2023, Vol. 30
2. 上海市肺部炎症与损伤重点实验室, 上海 200032
2. Shanghai Key Laboratory of Pulmonary Inflammation and Injury, Shanghai 200032, China
急性呼吸窘迫综合征（acute respiratory distress syndrome, ARDS）以弥漫性肺泡损伤为病理特征，其本质是由感染、创伤等原因引发的肺毛细血管内皮细胞和肺泡上皮细胞炎症性病变[1]。10.4%的危重症患者可快速发展为ARDS，其中约40%可能被漏诊[2]。
重症社区获得性肺炎（severe community-acquired pneumonia, SCAP）作为ARDS的肺源性因素之一，病死率达50%。SCAP进展为ARDS与炎症级联反应中多种细胞因子的表达失控密切相关。中性粒细胞、巨噬细胞释放的大量炎症介质在肺部浸润，直接损伤肺泡膜。此外，内皮功能紊乱使肺微血管通透性增加，导致肺内血管微血栓、透明膜形成，加速肺损伤进展。
生物学标志物因客观性强，在病因诊断、疾病严重程度评价、预后分析中有较大价值。SCAP无弥漫性肺泡和内皮损伤，早期发现影响SCAP临床转归的血清学指标，将有助于准确预测并识别ARDS的发生，进而提高其救治率[3]。本研究回顾性选择在复旦大学附属中山医院诊断为SCAP的患者，分析其发生ARDS的危险因素，并评价血清生物标志物对SCAP患者进展为ARDS的预测价值，旨在探讨能有效预测ARDS的血清生物标志物。
1 资料与方法 1.1 一般资料回顾性分析2019年1月至2021年3月复旦大学附属中山医院呼吸与危重症医学科监护室（respiratory intensive care unit, RICU）收治的53例SCAP患者的临床资料，所有血清标本均来自本院呼吸科重症肺炎生物样本库。纳入标准：（1）年龄＞18岁；（2）SCAP诊断标准符合《中国成人社区获得性肺炎诊断和治疗指南（2016年版）》[4]和美国胸科协会（American Thoracic Society, ATS）重症肺炎指南[5]。排除标准：（1）恶性肿瘤疾病终末期，有化疗史；（2）血液系统疾病及自身免疫系统疾病；（3）接受造血干细胞移植或1个月内输血史；（4）孕产妇；（5）入住RICU 7 d内死亡；（6）外伤导致肺挫伤后继发肺炎；（7）临床数据不完整。本研究获得复旦大学附属中山医院伦理委员会批准（B2017-061R），所有患者知情并签署知情同意书。
1.2 治疗方法与分组患者诊断为SCAP后，启动两联抗生素（经验性使用喹诺酮和碳青霉烯类药物）治疗，并积极配合基础疾病的治疗。参考2012年关于ARDS的柏林定义[1]，根据入院7 d内是否发生ARDS，将患者分为ARDS组（n＝24）和non-ARDS组（n＝29）。
1.3 观察指标所有患者在进入RICU后的24 h内完成相关实验室检查或血清采集储存，并记录基线急性生理学和慢性健康状况评价Ⅱ（acute physiology and chronic health evaluation Ⅱ, APACHEⅡ）评分、肺炎严重程度指数（pneumoniaseverity index, PSI）及序贯器官衰竭评分（sequentialorgan failure assessment, SOFA）。收集患者年龄、性别、基础疾病、氧合指数、基线临床评分和预后结局（7 d内是否发生ARDS、是否进行有创机械通气、入院后28 d死亡率）。记录实验室检查结果，如白细胞计数、C反应蛋白（C-reactive protein, CRP）、降钙素原（procalcitonin, PCT）。采用ELISA试剂盒（R&D Systems公司, 美国）检测血清白介素6（interleukin-6, IL-6）、IL-1β、肿瘤坏死因子α（tumor necrosis factor-α, TNF-α）、IL-10、1-磷酸鞘氨醇（sphingosine-1-phosphate, S1P）、血管生成素2（angiopoietin-2, Ang-2）及血管性血友病因子（von Willebrand factor, vWF）等指标水平。由2名医师完成所有数据录入与校对，确保数据准确。
1.4 统计学处理采用SPSS 22.0软件进行统计学分析，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Mann-Whitney U检验。计数资料以n(%)表示，组间比较采用χ2检验。将单因素分析中P＜0.05的指标纳入logistic回归分析，通过逐步向前法得出影响SCAP患者发生ARDS和28 d内死亡的独立危险因素。采用Spearman相关性分析评价SCAP血清生物标志物与临床指标的相关性。对各独立危险因素绘制ROC曲线，分析最佳截断值，评估各指标对ARDS的预测价值。检验水准（α）为0.05。
2 结果 2.1 ARDS组与non-ARDS组患者临床特征比较结果（表 1）显示：两组患者的年龄、性别、APACHEⅡ评分、SOFA评分、PCT、CRP、有创机械通气使用率、28 d死亡率差异无统计学意义。ARDS组患者血清PSI、IL-6、vWF水平较non-ARDS组显著升高（P＜0.05），而氧合指数、S1P水平较non-ARDS组降低（P＜0.05）。
| 指标 | ARDS组(n＝24) | non-ARDS组(n＝29) | P值 |
| 年龄/岁 | 75.5 (67.3, 83.0) | 74.0 (65.0, 80.0) | 0.249 |
| 男性n(%) | 18 (75.0) | 19 (65.5) | 0.209 |
| 基础疾病n(%) | |||
| COPD | 3 (12.5) | 9 (31.0) | 0.113 |
| 糖尿病 | 6 (25.0) | 6 (20.7) | 0.715 |
| 高血压 | 10 (41.7) | 10 (34.5) | 0.600 |
| 心功能不全 | 6 (25.0) | 6 (20.7) | 0.715 |
| APACHEⅡ评分 | 15.5 (8.5, 23.0) | 11.0 (6.0, 16.5) | 0.205 |
| SOFA评分 | 5 (3.0, 6.8) | 4.0 (2.0, 6.5) | 0.208 |
| PSI评分 | 106.5 (70.0, 127.8) | 98.0 (83.0, 107.0) | 0.031 |
| 氧合指数 | 142.4 (72.3, 278.2) | 242 (135.6, 297.6) | 0.040 |
| 实验室检查 | |||
| CRP /(mg·dL﹣1) | 79.3 (17.2, 153.1) | 60.5 (22.8, 120.3) | 0.408 |
| PCT/(ng·mL﹣1) | 0.14 (0.06, 0.49) | 0.21 (0.07, 1.27) | 0.858 |
| TNF-α/(pg·mL﹣1) | 48.34 (40.03, 75.87) | 50.02 (34.29, 67.56) | 0.456 |
| IL-1β/(pg·mL﹣1) | 36.7 (33.1, 52.0) | 40.7 (34.3, 49.6) | 0.460 |
| S1P/(pg·mL﹣1) | 128.4 (90.3, 254.0) | 371.0 (110.5, 532.0) | 0.033 |
| Ang-2/(ng·mL﹣1) | 12.5 (10.7, 18.7) | 9.3 (7.7, 10.8) | 0.149 |
| IL-6/(pg·mL﹣1) | 54.6 (9.2, 82.0) | 10.1(7.5, 15.5) | 0.002 |
| IL-10/(pg·mL﹣1) | 9.3 (7.7, 10.8) | 12.5 (10.7, 18.7) | 0.070 |
| vWF/% | 458.7 (367.1, 563.6) | 238.9 (187.9, 360.9) | 0.001 |
| 28 d死亡n(%) | 12 (50.0) | 10 (34.5) | 0.262 |
| 有创机械通气n(%) | 16 (66.7) | 13 (44.8) | 0.116 |
| COPD：慢性阻塞性肺疾病；APACHEⅡ：急性生理与慢性健康状况评价Ⅱ；SOFA：序贯器官衰竭评分；PSI：肺炎严重程度指数；CRP：C反应蛋白；PCT：降钙素原；TNF-α：肿瘤坏死因子α；IL-1β：白介素1β；S1P：1-磷酸鞘氨醇；Ang-2：血管生成素2；IL-6：白介素6；IL-10：白介素10；vWF：血管性血友病因子。 | |||
将上述差异有统计学意义的指标（PSI评分、氧合指数、IL-6、vWF、S1P）纳入logistic回归分析，结果（表 2）显示，氧合指数减小、IL-6升高、vWF升高是SCAP患者发生ARDS的独立危险因素（P＜0.05）。
| 变量 | OR | 95%CI | Wald | P值 |
| PSI评分 | 0.982 | 0.938~1.029 | 0.576 | 0.448 |
| 氧合指数 | 0.983 | 0.967~0.999 | 4.259 | 0.039 |
| IL-6 | 1.087 | 1.013~1.165 | 5.437 | 0.020 |
| vWF | 1.017 | 1.004~1.030 | 6.631 | 0.010 |
| S1P | 0.998 | 0.993~1.004 | 0.315 | 0.574 |
| PSI：肺炎严重程度指数；IL-6：白介素6；vWF：血管性血友病因子；S1P：1-磷酸鞘氨醇。 | ||||
ROC曲线（图 1）显示：vWF预测ARDS的曲线下面积（AUC）为0.881（95%CI 0.786~0.975），灵敏度、特异度、约登指数分别为95.8%、69.0%和0.648，最佳截断值为296.1%。IL-6预测ARDS的AUC为0.749（95% CI 0.602~0.895），灵敏度、特异度、约登指数分别为58.3%、93.1%和0.514，最佳截断值为32.35 μg/L。IL-6联合vWF预测ARDS的AUC为0.904（95%CI 0.816~0.991），灵敏度、特异度、约登指数分别为0.833、0.966、0.799，诊断效能高于单个指标。
|
| 图 1 血清IL-6、vWF、IL-6联合vWF预测ARDS的ROC曲线 |
53例患者中，28 d死亡22例（41.5%）。结果（表 3）显示：死亡组患者PCT、IL-10和vWF高于存活组（P＜0.05），S1P低于存活组（P＜0.05）。
| 指标 | 存活组(n＝31) | 死亡组(n＝22) | P值 |
| APACHEⅡ评分 | 15.0 (8.0, 20.0) | 10.0 (4.8, 20.8) | 0.500 |
| SOFA评分 | 5.0 (3.0, 6.8) | 4.0 (2.0, 6.3) | 0.524 |
| PSI评分 | 90 (75, 120) | 101 (70, 118) | 0.828 |
| 氧合指数 | 200.00 (101.47, 280.95) | 266.66 (120.49, 309.52) | 0.116 |
| 实验室检查 | |||
| CRP /(mg·mL﹣1) | 605.0 (187.0, 1 012.0) | 1 062.5 (309.5, 1 583.7) | 0.072 |
| PCT/(ng·mL﹣1) | 0.14 (0.07, 0.26) | 0.29 (0.06, 3.83) | 0.006 |
| TNF-α/(pg·mL﹣1) | 49.63 (38.67, 59.39) | 49.59 (38.53, 95.82) | 0.270 |
| IL-1β/(pg·mL﹣1) | 40.70 (36.10, 50.02) | 35.79 (32.85, 50.68) | 0.980 |
| S1P/(pg·mL﹣1) | 351.00 (131.76, 532.00) | 120.02 (84.25, 222.00) | 0.013 |
| Ang-2/(ng·mL﹣1) | 2.76 (1.89, 4.96) | 5.23 (3.14, 10.58) | 0.441 |
| IL-6/(pg·mL﹣1) | 11.54 (7.49, 19.31) | 20.90 (7.79, 70.53) | 0.197 |
| IL-10/(pg·mL﹣1) | 10.51 (9.16, 15.33) | 11.65 (8.78, 18.45) | 0.046 |
| vWF /% | 298.64 (194.44, 386.34) | 406.82 (270.12, 526.21) | 0.031 |
| APACHEⅡ：急性生理与慢性健康状况评分系统Ⅱ；SOFA：序贯器官衰竭评分；PSI：肺炎严重指数；CRP：C反应蛋白；PCT：降钙素原；TNF-α：肿瘤坏死因子α；IL-1β：白介素1β；S1P：1-磷酸鞘氨醇；Ang-2：血管生成素2；IL-6：白介素6；IL-10：白介素10；vWF：血管性血友病因子。 | |||
将上述差异有统计学意义的指标纳入logistic回归方程，结果（表 4）显示，vWF升高是SCAP患者28 d死亡的独立危险因素（OR＝1.007, 95%CI 1.002~1.011, P＝0.009）。
| 变量 | OR | 95%CI | Wald | P值 |
| IL-10 | 1.078 | 0.937~1.241 | 1.105 | 0.293 |
| PCT | 1.437 | 0.891~2.317 | 2.215 | 0.137 |
| vWF | 1.007 | 1.002~1.011 | 4.782 | 0.009 |
| S1P | 0.998 | 0.994~1.002 | 0.872 | 0.350 |
| PCT：降钙素原；vWF：血管性血友病因子；IL-10：白介素10；S1P：1-磷酸鞘氨醇。 | ||||
Spearman相关性分析结果（图 2）显示：vWF水平与SOFA评分（r＝0.241, P＝0.082）、CRP（r＝0.235, P＝0.090）正相关，与氧合指数负相关（r＝﹣0.134, P＝0.337）；TNF-α与CRP正相关（r＝0.226, P＝0.104）；S1P与APACHEⅡ评分负相关（r＝﹣0.790, P＝0.572）；IL-1β与APACHEⅡ评分正相关（r＝0.550, P＝0.693）；IL-10与PSI评分负相关（r＝﹣0.540, P＝0.701）。
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| 图 2 SCAP患者血清生物标志物与临床特征相关性弦图 OI：氧合指数；APACHEⅡ：急性生理与慢性健康状况评分系统Ⅱ；SOFA：序贯器官衰竭评分；PSI：肺炎严重程度指数；CRP：C反应蛋白；PCT：降钙素原；vWF：血管性血友病因子；IL-6：白介素6；TNF-α：肿瘤坏死因子α；IL-1β：白介素1β；S1P：1-磷酸鞘氨醇；Ang-2：血管生成素-2；IL-10：白介素10。线条宽度表示相关程度。 |
促炎与抑炎反应失衡是SCAP炎症瀑布级联放大的诱因。受内毒素刺激后，IL-6是SCAP患者机体最早释放的促炎因子，而IL-10作为抑炎因子，通过抑制单核细胞及活化的NK细胞来减少IL-6、TNF-α等因子的生成。研究[6]表明，血清IL-6预测ARDS的灵敏度和特异度较高。本研究结果显示，IL-6升高是SCAP患者发生ARDS的预测因素，与既往报道[6-7]一致；ARDS组与non-ARDS组间TNF-α、IL-10差异无统计学意义，提示TNF-α、IL-10虽然与SCAP的转归有一定相关性，但识别ARDS的价值可能有限。PSI主要评价肺部感染引起的全身炎症反应及脏器功能障碍，可作为SCAP相关ARDS的观察指标，本研究中ARDS组与non-ARDS组间PSI差异有统计学意义。APACHEⅡ评分、SOFA评分虽是危重症的重要综合评价工具，但本研究中ARDS组与non-ARDS组间两者差异无统计学意义，提示其对ARDS的预测价值有限。
生理条件下，循环血中的vWF水平很低，而肺血管内皮受损后大量vWF被释放，以维持血管屏障的完整性[8]。Ware等[9]发现，相比于ARDS存活组，ARDS死亡组患者的内皮细胞损伤更严重，vWF水平更高。本研究结果与其一致，提示vWF是预测SCAP患者发生ARDS及28 d死亡的血清生物标志物。作为血管生成素的常见亚型，Ang-2与肺血管的内皮功能相关。Ang-2表达下调导致肺血管内皮细胞与周围基质的连接被破坏，发生血管渗漏，促进组织损伤与炎症发生[10]，是ARDS严重程度的指标。研究[11]显示，Ang-2与脓毒症导致的ARDS死亡风险正相关。但本研究中，ARDS组与non-ARDS组间Ang-2表达水平差异无统计学意义。Ang-2对SCAP患者发生ARDS的预测价值有待进一步验证。
S1P由鞘氨醇激酶催化而成，参与脓毒症、弥散性血管内凝血的微循环调控[12]。S1P在血浆中主要与血清白蛋白和高密度脂蛋白等结合，是细胞屏障的有效调节因子。在脂多糖（lipopolysaccharide, LPS）诱导的ARDS小鼠中，腹腔注射S1P可显著抑制肺血管渗漏和炎症反应[13]。Winkler等[14]研究显示，败血症患者的血清S1P水平降低，且与疾病严重程度相关。本研究中，ARDS组患者血清S1P的表达水平低于non-ARDS组，提示患者可能继发组织灌注受损、微循环衰竭。
本研究存在一定的局限性：（1）是一项单中心、小样本量的探索性研究；（2）未根据肺内、肺外型ARDS的异质性进行分层；（3）缺乏对肺泡上皮损伤标志物的评估，如肺表面活性物质相关蛋白质D（pulmonary surfactant associated protein-D, SP-D）、晚期糖基化终末产物受体（the receptor for advanced glycation end products, RAGE）等[15]。
综上所述，在SCAP患者中，早期识别ARDS至关重要。血清vWF和IL-6可反映ARDS内皮细胞损伤、炎症风暴的启动过程。本研究中，ARDS患者IL-6、vWF升高，两者预测SCAP发生ARDS的价值均较高，两者联合预测效能优于单一指标。因此，监测SCAP患者IL-6、vWF水平变化有助于判断病情转归，进而指导个体化治疗。
利益冲突：所有作者声明不存在利益冲突。
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