肺部细菌感染与病毒感染IL-33/ST2信号通路活性变化及其鉴别诊断价值

胡金亮 王振 吴瑞红

肺部感染指不同病原体或其他因素引起的肺部炎症，包括细菌、病毒、肺炎支原体等［1］。据统计，肺部感染约影响全球7%的人口，每年约400 万人因罹患肺部感染死亡，巨大疾病引起全球广泛关注［2］。以往临床诊断鉴别肺部感染主要根据临床特征、痰标本及影像学检查等，但上述诊断鉴别方式耗时较长，不利于指导临床早期恰当选用治疗药物。既往研究指出，白细胞介素-33（IL-33）/基质裂解素2（ST2）信号通路可在多种感染性疾病中发挥多效性作用，其作用主要取决于感染阶段、病原体种类等［3］。但目前IL-33/ST2 信号通路活性变化在肺部感染患者具体作用尚不十分清楚，仍待进一步研究。本研究初次尝试分析肺部细菌感染与病毒感染IL-33/ST2 信号通路活性变化及其鉴别诊断价值，以期为疾病诊疗提供新的思路，具体分析如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取本院2018年3月至2020年6月126 例肺部感染患者作为研究对象，其中细菌感染患者66例作为细菌组，病毒感染患者60 例作为病毒组，另选取同期健康体检者62 例作为对照组。对照组男29 例，女33 例，平均年龄（43.65±10.03）岁；细菌组男32 例，女34 例，平均年龄（44.56±9.48）岁；病毒组男27 例，女33 例，平均年龄（43.09±11.26）岁。3 组性别、年龄比较差异无统计学意义（P＞0.05）。

纳入标准：①符合《肺部感染性疾病支气管肺泡灌洗病原体检测中国专家共识（2017年版）》中肺部感染诊断标准［4］；②近1 个月内未接受过免疫抑制剂或其他影响本研究结果药物；③临床资料完整。排除标准：①病毒性肺炎；②非典型病原体肺炎；③伴有肺部基础病，如支气管扩张、慢性支气管炎；④合并自身免疫系统疾病；⑤非感染性肺间质性疾病；⑥合并肺部肿瘤；⑦肺嗜酸性粒细胞浸润症；⑧伴有结缔组织疾病；⑨合并肺心病或心律失常等。

1.2 炎症反应指标及IL-33、sST2 检测方法

对照组于体检当天采集空腹外周静脉血3 mL，研究组于治疗前采集空腹外周静脉血3 mL，以半径8 cm、转速3 000 r/min，离心15 min，取上层血清，采用电化学发光法测定降钙素原（PCT）水平，试剂盒由北京百奥莱博科技有限公司提供；采用双抗体夹心ELISA 法测定C 反应蛋白（CRP）水平，试剂盒由南京北鱼生物科技有限公司提供；采用酶联免疫吸附试验测定肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、IL-33、sST2水平，试剂盒分别购自武汉博迪莱莎生物科技有限公司、上海哈灵生物科技有限公司、上海梵态生物科技有限公司。

1.3 IL-33mRNA、sST2mRNA 检测方法

采集所有研究对象静脉血5 mL，具体采集方法同上，留置于K2 EDTA 抗凝管，采用Ficoll 梯度离心法分离外周血单个核细胞（PBMC），利用Trizol 方法进行RNA 提取，RNA 反转得到cDNA，进行PCR 扩增，采用2-ΔΔCT法对扩增结果行相对定量分析。

1.4 观察指标

①比较3 组IL-33、sST2mRNA、血清IL-33、sST2 水平。②比较3 组炎症反应指标（CRP、PCT、TNF-α）水平。③分析细菌组、病毒组IL-33、sST2mRNA、血清IL-33、sST2 与炎症反应相关性。④IL-33、sST2mRNA、血清IL-33、sST2 对肺部感染诊断价值。⑤IL-33、sST2 mRNA、血清IL-33、sST2对肺部细菌感染与病毒感染的鉴别诊断价值。

1.5 统计学分析

采用统计学软件SPSS 19.0 处理数据，计数资料以n（%）描述，用χ2检验；呈正态性分布的计量资料用（±s）描述，两组间比较用t检验，多组间比较采用单因素方差分析；相关性分析采用Pearson相关系数模型；预测效能分析采用受试者工作特征（ROC）曲线，获取曲线下面积不同预测方案间曲线下面积比较采用DeLong 检验，联合诊断实施Logistic 二元回归拟合，返回预测概率logit（p），以P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 3 组IL-33、sST2 mRNA、血清IL-33、sST2 水平

3 组IL-33mRNA、sST2mRNA、血清IL-33、血清sST2 水平比较结果：细菌组＞病毒组＞对照组，差异有统计学意义（P＜0.05）。见表1。

表1 3 组IL-33、sST2 mRNA、血清IL-33、sST2 水平比较（±s）Table 1 Comparison of IL-33，sST2 mRNA，serum IL-33，sST2 levels in the 3 groups（±s）

表1 3 组IL-33、sST2 mRNA、血清IL-33、sST2 水平比较（±s）Table 1 Comparison of IL-33，sST2 mRNA，serum IL-33，sST2 levels in the 3 groups（±s）

组别细菌组病毒组对照组F 值P 值n 66 60 62 IL-33 mRNA 2.25±0.30 1.47±0.22 0.92±0.11 561.273＜0.001 sST2 mRNA 2.02±0.18 1.28±0.14 0.96±0.10 908.112＜0.001血清IL-33（ng/L）1230.76±404.87 775.29±253.06 162.31±51.02 232.345＜0.001血清sST2（ng/mL）21.79±6.02 15.93±5.14 6.87±2.20 158.050＜0.001

2.2 3 组炎症反应指标水平

3 组CRP、PCT、TNF-α 比较结果：细菌组＞病毒组＞对照组，差异有统计学意义（P＜0.05）。见表2。

表2 3 组炎症反应指标水平（±s）Table 2 Levels of inflammatory response indicators in the 3 groups（±s）

表2 3 组炎症反应指标水平（±s）Table 2 Levels of inflammatory response indicators in the 3 groups（±s）

组别细菌组病毒组对照组F 值P 值例数66 60 62 CRP（mg/L）142.65±45.80 52.77±17.32 1.94±0.61 391.592＜0.001 PCT（μg/mL）15.74±3.46 2.63±0.81 0.08±0.02 1028.933＜0.001 TNF-α（pg/mL）85.49±26.12 20.51±6.80 2.30±0.37 483.559＜0.001

2.3 细菌组、病毒组IL-33、sST2 mRNA、血清IL-33、sST2 与炎症反应相关性

Pearson 相关性分析，细菌组、病毒组IL-33、sST2mRNA、血清IL-33、sST2与血清CRP、PCT、TNF-α 呈正相关（P＜0.05）。见表3。

2.4 IL-33、sST2 mRNA、血清IL-33、sST2 对肺部感染诊断价值

ROC 曲线分析，联合诊断的敏感度未74.60%，特异度为98.39%，AUC 面积为0.910，比单一诊断值高（P＜0.05）。见图1、表4。

图1 IL-33、sST2 mRNA、血清IL-33、sST2 对肺部感染诊断价值Figure 1 The diagnostic value of IL-33，sST2 mRNA，serum IL-33 and sST2 in pulmonary infection

3 讨论

大量研究证实［5-7］炎症反应在肺部感染发生、发展中发挥至关重要作用。肺部感染患者在肺内和（或）肺外原因的作用下引起机体组织细胞炎症反应，进而诱发大量的PCT、TNF-α 等炎性因子分泌，加重机体炎症反应［8］。另一方面，氧自由基被大量释放，核因子-κB被激活，核因子-κB 可增加多种细胞因子及趋化因子基因表达，造成肺内中性粒细胞浸润，导致肺损伤发生，促进CRP、PCT、TNF-α 等炎性因子大量表达。故可见细菌性及病毒性肺部感染者CRP、PCT、TNF-α 水平呈高表达，且细菌性肺部感染者较为显著，同尤其等［9］研究报道结果具有一致性。这一结果可能与细菌感染早期细菌内毒素大量释放，刺激肺泡细胞及巨噬细胞有关，致使血清CRP、PCT、TNF-α 水平显著升高。

表3 细菌组、病毒组IL-33、sST2 mRNA、血清IL-33、sST2 与炎症反应相关性Table 3 Correlation between IL-33，sST2 mRNA，serum IL-33，sST2 and inflammatory response in bacterial group and virus group

表4 IL-33、sST2 mRNA、血清IL-33、sST2 对肺部感染诊断价值Table 4 Diagnostic value of IL-33，sST2 mRNA，serum IL-33 and sST2 for pulmonary infection

IL-33 属于IL-1 家族，为炎症反应和免疫反应重要调节因子之一，于2005年证实其为ST2 配体［10-11］。有研究指出［12］，IL-33/sST2 信号通路参与机体免疫反应和炎症反应调控，但其在肺部感染中的具体作用尚不清楚，本研究就此展开探讨。本研究数据显示，细菌性及病毒性肺部感染者IL-33、sST2 mRNA 及血清IL-33、sST2 水平呈高表达，与姜纯杰等［13］研究结果相似。正常情况下，IL-33 存在于细胞核中，发挥转录抑制作用，细胞受损时IL-33可分泌至细胞外，通过结合受体ST2 传递信号，发挥免疫调节作用，IL-33 通过促进适应性免疫应答、固有免疫应答参与炎症发生，在炎症早期即可产生，同时还可放大炎症反应。Qi 等［14］报道指出，应用TLR7 激动剂与呼吸道合胞病毒感染的肺吞噬细胞、树突状细胞共同体外培养，可见细胞内IL-33 mRNA 表达均增加。此外，受细菌性肺炎起病急、进展快及细菌性肺炎肺组织损伤等因素影响，细菌性肺部感染者IL-33、sST2mRNA 及血清IL-33、sST2水平较病毒性肺部感染者高。

细菌组、病毒组IL-33、sST2mRNA、血清IL-33、sST2 与血清CRP、PCT、TNF-α 呈正相关，对其具体机制进行探究，IL-33/ST2 信号通路在病毒感染中可引起Ⅰ/Ⅱ型免疫反应，IL-33 与跨膜型ST2 结合可活化Th2 细胞，激活核因子-κB、有丝分裂激活蛋白激酶信号通路，促进炎症细胞因子分泌［15］。IL-33/ST2 信号通路在细菌感染中可促进中性粒细胞募集，提高杀菌活性，IL-33/ST2 信号通路位于Toll 样受体（TLRs）下游，能特异性识别不同细菌病原体，促进机体炎症反应，IL-33 水平越高，机体炎症反应程度越严重，而ST2 与机体炎症因子呈正相关，可能是由于机体代偿性分泌，进而负向调节IL-33/ST2 介导的炎症反应，但具体作用机制尚需进一步研究证实。

综上可知，IL-33mRNA、sST2mRNA、血清IL-33、sST2 对肺部感染及感染类型具有良好鉴别诊断价值，IL-33/ST2 信号通路有望成为临床治疗细菌感染、病毒感染新靶点。