Bcl-xL蛋白、LDH、IPF、MMP-9在食管癌术后胸腔感染中的表达及预测脓毒症的效能

练 冬, 金 蓓

练冬, 金蓓,浙江省丽水市第二人民医院检验科 浙江省丽水市 323000

0 引言

食管癌(esophageal cancer, EC)是临床常见消化道恶性肿瘤疾病, 病因多与饮食生活习惯、生活环境等因素有关, 其发病率近年有显著升高趋势[1]. 目前手术是临床治疗EC最有效方法之一, 尽管术式成熟, 但受手术创伤大、部位特殊、难度高等多种因素影响, 术后患者易出现胸腔感染, 甚至继发脓毒症, 严重危及患者生命安全[2]. 近年随对“治未病”理念理解不断深入, 相继有学者提出, 能早期评估EC术后胸腔感染患者脓毒症发生风险在针对性预防治疗中具有重要意义, 但其具体评估机制尚未达成共识[3,4]. 基质金属蛋白酶-9(matrix metalloproteinase-9, MMP-9)是MMPs家族主要成员之一, 是一种有降解功能的特异性蛋白水解酶[5]; 血小板降低已被证实是脓毒症预后不良的重要危险因素之一, 且有研究表明, 血小板免疫反应在感染所致宿主反应发生发展中发挥关键作用, 而未成熟血小板比率(immature platelet fraction, IPF)可准确、直观性反映血小板生成情况[6]; 大分子B淋巴细胞瘤(B-cell lymphomaextra large, Bcl-xL)蛋白是一种抗凋亡蛋白, 能更直接反映外界损害、机体间互相作用[7]; 乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase, LDH)已被证实参与糖酵解过程, 其在脓毒症患者外周血中显著升高, 且与病情严重程度相关[8].本研究首次探讨Bcl-xL蛋白、LDH、IPF、MMP-9在EC术后胸腔感染中的表达及预测脓毒症的效能, 为临床完善此类患者脓毒症发生风险评估机制提供参考. 现报告如下.

1 材料和方法

1.1 材料 将2016-02/2020-01期间187例EC术后胸腔感染患者作为观察组, 并根据是否发生脓毒症分为脓毒症(16例)、非脓毒症(171例)患者, 并选取同期临床资料相匹配的187例EC术后未感染患者作为对照组. 纳入标准: 经胃镜病理活检诊断确诊EC, 经患者同意均行手术治疗;入组前无感染性疾病, 且近1个月内无抗菌药应用史; 术后参考《APSIC guidelines for the prevention of surgical site infections》[9]标准, 并结合临床体征及实验室诊断确诊是否发生胸腔感染; 患者、家属知情理解签署同意书.排除标准: 有免疫缺陷者; 伴其他部位感染者; 应用激素药物者; 其他病因所致脓毒症者. 两组性别、年龄、体质量指数、病灶位置、手术时间、合并症基础资料均衡可比(P＞0.05). 见表1.

表1 两组一般资料对比

1.2 方法 生化指标检测: 术后1 d晨起, 采用非抗凝真空管采集肘空腹静脉血2 mL, 离心(半径10 cm, 时间15 min,转速3500 r/min), 采集上层血清, 采用上海酶联生物科技有限公司酶测速率法试剂盒测LDH水平; 上海百蕊生物科技有限公司酶联免疫试剂盒测MMP-9水平、Bcl-xL蛋白水平; 另采用抗凝真空管采集肘空腹静脉血2 mL,采用Sysmex血液分析仪测IPF. 全部操作均由资深检验科技师参考试剂盒说明书步骤规范完成.

1.3 观察指标 (1)对比两组及脓毒症、非脓毒症患者Bcl-xL蛋白、LDH、IPF、MMP-9水平; (2)分析Bcl-xL蛋白、LDH、IPF、MMP-9与脓毒症病情程度的关系、脓毒症影响因素及Bcl-xL蛋白、LDH、IPF、MMP-9对脓毒症的预测效能. 脓毒症病情程度根据急性生理和慢性健康(APACHE Ⅱ)评分评估, 总分为71分, 得分越高病情越严重.

统计学处理采用统计学软件SPSS 22.0处理数据, 计数资料以例数描述, 采用χ2检验, 计量资料采取Bartlett方差齐性检验与Kolmogorov-Smirnov正态性检验, 均确认具备方差齐性且近似服从正态布, 以mean±SD描述, 两组间比较采用独立样本t检验; 相关性分析采用Pearson相关系数、Logistic回归方程; 受试者工作特征曲线(receiver operating characteristic, ROC)分析预测效能. 均采用双侧检验, α = 0.05.

2 结果

2.1 两组Bcl-xL蛋白、LDH、IPF、MMP-9比较 观察组Bcl-xL蛋白、LDH、IPF、MMP-9较对照组显著升高(P＜0.05), 见表2.

表2 两组Bcl-xL蛋白、LDH、IPF、MMP-9比较(mean±SD)

2.2 脓毒症、非脓毒症患者Bcl-xL蛋白、LDH、IPF、MMP-9比较 根据是否发生脓毒症将观察组患者分为脓毒症、非脓毒症患者. 脓毒症、非脓毒症患者年龄、性别、体质量指数、病灶位置、手术方式、肿瘤大小、术中失血量、糖尿病、冠心病、高血压、慢性阻塞性肺疾病比较, 差异无统计学意义; 脓毒症手术时间、BclxL蛋白、LDH、IPF、MMP-9较非脓毒症显著增加(P＜0.05), 见表3.

表3 脓毒症、非脓毒症患者Bcl-xL蛋白、LDH、IPF、MMP-9比较(mean±SD)

2.3 Bcl-xL蛋白、LDH、IPF、MMP-9与脓毒症病情程度的关系 16例脓毒症患者APACHE Ⅱ评分为(23.06±5.14)分. 采用Pearson进行相关性分析, 结果显示, Bcl-xL蛋白(r= 0.636,P= 0.008)、LDH(r= 0.654,P=0.006)、IPF(r= 0.799,P＜0.001)、MMP-9(r= 0.812,P＜0.001)与APACHE Ⅱ评分呈正相关. 见图1-4.

图1 Bcl-xL蛋白与APACHE Ⅱ评分关系.

2.4 脓毒症影响因素的Logistic回归方程分析 以是否发脓毒症为因变量, 0 = 未发生, 1 = 发生, 纳入手术时间、Bcl-xL蛋白、LDH、IPF、MMP-9作为自变量进行Logistic回归方程分析, 根据均值对各连续自变量进行分层和赋值, 低于均值赋值为1, 高于均值赋值为2; 结果显示, 手术时间与脓毒症无关(P＞0.05); Bcl-xL蛋白、LDH、IPF、MMP-9高于均值者发生脓毒症的风险分别是低于均值者的1.174、2.883、2.562、1.948倍(P＜0.05).见表4.

表4 都脓毒症影响因素的Logistic回归方程分析

2.5 Bcl-xL蛋白、LDH、IPF、MMP-9预测脓毒症的效能 以脓毒症为阳性样本, 以非脓毒症为阴性样本, 绘制各指标预测脓毒症的ROC曲线, 结果显示, Bcl-xL蛋白、LDH、IPF、MMP-9预测脓毒症的AUC依次为0.822、0.799、0.812、0.839; 实施Logistic二元回归拟合, 返回预测概率logit(p)分析各指标联合预测脓毒症的ROC, 结果显示, 各指标联合预测脓毒症的AUC为0.964, 见图5、表5.

图5 Bcl-xL蛋白、LDH、IPF、MMP-9预测脓毒症的效能. LDH: 乳酸脱氢酶; IPF: 未成熟血小板比率; MMP-9: 基质金属蛋白酶-9.

表5 ROC分析结果

图2 LDH与APACHE Ⅱ评分关系. LDH: 乳酸脱氢酶.

图3 IPF与APACHE Ⅱ评分关系. IPF: 未成熟血小板比率.

图4 MMP-9与APACHE Ⅱ评分关系. MMP-9: 基质金属蛋白酶-9.

3 讨论

EC在全球范围内均是迫切需解决的公共卫生问题之一,最新数据显示, 我国EC发病率、病死率均位居全球第五位, 严重危害国民健康[10]. 尽管近年随胸外科手术水平不断提升, EC根治术成功率得以显著增加, 但术后胸腔感染及其所致脓毒症仍是困扰临床的一大难题. 如何加强EC术后胸腔感染及继发脓毒症风险是对症治疗改善患者预后的关键环节. 目前临床对脓毒症的诊断主要依据体温、心率、呼吸情况及精神状态等方面, 尽管具有一定诊断价值, 但缺乏一定客观性及滞后性, 难以为临床早期预测其发生风险提供参考.

目前EC术后胸腔感染及继发脓毒症发病机制尚未完全明确, 但多数研究认为, 其涉及复杂全身炎症反应、组织损害、凝血功能异常及宿主反应等多反面, 与机体多器官、多系统病理生理性改变关系密切[11-13]. 因此, 从上述过程所涉及生化异常层面入手或可为临床探明EC术后胸腔感染的发生发展提供新视角. MMP-9是一种重要炎症反应及组织破坏的介导因子, 可通过降解细胞外基质影响间皮、内皮细胞层完整性[14]. 多项研究表明, MMP-9与术后感染有关, 如: 杨晋等[15]研究显示,MMP-9升高是骨科患者术后感染的独立危险因素; 杨士柏[16]在胃切除消化道重建术后感染患者中同样发现血清MMP-9水平显著升高. LDH参与糖酵解最后环节, 可催化丙酮酸向乳酸转化, 广泛分布在机体各组织细胞中,其在恶性肿瘤患者外周中显著升高[17]. 但近年不断有研究表明, 在感染性疾病中组织细胞膜通透性改变及细胞被破坏可释放LDH入血, 可反映机体感染情况[18-20]. 本研究也发现, 观察组血清LDH、MMP-9水平高于对照组(P＜0.05), 此特征与上述研究一致, 说明二者在血清中水平变化亦与EC术后胸腔感染有关. 分析此机制可能是EC患者受疾病本身及手术创伤影响, 机体炎性系统被激活可生成MMP-9, 继而影响细胞膜稳定性并介导LDH释放过程. 因此, 血清LDH、MMP-9水平异常升高可一定程度上反映EC术后患者发生胸腔感染, 但单纯从LDH、MMP-9相关层面评估仍存在一定片面性[21,22].

Bcl-xL蛋白主要分布在胞质及膜上, 具抑制细胞凋亡作用. 研究证实, 多种炎症相关因子可调节Bcl-xL蛋白启动子区域共同基序, 以促使Bcl-xL蛋白基因表达, 如:MMP-9的活化可上调上皮细胞Bcl-xL蛋白基因表达[23].IPF不仅可反映骨髓巨核细胞的血小板形成状态, 且近年研究发现, 其还可在脓毒症出现临床症状前3 d进行预测, 特异度90%、敏感度56.20%[24]. 本研究发现, 在EC术后发生胸腔感染患者中Bcl-xL蛋白、IPF变化趋势与LDH、MMP-9一致, 均随病情进展呈升高趋势, 说明上述指标或可互为补充已更全面评估胸腔感染的病情转归情况. 但还有研究表明, EC术后发生胸腔感染继发脓毒症是多种内外因素互相作用的结果, 如: 手术时间较长时会直接增加机体内部组织暴露风险, 同时影响内环境稳定可增加继发脓毒症风险[25]. 本研究经Logistic回归方程分析, 结果显示, Bcl-xL蛋白、LDH、IPF、MMP-9高于均值者发生脓毒症的风险均达低于均值者的1.17倍以上, 上述物质间相互作用可能是在MMP-9作用下细胞完整性被破坏可直接增加致病菌侵袭能力, 若感染未被及时控制, 血小板过度消耗可致未成熟血小板代偿性增生, 同时炎症反应加剧细胞损害可造成Bcl-xL蛋白、LDH水平升高[26]. 尽管近年有研究指出, 降钙素原、C反应蛋白等传统炎症指标在脓毒症患者中同样表现升高趋势, 但其诊断脓毒症的敏感度、特异度均未达90%, 价值一般[27]. 本研究进一步ROC分析显示, Bcl-xL蛋白、LDH、IPF、MMP-9联合预测脓毒症的AUC为0.964, 敏感度为87.50%, 特异度为95.91%, 具有较高预测价值. 但本研究不足之处, 受限于实际情况, 胸腔感染发生脓毒症患者病例数较少, 且未对术后多个时间点进行检测,可能造成数据的偏倚, 有待后续的进一步探讨.

4 结论

综上可知, EC术后胸腔感染患者Bcl-xL蛋白、LDH、IPF、MMP-9水平升高, 且与病情进展关系密切, 其预测EC术后胸腔感染继发脓毒症具有良好预测效能, 便于指导临床完善防治方案.

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文章亮点

实验背景

食管癌的治疗方法以手术为主, 食管部位的特殊性对手术的要求比较高, 同时术后胸腔感染、患脓毒症的风险也较高, 进而影响食物的消化吸收, 对术后的恢复和身体健康造成很大的影响.

实验动机

食管癌术后如若护理不当, 发生胸腔感染和脓毒症的风险较高, 且发病急不易察觉, 加之术后抵抗力较差, 如果发现较晚则会为治疗带来极大的难度, 危及生命. B淋巴细胞瘤(B-cell lymphoma-extra large, Bcl-xL)蛋白、乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase, LDH)、未成熟血小板比率(immature platelet fraction, IPF)、基质金属蛋白酶-9(matrix metalloproteinase-9, MMP-9)能够在病变发生初期发生快速的变化, 为及早发现病变起到指示的作用.

实验目标

探讨Bcl-xL蛋白、LDH、IPF、MMP-9在食管癌术后胸腔感染中的表达及预测脓毒症的效能. 通过检测血液中的指标发现其浓度变化与胸腔感染、脓毒症发病的相关性, 为食管癌患者术后感染的监控提供保障, 对术后恢复起到一定的积极作用.

实验方法

本研究主要通过生化检测、临床观察和回归分析的方法, 判断血清中Bcl-xL蛋白、LDH、IPF、MMP-9的变化水平在食管癌手术后期与发生胸腔感染、脓毒症的风险关系.

实验结果

观察组Bcl-xL蛋白、LDH、IPF、MMP-9较对照组显著升高. 脓毒症组的Bcl-xL蛋白、LDH、IPF、MMP-9较非脓毒症组显著增加, 且与APACHE Ⅱ评分呈正相关. BclxL蛋白、LDH、IPF、MMP-9高于均值者发生脓毒症的风险分别是低于均值者的2到3倍, 同时预测脓毒症的AUC依次为0.822、0.799、0.812、0.839, 各指标联合预测脓毒症的AUC为0.964.

实验结论

食管癌术后Bcl-xL蛋白、LDH、IPF、MMP-9水平的变化对提示胸腔感染和脓毒症有显著的作用, 且与病情进展关系密切, 便于指导临床完善防治方案.

展望前景

本研究在食管癌术后发生胸腔感染和脓毒症的指示方面起到了一定的积极作用, 但是鉴于本院能够获得的胸腔感染发生脓毒症患者病例数不多, 同时本研究对术后的检测缺乏不同时间点的连续性, 有待后续收集更多样本, 延长观察时间等因进一步探讨.