維生素D與兒童膿毒癥免疫及預(yù)后的相關(guān)性分析

劉亞平,徐梅先,高 蕾,白新鳳,閆玉潔

(1.河北醫(yī)科大學(xué)研究生學(xué)院,河北 石家莊 050000;2.河北省兒童醫(yī)院兒科重癥監(jiān)護(hù)病房,河北 石家莊 050000)

膿毒癥(sepsis)是機(jī)體對感染反應(yīng)失調(diào)導(dǎo)致危及生命的器官功能障礙[1]。其發(fā)病率高、病死率高,是全球衛(wèi)生領(lǐng)域的一項難題。據(jù)可靠數(shù)據(jù)統(tǒng)計,膿毒癥的死亡率在20%～30%不等[2]。兒童的免疫防御機(jī)制尚未完善,更易受到病原體的侵襲,發(fā)生膿毒癥[3]。維生素D是一種類固醇激素,研究表明維生素D除在鈣磷代謝方面的作用外,在免疫、心血管、代謝、腫瘤等方面發(fā)揮著重要的作用[4]。維生素D缺乏在膿毒癥患者中較為常見[5],它可以通過調(diào)節(jié)機(jī)體的免疫功能,降低膿毒癥的發(fā)病率及病死率,改善預(yù)后[6],但目前尚存在部分爭議[7]。本研究旨在測定膿毒癥患兒體內(nèi)血清維生素D水平,探究維生素D與膿毒癥患兒免疫及預(yù)后的相關(guān)性。

1 材料與方法

1.1 納入標(biāo)準(zhǔn)

選擇2021年12月至2022年11月期間河北省兒童醫(yī)院兒童重癥監(jiān)護(hù)室收治的符合2020年發(fā)布的《拯救膿毒癥運動兒童膿毒性休克和膿毒癥相關(guān)器官功能障礙國際指南》[8]中膿毒癥診斷標(biāo)準(zhǔn)的患兒(共63例)及同期住院的非膿毒癥患兒(共53例)作為本研究的研究對象。本研究已經(jīng)由我院倫理委員會審核通過,且患兒家屬知情同意并簽署同意書。

1.2 排除標(biāo)準(zhǔn)

①年齡<28天或>16周歲;②近期服用過激素類或者其他影響維生素D的藥物;③患甲狀腺、甲狀旁腺疾病;④免疫系統(tǒng)疾病;⑤慢性肝、腎功能衰竭;⑥住院時間<24h;⑦先心病術(shù)后進(jìn)入PICU;⑧近期進(jìn)行過血液濾過;⑨佝僂病患兒;⑩病例資料不完整患兒。

1.3 分組依據(jù)

①根據(jù)預(yù)防和管理營養(yǎng)性佝僂病的全球共識建議制定維生素D的分組標(biāo)準(zhǔn)[9]:維生素D充足:≥30ng/mL且<100ng/mL;維生素D不足:≥20ng/mL且<30ng/mL,在此我們將不足組及充足組合并為維生素D非缺乏組。維生素D缺乏:<20ng/mL。②根據(jù)28d預(yù)后分為生存組(45例)及死亡組(18例)。

1.4 基本信息

入院時記錄患兒的基本資料,包含年齡、性別、入院時間、身高、體重、住址等,根據(jù)病情記錄危重病例評分(pediatric critical illness score,PCIS)及兒童序貫器官衰竭(paediatric sequential organ failure assessment,PSOFA)評分,在入院24小時內(nèi)留取靜脈血,送至河北省兒童醫(yī)院藥理實驗室,標(biāo)本嚴(yán)格按照液相-質(zhì)譜法測量血清維生素D水平。同時送檢并記錄患兒的白細(xì)胞計數(shù)(white blood cell,WBC)、淋巴細(xì)胞亞群、免疫球蛋白(IgM、IgA、IgG)、降鈣素原(procalcitonin,PCT)、血乳酸(lactate,LAC)、C-反應(yīng)蛋白(C-reative protein,CRP)、微生物培養(yǎng)等指標(biāo)。以上檢驗均由我院專業(yè)醫(yī)師、技師操作。

1.5 統(tǒng)計學(xué)方法

2 結(jié)果

2.1 膿毒癥組與非膿毒癥組一般資料比較

兩組患兒在性別、入院時間、居住地、年齡、主要發(fā)病原因、體質(zhì)量分布無統(tǒng)計學(xué)差異(P>0.05)。膿毒癥組住院時長及住院費用均高于非膿毒癥組,差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(t值分別為-4.821,-7.543,P<0.05)。詳細(xì)結(jié)果見表1。

表1 膿毒癥組與非膿毒癥組一般資料比較Table 1 Comparison of general information of the children between the sepsis group and the non-sepsis group

2.2 膿毒癥組與非膿毒癥組維生素D水平及分布比較

膿毒癥組血清維生素D水平中位數(shù)為12.56ng/mL,維生素D缺乏54例(85.7%),非缺乏有9例(14.3%);非膿毒癥組中維生素D水平中位數(shù)為24.58ng/mL,維生素D缺乏18例(34%),非缺乏35例(66.0%),膿毒癥組的血清維生素D水平低于非膿毒癥組,組間比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(Z=-5.740,P<0.01),膿毒癥組維生素D缺乏率高于非膿毒癥組,差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(χ2=32.745,P<0.01)。結(jié)果見表2。

表2 膿毒癥組與非膿毒癥組維生素D水平及分布比較Table 2 Comparison of vitamin D level and distribution between the sepsis group and the non-sepsis group

2.3 膿毒癥患兒維生素D與免疫指標(biāo)的相關(guān)性分析

Spearman相關(guān)性分析顯示膿毒癥組血清維生素D水平與總T淋巴細(xì)胞(CD3+)、輔助T淋巴細(xì)胞(CD4+)、CD4+/CD8+呈正相關(guān)(r值分別為0.308、0.264、0.272,P<0.05)。詳細(xì)結(jié)果見表3。

表3 膿毒癥患兒維生素D與免疫指標(biāo)的相關(guān)性分析Table 3 Analysis of correlation between vitamin D and immune indexes in children with sepsis

2.4 膿毒癥患兒預(yù)后相關(guān)的單因素及多因素分析

如表4所示,以28d為觀察膿毒癥預(yù)后的研究終點,根據(jù)預(yù)后分為兩組:生存組以及死亡組,對實驗室檢測指標(biāo)、PCIS評分及PSOFA評分進(jìn)行單因素分析得出,血清維生素D、PCIS評分、PSOFA評分、LAC以及CD4+/CD8+是影響膿毒癥預(yù)后的相關(guān)因素(P<0.05)。將血清維生素D、PCIS評分、PSOFA評分、LAC以及CD4+/CD8+納入多因素Logistic回歸分析,血清維生素D和PCIS評分是膿毒癥28d死亡的獨立影響因素[OR=0.732,95%CI(0.540～0.993);OR=0.785,95%CI(0.642～0.960)]。詳細(xì)結(jié)果見表5。

表4 影響膿毒癥患兒預(yù)后的單因素分析Table 4 Univariate analysis of prognosis of the children with sepsis

表5 膿毒癥患兒28d死亡影響因素Logistic回歸分析Table 5 Logistic regression analysis of the influencing factors for 28-day death in children with sepsis

2.5 血清維生素D及PCIS評分對膿毒癥患兒28d死亡的預(yù)測價值

繪制血清維生素D、PCIS評分及兩者聯(lián)合(聯(lián)合指標(biāo))預(yù)測膿毒癥患兒預(yù)后的ROC曲線,顯示維生素D的ROC曲線下面積為0.836[95%CI(0.735,0.936)],截斷值為13.91時,靈敏度為94.4%,特異度為60%。PCIS評分的ROC曲線下面積為0.855[95%CI(0.752,0.958)],截斷值為77時,靈敏度為66.7%,特異度為86.7%。聯(lián)合指標(biāo)的ROC曲線下面積為0.941[95%CI(0.886,0.995)],截斷值為0.226時,靈敏度為94.4%,特異度為84.4%,由此可見兩者聯(lián)合提升了對膿毒癥預(yù)后的預(yù)測價值(見圖1、表6)。

圖1 各指標(biāo)預(yù)測膿毒癥患兒28d死亡價值的ROC曲線Fig.1 ROC curves of predicting values of the three indexes for 28-day death in children with sepsis

表6 維生素D、PCIS評分及維生素D聯(lián)合PCIS評分對膿毒癥死亡的預(yù)測價值Table 6 Predictive values of vitamin D and PCIS score,and combination of vitamin D and PCIS for sepsis-caused death

3 討論

3.1 膿毒癥兒童的病死率

膿毒癥是較常見的急危重癥之一,病情進(jìn)展快,可迅速引起各器官功能障礙,是危重癥患者死亡的主要原因。隨著醫(yī)學(xué)的不斷進(jìn)步,膿毒癥的診斷、治療及管理均有了較大提升,但其病死率未見明顯降低。據(jù)統(tǒng)計全世界每年大約有120萬兒童被確診為膿毒癥[10],其死亡率在4%到50%之間[8]。中國的一項多中心流行病學(xué)調(diào)查表明:中國ICU膿毒癥發(fā)病率為8.68%,死亡率高達(dá)44.7%[11]。此研究共收集膿毒癥患兒63例,死亡18例,病死率為28.6%,與陳雪婷、張學(xué)鵬等[12-13]報道的膿毒癥的病死率相接近。因此降低膿毒癥患兒病死率仍是PICU需要解決的一項難題。

3.2 膿毒癥患兒血清維生素D狀態(tài)

維生素D缺乏是一個公認(rèn)的全球衛(wèi)生問題[14],研究表明維生素D在膿毒癥中缺乏率很高[5],本研究顯示膿毒癥組維生素D水平低于非膿毒癥組,且維生素D缺乏率(85.7%)明顯高于非膿毒癥組(34.0%),超過4/5膿毒癥患兒存在維生素D缺乏的現(xiàn)象。本研究中維生素D缺乏率略高于我國尹冰如等[15]報道的77.8%,缺乏率高的原因考慮患兒主要以嬰幼兒為主,多數(shù)來自于農(nóng)村,家長未能認(rèn)識到維生素D的重要性,很少給予外源性補(bǔ)充,結(jié)合現(xiàn)在兒童戶外活動時間減少、防曬意識增強(qiáng)等可導(dǎo)致維生素D合成減少,最終引起維生素D缺乏率升高。

3.3 維生素D與兒童膿毒癥免疫的相關(guān)性

近幾年關(guān)于維生素D與膿毒癥的報道越來越多,研究內(nèi)容主要側(cè)重于維生素D與免疫功能的聯(lián)系。引起膿毒癥發(fā)病的機(jī)制很復(fù)雜,最主要的就是炎癥反應(yīng)失衡、免疫功能障礙。當(dāng)病原進(jìn)入機(jī)體時,導(dǎo)致巨噬細(xì)胞吞噬病原體并產(chǎn)生一系列的促炎因子,引起細(xì)胞因子風(fēng)暴,進(jìn)一步通過模式識別受體(PRRs)介導(dǎo)的損傷相關(guān)分子模式(DAMPs)或者病原相關(guān)分子模式(PAMPs)激活先天性免疫系統(tǒng)。先天性免疫可以通過信號介導(dǎo)產(chǎn)生炎性因子,觸發(fā)適應(yīng)性免疫,引起炎癥反應(yīng)和免疫抑制[16]。維生素D可以與免疫細(xì)胞表面受體結(jié)合,以旁分泌或者自分泌的方式影響機(jī)體的免疫調(diào)節(jié)機(jī)制[17-18]。維生素D還能增加抗菌肽及Toll樣受體的表達(dá),增加機(jī)體的抗菌能力。維生素D可以影響樹突狀細(xì)胞的成熟和分化降低T細(xì)胞的反應(yīng)性,增強(qiáng)機(jī)體的免疫耐受,還可以誘導(dǎo)T細(xì)胞的增殖和成熟調(diào)節(jié)抗炎/促炎細(xì)胞因子釋放[19]。本研究得出膿毒癥組維生素D水平與CD3+、CD4+及CD4+/CD8+呈正相關(guān),表明維生素D水平與膿毒癥患兒的免疫調(diào)節(jié)具有相關(guān)性。T淋巴細(xì)胞亞群(主要包括CD3+、CD4+、CD8+等)是細(xì)胞免疫功能的主要臨床指標(biāo),當(dāng)其數(shù)量和功能發(fā)生異常時,會引起機(jī)體發(fā)生免疫功能紊亂及免疫抑制。CD3+分布在成熟T淋巴細(xì)胞的表面,數(shù)量降低時表示機(jī)體免疫功能下降。CD4+T淋巴細(xì)胞是調(diào)節(jié)細(xì)胞免疫和體液免疫主要的效應(yīng)細(xì)胞,CD4+/CD8+能直接反應(yīng)個體免疫的功能,當(dāng)比值明顯下降時表示機(jī)體處于免疫抑制狀態(tài)。王斐等[20]研究發(fā)現(xiàn)CD3+、CD4+可以評價膿毒癥患兒的轉(zhuǎn)歸,當(dāng)兩者數(shù)量降低時提示膿毒癥患者病情加重。Sharma等[21]通過一項動物實驗證實在膿毒癥發(fā)生時,小鼠體內(nèi)的T淋巴細(xì)胞亞群發(fā)生改變,CD3+及CD4+T淋巴細(xì)胞發(fā)生凋亡,影響機(jī)體免疫調(diào)節(jié),導(dǎo)致器官功能障礙,造成不良預(yù)后。Zheng等[22]報道稱,維生素D可通過調(diào)節(jié)T淋巴細(xì)胞亞群和炎癥因子來改善膿毒癥患者預(yù)后。本研究顯示當(dāng)維生素D缺乏時,機(jī)體的CD3+、CD4+及CD4+/CD8+均下降,導(dǎo)致機(jī)體免疫功能下降,引發(fā)免疫抑制。此研究結(jié)果與國內(nèi)相關(guān)報道一致[23]。

3.4 維生素D與兒童膿毒癥預(yù)后的相關(guān)性

目前部分國內(nèi)外研究發(fā)現(xiàn),維生素D可以作為預(yù)測膿毒癥死亡的獨立危險因素,影響膿毒癥患者的預(yù)后[24]。Braun等[25]研究發(fā)現(xiàn)維生素D缺乏是危重患者30d、90d、365d死亡的一個重要預(yù)測指標(biāo),維生素D缺乏會增加重癥患者的病死率。Onwuneme等[26]學(xué)者報道,膿毒癥組維生素D水平低于健康對照組,維生素D缺乏與膿毒癥的不良預(yù)后相關(guān),維生素D水平越低,預(yù)后越差。De Haan等[27]發(fā)現(xiàn),維生素D缺乏對膿毒癥患者30d病死率及院內(nèi)病死率有顯著影響。Trongtrakul[28]等研究得出,膿毒癥患者維生素D缺乏率很高,當(dāng)維生素D低于12ng/mL時,膿毒癥患者30d病死率明顯升高。廉迎冬等[29]報道稱,維生素D缺乏與膿毒癥患者死亡率有關(guān),給予外源性補(bǔ)充維生素D可以降低膿毒癥的死亡風(fēng)險。本研究結(jié)果表明死亡組維生素D水平明顯低于生存組,維生素D是膿毒癥患兒28d死亡的獨立危險因素,對膿毒癥患兒的死亡具有良好的預(yù)測價值[AUC=0.836,95%CI(0.735,0.936)]。維生素D為13.91ng/mL,是膿毒癥患兒高死亡風(fēng)險的臨界值,此結(jié)果與張松達(dá)等[30]人研究結(jié)果接近。由此可見維生素D水平與膿毒癥預(yù)后密切相關(guān),這可能與維生素D參與機(jī)體免疫調(diào)節(jié)有關(guān)。當(dāng)維生素D缺乏時,機(jī)體的固有免疫及適應(yīng)性免疫均受到影響,導(dǎo)致免疫功能下降,抗炎與促炎失衡,引發(fā)免疫抑制,最終導(dǎo)致不良預(yù)后。所以膿毒癥患兒應(yīng)及時檢測其體內(nèi)的維生素D水平,對于維生素D缺乏者可以給予外源性補(bǔ)充,提高機(jī)體免疫力,改善患兒預(yù)后。

綜上所述,維生素D缺乏可以影響膿毒癥患兒的免疫調(diào)節(jié)功能,并且膿毒癥患兒血清維生素D水平較低,缺乏率較高。維生素D對于膿毒癥患兒的預(yù)后具有良好的評價意義,當(dāng)維生素D水平低于13.91ng/mL時,其死亡風(fēng)險將會增加,因此及時補(bǔ)充維生素D,有利于輔助臨床治療,進(jìn)而改善膿毒癥患兒的預(yù)后。