MMP-9對(duì)急性呼吸窘迫綜合征并膿毒性休克患者的早期診斷及預(yù)后評(píng)估價(jià)值研究

胡 苗, 向淑麟, 熊 濱, 韓 林, 龐 靜,蔣玲玉, 計(jì)德斌, 王 晗, 黃 真, 任彥文

急性呼吸窘迫綜合征(acute respiratory distress syndrome,ARDS)是由各種原因引起的,以進(jìn)行性呼吸窘迫和頑固性低氧血癥為顯著特征的臨床綜合征。其發(fā)病機(jī)制復(fù)雜,治療方式有限,導(dǎo)致患者病死率極高[1]。膿毒性休克是在膿毒癥的基礎(chǔ)上感染進(jìn)一步加重,導(dǎo)致嚴(yán)重的循環(huán)、細(xì)胞和代謝紊亂,是膿毒癥的嚴(yán)重并發(fā)癥之一,死亡率亦比單純膿毒癥高[2]。膿毒性休克是ARDS最嚴(yán)重的肺外并發(fā)癥,ARDS亦為膿毒性休克最嚴(yán)重的肺部并發(fā)癥,兩者均為全球重癥監(jiān)護(hù)病房(intensive care unit,ICU)患者死亡的主要原因[3],其發(fā)病的中心環(huán)節(jié)均為炎癥反應(yīng)失衡[4],早期、及時(shí)、有效的干預(yù)或治療能降低ARDS并膿毒性休克患者的病死率。因此,選取特異性的生化指標(biāo),對(duì)提高ARDS并膿毒性休克患者的早期診斷率,抑制病情進(jìn)展,改善患者預(yù)后有重大意義?；|(zhì)金屬蛋白酶-9(matrix metalloproteinase-9,MMP-9)能通過(guò)降解細(xì)胞外基質(zhì)的主要成分Ⅳ型膠原,參與調(diào)節(jié)炎性細(xì)胞浸潤(rùn)[5],其在診斷ARDS和膿毒癥方面已有部分研究,而在ARDS合并膿毒性休克方面暫未見(jiàn)報(bào)道。為此,本研究檢測(cè)血清MMP-9水平在ARDS患者中的變化,分析其預(yù)測(cè)ARDS并膿毒性休克患者預(yù)后的價(jià)值,以期為ARDS及ARDS并膿毒性休克的救治提供幫助。

1 對(duì)象與方法

1.1研究對(duì)象 選取2020年4月至2023年4月廣西壯族自治區(qū)人民醫(yī)院收治的113例ARDS患者為研究對(duì)象,根據(jù)患者確診后24 h內(nèi)休克發(fā)生情況將其分為ARDS并膿毒性休克組(61例)和ARDS非膿毒性休克組(52例)。納入標(biāo)準(zhǔn):(1)ARDS并膿毒性休克診斷參考ARDS“柏林定義”[6-7]及膿毒癥和膿毒性休克管理指南[2,8]。(2)病歷資料完整。排除標(biāo)準(zhǔn):(1)合并惡性腫瘤、免疫性疾病及其他肺部疾病等。(2)妊娠期、哺乳期女性。(3)精神障礙者。(4)近期使用過(guò)影響炎癥指標(biāo)表達(dá)水平的藥物。(5)除感染外的病因,如物理、化學(xué)、中毒等因素引起的ARDS。另選取同期22名健康志愿者作為正常對(duì)照組。本研究經(jīng)廣西壯族自治區(qū)人民醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)(批號(hào):KY-QXQ-2019-036號(hào)),所有檢測(cè)及治療均取得患者或家屬的知情同意并簽署知情同意書。

1.2MMP-9檢測(cè)方法 于患者確診ARDS后24 h內(nèi)留取血清標(biāo)本:抽取5 mL靜脈血,暫存于一次性負(fù)壓真空采血管中,靜置10 min后使用常溫低速離心機(jī)離心。設(shè)置離心轉(zhuǎn)速為3 000 r/min,離心時(shí)間設(shè)定為20 min,吸取上層血清分裝于做好標(biāo)記的2 mL的EP管中,置于-80 ℃冰箱保存。采用酶聯(lián)免疫吸附法檢測(cè)MMP-9。儀器為多功能微孔板監(jiān)測(cè)儀(美國(guó)博騰公司,型號(hào):Bioteklnstr/H1M);試劑均由武漢華美生物工程有限公司提供。檢測(cè)操作均嚴(yán)格按照說(shuō)明書進(jìn)行。

1.3臨床資料收集 通過(guò)醫(yī)院電子病歷系統(tǒng)收集患者確診ARDS后24 h內(nèi)的臨床資料,包括年齡、性別、序貫器官衰竭評(píng)估(sequential organ failure assessment,SOFA)評(píng)分、氧合指數(shù)、降鈣素原(procalcitonin,PCT)、白細(xì)胞介素-6(interleukin-6,IL-6)、住院天數(shù)、休克發(fā)生情況、有創(chuàng)機(jī)械通氣使用情況及疾病轉(zhuǎn)歸等。

2 結(jié)果

2.1兩組患者及正常對(duì)照組一般資料比較 ARDS并膿毒性休克組61例,其中男40例,女21例,年齡(62.11±18.48)歲;ARDS非膿毒性休克組52例,其中男39例,女13例,年齡(65.48±16.13)歲;正常對(duì)照組22名,其中男13名,女9名,年齡(60.55±12.44)歲。三組性別、年齡比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=2.142,P=0.343;F=0.886,P=0.415)。與ARDS非膿毒性休克組相比,ARDS并膿毒性休克組患者SOFA評(píng)分、PCT、IL-6、有創(chuàng)機(jī)械通氣比例、住院天數(shù)及死亡率較高,氧合指數(shù)較低,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),見(jiàn)表1。

表1 兩組患者臨床資料比較[M(P25,P75),n(%)]

2.2兩組患者及正常對(duì)照組的MMP-9表達(dá)水平比較 ARDS并膿毒性休克組MMP-9的表達(dá)水平為36.04(9.85,69.96)ng/mL,ARDS非膿毒性休克組為49.06(39.04,85.73)ng/mL,正常對(duì)照組為3.58(1.53,5.57)ng/mL,三組MMP-9表達(dá)水平比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(H=53.905,P<0.001)。進(jìn)一步兩兩比較,ARDS并膿毒性休克組、ARDS非膿毒性休克組的MMP-9表達(dá)水平均顯著高于正常對(duì)照組(P<0.001),而ARDS非膿毒性休克組的MMP-9表達(dá)水平顯著高于ARDS并膿毒性休克組(P<0.05)。

2.3MMP-9預(yù)測(cè)ARDS并膿毒性休克的價(jià)值 ROC曲線分析結(jié)果顯示,MMP-9可有效預(yù)測(cè)ARDS并膿毒性休克的發(fā)生[AUC(95%CI)=0.666(0.565～0.767)],其最佳臨界值為28.53 ng/mL,對(duì)應(yīng)的靈敏度為47.50%,特異度為94.20%。

2.4影響ARDS并膿毒性休克患者預(yù)后的單因素分析結(jié)果 根據(jù)患者治療后28 d轉(zhuǎn)歸情況,將ARDS并膿毒性休克患者分為存活組(27例)和死亡組(34例)。與存活組比較,死亡組年齡、PCT、IL-6水平較高,MMP-9、氧合指數(shù)較低,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。兩組性別、SOFA評(píng)分、住院天數(shù)及有創(chuàng)機(jī)械通氣比例差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),見(jiàn)表2。

表2 影響ARDS并膿毒性休克患者預(yù)后的單因素分析結(jié)果

2.5影響ARDS并膿毒性休克患者預(yù)后的多因素logistic回歸分析結(jié)果 以ARDS并膿毒性休克患者預(yù)后情況作為因變量(0=存活,1=死亡),將表2中P<0.05的指標(biāo)(年齡、MMP-9、氧合指數(shù)、PCT、IL-6)作為自變量納入多因素logistic回歸分析模型,結(jié)果顯示,MMP-9、氧合指數(shù)、IL-6是ARDS并膿毒性休克患者死亡的影響因素(P<0.05),見(jiàn)表3。

表3 影響ARDS并膿毒性休克患者預(yù)后的 多因素logistic回歸分析結(jié)果

2.6MMP-9對(duì)ARDS并膿毒性休克患者預(yù)后的預(yù)測(cè)價(jià)值 ROC曲線分析結(jié)果顯示,MMP-9可有效預(yù)測(cè)ARDS并膿毒性休克患者的預(yù)后[AUC(95%CI)=0.735(0.605～0.865)],最佳臨界值為33.83 ng/mL,對(duì)應(yīng)的靈敏度為70.59%,特異度為77.78%。MMP-9、氧合指數(shù)、IL-6聯(lián)合診斷的預(yù)測(cè)效能顯著高于單獨(dú)MMP-9(Z=2.338,P=0.194)、氧合指數(shù)(Z=2.552,P=0.011)、IL-6(Z=2.179,P=0.029)指標(biāo),見(jiàn)表4、圖1。

圖1 MMP-9、IL-6和氧合指數(shù)預(yù)測(cè)ARDS并膿毒性休克患者預(yù)后的ROC曲線圖

表4 MMP-9對(duì)ARDS并膿毒性休克患者預(yù)后的預(yù)測(cè)價(jià)值

3 討論

3.1ARDS主要是由于促炎及抗炎反應(yīng)的失衡,造成肺泡上皮細(xì)胞、肺毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞損害,導(dǎo)致肺組織結(jié)構(gòu)及功能狀態(tài)均發(fā)生改變而造成的急性嚴(yán)重呼吸衰竭[9]。目前,ARDS的發(fā)病機(jī)制尚未完全闡明,雖然隨著肺保護(hù)通氣、俯臥位通氣、神經(jīng)肌肉阻滯和體外膜氧合等治療方法的進(jìn)步[10-11],ARDS的治療及預(yù)后有所改善,其仍是ICU患者死亡的主要原因,尤其是合并膿毒性休克的患者。因此,如何早期預(yù)測(cè)ARDS并膿毒性休克患者的患病風(fēng)險(xiǎn)及病情的嚴(yán)重程度,早期評(píng)估ARDS并膿毒性休克患者的預(yù)后,制定個(gè)體化治療方案,對(duì)于降低ARDS并膿毒性休克患者的死亡率及改善預(yù)后有重要意義。

3.2MMP-9是基質(zhì)金屬蛋白酶家族中分子量最大的酶,主要由炎性細(xì)胞(如巨噬細(xì)胞、T淋巴細(xì)胞等)合成和分泌[12]。有研究表明,使用MMP-9抑制劑可阻斷炎性角膜愈合過(guò)程中淋巴管的形成及炎性細(xì)胞的浸潤(rùn),而將脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)注入小鼠腹腔后,腹腔滲出液中的巨噬細(xì)胞、淋巴細(xì)胞及中性粒細(xì)胞等炎性細(xì)胞明顯增多,MMP-9的表達(dá)也增加[13]。在炎癥條件下,激活的炎性細(xì)胞水平增加,黏附因子、細(xì)胞因子和趨化因子水平亦有不同程度上升,而MMP-9與這些細(xì)胞因子的表達(dá)高度相關(guān)[14],表明MMP-9能與炎癥因子相互作用,參與炎癥反應(yīng)過(guò)程,調(diào)控炎癥反應(yīng)進(jìn)程,但其在ARDS中的作用尚不清楚。MMP-9在ARDS中的機(jī)制研究可能是在基因、蛋白水平上關(guān)于ARDS發(fā)病機(jī)制及治療研究的重要補(bǔ)充,探索其所涉及的病理生理機(jī)制,可為臨床診療提供新的理論基礎(chǔ)。

3.3本研究結(jié)果顯示,ARDS組患者的MMP-9表達(dá)水平顯著高于正常對(duì)照組,ARDS非膿毒性休克組MMP-9表達(dá)水平顯著高于ARDS并膿毒性休克組,ARDS并膿毒性休克存活組的MMP-9水平顯著高于死亡組,提示MMP-9表達(dá)水平在ARDS早期發(fā)病中升高。ARDS并膿毒性休克組PCT、IL-6等炎性指標(biāo)水平高于ARDS非膿毒性休克組,ARDS并膿毒性休克存活組的炎性指標(biāo)水平低于死亡組。有研究表明,當(dāng)按ARDS高炎癥組及低炎癥組分層時(shí),MMP-9表達(dá)水平在低炎癥組較高[15-17],說(shuō)明當(dāng)炎癥風(fēng)暴發(fā)生時(shí),MMP-9能夠作用于某些炎癥因子的結(jié)合位點(diǎn),抑制炎癥因子釋放,或產(chǎn)生某些保護(hù)性物質(zhì),抑制炎癥發(fā)生和疾病進(jìn)展,但其作用機(jī)制尚不明確,有待于進(jìn)一步探索。

3.4關(guān)于ARDS的發(fā)病率和死亡率,不同研究中心的差異比較大。在全球范圍內(nèi),ICU患者ARDS患病率為10%,我國(guó)每年新發(fā)病例約110萬(wàn),在需要機(jī)械通氣的患者中發(fā)病率為23%,住院病死率達(dá)35%～45%,30%～40%患者遺留有行為能力障礙[18]。本研究結(jié)果顯示,ARDS非膿毒性休克患者病死率為13.46%(7/52),ARDS并膿毒性休克患者病死率為55.74%(34/61)。提示在ARDS患者的救治管理中,應(yīng)嚴(yán)密監(jiān)測(cè)休克的發(fā)生及潛在風(fēng)險(xiǎn),應(yīng)早期進(jìn)行干預(yù),以降低患者發(fā)生不良預(yù)后的可能性。本研究采用ROC曲線分析血清MMP-9的表達(dá)在預(yù)測(cè)ARDS并膿毒性休克中的價(jià)值,結(jié)果顯示其預(yù)測(cè)ARDS并膿毒性休克的AUC值為0.666,靈敏度為47.50%,特異度為94.20%,提示MMP-9可用于ARDS并膿毒性休克患者的早期診斷。多因素logistic回歸分析結(jié)果顯示,MMP-9、IL-6、氧合指數(shù)是ARDS并膿毒性休克患者死亡的影響因素。ROC曲線分析結(jié)果顯示,MMP-9聯(lián)合IL-6、氧合指數(shù)對(duì)ARDS并膿毒性休克患者的預(yù)后有較高的預(yù)測(cè)價(jià)值。

綜上所述,本研究表明MMP-9在ARDS患者血清中表達(dá)上調(diào),對(duì)ARDS并膿毒性休克患者具有一定的早期診斷價(jià)值,其可能通過(guò)調(diào)控肺泡上皮屏障功能及炎癥反應(yīng)過(guò)程參與ARDS進(jìn)程,臨床上對(duì)于ARDS患者,除關(guān)注一般臨床指標(biāo)以外,同時(shí)可檢測(cè)MMP-9的表達(dá),以早期評(píng)估ARDS發(fā)生風(fēng)險(xiǎn),預(yù)防不良預(yù)后的發(fā)生。但本研究病例來(lái)源單一,病例數(shù)偏少,MMP-9調(diào)控ARDS機(jī)制尚未完全明確,各指標(biāo)影響因素較多,今后需更多的臨床及基礎(chǔ)研究加以驗(yàn)證。