重癥肺炎患者血清可溶性髓樣細(xì)胞觸發(fā)受體1、白介素17水平與腸道菌群的相關(guān)性分析

張紅紅，王利軍，楊世倩，龍春歡，魏欣欣

重癥肺炎指在肺炎病程中，除具有常見呼吸系統(tǒng)癥狀外，還有呼吸衰竭和其他系統(tǒng)明顯受累表現(xiàn)的危重階段。據(jù)統(tǒng)計(jì)，重癥肺炎病死率高達(dá)30%～50%，常需結(jié)合多種廣譜的強(qiáng)力抗生素聯(lián)合用藥和通氣支持等方法進(jìn)行治療，以促進(jìn)病情改善［1］。相關(guān)研究指出，重癥肺炎的進(jìn)展與多種因素有關(guān)，如免疫功能障礙、瀑布式炎癥反應(yīng)等，其中瀑布式炎癥反應(yīng)是該病的典型病理特征，大量血清可溶性髓樣細(xì)胞觸發(fā)受體1（soluble triggering receptor expressed on myeloid cell-1，sTREM-1）、白介素（interleukin，IL）-17等炎癥因子被合成、釋放，進(jìn)而損傷全身多個(gè)臟器的功能，增加多器官功能障礙發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)及病死風(fēng)險(xiǎn)［2-3］。肺部病原菌感染是激活炎癥反應(yīng)的起始因素，但僅部分患者會(huì)過度激活全身炎癥反應(yīng)，促使病情進(jìn)展為重癥肺炎［4］。目前，臨床對(duì)于重癥肺炎進(jìn)展過程中全身炎癥反應(yīng)過度激活的具體機(jī)制尚未完全明確。腸道菌群是機(jī)體微環(huán)境的組成部分之一，有研究提出，炎癥反應(yīng)的激活可破壞腸黏膜屏障，導(dǎo)致腸道菌群失調(diào)，腸道細(xì)菌/內(nèi)毒素發(fā)生移位并進(jìn)入血液循環(huán)中，從而引發(fā)過度全身炎癥反應(yīng)［5］。為了進(jìn)一步明確腸道菌群在重癥肺炎發(fā)生、發(fā)展中的作用，本研究著重觀察分析重癥肺炎患者血清sTREM-1、IL-17水平與腸道菌群的相關(guān)性，以為后續(xù)重癥肺炎的防治提供新的方向，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象 選取2021年10月至2022年7月石家莊市人民醫(yī)院收治的重癥肺炎患者100例作為觀察組。選取同期石家莊市人民醫(yī)院收治的普通肺炎患者100例作為對(duì)照組。納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）符合《內(nèi)科學(xué)》［6］中肺炎的診斷標(biāo)準(zhǔn)，且經(jīng)血常規(guī)、影像學(xué)檢查等明確診斷；（2）初診患者；（3）具備一定的交流溝通能力，意識(shí)清楚，可配合完成本研究。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）合并惡性腫瘤者；（2）合并其他肺部疾病者；（3）合并自身免疫性疾病、感染性疾病、傳染性疾病者；（4）合并心、肝、腎等臟器功能不全者；（5）近1個(gè)月內(nèi)接受抗生素、益生菌或免疫調(diào)節(jié)劑治療者；（6）合并其他可能影響腸道微生態(tài)的胃腸疾病者。符合下列1項(xiàng)主要標(biāo)準(zhǔn)或≥3項(xiàng)次要標(biāo)準(zhǔn)者可診斷為重癥肺炎：（1）主要標(biāo)準(zhǔn)：①需要?dú)夤懿骞苓M(jìn)行機(jī)械通氣治療；②伴有膿毒癥休克，且經(jīng)積極液體復(fù)蘇后仍需要進(jìn)行血管活性藥物治療。（2）次要標(biāo)準(zhǔn)：①呼吸頻率≥30次/min；②氧合指數(shù)≤250 mm Hg（1 mm Hg=0.133 kPa）；③存在多肺葉浸潤(rùn)；④存在意識(shí)障礙和/或定向障礙；⑤血尿素氮≥20 mg/dl；⑥收縮壓＜90 mm Hg，需要積極的液體復(fù)蘇［6］。本研究嚴(yán)格遵守《赫爾辛基宣言》，已通過石家莊市人民醫(yī)院倫理委員會(huì)審批〔2020倫審第（N-029）號(hào)〕，且患者均簽署了知情同意書。兩組性別、年齡、體質(zhì)指數(shù)、受教育程度及有吸煙史、有飲酒史、合并高血壓、合并糖尿病者占比比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），見表1。

表1 兩組一般資料比較Table 1 Comparison of general data between the two groups

1.2 研究方法

1.2.1 檢測(cè)血清sTREM-1、IL-17水平 采集所有患者入院次日清晨空腹靜脈血3 ml，3 000 r/min離心10 min（離心半徑13.5 cm），取血清保存待檢。使用武漢艾美捷科技有限公司的試劑盒，采用酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)檢測(cè)血清sTREM-1水平，使用美國(guó)BIO-RAD公司的Model 550全自動(dòng)多功能酶標(biāo)儀檢測(cè)血清IL-17水平。

1.2.2 檢測(cè)腸道菌群（大腸埃希菌、腸球菌、擬桿菌、雙歧桿菌、乳酸桿菌）數(shù)量 采集所有患者入院24 h內(nèi)的糞便標(biāo)本，使用美國(guó)Omega BioTek公司的Stool DNA Kit試劑盒提取糞便基因組總DNA，檢測(cè)DNA的提取質(zhì)量、濃度和純度。以稀釋后的基因組DNA為模板；采用實(shí)時(shí)熒光定量聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（polymerase chain reaction，PCR）擴(kuò)增引物，引物序列見表2。PCR反應(yīng)體系：5×FastPfu Buffer 5.0 μl，2.5 mmol/L的dNTPs 2.0 μl，上、下游引物（5 μmol/L）各0.8 μl，F(xiàn)astPfu DNA polymerase 0.4 μl，DNA模板5.0 μl，補(bǔ)充蒸餾水至20.0 μl。PCR擴(kuò)增條件：98 ℃ 3 min；98 ℃ 10 s，54 ℃ 30 s，72 ℃ 45 s，共35個(gè)循環(huán)；72 ℃ 10 min。使用南京貝登醫(yī)療股份有限公司的Quant Studio5 V5熒光定量PCR儀進(jìn)行定量分析。

表2 PCR引物序列Table 2 PCR primer sequence

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 25.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。采用Shapiro-Wilk法檢驗(yàn)計(jì)量資料的正態(tài)性，符合正態(tài)分布的計(jì)量資料以（±s）表示，組間比較采用兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)；非正態(tài)分布計(jì)量資料以M（P25，P75）表示，組間比較采用Mann-Whitney U檢驗(yàn)。計(jì)數(shù)資料以相對(duì)數(shù)表示，組間比較采用χ2檢驗(yàn)。采用Spearman秩相關(guān)分析、多元線性回歸分析探討觀察組血清sTREM-1、IL-17水平與腸道菌群數(shù)量的相關(guān)性。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組血清sTREM-1、IL-17水平比較 觀察組血清sTREM-1、IL-17水平高于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），見表3。

表3 兩組血清sTREM-1、IL-17水平比較（±s）Table 3 Comparison of serum sTREM-1 and IL-17 levels between the two groups

表3 兩組血清sTREM-1、IL-17水平比較（±s）Table 3 Comparison of serum sTREM-1 and IL-17 levels between the two groups

注：sTREM-1=可溶性髓樣細(xì)胞觸發(fā)受體1，IL=白介素

組別 例數(shù) sTREM-1（pg/L） IL-17（ng/L）對(duì)照組 100 52.9±8.0 71.4±18.2觀察組 100 75.3±10.8 95.3±21.1 t值 16.589 8.558 P值 ＜0.001 ＜0.001

2.2 兩組腸道菌群數(shù)量比較 觀察組大腸埃希菌、腸球菌數(shù)量多于對(duì)照組，擬桿菌、雙歧桿菌、乳酸桿菌數(shù)量少于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），見表4。

表4 兩組腸道菌群數(shù)量比較（CFU/g糞便）Table 4 Comparison of the number of intestinal flora between the two groups

2.3 觀察組血清sTREM-1、IL-17水平與腸道菌群數(shù)量的相關(guān)性 Spearman秩相關(guān)分析結(jié)果顯示，觀察組血清sTREM-1、IL-17水平與大腸埃希菌、腸球菌數(shù)量呈正相關(guān)，與擬桿菌、雙歧桿菌、乳酸桿菌數(shù)量呈負(fù)相關(guān)（P＜0.05），見表5。

表5 觀察組血清sTREM-1、IL-17水平與腸道菌群數(shù)量的相關(guān)性（r值）Table 5 Correlation between the levels of serum sTREM-1 and IL-17 and the number of intestinal flora in the observation group

分別以觀察組血清sTREM-1、IL-17水平作為因變量，以大腸埃希菌、腸球菌、擬桿菌、雙歧桿菌、乳酸桿菌數(shù)量作為自變量，進(jìn)行多元線性回歸分析，結(jié)果顯示，觀察組血清sTREM-1、IL-17水平與大腸埃希菌、腸球菌數(shù)量呈獨(dú)立正相關(guān)，與擬桿菌、雙歧桿菌、乳酸桿菌數(shù)量呈獨(dú)立負(fù)相關(guān)（P＜0.05），見表6～7。

表6 觀察組血清sTREM-1水平與腸道菌群數(shù)量相關(guān)性的多元線性回歸分析Table 6 Multiple linear regression analysis of the correlation between serum sTREM-1 level and the number of intestinal flora in the observation group

表7 觀察組血清IL-17水平與腸道菌群數(shù)量相關(guān)性的多元線性回歸分析Table 7 Multiple linear regression analysis of correlation between serum IL-17 level and intestinal flora in the observation group

3 討論

既往研究表明，機(jī)體過度釋放炎癥遞質(zhì)、過度激活全身炎癥反應(yīng)和免疫功能紊亂是引起重癥肺炎的主要原因［7］。sTREM-1是一種可活化髓系細(xì)胞的細(xì)胞因子，屬于免疫球蛋白超家族成員，可表達(dá)于中性粒細(xì)胞、單核細(xì)胞等多種細(xì)胞表面，參與炎癥反應(yīng)的觸發(fā)過程，可作為診斷炎癥性疾病的重要標(biāo)志物，有效反映機(jī)體炎癥情況［8］。2017年，孫印等［9］研究指出，重癥肺炎患者血清sTREM-1水平最高，普通肺炎患者次之，且血清sTREM-1水平與肺炎嚴(yán)重指數(shù)密切相關(guān)，表明血清sTREM-1水平與重癥肺炎的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)。而IL-17是臨床已發(fā)現(xiàn)的30余種IL之一，屬于致炎因子，主要由CD4+T淋巴細(xì)胞產(chǎn)生、分泌，可刺激上皮細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞等產(chǎn)生IL-6、IL-8等多種細(xì)胞因子和前炎癥因子的釋放，這些細(xì)胞因子可募集、活化中性粒細(xì)胞，從而誘導(dǎo)、加重炎癥反應(yīng)［10-11］。李軼峰等［12］研究指出，重癥肺炎患者IL-17水平明顯升高，IL-17參與了重癥肺炎的免疫病理損傷過程，在重癥肺炎的發(fā)生與發(fā)展過程中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。本研究結(jié)果顯示，觀察組血清sTREM-1、IL-17水平高于對(duì)照組，提示重癥肺炎患者血清sTREM-1、IL-17水平升高，與上述研究結(jié)果［12］基本一致。血清sTREM-1、IL-17等細(xì)胞因子所引起的炎癥反應(yīng)是肺炎的基本病理基礎(chǔ)，但肺炎的局部炎癥反應(yīng)引起的全身炎癥反應(yīng)可能并非重癥肺炎發(fā)生的全部機(jī)制，臨床對(duì)于重癥肺炎的發(fā)病機(jī)制也并未完全闡明，還需積極探索、分析。

體內(nèi)微生物主要聚集的部位即為腸道，目前已知超過1 000種細(xì)菌、病毒和真菌等在腸道定植，生理?xiàng)l件下，腸道微生態(tài)處于平衡、穩(wěn)定的狀態(tài)，其主要通過分解食物獲取營(yíng)養(yǎng)，參與機(jī)體免疫反應(yīng)、代謝等過程［13-14］。擬桿菌、雙歧桿菌和乳酸桿菌均屬于腸道重要的益生菌，可抑制過路菌、致病菌的繁殖，參與腸黏膜屏障的形成，維持腸道菌群的平衡［15］。但相關(guān)研究指出，在機(jī)體遭受感染、創(chuàng)傷等刺激時(shí)，腸道菌群的平衡狀態(tài)被破壞，其種類、比例等均會(huì)發(fā)生變化，主要表現(xiàn)為腸道內(nèi)益生菌減少，大腸埃希菌、腸球菌等致病菌大量繁殖，腸黏膜屏障受損，腸道通透性增加，導(dǎo)致各種細(xì)菌產(chǎn)生的炎癥因子經(jīng)損傷的腸黏膜屏障進(jìn)入血液循環(huán)中，從而激活、加重全身炎癥反應(yīng)［16-17］。由此可知，腸道菌群變化可能在重癥肺炎的全身炎癥反應(yīng)過度激活中發(fā)揮一定的作用。本研究以此為基礎(chǔ)進(jìn)行了驗(yàn)證分析，結(jié)果顯示，觀察組大腸埃希菌、腸球菌數(shù)量多于對(duì)照組，擬桿菌、雙歧桿菌、乳酸桿菌數(shù)量少于對(duì)照組，提示重癥肺炎患者腸道菌群變化更加明顯。Spearman秩相關(guān)分析結(jié)果顯示，觀察組血清sTREM-1、IL-17水平與大腸埃希菌、腸球菌數(shù)量呈正相關(guān)，與擬桿菌、雙歧桿菌、乳酸桿菌數(shù)量呈負(fù)相關(guān)；多元線性回歸分析結(jié)果顯示，觀察組血清sTREM-1、IL-17水平與大腸埃希菌、腸球菌數(shù)量呈獨(dú)立正相關(guān)，與擬桿菌、雙歧桿菌、乳酸桿菌數(shù)量呈獨(dú)立負(fù)相關(guān)；提示重癥肺炎患者血清sTREM-1、IL-17水平隨著大腸埃希菌、腸球菌數(shù)量增多及擬桿菌、雙歧桿菌、乳酸桿菌數(shù)量減少而升高。探析其中可能的原因?yàn)?，重癥肺炎患者腸道菌群失衡程度越重，致病菌增殖能力越強(qiáng)，致病菌數(shù)目越多，益生菌減少，導(dǎo)致腸上皮功能障礙，Toll樣受體（Tolllike receptors，TLR）2和TLR4炎癥反應(yīng)通路被過度激活，引起全身炎癥反應(yīng)，導(dǎo)致血清sTREM-1、IL-17等炎癥因子水平升高，從而促進(jìn)重癥肺炎的發(fā)生與發(fā)展［18-19］。并且研究指出，血清sTREM-1、IL-17等炎癥因子還可調(diào)控其他炎癥因子的合成與釋放，使炎癥反應(yīng)級(jí)聯(lián)放大，進(jìn)一步加重腸道菌群失調(diào)情況，促使重癥肺炎患者病情加重［20-21］。腸-肺軸在研究腸道菌群與肺部疾病相互關(guān)系中至關(guān)重要，腸道菌群可調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)的強(qiáng)度和方向，且可利用短鏈脂肪酸等代謝產(chǎn)物促進(jìn)免疫細(xì)胞的募集和成熟，目前已有較多研究指出，腸道功能障礙可促使細(xì)菌和內(nèi)毒素移位，引起敗血癥，導(dǎo)致肺功能受損［22］，這些均可能是促進(jìn)重癥肺炎發(fā)生和發(fā)展的重要機(jī)制。由此提示，未來或可通過調(diào)節(jié)重癥肺炎患者的腸道菌群來恢復(fù)其平衡狀態(tài)，促使腸黏膜屏障的重新形成，進(jìn)而調(diào)控機(jī)體炎癥反應(yīng)，抑制重癥肺炎的病情進(jìn)展，從而改善患者預(yù)后。

綜上所述，重癥肺炎患者血清sTREM-1、IL-17水平隨著大腸埃希菌、腸球菌數(shù)量增多及擬桿菌、雙歧桿菌、乳酸桿菌數(shù)量減少而升高。但本研究未對(duì)重癥肺炎患者血清sTREM-1、IL-17水平、腸道菌群數(shù)量與預(yù)后的關(guān)系進(jìn)行深入分析；此外，本研究為單中心研究，可能存在潛在的選擇偏倚。今后可針對(duì)不同病情嚴(yán)重程度和預(yù)后情況的重癥肺炎患者進(jìn)行分組研究，也可對(duì)不同時(shí)間點(diǎn)的腸道菌群進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，以探討不同組間菌群差異和變化規(guī)律。此外，血清sTREM-1、IL-17水平之間也可能存在相互作用關(guān)系，后續(xù)也可進(jìn)行分子機(jī)制研究，為重癥肺炎的防治提供新的靶點(diǎn)。

作者貢獻(xiàn)：張紅紅進(jìn)行文章的構(gòu)思與設(shè)計(jì)、研究的實(shí)施與可行性分析，撰寫論文；魏欣欣進(jìn)行數(shù)據(jù)收集；楊世倩進(jìn)行數(shù)據(jù)整理；王利軍進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理、結(jié)果的分析與解釋，負(fù)責(zé)文章的質(zhì)量控制及審校，對(duì)文章整體負(fù)責(zé)、監(jiān)督管理；張紅紅、龍春歡進(jìn)行論文的修訂。

本文無利益沖突。