宿主免疫反应标志物对脓毒症的预测及预后判断价值

翁杰，宋佳泽，许哲，田伟华，何董源，林佳颖，杨静雯，王志翊，

1.温州医科大学附属第二医院 全科医学科，浙江 温州 325027；2.温州医科大学 第二临床医学院，浙江 温州 325035；3.温州医科大学附属第二医院 急诊医学科，浙江 温州 325027；4.温州医科大学附属台州妇女儿童医院 全科医学科，浙江 台州 317700

脓毒症是由感染引起宿主反应失调，导致危及生命的器官功能障碍症候群[1]，是由病原体和宿主因素共同作用导致的综合征。普通感染一旦进展为脓毒症，患者的病死率将显著上升[2-3]。迄今为止，脓毒症仍是一个无法用“金标准”确诊的症候群。脓毒症的实质是失调的宿主反应和危及生命的器官功能障碍，这也是脓毒症与非脓毒症感染的主要区别与鉴别要点。根据最新Sepsis3.0 版本定义，脓毒症为感染加上序贯器官衰竭（sequential organ failure assessment, SOFA）评分急性升高≥2分[1]，而当感染患者出现器官功能障碍，提示患者病情已经很严重，往往错过最佳救治时机，这也是强调脓毒症早期集束化治疗观点的初衷[4]。其次，最新版脓毒症诊断标准并没有纳入失调的宿主反应相关指标，目前临床上尚缺乏评估宿主免疫反应的判断标准，感染患者体内的宿主反应成为早期脓毒症诊断的关键。因此，本研究旨在探讨宿主免疫反应标志物对早期脓毒症诊断及预后判断的价值，以期为临床阻断脓毒症提供参考依据。

1 对象和方法

1.1 对象 连续收集温州医科大学附属第二医院2019年1月至2021年12月因感染性疾病在急诊留观并住院的成人患者。纳入标准： （1）明确存在感染证据。①体温＞38 ℃或者＜36 ℃；②临床症状：患者出现与感染相关的症状，如咳嗽、咳痰、咽痛、腹痛、腹泻、尿痛、乏力等；③实验室检查：血液、尿液、痰液等检查提示感染存在，如白细胞计数升高或降低、C-反应蛋白（C-reactive protein, CRP）升高、血培养、痰培养和尿液培养阳性等；④影像学检查可见感染灶；其中①、②、③为必备条件。（2）入急诊室时未达到脓毒症标准。 （3）年龄＞18岁。排除标准： （1）妊娠； （2）未转入病房住院； （3）临床资料缺失。脓毒症诊断标准根据2016年发布的国际脓毒症3.0版本指南定义：即在感染基础上出现急性器官功能障碍（SOFA评分急性升高2分及以 上）[1]。根据感染患者是否进展为脓毒症分为脓毒症组和感染组。最终本研究共纳入符合感染标准的294例患者，男163例，女131例。本项目通过温州医科大学附属第二医院伦理委员会批准（批件号2021-K-271-01）。

1.2 资料收集 由两名主治医师通过电子病例系统同时收集感染患者人口学特点、基础合并症、入急诊室首次生命体征、感染部位、实验室检查及预后等临床资料。采用英国国家早期预警评分 （national early warning score, NEWS）评估患者病情严重程度。实验室检查指标包括：①宿主免疫反应标志物代表：淋巴细胞亚群（CD3、CD4、CD8、CD4/CD8、CD16+56和CD19）；Th1/Th2亚群细胞因子（IL-2、IL-4、IL-6和IL-10、TNF-α和IFN-γ）；补体系列和免疫球蛋白系列。②常规实验室指标：CRP、降钙素原（procalcitonin, PCT）、血常规、肝肾功能、凝血功能等。

1.3 统计学处理方法 采用R软件（版本4.2.2）进行统计学分析。正态分布计量资料以±s表示，2组间比较采用独立样本t检验；非正态分布计量资料以M（P25，P75）表示，2组间比较采用Mann-WhitneyU检验；计数资料用频数和百分比表示，用χ2检验进行分析；用二元Logistic回归分析变量的相关性，计算得到优势比（odds ratio, OR）和95%置信区间（confidence interval, CI）；用ROC曲线下面积（area under curve, AUC）、灵敏度、特异度、阳性预测值和阴性预测值对各指标预测性能进行评估。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组患者一般基线资料比较 294 例感染患者纳入本研究，感染部位以肺部感染和尿路感染为主，其中138例（46.9%）患者进展为脓毒症，74例（26.2%）患者需入住ICU，院内死亡人数为32例（10.9%）。与感染组相比，进展为脓毒症的患者在入急诊室时首次生命体征差异有统计学意义（P＜0.05），且脓毒症组患者较感染组患者具有更高的NEWS评分（P＜0.001），见表1。

表1 两组患者一般资料比较

2.2 免疫反应标志物及常规实验室指标比较 与感染组比，脓毒症组患者淋巴细胞亚群中CD3、CD4比例显著下降，差异有统计学意义（P＜0.001），CD19比例显著上升，差异有统计学意义（P=0.004）；Th1/Th2亚群细胞因子中IL-6、IL-10、IFN-γ、TNF-α含量显著上升，差异有统计学意义（P＜0.05），其中IL-6、IL-10 升高最为显著；补体系列中C3含量显著下降，差异有统计学意义（P＜0.001）；免疫球蛋白系列中IgE含量显著上升，差异有统计学意义（P＜0.001），见表2。

表2 两组患者免疫反应标志物及常规实验室指标比较

2.3 感染患者进展为脓毒症的单因素及多因素Logistic回归分析 单因素分析结果显示淋巴细胞亚群中CD3、CD4、CD16+56、CD19比例，Th1/Th2亚群细胞因子中IL-6和IL-10含量，补体C3以及免疫球蛋白IgE在两组间差异有统计学意义（P＜0.05）。常规实验室指标中最具代表性的CRP和PCT同样在两组间差异有统计学意义（P＜0.05）。进一步行多因素Logistic回归分析发现，在校正了性别、年龄、基础疾病（高血压、糖尿病、心功能不全、恶性肿瘤、自身免疫疾病、肝功能不全和肾功能不全）以及NEWS评分后，CD3、CD4、CD19、IL-6、IL-10、C3、IgE、CRP和PCT仍为感染进展为脓毒症的独立预测因素（P＜0.05），见表3。

表3 感染患者进展为脓毒症的单因素及多因素Logistic回归分析

2.4 免疫反应标志物预测感染进展为脓毒症的性能比较 其中IL-6、IL-10以及CRP具有良好的预测价值，尤其IL-10的AUC为0.803（0.753～0.854），以5.725 pg/mL为截断值，其预测感染患者进展为脓毒症的灵敏度为66.7%，特异度为80.8%，阳性预测值和阴性预测值分别为75.4%和73.3%。IL-10联合NWS评分预测感染患者进展为脓毒症的AUC达0.844（0.797～0.890），与单一IL-10比AUC差异具有统计学意义（P＜0.05）；灵敏度、特异度、阳性预测值和阴性预测值较单一IL-10提升，见表4。

表4 各指标预测感染患者进展为脓毒症的预测性能比较

2.5 免疫反应标志物预测感染患者院内死亡的性能比较 在死亡组患者中IL-6、IL-10 和CRP分别为110.92（36.20，916.79）pg/mL、9.35（6.42， 21.28）pg/mL和128.17（63.28，200.95）mg/L。IL-6、IL-10以及CRP具有预测感染患者院内死亡的价 值，其中IL-6的AUC达0.799（0.714～0.884），其次为CRP和IL-10。以34.195 pg/mL作为IL-6预测院内死亡截断值，其预测感染患者院内死亡的灵敏度为78.1%，特异度为74.4%，阳性预测值和阴性预测值分别为27.2%和96.5%，见表5。

3 讨论

本研究发现，在淋巴细胞亚群中CD3、CD4及CD19比例，补体系列C3，免疫球蛋白IgE和Th1/Th2亚群细胞因子中IL-6 和IL-10 对预测脓毒症和患者预后均具有一定的价值。其中，IL-10 预测感染进展为脓毒症的能力最强，IL-6预测感染患者预后能力最佳，当IL-10联合NEWS评分时能进一步提升预测早期脓毒症的能力。

近年来，国内外在早期脓毒症标志物筛查方面做了大量研究[5]，其中CRP和PCT被研究最多，也是目前临床上最常用的指标[6-7]，但作为早期预测脓毒症的价值不高。本研究同样发现，CPR和PCT对早期脓毒症预测能力有限。脓毒症是由病原体和宿主因素（如年龄、性别、基础疾病、遗传因素等）共同作用的结果，随病程时间推移逐渐进展为脓毒症。既往常用的qSOFA和SOFA评分可预测脓毒症病死率，其本质上是一种病情严重程度评估工具，而不是脓毒症的检测筛查方法，因此监测宿主反应失调标志物可能为早期识别脓毒症提供关键信息。

研究表明，脓毒症患者体内存在不同程度免疫失衡，表现为CD3、CD4、CD4/CD8比值等淋巴细胞亚群比例的下降[8-10]，对脓毒症患者的预后具有一定的预测价值。但将淋巴细胞亚群比例作为预测早期感染进展脓毒症的研究较少，本研究发现CD3、CD4以及CD19比例具有一定预测感染进展为脓毒症的能力，其中CD4比例预测能力相对较好，但整体来看预测能力仍不足。机体促炎与抗炎调节失衡是脓毒症发病的主要原因，Th1/Th2亚群细胞作为CD4细胞的不同功能分类，其分泌的细胞因子在脓毒症中同样具有重要作用。Th1细胞主要分泌IL-2、TNF-α和IFN-γ，主要介导细胞免疫应答，调节细胞毒性T细胞分化和参与迟发型超敏反应。Th2细胞主要分泌IL-4、IL-6和IL-10，主要介导体液免疫，促进B细胞增殖、分化和产生抗体。国内学者王建峰等[11]研究发现，脓毒症患者外周血IL-4、IL-6、IL-10、IL-17和IL-23水平明显高于无脓毒症患者，提示脓毒症患者存在明显Th1/Th2比值失衡。国外学者DAVOUDIAN等[12]发现脓毒症患者外周血IL-1β、IL-6、IL-8、IL-10、IL-18和TNF-α明显升高，在脓毒性休克患者中将进一步升高，上述指标与患者90 d病死率显著相关。本研究也有类似发现，感染患者早期IL-6和IL-10显著升高，而IL-6作为促炎因子，IL-10为抗炎因子，提示感染患者早期即出现促炎与抗炎调节失衡进展为脓毒症风险更高，也预示预后更差。

脓毒症标志性炎症反应还包括补体系统。补体系统激活导致C3a和C5a等小片段激活释放，这些小片段具有募集和激活白细胞、内皮细胞和血小板等强大的促炎作用[13]。多项研究表明[14-16]，补体C3水平降低与脓毒症严重程度相关，可用于评估脓毒症的病情及预后。本研究发现，早期感染患者补体C3水平降低是进展为脓毒症的独立危险因素，但作为预测进展脓毒症指标或预后指标其能力相对较弱。免疫球蛋白系列与脓毒症研究较少，早在1992年DIPIRO等[17]报道了创伤后脓毒症患者血清中IgE水平显著升高，提示过敏机制可能参与了脓毒症的发病机制。国内学者[18-19]同样发现，IgE水平高的脓毒症患者具有较高的死亡风险，能够预测28 d内病死率。本研究中，IgE水平与感染患者进展为脓毒症风险以及院内病死率具有相关性，但相对于Th1/Th2亚群细胞因子预测能力较弱。

由于脓毒症的高度异质性，任何单一标志物均难以对其进行有效预测[20]。ZONNEVELD等[21]比较NEWS、SIRS和qSOFA三种评分在预测脓毒症相关结局中的作用，发现NEWS评分预测脓毒症病情恶化能力较SIRS和qSOFA评分强。同样，ALMUTARY等[22]研究也表明NEWS评分是预测脓毒症相关结果的敏感筛查工具，但特异度不够。本研究将IL-10与NEWS评分进行联合后，发现预测感染患者进展为脓毒症的风险能力进一步提升，同时灵敏度、特异度以及阳性预测值和阴性预测值也得到提升。

综上所述，宿主免疫反应标志物在感染早期即发生失调，其中以Th1/Th2亚群细胞因子中IL-6和IL-10 最具有代表性，能够早期预测脓毒症风险及预后判断，IL-10联合NEWS评分将进一步提升感染患者进展为脓毒症风险的识别能力，可为脓毒症的防治提供参考依据。