急性胰腺炎患者外周血線粒體DNA水平變化及其對合并急性肺損傷的預(yù)測價值

趙雅彬 李琨琨 張志偉 楊寧 運苛政 王寶玉

急性胰腺炎(AP)指多種病因激活胰腺內(nèi)胰酶引起胰腺組織自身消化、水腫、出血甚至壞死的炎癥反應(yīng)[1]。臨床上根據(jù)疾病嚴(yán)重程度將其分為輕癥急性胰腺炎(MAP)及重癥急性胰腺炎(SAP)[2]。肺是AP疾病進(jìn)展過程中最易受到損傷的臟器[3]，相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，約15%～60%的SAP患者伴不同程度急性肺損傷(ALI)[4]，既往常采用急性生理學(xué)與慢性健康狀況評分系統(tǒng)(APACHE)Ⅱ評分聯(lián)合改良器官衰竭(MarshaⅡ)評分系統(tǒng)動態(tài)評估AP病情變化，但該方法主觀性較強，預(yù)測器官功能衰竭效能相對較差，探索更為有效的客觀指標(biāo)評估AP合并ALI具有重要意義。既往研究結(jié)果證實，AP患者機體存在血脂水平異常、胰島素抵抗等多種能量代謝失衡現(xiàn)象，易誘發(fā)線粒體DNA(mtDNA)轉(zhuǎn)錄、蛋白合成障礙，最終導(dǎo)致線粒體功能障礙乃至細(xì)胞死亡[5]。mtDNA序列變化與線粒體功能密切相關(guān)，既往研究發(fā)現(xiàn)尿毒癥、糖尿病、膿毒血癥等多種疾病患者外周血mtDNA水平存在異常，影響患者疾病進(jìn)展[6-7]，但AP患者外周血mtDNA水平是否存在異常尚未明確。本研究旨在觀察AP患者外周血mtDNA水平變化，評估其對AP合并ALI的預(yù)測價值，以期提高AP合并ALI的檢出率，便于醫(yī)生及時調(diào)整治療計劃以提高治療效果。

對象與方法

1.對象：將2020年2月～2022年2月我院收治的90例AP患者按照疾病嚴(yán)重程度分為輕癥組(55例)和重癥組(35例)。納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)符合《中國急性胰腺炎診治指南2019》[8]中AP的相關(guān)診斷標(biāo)準(zhǔn)：血清淀粉酶≥正常值上限3倍，氧合指數(shù)≤200 mmHg，且經(jīng)影像學(xué)或生化檢查確診為AP；(2)無認(rèn)知功能障礙且依從性良好；(3)APACHEⅡ評分≥8分；(4)臨床資料完整。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)合并血液系統(tǒng)疾病、心腦血管疾病、自身免疫疾病或呼吸系統(tǒng)疾?。?2)合并惡性腫瘤；(3)嚴(yán)重外傷或近3個月內(nèi)接受過重大外科手術(shù)。選取同期于我院體檢的40例健康志愿者作為對照組。其中，輕癥組患者男29例、女26例，年齡24～69歲，平均年齡(42.18±10.07)歲；重癥組患者男19例、女16例，年齡25～67歲，平均年齡(42.37±10.13)歲；對照組受試者男21例、女19例，年齡25～64歲，平均年齡(42.28±10.02)歲。3組受試者性別、年齡比較差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，具有可比性。根據(jù)AP急性反應(yīng)期是否發(fā)生ALI將90例AP患者再分為ALI組(32例)和非ALI組(58例)。診斷標(biāo)準(zhǔn)：MAP：符合上述AP診斷標(biāo)準(zhǔn)，無腹痛、胰腺局部并發(fā)癥、器官功能障礙；SAP：符合上述AP診斷標(biāo)準(zhǔn)，出現(xiàn)嚴(yán)重腹痛、胰腺并發(fā)癥，且存在時間≥48 h的持續(xù)性器官功能衰竭。ALI：符合《急性肺損傷/急性呼吸窘迫綜合征診斷和治療指南》[9]中ALI診斷標(biāo)準(zhǔn)，且臨床有進(jìn)行性呼吸困難、低氧血癥等癥狀，肺部X線檢查結(jié)果示雙肺存在斑片狀陰影。本研究已通過我院醫(yī)學(xué)倫理委員會審核批準(zhǔn)，所有受試者均知情同意。

2.方法：收集所有AP患者一般資料(性別、年齡、BMI)及臨床資料，臨床資料包括致病原因及實驗室相關(guān)指標(biāo)[降鈣素原(PCT)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)、WBC計數(shù)、白蛋白(ALB)、血細(xì)胞比容(HCT)、空腹血糖(GLU)、脂多糖(LPS)、C反應(yīng)蛋白(CRP)、血淀粉酶(AMY)、鈣離子(Ca2+)、mtDNA]。收集對照組受試者的一般資料及外周血mtDNA水平。

結(jié) 果

1.對照組、輕癥組及重癥組受試者外周血mtDNA水平比較：重癥組、輕癥組及對照組受試者外周血mtDNA水平依次降低(P<0.05)，見表1。

表1 對照組、輕癥組及重癥組受試者外周血mtDNA水平比較

2.ALI組和非ALI組患者臨床資料比較：ALI組患者CRP、AMY、Ca2+及mtDNA水平均高于非ALI組(P<0.05)，兩組患者其余指標(biāo)比較差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。見表2。

表2 ALI組及非ALI組患者臨床資料比較

3.影響AP合并ALI的危險因素分析：Logistic回歸分析結(jié)果顯示，CRP、AMY、Ca2+及mtDNA水平升高均為影響AP合并ALI的獨立危險因素(P<0.01)。見表3。

表3 影響AP合并ALI的logistic回歸分析

4.外周血mtDNA水平對AP合并ALI的預(yù)測價值：ROC曲線分析結(jié)果顯示，外周血mtDNA水平預(yù)測AP合并ALI的ROC曲線下面積(AUC)為0.817，對應(yīng)敏感度和特異度分別為84.27%及75.01%。見圖1。

圖1 外周血mtDNA水平評估AP合并ALI的ROC曲線

討 論

線粒體是機體進(jìn)行氧化磷酸化的場所，氧化磷酸化可生成大量氧自由基(ROS)，當(dāng)機體ROS超過自身抗氧化系統(tǒng)清除水平時，mtDNA極易受氧化應(yīng)激的影響而發(fā)生氧化損傷，所造成的線粒體功能障礙與AP、糖尿病、膿毒癥等多種疾病相關(guān)[10]。ALI是AP患者常見并發(fā)癥之一，有研究發(fā)現(xiàn)，機體中性粒細(xì)胞過度激活后釋放大量炎性細(xì)胞因子，誘發(fā)全身炎癥反應(yīng)，產(chǎn)生的炎癥遞質(zhì)于肺組織聚集、活化[11]，這是AP合并ALI的主要病理機制。本研究結(jié)果顯示，重癥組、輕癥組及對照組受試者外周血mtDNA水平依次降低，即AP患者病情越嚴(yán)重，外周血mtDNA水平越高，與Wu等[12]研究結(jié)果類似，表明外周血mtDNA水平與AP的發(fā)生有關(guān)。mtDNA編碼多數(shù)為氧化磷酸化酶復(fù)合體，當(dāng)AP發(fā)生時，機體抗氧化系統(tǒng)紊亂，生成大量氧化介質(zhì)及其衍生物使mtDNA氧化或出現(xiàn)無堿基位點，此時線粒體外膜透過率升高，透過大量超氧陰離子損傷線粒體并誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，細(xì)胞器極度損傷后機體啟動極端動力學(xué)機制，從而引發(fā)mtDNA異常[13-14]。

本研究結(jié)果亦顯示，ALI組患者CRP、AMY、Ca2+、mtDNA水平均高于非ALI組，表明上述指標(biāo)可能與AP合并ALI有關(guān)。進(jìn)一步行l(wèi)ogistic回歸分析發(fā)現(xiàn)，CRP、AMY、Ca2+、mtDNA水平升高均為影響AP合并ALI的獨立危險因素。CRP具有促進(jìn)吞噬、激活補體、調(diào)節(jié)T細(xì)胞免疫等作用，其水平可反映機體炎癥程度及組織損傷程度。AP發(fā)生時，機體微循環(huán)血流量降低，生成的大量血管活性物質(zhì)可與體內(nèi)超氧陰離子結(jié)合生成強氧化物，其損傷肺組織后可誘發(fā)CRP釋放，CRP又可誘導(dǎo)ROS形成而加重肺損傷。此時線粒體供能障礙，能量代謝失衡后負(fù)反饋于AP，形成惡性循環(huán)。機體正常狀態(tài)下，細(xì)胞內(nèi)主要依靠線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、細(xì)胞膜等調(diào)節(jié)Ca2+轉(zhuǎn)運，使細(xì)胞內(nèi)始終維持低鈣穩(wěn)態(tài)，當(dāng)大量胰酶、內(nèi)毒素釋放入血并隨循環(huán)系統(tǒng)至肺臟后，肺泡細(xì)胞膜上Ca2+-ATP通道受到抑制，大量Ca2+內(nèi)流導(dǎo)致鈣超載，ATP能量衰竭后進(jìn)一步激活ROS、磷脂酶等物質(zhì)，加重肺組織損傷程度，這可能是AP合并ALI患者Ca2+水平升高的主要原因[15-16]。此外，本研究ROC曲線分析結(jié)果顯示，外周血mtDNA水平預(yù)測AP合并ALI的AUC為0.817，其對應(yīng)的敏感度及特異度分別為84.27%及75.01%，表明外周血mtDNA可作為診斷AP合并ALI的生物學(xué)指標(biāo)，相較于既往動態(tài)評估法，外周血mtDNA水平預(yù)測AP合并ALI不受患者主觀意識影響，更具客觀性。臨床可進(jìn)一步探索外周血mtDNA在AP合并ALI的發(fā)生、進(jìn)展中的作用。

綜上所述，AP患者外周血mtDNA水平越高，病情越嚴(yán)重，且AP合并ALI的危險因素眾多，其中mtDNA對AP合并ALI具有一定預(yù)測價值。因選取樣本量有限，本研究相關(guān)結(jié)論仍需大樣本多中心臨床試驗進(jìn)一步佐證。