嚴(yán)重多發(fā)傷患者外周血Th1/Th2細(xì)胞因子水平變化及其對(duì)醫(yī)院感染的預(yù)測(cè)價(jià)值分析

張慧秋， 劉 麗， 劉 玲， 沙夢(mèng)龍， 魯海艷

多發(fā)傷是指同一因素導(dǎo)致機(jī)體多部位損傷，其中至少一個(gè)損傷部位為致命傷時(shí)則稱為嚴(yán)重多發(fā)傷[1]。嚴(yán)重多發(fā)傷患者病情重，易引起免疫功能紊亂，抵抗力降低，患者發(fā)生醫(yī)院感染的風(fēng)險(xiǎn)升高，為其死亡的主要原因之一[2]。故早期診斷、采取有效措施可改善此類患者預(yù)后。輔助性T淋巴細(xì)胞（Th）在機(jī)體抗感染中扮演重要角色，根據(jù)其分泌的細(xì)胞因子及功能的不同，可分為Th1和Th2。Th1產(chǎn)生的細(xì)胞因子主要是白細(xì)胞介素（IL）-2、γ干擾素（IFN-γ）等，主要介導(dǎo)細(xì)胞免疫和遲發(fā)型超敏反應(yīng)的形成；Th2產(chǎn)生的細(xì)胞因子有IL-4、IL-10等，主要介導(dǎo)體液免疫，促進(jìn)B細(xì)胞發(fā)育、抑制單核-巨噬細(xì)胞的激活和活性氧產(chǎn)物等的產(chǎn)生，同時(shí)可抑制Th1所介導(dǎo)的免疫應(yīng)答[3]。研究表明，多種疾病合并感染均會(huì)導(dǎo)致Th1/Th2細(xì)胞因子失衡[4-6]，但其在嚴(yán)重多發(fā)傷患者發(fā)生醫(yī)院感染后的變化尚不清楚，鑒于此，本研究選取135例嚴(yán)重多發(fā)傷患者，并設(shè)計(jì)對(duì)照試驗(yàn)，通過(guò)對(duì)比Th1/Th2細(xì)胞因子的變化，探討其在對(duì)嚴(yán)重多發(fā)傷患者發(fā)生醫(yī)院感染的預(yù)測(cè)作用，為臨床早期篩選出感染患者提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 一般資料

選取安徽醫(yī)科大學(xué)附屬宿州醫(yī)院2018年8月—2021年4月住院的135例嚴(yán)重多發(fā)傷患者為疾病組，另于同時(shí)間段招募128名健康志愿者作對(duì)照組。疾病組納入標(biāo)準(zhǔn)：患者均符合嚴(yán)重多發(fā)傷診斷標(biāo)準(zhǔn)[7]，創(chuàng)傷嚴(yán)重評(píng)分（ISS）在16分以上；且對(duì)本研究知情同意。排除標(biāo)準(zhǔn)：入院前合并感染者；合并有嚴(yán)重臟器功能障礙者；有代謝性疾病、慢性炎癥疾病史者；有免疫性疾病及腫瘤疾病史者；有激素、免疫抑制劑用藥史者；妊娠及哺乳期婦女。

疾病組醫(yī)院感染判斷方法：根據(jù)醫(yī)院感染診斷標(biāo)準(zhǔn)[8]，將入院前無(wú)感染，且無(wú)明確潛伏期時(shí)，入院48 h后發(fā)生的感染定義為醫(yī)院感染；有明確潛伏期時(shí)，自入院起超過(guò)平均潛伏期后發(fā)生的感染為醫(yī)院感染。病原學(xué)診斷：臨床診斷基礎(chǔ)上，分泌物或引流物涂片或培養(yǎng)可發(fā)現(xiàn)有意義的病原微生物。根據(jù)上述標(biāo)準(zhǔn)分為感染組和未感染組。

1.2 檢測(cè)方法

外周血Th1/Th2細(xì)胞因子水平檢測(cè)：疾病組入院后1 h、48 h后留取標(biāo)本，對(duì)照組均為體檢剩余血樣，均抽取5 mL外周血注入抗凝管中，加入脂多糖，終濃度為100 μg/L，靜置4 h后，3 000 r/min離心分離15 min，分離血漿置于－70 ℃環(huán)境下保存。兩組均采用ELISA法檢測(cè)血清IL-2、IFN-γ、IL-4、IL-10水平。試劑為上海酶聯(lián)生物科技有限公司產(chǎn)品，操作依據(jù)試劑盒說(shuō)明。

1.3 觀察指標(biāo)

比較兩組一般資料、外周血Th1/Th2細(xì)胞因子水平；比較疾病組不同部位創(chuàng)傷患者Th1/Th2細(xì)胞因子水平；統(tǒng)計(jì)疾病組醫(yī)院感染情況及病原菌分布；比較疾病組中感染組和未感染組入院48 h后Th1/Th2細(xì)胞因子水平；分析入院48 h后外周血Th1/Th2細(xì)胞因子水平單獨(dú)及聯(lián)合對(duì)疾病組醫(yī)院感染的預(yù)測(cè)價(jià)值，其中所有指標(biāo)預(yù)測(cè)疾病組醫(yī)院感染陽(yáng)性方認(rèn)為聯(lián)合預(yù)測(cè)陽(yáng)性，記錄不同預(yù)測(cè)方法的最佳截?cái)帱c(diǎn)、靈敏度、特異度、AUC和95%置信區(qū)間（95%CI）。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

2 結(jié)果

2.1 一般資料比較

疾病組創(chuàng)傷原因：交通事故57例，墜落傷31例，壓砸傷18例，刀刺（砍）傷23例，其他傷6例；創(chuàng)傷部位（致命傷）：顱腦創(chuàng)傷41例，胸部創(chuàng)傷16例，腹部創(chuàng)傷36例，四肢及骨盆骨折42例；入院后實(shí)施緊急手術(shù)治療104例，非手術(shù)治療31例；ISS評(píng)分16～43分，平均（26.3±4.8）分；鈍器傷103例，銳器傷32例。疾病組男95例（70.4%）、女40例（29.6%），對(duì)照組男84例（65.6%）、女44例（34.4%），兩組性別分布差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（χ2=0.415，P＞0.05）。疾病組平均年齡（38.6±5.7）歲 ， 對(duì)照組平均年齡（39.2±6.1）歲，年齡差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=0.936，P＞0.05）。，

2.2 疾病組與對(duì)照組Th1/Th2細(xì)胞因子水平比較

疾 病 組 IL-2水 平（U=18.030，P＜0.001）、IFN-γ水平（U=36.842，P＜0.001）均低于對(duì)照組（P＜0.05），IL-4 水平（U=17.534，P＜0.001）、IL-10水平（U=22.892，P＜0.001）均高于對(duì)照組（P＜0.05）。見(jiàn)表1。

表1 疾病組與對(duì)照組外周血Th1/Th2細(xì)胞因子水平比較Table 1 Peripheral blood Th1/Th2 cytokine levels compared between case group and control group [M（ P25， P75） ]

2.3 疾病組不同部位創(chuàng)傷患者Th1/Th2細(xì)胞因子水平比較

疾病組不同部位創(chuàng)傷患者Th1/Th2細(xì)胞因子水平比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。見(jiàn)表2。

2.4 疾病組醫(yī)院感染情況及病原菌分布統(tǒng)計(jì)

疾病組135例醫(yī)院感染發(fā)生率為34.1%（46例），其中創(chuàng)面感染16例（34.8%）、呼吸道感染14例（30.4%）、泌尿系統(tǒng)感染7例（15.2%）、胃腸道感染2例（4.3%）、創(chuàng)面感染合并呼吸道感染2例（4.3%）、創(chuàng)面感染合并泌尿系統(tǒng)感染2例（4.3%）、呼吸道感染合并泌尿系統(tǒng)感染2例（4.3%）、創(chuàng)面感染合并呼吸道及泌尿系統(tǒng)感染1例（2.2%）。顱腦創(chuàng)傷、胸部創(chuàng)傷、腹部創(chuàng)傷、四肢及骨盆骨折患者中醫(yī)院感染發(fā)生率分別為34.1%（14/41）、31.2%（5/16）、33.3%（12/36）、35.7%（15/42），比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（χ2=0.127，P=0.835）。

不同創(chuàng)傷部位醫(yī)院感染患者IL-2、IFN-γ水平均低于未感染患者（P＜0.05），IL-4、IL-10水平均高于未感染患者（P＜0.05），見(jiàn)表3。

21例創(chuàng)面感染者培養(yǎng)出23株病原菌，19例呼吸道感染者中分離出21株菌，12例泌尿系統(tǒng)感染者中共分離出13株菌，患者革蘭陰性菌多見(jiàn)。見(jiàn)表4。另外2例胃腸道感染患者共分離出2株病原菌，均為大腸埃希菌，且39例單發(fā)感染患者均經(jīng)對(duì)癥支持治療后感染癥狀消失且病原菌檢測(cè)轉(zhuǎn)陰，7例多發(fā)性感染患者中有6例患者均經(jīng)對(duì)癥支持治療后感染癥狀消失且病原菌檢測(cè)轉(zhuǎn)陰，1例創(chuàng)面感染合并呼吸道感染及泌尿系統(tǒng)感染經(jīng)對(duì)癥支持治療無(wú)效并發(fā)多臟器功能障礙綜合征（呼吸衰竭并心力衰竭）。

表4 疾病組不同醫(yī)院感染類型病原菌分布Table 4 Distribution of pathogens in different types of nosocomial infection in case group

2.5 疾病組中感染組和未感染組入院48 h后外周血Th1/Th2細(xì)胞因子水平比較

感染組IL-2水平（U=6.476，P＜0.001）和IFN-γ水平（U=7.233，P＜0.001）均低于未感染組（P＜0.05），IL-4水平（U=5.730，P＜0.001）和IL-10水平（U=7.572，P＜0.001）均高于未感染組（P＜0.05）。見(jiàn)表 5。

表5 感染組和未感染組入院48h后Th1/Th2細(xì)胞因子水平比較Table 5 Th1/Th2 cytokine levels compared between infection group and non-infection group 48 hours after admission [M （P25， P75） ]

2.6 分析入院48 h后Th1/Th2細(xì)胞因子水平單獨(dú)及聯(lián)合對(duì)疾病組醫(yī)院感染的預(yù)測(cè)價(jià)值

IL-2、IFN-γ、IL-4和 IL-10聯(lián)合預(yù)測(cè)疾病組醫(yī)院感染的特異度均高于各個(gè)指標(biāo)單獨(dú)預(yù)測(cè)（特異度：χ2=19.863，P＜0.001；χ2=22.420，P＜0.001；χ2=21.131，P＜0.001；χ2=23.728，P＜0.001），AUC高于單獨(dú)預(yù)測(cè)（AUC：Z=4.245，P＜0.001；Z=2.550，P=0.011；Z=3.013，P=0.003；Z=2.702，P=0.007），靈敏度與單獨(dú)預(yù)測(cè)差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（靈敏度：χ2=0.000，P=1.000；χ2=0.413，P=0.520；χ2=0.090，P=0.765 ；χ2=1.010，P=0.315）。見(jiàn)圖 1、表6。

表6 IL-2、IFN-γ、IL-4和IL-10對(duì)疾病組醫(yī)院感染的預(yù)測(cè)分析Table 6 Predictive values of IL-2， IFN- γ， IL-4 and IL-10 for nosocomial infection in the case group

3 討論

多發(fā)傷后機(jī)體處于應(yīng)激狀態(tài)，抑制炎性因子調(diào)節(jié)，致免疫力下降、引發(fā)強(qiáng)烈炎性反應(yīng)，容易并發(fā)感染，感染的發(fā)生促進(jìn)病變迅速發(fā)展，病情危重，甚至危及生命[9]。本研究中，嚴(yán)重多發(fā)傷患者感染發(fā)生率為34.1%，略高于潘海卿等[10]研究結(jié)果（感染率為32.7%），可能與納入患者的病情嚴(yán)重程度不同有關(guān)，均說(shuō)明嚴(yán)重多發(fā)傷患者易發(fā)生感染，因此，尋求有效的預(yù)測(cè)因子，及早判斷感染并及時(shí)干預(yù)，對(duì)提高嚴(yán)重多發(fā)傷患者的生存率有重要意義。

本研究中，疾病組IL-2、IFN-γ水平低于對(duì)照組，IL-4和IL-10水平均高于對(duì)照組，提示機(jī)體嚴(yán)重多發(fā)傷后，免疫功能失衡。疾病組不同部位創(chuàng)傷Th1、Th2細(xì)胞因子水平相近，提示創(chuàng)傷部位可能不會(huì)顯著影響Th1/Th2細(xì)胞因子水平，Th細(xì)胞對(duì)適應(yīng)性免疫起關(guān)鍵作用，其通過(guò)分化為Th1和Th2發(fā)揮效應(yīng)，其動(dòng)態(tài)平衡可維持免疫功能的穩(wěn)定性[11]。IL-2、IFN-γ是促炎因子，主要抑制B細(xì)胞功能，介導(dǎo)細(xì)胞免疫應(yīng)答。IL-4和IL-10屬于抗炎因子，介導(dǎo)體液免疫應(yīng)答[12]。正常情況下，促炎與抗炎處于動(dòng)態(tài)平衡，嚴(yán)重多發(fā)傷后機(jī)體主要依賴于氧化分解體內(nèi)的脂肪和蛋白質(zhì)提供能量，其代謝的主要特點(diǎn)為蛋白質(zhì)分解加速、脂肪酸的利用增加、熱能供應(yīng)不足，而多發(fā)傷患者長(zhǎng)期高分解代謝會(huì)導(dǎo)致患者體重及機(jī)體免疫功能下降[13]。機(jī)體處于免疫抑制狀態(tài)，誘導(dǎo)Th2過(guò)度表達(dá)，Th1處于劣勢(shì)，因而嚴(yán)重多發(fā)傷患者血清IL-2、IFN-γ水平降低，IL-4和IL-10水平升高。張聰?shù)萚14]研究證實(shí)，嚴(yán)重多發(fā)傷會(huì)誘導(dǎo)機(jī)體出現(xiàn)免疫紊亂，Th1及Th2類炎性因子失調(diào)。此外本研究中不同感染類型分離的致病菌中革蘭陰性菌占比均較高，革蘭陽(yáng)性菌次之，真菌占比均最低，與既往報(bào)道相符[15-17]，提示應(yīng)針對(duì)不同致病菌感染類型采用敏感的抗菌藥物治療。

本研究結(jié)果還顯示，感染組IL-2、IFN-γ水平均低于未感染組，IL-4和IL-10水平均高于未感染組，且不同創(chuàng)傷部位醫(yī)院感染與未感染患者比較，上述因子變化趨勢(shì)均一致，說(shuō)明IL-2、IFN-γ、IL-4和IL-10參與患者感染過(guò)程。嚴(yán)重多發(fā)傷后創(chuàng)傷部位會(huì)產(chǎn)生、釋放大量種類繁多的促炎和抗炎介質(zhì)，免疫炎性反應(yīng)失調(diào)，出現(xiàn)抗炎癥反應(yīng)，誘導(dǎo)免疫抑制，進(jìn)而免疫麻痹，促炎與抗炎失衡進(jìn)一步加重，使得患者處于各類病原微生物易感期，容易并發(fā)全身感染，或者使原有感染惡化[18]。既往報(bào)道指出，感染性疾病患者CD4+T細(xì)胞偏向Th2免疫應(yīng)答；當(dāng)機(jī)體發(fā)生Th1向Th2漂移的病理反應(yīng)時(shí)，更容易感染致病菌[19]。患者在嚴(yán)重多發(fā)傷后，免疫功能下降，應(yīng)激-免疫-內(nèi)分泌網(wǎng)絡(luò)被激活，Th向Th1大量分化，釋放IL-2、IFN-γ等，而隨著病情的發(fā)展，伴隨著免疫漂移，由Th1介導(dǎo)的促炎反應(yīng)逐漸向Th2介導(dǎo)的抗炎反應(yīng)轉(zhuǎn)變，Th2釋放IL-4、IL-10等抗炎因子抑制Th1的功能，從而抑制促炎介質(zhì)的釋放，過(guò)度的Th2免疫應(yīng)答會(huì)削弱機(jī)體對(duì)感染因素的防御機(jī)制，增加患者感染的風(fēng)險(xiǎn)，患者感染后，CD4+T細(xì)胞偏向Th2免疫答應(yīng)[20]，因而感染組患者IL-2、IFN-γ水平均低于未感染組，IL-4和IL-10水平均高于未感染組。常鑫等[21]研究指出，Th1/Th2平衡狀態(tài)的變化會(huì)影響感染性疾病患者促炎與抗炎反應(yīng)平衡失調(diào)，與感染性疾病的病情演變和預(yù)后相關(guān)。本研究結(jié)果與上述分析及報(bào)道一致。

另外，本研究還發(fā)現(xiàn)，IL-2、IFN-γ、IL-4及IL-10聯(lián)合預(yù)測(cè)醫(yī)院感染的特異度高于單獨(dú)預(yù)測(cè)，AUC高于單獨(dú)預(yù)測(cè)，靈敏度與單獨(dú)預(yù)測(cè)差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。提示IL-2、IFN-γ、IL-4及IL-10聯(lián)合對(duì)嚴(yán)重多發(fā)傷患者發(fā)生醫(yī)院感染的預(yù)測(cè)效果好，推測(cè)其原因?yàn)椋篒L-2能促進(jìn)T、B細(xì)胞的增殖、分化，誘導(dǎo)抗體，刺激NK細(xì)胞分泌IFN-γ，增強(qiáng)細(xì)胞毒性效應(yīng)[22]；IFN-γ誘導(dǎo)Th0向Th1分化、促進(jìn)B細(xì)胞分化、抑制Th2增生[23]；IL-4抑制促炎因子的產(chǎn)生、Th2分化，故可抑制Th1增殖及免疫應(yīng)答[24]；IL-10具有抑制單核-巨噬細(xì)胞和T淋巴細(xì)胞增殖、分化和成熟的功能，能降低核因子-κB的活性，達(dá)到抗炎的效果[25]，4種因子對(duì)機(jī)體免疫發(fā)揮功能的途徑不同，聯(lián)合檢測(cè)能減少漏診，因而聯(lián)合預(yù)測(cè)效能更好。

綜上，在嚴(yán)重多發(fā)傷患者中血清IL-2、IFN-γ水平降低，且合并感染者低于未感染者，IL-4和IL-10水平升高，且合并感染者高于未感染者，不同類型醫(yī)院感染患者中均以革蘭陰性菌較為常見(jiàn)，上述4種因子聯(lián)合對(duì)嚴(yán)重多發(fā)傷患者醫(yī)院感染的預(yù)測(cè)效果理想，值得推廣應(yīng)用。