手足口病患儿血清FGF-21与GDF-15水平检测的临床诊疗应用研究

朱 磊，徐妍妍，盛利平，温娜娜，胡爽爽，钱 同

（徐州医科大学附属徐州儿童医院 a.重症医学科；b.检验科，江苏徐州 221006）

手足口病（hand,foot,and mouth disease，HFMD）是由肠道病毒感染引起的儿童常见传染病，轻症患儿预后良好，而重症患儿可出现循环衰竭、肺水肿等严重并发症，甚至导致患儿死亡[1]。因此寻找能早期诊断重症HFMD的血清标志物具有重要意义。线粒体功能障碍、炎症反应被证实参与了重症HFMD的病理进程[2-3]，而成纤维细胞生长因子21（fibroblast growth factor 21，FGF-21）和生长分化因子15（growth differentiation factor 15，GDF-15）是诊断线粒体功能障碍的可靠标志物[4-5]，也与炎症反应密切相关[6-7]。本研究通过检测HFMD患儿血清FGF-21和GDF-15表达水平，探讨其对重症HFMD的诊断价值。

1 材料与方法

1.1 研究对象 选取徐州医科大学附属徐州儿童医院2018年5月～2022年5月收治的80例HFMD患儿为研究对象。纳入标准：①符合《手足口病诊疗指南（2018年版）》[1]诊断标准；②患儿均为初发病例，既往无脑损伤相关疾病史；③患儿家长知情同意。排除标准：①患儿有癫痫、恶性肿瘤、先天性心脏病等基础疾病；②肝肾功能严重受损；③并发呼吸系统、泌尿系统等其他系统感染。HFMD患儿根据病情分为重症组和普通型组（每组各40例）。重症组男性22例，女性18例，平均年龄2.7±0.9岁；普通型组男性25例，女性15例，平均年龄3.0±1.2岁。另选择同期因腹股沟斜疝诊治且无基础疾病的30例患儿作为对照组，其中男性17例，女性13例，平均年龄3.2±1.2岁。三组儿童性别、年龄比较差异无统计学意义（χ2=0.501，F=1.886，P>0.05）。普通型组有8例患儿提前出院，未复查血清指标。本研究经医院医学伦理委员会批准（2021-05-08-H08）。

1.2 仪器与试剂 TDL-400C低速离心机（山东百欧医疗科技有限公司），F50多功能酶标仪（瑞士Tecan）；FGF-21，GDF-15和白介素-6（interleukin-6，IL-6）试剂盒（武汉云克隆科技股份有限公司）。

1.3 方法 HFMD患儿治疗前及治疗7天后，所有研究对象均空腹采集静脉血3 ml，室温放置30min，3 000r/min离心15min，收集上层血清-80℃保存待检。采用酶联免疫吸附试验测定血清FGF-21，GDF-15及IL-6水平，具体操作严格按照试剂说明书进行。

1.4 统计学分析 采用SPSS19.0软件进行分析，计量资料用均数±标准差（±s）表示，多组间差异用方差分析，两组间比较用t检验，治疗前后比较用配对t检验，计数资料组间比较用χ2检验。符合正态分布的资料采用 Pearson 相关分析，非正态分布的资料采用 Spearman 相关分析。受试者工作特征（ROC）曲线分析FGF-21和GDF-15表达水平对HFMD的诊断价值。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 三组患儿血清FGF-21，GDF-15，IL-6水平的比较 见表1。对照组、普通型HFMD组和重症HFMD组患儿血清FGF-21，GDF-15和IL-6水平依次升高，差异有统计学意义（F=13.244,80.266,35.378,均P<0.01），治疗前，重症组血清FGF-21，GDF-15，IL-6水平高于普通型组和对照组，差异有统计学意义（均P<0.05）。普通型组HFMD组患儿血清FGF-21与对照组比较，差异无统计学意义（P=0.137）。GDF-15,IL-6比较，差异有统计学意义（均P<0.05）。HFMD患儿经治疗后，血清GDF-15，FGF-21和IL-6水平均降低，重症组（t=6.741，5.599，6.537）、普通型组（t=6.711，2.741，7.266），差异均有统计学意义（P<0.05）。治疗后，重症HFMD患儿血清GDF-15，FGF-21和IL-6水平仍高于普通型和对照组，差异具有统计学意义（均P<0.01），普通型HFMD组患儿血清FGF-21和IL-6水平基本恢复至正常水平（均P>0.05），而血清GDF-15仍高于正常水平（P<0.05）。

表1 各组血清FGF-21，GDF-15，IL-6水平（±s，pg/ml）

表1 各组血清FGF-21，GDF-15，IL-6水平（±s，pg/ml）

项 目重症组普通型组对照组重症组 vs 普通型组重症组 vs 对照组普通型组 vs 对照组tPtPtP治疗前 FGF-21101.96±25.1584.10±18.8577.51±17.123.5950.0004.585<0.011.5040.137 GDF-15702.95±123.38515.78±115.96337.33±121.076.9910.00012.368<0.016.252<0.01 IL-6176.73±74.01105.80±35.3381.43±16.535.4690.0007.855<0.014.397<0.01治疗后 FGF-2190.72±18.4578.43±16.20-2.9610.0043.055<0.010.218>0.05 GDF-15564.00±152.43416.81±131.99 -4.3180.0006.708<0.012.466<0.05 IL-6142.43±57.7292.28±27.51-4.5160.0006.345<0.011.867>0.05

2.2 HFMD患儿血清FGF-21，GDF-15水平与IL-6水平的相关性分析 HFMD患儿血清FGF-21，GDF-15水平与IL-6水平呈正相关(r=0.428，0.779，均P<0.01)。

2.3 血清FGF-21，GDF-15对HFMD的诊断价值见图1。ROC曲线分析显示，血清FGF-21，GDF-15诊断HFMD的曲线下面积分别为0.607（95%CI：0.473～0.742），0.856（95%CI：0.769～0.943），最佳截断值分别为79.65pg/ml，394.5pg/ml，敏感度分别为62.50%，87.50%，特异度分别为60.00%，70.00%。

图1 血清FGF-21，GDF-15诊断HFMD的ROC曲线

2.4 血清FGF-21，GDF-15对诊断重症HFMD的诊断价值 见图2。ROC曲线分析显示，血清FGF-21，GDF-15诊断重症HFMD的曲线下面积分别为0.723（95%CI：0.611～0.835），0.868（95%CI：0.792～0.944），最佳截断值分别为81.60pg/ml，562.00pg/ml，敏感度分别为92.50%，87.50%，特异度分别为52.50%，72.50%。

图2 血清FGF-21，GDF-15诊断重症HFMD的ROC曲线

2.5 血清FGF-21和GDF-15联合检测对重症HFMD的诊断价值 见表2。根据血清FGF-21，GDF-15的最佳截断值，计算其对重症HFMD 的诊断价值，发现两项指标串联（AUC:0.875,95%CI:0.791～0.959)使用价值最高。

表2 血清FGF-21，GDF-15单独和联合检测对重症HFMD的诊断价值（%）

3 讨论

HFMD是儿科常见的传染性疾病，普通型患儿可仅表现为手、足及口腔等部位皮疹，预后良好；重症患儿并发中枢神经系统受损，表现为发热、精神差、嗜睡、易惊等，部分病例因神经系统受累导致血管舒缩功能紊乱和炎症介质大量释放引起心肺功能衰竭，严重威胁患儿的生命健康[1]。早期识别重症病例是改善HFMD患儿预后的关键环节，也是临床诊疗中关注的焦点。目前仍缺乏特异的生物学指标，寻找能及时准确地诊断重症HFMD的标志物具有重要的临床意义。

FGF-21是一种主要由肝脏、血管内皮细胞分泌的代谢性因子，属于成纤维细胞生长因子家族中的一员[8]。GDF-15是转化生长因子β超家族成员之一，既往多用于心血管疾病的诊断及预后评估[9]。近期的研究提示，FGF-21和GDF-15是由线粒体应激诱导产生的[10]，是诊断线粒体功能障碍的可靠标志物[4-5,11]，且在调节炎症反应、细胞凋亡等过程中发挥重要作用[12-14]。IL-6属于多效性炎症因子，是衡量机体炎症反应水平的可靠标志物[15-16]，与重症HFMD的病理进程密切相关，是临床诊断重症HFMD的有效标志物[17-18]。KANG等[12]研究提示，FGF-21可抑制衰老和糖尿病小鼠大脑中核因子-κB和IL-6的表达，减轻神经炎症反应。TAVENIER等[19]研究提示，老年患者血清GDF-15水平升高和IL-6高水平表达密切相关，是疾病预后不良的危险因素之一。目前FGF-21，GDF-15作为诊断标志物已广泛应用于多种疾病[4,20]，然而其在HFMD中的临床价值尚不清楚。诸多研究证实，线粒体功能障碍、炎症反应参与了重症HFMD的病理进程[2-3,21]，推测血清FGF-21，GDF-15是诊断重症HFMD的潜在标志物。

本研究发现，重症HFMD组血清FGF-21，GDF-15水平高于普通型组和对照组，而且治疗后重症和普通型HFMD患儿血清FGF-21，GDF-15水平均降低，提示FGF-21，GDF-15水平与HFMD病情轻重及预后有关。相关性分析发现，HFMD患儿血清FGF-21，GDF-15水平与IL-6水平呈正相关，进一步说明FGF-21，GDF-15在HFMD的病情进展中发挥着重要作用。应用ROC曲线分析发现，血清FGF-21≥79.65pg/ml时诊断普通型HFMD的特异度、敏感度均偏低，临床应用价值不高；而GDF-15≥394.5pg/ml时诊断普通型HFMD具有较高的特异度及敏感度，具有一定的临床价值。然而由于普通型HFMD根据病史和症状、体征即可作出临床诊断，且不需特殊治疗，预后良好，其相关诊断标志物的临床应用价值不高。如何早期识别重症HFMD才是临床诊疗中关注的重点。ROC曲线分析发现，血清FGF-21≥81.60pg/ml时诊断重症HFMD敏感度高，但特异度较低，容易误诊；血清GDF-15≥562.00pg/ml时诊疗重症HFMD敏感度和特异度均较高，而两项指标串联使用进一步提高了准确度，且敏感度和特异度也较高，具有较好的临床应用价值。

综上所述，重症HFMD患儿血清FGF-21和GDF-15水平升高，可能与线粒体功能障碍、炎症反应相关；检测FGF-21和GDF-15水平有助于重症HFMD的诊断及预后评估，两者串联检测准确度更高。然而，由于本研究纳入受试对象有限，有待多中心的临床试验进一步研究两者的临床价值。