血清炎性标志物连续监测联合序贯器官衰竭评分对肺部感染所致脓毒症患者预后的评估价值

中国临床医学

2021, Vol. 28

Issue (3): 364-369 DOI: 10.12025/j.issn.1008-6358.2021.20202056

周燕南 , 周思颖 , 慕婉晴 , 陈东旭 , 俞尧 , 顾国嵘 , 姚晨玲

复旦大学附属中山医院急诊科, 上海 200032

收稿日期：2020-09-21；接受日期：2020-11-06

基金项目：上海市卫生健康委员会项目（201940163），上海市卫生健康委员会重要薄弱学科建设项目（2016ZB0202），上海申康医院发展中心临床科学技术创新项目（SHDC12019615）

作者简介：周燕南, 硕士, 住院医师.E-mail: zhou.yannan@zs-hospital.sh.cn.

通信作者(Corresponding authors). 顾国嵘, Tel: 021-64041990, E-mail: gu.guorong@zs-hospital.sh.cn;
姚晨玲, E-mail: yao.chenling@zs-hospital.sh.cn.

摘要：目的: 通过连续监测肺部感染所致脓毒症患者发病早期血清炎性标志物的变化水平，并联合序贯器官衰竭评分（sequential organ failure assessment，SOFA）评估血清炎性标志物对患者预后的预测价值。方法: 前瞻性收集2018年7月至2019年11月复旦大学附属中山医院收治的143例肺部感染所致脓毒症患者的临床信息和血液检测结果。根据入院28 d的临床结局将患者分为生存组（n=109）和死亡组（n=34）。连续性收集入组患者入院第1天、第3天的外周血白细胞计数（WBC）、淋巴细胞绝对值、高敏C-反应蛋白水平、降钙素原水平及细胞因子浓度，并计算入组患者的SOFA和急性生理和慢性健康状况评分系统Ⅱ（acute physiology and chronic health evaluation Ⅱ，APACHEⅡ）评分。结果: 死亡组入院时SOFA评分（P=0.003）、APACHEⅡ评分（P < 0.001）明显高于生存组，辅助通气（P < 0.001）和血管活性药物（P < 0.001）使用率高于生存组，入院后死亡组不同时间点血清白介素2受体（IL-2R）、IL-8、IL-10水平与生存组差异有统计学意义（P < 0.05）。多因素logistic回归分析发现，入院第1天的IL-2R浓度（OR=1.001，95% CI 1.000~1.001）、入院第3天的WBC（OR=1.246，95% CI 1.062~1.462）和IL-10（OR=1.188，95% CI 1.011~1.396）、入院3 d内的IL-6变化率（OR=2.488，95% CI 1.065~5.809）对患者临床预后有判断价值（P < 0.05）。SOFA联合IL-2R（第1天）、SOFA联合WBC和IL-10（第3天）、SOFA联合IL-6（3 d变化率）预测脓毒症患者入院28 d预后的受试者工作特征曲线下面积（AUC）分别为0.698（95% CI 0.601~0.795，P=0.001）、0.854（95% CI 0.789~0.919，P < 0.001）、0.795（95% CI 0.708~0.882，P < 0.001）。结论: 对于肺部感染所致脓毒症患者，动态监测IL-2R、WBC、IL-6、IL-10有助于其入院28 d临床结局的判断；SOFA评分联合IL-2R（入院第1天）、WBC+IL-10（入院第3天）或IL-6（3 d变化率）可一定程度提高IL-2R、WBC、IL-6、IL-10对该类患者预后的预测价值。

关键词：脓毒症炎症标志物细胞因子序贯器官衰竭评分

Evaluation of the prognosis of pneumonia induced sepsis by continuous detection of serum inflammatory markers combined with sequential organ failure assessment score

ZHOU Yan-nan , ZHOU Si-ying , MU Wan-qing , CHEN Dong-xu , YU Yao , GU Guo-rong , YAO Chen-ling

Department of Emergency Medicine, Zhongshan Hospital, Fudan University, Shanghai 200032, China

Foundation item: Supported by the Science Research Project of Shanghai Municipal Health Commission (201940163), Key Project of Shanghai Municipal Health Commission (2016ZB0202) and Clinical Science and Technology Innovation Project of Shanghai Shenkang Hospital Development Center (SHDC12019615)

Abstract: Objective: To explore the role of inflammatory biomarkers in patients with pneumonia induced sepsis by continuously detecting the levels of inflammatory biomarkers combined with sequential organ failure assessment (SOFA) score. Methods: Blood samples and clinical information from 143 patients with pneumonia induced sepsis in Zhongshan University, Fudan University from July 2017 to November 2019 were enrolled. According to the clinical outcomes of 28 days after admission, patients were divided into survival group and dead group. The serum white blood cell count (WBC), absolute value of lymphocyte, and levels of high-sensitivity C-reactive protein, procalcitonin, and cytokines on the first and third day after admission were collected continuously, and the SOFA and acute physiology and chronic health evaluation Ⅱ (APACHE Ⅱ) scores of the included patients were calculated. Results: The SOFA score (P=0.003) and APACHEⅡscore (P < 0.001) in the dead group were significantly higher than those in the survival group. The rates of patients using assisted ventilation (P < 0.001) and vasoactive drugs (P < 0.001) in the dead group were higher than those in the survival group. The differences of serum levels of interleukin (IL)-2R, IL-8, and IL-10 between the two groups had statistical significances at different time points after admission. Multivariate logistic regression analysis results showed that IL-2R on the first day after admission (OR=1.001, 95% CI 1.000-1.001), WBC (OR=1.246, 95% CI 1.062-1.462), and IL-10 (OR=1.188, 95% CI 1.011-1.396) the third day after admission, and the 3-day change rate of IL-6 (OR=2.488, 95% CI 1.065-5.809) were associated with the prognosis of patients(P < 0.05). The AUC of SOFA combined with IL-2R (day 1), SOFA combined with WBC and IL-10 (day 3), and SOFA combined with IL-6 (3-day change rate) for predicting 28-day prognosis of sepsis patients were 0.698 (95% CI 0.601-0.795, P=0.001), 0.854 (95% CI 0.789-0.919, P < 0.001), and 0.795 (95% CI 0.708-0.882, P < 0.001), respectively. Conclusions: Dynamic monitoring of IL-2R, WBC, IL-6, and IL-10 can help to predict the clinical outcome of patients with pneumonia induced sepsis. SOFA score combined with IL-2R (day 1), WBC + IL-10 (day 3), and IL-6 (3-day change rate) can increase the value of serum markers for predicting prognosis of the patients to a certain extent.

Key words: sepsis inflammatory biomarkers cytokines sequential organ failure assessment

感染性疾病是目前临床上发病率较高的疾病之一。脓毒症作为感染最严重的并发症，以病情凶险、病程复杂、病死率高为突出特点，对于全球急危重症临床医师是一种挑战。脓毒症为机体对感染反应失调所致的危及生命的器官功能障碍^[1]。由于脓毒症病理生理机制复杂，涉及患者原发感染、免疫状态、炎症反应程度及多器官功能障碍等一系列问题，目前临床上对其病程的认识尚有限。促炎因子和抑炎因子失衡所引起的细胞因子风暴在脓毒症病理生理过程中起至关重要的作用^[2-4]。

细胞因子是一类具有生物活性的小分子蛋白质(< 40 kDa)的统称，通过机体细胞自分泌、旁分泌等活动产生和释放，结合靶细胞上的特定受体后介导细胞间的信号传导，诱导靶细胞的活化、增殖或迁移^[5]，从而发挥免疫调节作用。其中，促炎因子可导致已活化细胞组织的损伤和坏死，在炎症进展过程中起主导作用，包括肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α, TNF-α)、白介素1β(interleukin-1β, IL-1β)、IL-2、IL-6和IL-8；抑炎因子则能够抑制炎症进程，在炎症好转过程中起主导作用，主要包括IL-4和IL-10。本研究通过连续性监测肺部感染所致脓毒症患者发病初期机体内促炎因子与抑炎因子的变化水平，探讨早期细胞因子的变化程度对患者预后的评估作用。

1 资料与方法 1.1 一般资料

前瞻性收集2018年7月至2019年11月就诊于复旦大学附属中山医院急诊科的143例肺部感染所致脓毒症患者的临床资料和入院第1天、第3天的血液检测结果，同时收集其入院第1天、第3天的序贯器官衰竭评分(sequential organ failure assessment, SOFA)和急性生理和慢性健康评分系统Ⅱ(acute physiology and chronic health evaluation Ⅱ, APACHE Ⅱ)评分。根据入院第28天是否存活将患者分为生存组(n=109)和死亡组(n=34)。脓毒症根据2016年国际脓毒症指南3.0标准^[1]诊断，即同时满足下述2点：(1)感染或疑似感染；(2)SOFA评分变化≥2分。肺部感染包括社区获得性感染和医院获得性感染，分别根据2016年中国成人社区获得性肺炎指南^[6]和2018年中国成人医院获得性肺炎与呼吸机相关性肺炎指南^[7]诊断。排除标准：(1)年龄 < 18周岁；(2)肾功能不全晚期或长期需要血液透析治疗者；(3)使用可刺激细胞炎症介质释放的药物；(4)哺乳期妇女或孕产妇；(5)智力或精神状态异常；(6)不愿意参加本研究。本研究获得复旦大学附属中山医院伦理委员会审核批准(B2019-281R)。

1.2 血液标本的检测

收集患者入院第1天、第3天的血常规指标、细胞因子、降钙素原(procalcitonin，PCT)、高敏C-反应蛋白水平(high-sensitive C-reactive protein, hs-CRP)水平。所有入组患者血液标本均送至复旦大学附属中山医院检验科进行检测。采用美国Thermo Fisher全自动流式分析仪进行白细胞计数、淋巴细胞绝对值、单核细胞绝对值、血小板计数的检测；采用Immulite 1000/2000分析仪通过固相、夹心及化学发光法对血清中的TNF-α、白介素2受体(interleukin-2 receptor，IL-2R)、IL-6、IL-8、IL-10进行检测；采用罗氏8000分析仪通过电化学发光法测定PCT；采用罗氏720分析仪通过免疫比浊法测定hs-CRP。

1.3 统计学处理

采用SPSS 25.0、Graphpad Prism 8.0和Medcalc 19.1等软件进行数据处理和分析。符合正态分布的计量资料以x±s表示，两组间比较采用独立样本t检验；非正态分布的计量资料以M(P₂₅, P₇₅)表示，组间比较采用秩和检验。计数资料以n(%)表示，组间比较采用χ²检验。采用logistic回归分析判断脓毒症患者住院28 d内死亡的危险因素；采用受试者工作特征曲线(ROC)分析各参数预测患者28 d内死亡的效力。检验水准(α)为0.05。

2 结果 2.1 一般资料比较

143例肺部感染所致的脓毒症患者中，男性96例，女性47例，中位年龄70岁；生存组109例，死亡组34例；28 d病死率为23.8%。结果(表 1)表明：2组患者性别、发病时间差异无统计学意义；年龄、辅助通气和血管活性药物应用率、住院时间及入院时SOFA评分、APACHE Ⅱ评分差异均有统计学意义(P < 0.05)。

表 1 2组患者一般资料比较

指标	生存组(n=109)	死亡组(n=34)	P值
年龄/岁	69(53，81)	76(65，85)	0.031
男性n(%)	70(64.2)	26(76.5)	0.184
发病时间/d	5(2，7)	5.5(2，14)	0.368
糖尿病n(%)	25(22.9)	15(44.1)	0.016
免疫抑制n(%)	7(6.4)	5(14.7)	0.128
伴随感染部位n(%)
腹腔	11(10.1)	1(2.9)	0.189
泌尿系	26(23.9)	8(23.5)	0.969
血液循环	7(6.4)	6(17.6)	0.047
其他部位	4(3.7)	0(0.0)	0.257
辅助通气n(%)	40(36.7)	29(85.3)	< 0.001
血管活性药物n(%)	28(25.7)	24(70.6)	< 0.001
住院时间/d	17(12，27)	10(7，18)	< 0.001
入院SOFA评分	4.82±2.19	6.62±3.57	0.003
入院APACHEⅡ评分	12.14±6.89	17.21±7.43	< 0.001

表选项

2.2 炎症指标的动态变化趋势

结果(图 1)表明：死亡组患者不同时间点血清IL-2R、IL-8、IL-10与生存组差异有统计学意义(P < 0.05)。入院第3天，生存组血清WBC、hs-CRP、PCT、IL-6、IL-10水平下降，而死亡组则有升高趋势；2组WBC、hs-CRP、PCT、IL-2R、IL-6、IL-8、IL-10水平差异有统计学意义(P < 0.05)。死亡组淋巴细胞水平始终低于生存组；随着治疗的推进，淋巴细胞在生存组呈回升趋势，而在死亡组呈明显下降趋势，入院第3天2组间差异有统计学意义(P < 0.001)。

图 1 2组患者炎症指标的变化趋势 ^*P < 0.05，^**P < 0.01，^***P < 0.001。

图选项

2.3 死亡相关危险因素分析

将上述2组差异有统计学意义的指标纳入logistic多因素回归模型，校正性别和年龄后，结果(表 2)显示：入院第1天，IL-2R为死亡相关独立危险因素(P < 0.05)；入院第3天，WBC、IL-10为死亡相关独立危险因素(P < 0.05)；入院3 d内的IL-6变化率与死亡独立相关(P < 0.05)。

表 2 死亡相关危险因素的多因素分析

变量	OR	95%CI	P值
第1天
IL-2R	1.001	1.000~1.001	0.011
第3天
WBC	1.246	1.062~1.462	0.007
IL-10	1.188	1.011~1.396	0.037
3 d变化率
IL-6	2.488	1.065~5.809	0.035

表选项

2.4 不同时间点炎性标志物和/或SOFA评分对预后的预测价值

ROC曲线分析(图 2、表 3)显示：入院第3天的SOFA+WBC+IL-10评分对肺部感染所致脓毒症患者28 d预后的预测价值最大，其次为SOFA评分，AUC分别为0.854、0.824(P < 0.001)；入院第1天SOFA评分+IL-2R和SOFA评分+IL-6的3 d变化率的预测价值高于单项指标(P < 0.01)。

图 2 不同时间点炎性标志物和/或SOFA评分预测患者入院28d预后的ROC曲线

图选项

表 3 不同时间点炎性标志物及SOFA评分对预后的预测价值

变量	AUC	95%CI	P值
第1天
SOFA评分	0.674	0.591~0.750	0.001
IL-2R	0.654	0.570~0.731	0.007
SOFA评分+IL-2R	0.698	0.601~0.795	0.001
第3天
SOFA评分	0.824	0.752~0.883	< 0.001
WBC	0.690	0.607~0.765	0.002
IL-10	0.740	0.660~0.810	< 0.001
SOFA评分+WBC+IL-10	0.854	0.789~0.919	< 0.001
3 d变化率
SOFA评分	0.790	0.714~0.853	< 0.001
IL-6	0.664	0.580~0.740	0.004
SOFA评分+IL-6	0.795	0.708~0.882	< 0.001

表选项

3 讨论

脓毒症是因机体对感染反应失调所致的危及生命的器官功能障碍。其中感染是始动因素，机体对感染的反应失调是主要原因，而危及生命的器官功能障碍是结果。因此，机体对感染反应的失调是脓毒症诊治的关键点。目前，一般认为脓毒症患者早期体内会出现短暂的过度炎症反应，随着疾病进展，机体则会从早期促炎反应转为长期的免疫抑制状态，从而显著提高脓毒症患者的死亡率^[8-10]。本研究仅选择肺部感染所致脓毒症患者，以排除原发感染部位对预后的影响，通过观察脓毒症患者血清炎症指标的动态改变来判断脓毒症患者发病早期的炎症反应演变，并评估短期预后。

IL-2作为经典的促炎细胞因子，主要通过与活化T细胞表面的IL-2R特异性结合发挥促炎作用^[11-12]。效应T细胞活化后开始表达IL-2R，但IL-2R并不在活化T细胞的表面持续存在。研究^[13]显示，感染后早期(1~2 d)活化T细胞表面的IL-2R开始表达并迅速达到高峰；在约第3.5天部分T细胞表面IL-2R的表达下降；第5天机体内抗原完全清除时，所有的活化T细胞表面IL-2R的表达均下降，只是不同IL-2R亚型下调的速度不一致。随着IL-2R表达的下调，T细胞逐渐丧失对IL-2的反应能力。本研究结果与之相符，本研究中脓毒症患者发病的中位时间约为5 d，正是IL-2R所有亚型开始下调的时间。通过连续性监测发现，入院第1天患者体内IL-2R处于高水平，在第3天较第1天下降明显。死亡相关危险因素分析显示，入院第1天血清IL-2R水平是脓毒症患者入院28 d死亡的独立危险因素。既往研究^[14]发现，脓毒症死亡患者血清IL-2R水平升高明显。因此，入院第1天血清IL-2R有作为脓毒症患者的预后判断指标的潜在价值。

IL-6作为一种多功能细胞因子，具有促炎和抗炎的双重功能，通过与特异性受体IL-6R结合发挥生物学作用。机体内IL-6所发挥的生物学功能与其水平相关^[15]。研究^[16]显示，随着血清IL-6水平的升高，脓毒症患者不良预后的发生率也相应升高，提示脓毒症患者体内IL-6水平与其预后相关。本研究通过连续性监测血清中IL-6水平发现，死亡组中IL-6水平总体高于生存组，且死亡组IL-6水平在入院后上升，而生存组IL-6下降。同时，入院前3 d内IL-6变化率是脓毒症患者入院28 d死亡的独立危险因素，提示入院后IL-6的变化趋势可用于判断脓毒症患者预后。

IL-10具有抑炎作用，在机体发生炎症反应早期升高以抑制炎症反应，从而改善感染性疾病的预后。但是随着IL-10相关研究的深入，发现IL-10过度诱导抑炎反应会造成机体免疫抑制，严重时可能造成“免疫麻痹”，进一步加重感染甚至促进死亡^[17-18]。有研究^[19]显示，脓毒症患者血清IL-10升高与其临床预后不良和较高死亡率相关。本研究中，入院第3天IL-10水平为脓毒症患者入院28 d死亡的独立危险因素，符合IL-10的释放规律，同时也进一步验证IL-10的异常升高提示预后不良。

淋巴细胞为固有免疫的效应细胞，有研究^[20-21]对死亡脓毒症患者进行尸检发现，这些患者体内的淋巴细胞大量凋亡，这可能是脓毒症患者发生免疫抑制的相关机制之一^[9-10]。本研究也发现，生存组患者入院第3天的淋巴细胞较第1天增加，而死亡组则减少。因此，将淋巴细胞作为判断脓毒症预后的生物标志物对于临床治疗有一定指导意义。

SOFA评分作为诊断脓毒症的评分系统，不仅有助于脓毒症诊断及其严重程度评估，对脓毒症预后也有较好的评估作用^[22-23]。既往研究^[24]显示，联合SOFA评分可提高IL-6对脓毒症患者临床结局的预测效能。本研究通过联合不同时间点的SOFA评分与炎症指标，得出不同时间点预测脓毒症患者入院28 d临床结局的最优组合，发现入院第3天SOFA联合WBC及IL-10的预测价值最大。

本研究存在一些局限性：(1)本研究属于单中心前瞻性研究，样本量相对较小，研究结果是否适用于所有肺部感染诱发脓毒症患者临床结局的判断还有待扩大样本量进一步验证；(2)本研究结果仅针对肺部感染所致的脓毒症患者，而未纳入腹部感染、血流感染、尿路感染等其他部位或系统感染所致的脓毒症患者，因此尚须对其他部位或系统感染患者的临床特征和相关危险因素进行进一步分析。

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周燕南, 周思颖, 慕婉晴, 陈东旭, 俞尧, 顾国嵘, 姚晨玲. 血清炎性标志物连续监测联合序贯器官衰竭评分对肺部感染所致脓毒症患者预后的评估价值[J]. 中国临床医学, 2021, 28(3): 364-369.

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通信作者(Corresponding authors).
顾国嵘, Tel: 021-64041990, E-mail: gu.guorong@zs-hospital.sh.cn;
姚晨玲, E-mail: yao.chenling@zs-hospital.sh.cn.

基金项目
上海市卫生健康委员会项目（201940163），上海市卫生健康委员会重要薄弱学科建设项目（2016ZB0202），上海申康医院发展中心临床科学技术创新项目（SHDC12019615）

Foundation item
Supported by the Science Research Project of Shanghai Municipal Health Commission (201940163), Key Project of Shanghai Municipal Health Commission (2016ZB0202) and Clinical Science and Technology Innovation Project of Shanghai Shenkang Hospital Development Center (SHDC12019615)

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