CHF合并PI影響因素分析 多因素Logistic回歸分析顯示，年齡、白細(xì)胞計數(shù)、中性粒細(xì)胞百分比、淋巴細(xì)胞百分比、心功能分級、MPI、CK、AST、CK-MB、LDH、MIP-2、MMP-9、D-D、miR-21為CHF合并PI的獨立危險因素(P<0.05)。見表2。

表2 慢性心力衰竭合并肺部感染的多因素Logistic回歸分析

2.3MPI與MIP-2、MMP-9、D-D、miR-21的相關(guān)性分析 CHF合并PI患者MIP-2、MMP-9、D-D、miR-21表達均與MPI呈正相關(guān)(r=0.870、0.883、0.935、0.766，P<0.01)。見圖1。

圖1 MPI與MIP-2、MMP-9、D-D、miR-21的相關(guān)性散點圖

2.4MIP-2、MMP-9、D-D、miR-21聯(lián)合檢測對CHF合并PI的診斷價值分析 ROC曲線分析顯示，MIP-2、MMP-9、D-D、miR-21聯(lián)合檢測診斷CHF合并PI的曲線下面積(AUC)最大，為0.917，敏感度、特異度分別為74.36%、91.91%，見圖2。

圖2 MIP-2、MMP-9、D-D、miR-21聯(lián)合檢測診斷CHF合并PI的ROC曲線

2.5CHF合并PI患者病原菌分析 78例CHF合并PI痰液標(biāo)本共檢出病原菌87株，其中革蘭陰性菌62株(71.26%)，包括鮑曼不動桿菌20株，銅綠假單胞菌14株，大腸埃希菌10株，肺炎克雷伯菌8株，奇異變形菌4株，陰溝腸桿菌3株，聚團腸桿菌2株，洋蔥伯克霍爾德菌1株；革蘭陽性菌21株(24.14%)，包括金黃色葡萄球菌14株，表皮葡萄球菌4株，肺炎鏈球菌3株；真菌4株(4.60%)，均為白色假絲酵母菌。

2.6MIP-2、MMP-9、D-D、miR-21與病原菌類型的相關(guān)性分析 不同病原菌類型CHF合并PI患者MIP-2、MMP-9、D-D、miR-21水平有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05，P<0.01)，見表3。且MIP-2、MMP-9、D-D、miR-21與病原菌類型呈正相關(guān)(r=0.785、0.625、0.617、0.734，P<0.05)。

表3 不同病原菌類型CHF合并PI患者MIP-2、MMP-9、D-D、miR-21水平比較

3 討論

數(shù)據(jù)統(tǒng)計，約59.6%的CHF患者合并PI[11]。臨床證實，PI一方面可增加心肌耗氧量，加重心臟負(fù)擔(dān)，引發(fā)心肌炎癥；另一方面感染性強的病原菌還能促進大量內(nèi)毒素分泌，明顯降低機體紅細(xì)胞攜氧能力，從而損傷心肌細(xì)胞，使心臟增大，進而對患者心肌功能及預(yù)后產(chǎn)生嚴(yán)重影響[12-13]。因此，尋找一種有效診斷手段，并及時有效干預(yù)，是目前臨床亟須解決的問題。

相關(guān)研究顯示，CHF合并PI發(fā)生機制與機體炎癥反應(yīng)及左心室重構(gòu)密切相關(guān)。本研究發(fā)現(xiàn)MIP-2、MMP-9、D-D、miR-21異常高表達是CHF合并PI的獨立危險因素，與王萌等[14]、李靜和梅冬[15]、林春生和王世紅等[16]、伍灝堃等[17]研究結(jié)果相似。MMP-9主要由機體血管壁細(xì)胞分泌、釋放，可降解心肌細(xì)胞外基質(zhì)膜間質(zhì)蛋白及相關(guān)膠原，避免肺基底膜及其結(jié)構(gòu)支架的完整性遭到損壞[18]。MIP-2是一種介導(dǎo)炎癥反應(yīng)的關(guān)鍵蛋白，在感染過程中發(fā)揮重要作用。有研究指出，MIP-2水平過度升高不僅會刺激細(xì)胞表面黏附分子表達，引發(fā)炎癥反應(yīng)，還可促進中性粒細(xì)胞、細(xì)胞黏附分子-1(ICAM-1)結(jié)合，上調(diào)相關(guān)炎性因子表達，加劇炎性因子浸潤，提高血管通透性[19-20]。D-D形成與凝血酶、纖維蛋白溶酶活性相關(guān)，是評價機體凝血功能與纖溶狀態(tài)的有效指標(biāo)。王永鋒等[21]研究指出，PI發(fā)生時，機體受病原菌產(chǎn)生的毒素及炎性介質(zhì)刺激，會一定程度損害肺部微血管，激活凝血系統(tǒng)，形成微血栓，進而刺激纖溶系統(tǒng)，誘導(dǎo)纖維蛋白原分解，繼而引起血清D-D含量升高。miR-21參與血管平滑肌異常增殖、凋亡及心肌細(xì)胞生長、死亡、纖維化過程[22]。產(chǎn)生上述結(jié)果的原因可能在于，CHF合并PI時不僅會降解正常膠原蛋白，調(diào)節(jié)缺乏連接結(jié)構(gòu)的纖維性間質(zhì)合成，破壞心肌基質(zhì)膠原網(wǎng)，還會激活整合素，增強中性粒細(xì)胞、ICAM-1相互作用，刺激蛋白酪氨酸磷酸酶基因表達，趨化中性粒細(xì)胞、嗜酸粒細(xì)胞等多種炎性細(xì)胞活性，釋放大量白細(xì)胞介素、腫瘤壞死因子-α等炎性因子，加重病情，從而上調(diào)MIP-2、MMP-9、D-D、miR-21水平。

寧國強等[23]研究發(fā)現(xiàn)，CHF合并PI患者炎性介質(zhì)水平升高，可進一步破壞心肌細(xì)胞功能，引發(fā)心肌細(xì)胞壞死甚至凋亡，繼而增加心肌纖維化發(fā)生風(fēng)險，從而對心力衰竭發(fā)展起到一定促進作用。MPI是一項評估心肌功能的新型彩色多普勒超聲衍生指標(biāo)[24]。本研究經(jīng)Pearson線性相關(guān)性分析可知，CHF合并PI患者MPI與MIP-2、MMP-9、D-D、miR-21存在良好線性關(guān)系，這可能歸因于MIP-2、MMP-9、D-D、miR-21過度表達，炎性因子增多，不僅會加重心肌缺氧狀態(tài)，加劇基質(zhì)細(xì)胞損傷，還可增強血液黏附作用，降低纖維蛋白原生成量，從而導(dǎo)致左室擴張，引發(fā)心肌重構(gòu)，加劇心肌功能損傷。另外，本研究經(jīng)痰液培養(yǎng)可知，78例CHF合并PI患者病原菌以革蘭陰性菌為主，符合國內(nèi)PI病原菌分布特點[25-26]，可進一步為臨床醫(yī)生經(jīng)驗性用藥提供數(shù)據(jù)支持，但關(guān)于MIP-2、MMP-9、D-D、miR-21鑒別CHF合并PI病原菌類型中的價值尚未完全明確。本研究表明，MIP-2、MMP-9、D-D、miR-21在CHF合并革蘭陰性菌PI患者中異常高表達，可能與內(nèi)毒素刺激有關(guān)。提示早期檢測MIP-2、MMP-9、D-D、miR-21水平，可為鑒別CHF合并革蘭陰性菌肺部感染病原菌類型提供新途徑。然而MIP-2、MMP-9、D-D、miR-21單一診斷CHF合并PI存在一定局限性，故本研究采用聯(lián)合診斷，結(jié)果顯示，MIP-2、MMP-9、D-D、miR-21聯(lián)合診斷CHF合并PI的AUC大于上述指標(biāo)單一診斷，敏感度、特異度分別為74.36%、91.91%?？梢娫缙诼?lián)合檢測MIP-2、MMP-9、D-D、miR-21有助于指導(dǎo)CHF合并PI臨床診治。

綜上，MIP-2、MMP-9、D-D、miR-21在CHF合并PI患者中異常高表達，并與病原菌類型、心肌功能存在一定相關(guān)性，早期聯(lián)合檢測可為臨床診治、病原菌類型鑒別、心肌功能評估提供新思路。