血清IL-41及ACE2水平诊断小儿川崎病的临床价值

金程,陆冬慧,张榴榴,谢晋

川崎病(Kawasaki disease, KD)是儿童常见的急性血管性炎性疾病[1]。冠状动脉是KD最主要的受累血管,可发生冠状动脉损伤(coronary artery lesions,CAL),危及生命[2]。目前KD的诊断主要根据临床症状和体征,缺乏特异性的诊断指标。白介素41(interleukin 41,IL-41)是一种小分子分泌蛋白,具有营养神经、拮抗胰岛素抵抗及调节脂质代谢等多种功能[3- 4]。血管紧张素转化酶2(angiotensin converting enzyme 2,ACE2) 主要表达于血管内皮细胞中,能够结合分解血管紧张素,调节血管内皮细胞的结构和功能[5]。近年来发现,ACE2基因多态性能够增加KD的发生风险,是KD患儿早期诊断的生物标志物[6-7]。目前血清IL-41、ACE2在KD患儿中表达的临床意义尚不明确。现检测KD患儿血清IL-41、ACE2水平,探讨两者的临床价值,报道如下。

1 资料与方法

1.1 临床资料 选取2018年12月—2022年12月合肥市妇幼保健院普儿科诊治KD患儿80例为KD组,男46例,女34例,年龄0.5～9(3.76±1.28)岁;病程1～7(3.12±0.74)d;无明显诱因、无糖尿病等基础疾病、无既往治疗史及家族遗传史;完全性KD 60例,不完全性KD 20例;根据超声心动图结果,分为冠状动脉损伤(CAL亚组)26例和非冠状动脉损伤(非CAL亚组)54例。同期急性上呼吸道感染伴发热患儿40例为对照2组,男22例,女18例;年龄0.5～10(3.68±1.39)岁,均排除心血管疾病、自身免疫系统疾病等。同期行择期手术的腹股沟斜疝患儿40例为对照1组,男23例,女17例;年龄0.6～12(3.75±1.71)岁。3组患儿性别、年龄比较差异无统计学意义(P>0.05)。本研究经医院伦理委员会审核通过(YYLL2018-2018FY06-05-01),患儿家属知情同意并签署知情同意书。

1.2 KD组病例选择标准 (1)纳入标准:①KD诊断符合美国心脏协会和美国儿科学会制定的《川崎病诊断指南》[8];②超声心动图结果显示存在冠状动脉瘤或冠状动脉扩张时诊断为CAL,冠状动脉扩张标准具体为:年龄<5岁时,冠状动脉内径>3.0 mm;≥5岁时,冠状动脉内径>4.0 mm;扩张冠状动脉内径超过临近冠状动脉内径1.5倍以上,冠状动脉管腔明显不规则;③KD处于急性期;④初次诊治;⑤均接受静脉注射免疫球蛋白(IVIG)治疗;⑥临床资料完整。(2)排除标准:①合并上呼吸道感染、肺炎等;②合并先天性心肺畸形;③合并自身免疫系统疾病,接受糖皮质激素等免疫抑制治疗。

1.3 观测指标与方法

1.3.1 临床资料收集:记录患儿性别、年龄、发热时间等资料。实验室检查:白细胞计数、中性粒细胞百分比、淋巴细胞百分比、血小板计数、血红蛋白、红细胞沉降率、血钠、C反应蛋白、降钙素原、白蛋白、丙氨酸氨基转移酶及天冬氨酸氨基转移酶等。

1.3.2 血清IL-41、ACE2水平检测:于患儿入院后治疗前,对照1组患儿入院后次日清晨留取空腹静脉血约3 ml,4℃条件下离心留取上层血清。采用酶联免疫吸附实验检测血清IL-41(ELISA试剂盒,购自天津怡森源生物科技公司,货号 YSH109068)、ACE2(ELISA试剂盒购自上海联祖生物科技公司,货号LZ-E028872)水平。操作步骤参照试剂盒说明书进行。试验结束后采用全自动酶标仪(美国Bio-RAD公司,型号550)检测450 nm吸光度值,根据标准曲线计算样品浓度。

2 结 果

2.1 3组血清IL-41、ACE2水平比较 血清IL-41、ACE2水平比较,KD组>对照2组>对照1组,差异均有统计学意义(P<0.01),见表1。

表1 3组血清IL-41、ACE2水平比较

2.2 CAL亚组与非CAL亚组KD患儿血清IL-41、ACE2水平及临床资料比较 CAL亚组发热时间、C反应蛋白、降钙素原及血清IL-41、ACE2均高于非CAL亚组,差异均有统计学意义(P<0.01);其他资料2亚组比较差异均无统计学意义(P>0. 05),见表2。

表2 CAL亚组与非CAL亚组KD患儿血清IL-41、ACE2水平及临床资料比较

2.3 KD患儿血清IL-41、ACE2水平与主要临床/血液指标的相关性 KD组患儿血清IL-41、ACE2水平与发热时间、C反应蛋白及降钙素原(PCT)呈正相关(P均<0.01),见表3。

表3 KD患儿血清IL-41、ACE2水平与主要临床/血液指标的相关性

2.4 影响KD患儿发生CAL多因素Logistic回归分析 以KD患儿发生CAL为因变量(赋值:是为“1”;否为“0”),以上述结果中P<0.05项目为自变量进行多因素Logistic回归分析,结果显示: 血清IL-41高、ACE2高、发热时间长、C反应蛋白高、PCT高是影响KD患儿发生CAL的独立危险因素(P<0.01),见表4。

表4 多因素Logistic回归分析影响KD患儿发生CAL的因素

2.5 血清IL-41、ACE2预测KD患儿发生CAL的价值分析 绘制血清IL-41、ACE2预测KD患儿发生CAL的价值ROC曲线,并计算曲线下面积(AUC),结果显示: 血清IL-41、ACE2及两项联合预测KD患儿发生CAL的AUC分别为0.812、0.815、0.878,两项联合的AUC大于血清IL-41、ACE2单一检测(Z/P=5.116/<0.001、4.217/0.009),见图1、表5。

图1 血清IL-41、ACE2及两项联合预测KD患儿发生CAL的ROC曲线分析Fig.1 ROC curve analysis of serum IL-41, ACE2 and the combination of the two to predict the development of CAL in children with KD

表5 血清IL-41、ACE2及两项联合预测KD患儿发生CAL的价值

3 讨 论

KD是儿童期常见的血管炎,是免疫介导的累及全身多个器官和组织的中小动脉炎性病变,可继发肝炎、间质性肺炎、心肌炎及心包积液等。CAL是KD最常见也是最严重的并发症,常发生于KD急性期,可引起缺血性心肌病、心肌梗死,是影响KD患儿远期预后的主要因素[9-10]。虽然目前国际上已经出现了根据KD患儿年龄、发热时间及C反应蛋白等指标评估CAL的风险评估系统,如Kobayashi系统等[11],但不同评估系统在不同人群中的评估效能存在差异,难以广泛应用于临床。深入研究KD的疾病机制,寻找能够有效评估KD患儿 CAL发生风险的生物标志物,具有重要意义。

IL-41是一种免疫调节细胞因子,由脂多糖、炎性因子诱导刺激巨噬细胞后分泌产生,具有调节能量消耗、葡萄糖耐量及诱导全身迟发性免疫抑制的作用[4]。研究发现,IL-41的促炎效应能够促进内皮细胞启动炎性级联反应,导致血管内皮功能障碍,引发冠心病、川崎病等疾病的发生,是潜在的KD血清标志物[12-13]。本研究中,KD患儿血清IL-41升高,与患儿病情程度有关,这与Cai等[12]报道结果一致,提示IL-41参与KD疾病的发生发展过程。分析其原因,KD急性期时大量促炎因子如肿瘤坏死因子-α、白介素-17a等能够激活巨噬细胞,促进IL-41的释放,IL-41能够通过促进巨噬细胞、中性粒细胞等的活化及浸润,导致血管炎性损害及内皮功能障碍的发生[13]。另外,IL-41水平升高能够提高KD患儿血清D-二聚体和N末端脑钠肽前体水平,加重动脉内皮细胞损伤,同时降低血清IgM水平,减慢血管损伤修复过程,进而加重KD患儿病情程度[12]。本研究结果表明,血清IL-41升高是影响KD患儿CAL发生的独立危险因素,提示血清IL-41参与KD患儿CAL的发生。笔者分析,一方面是IL-41能够促进巨噬细胞过度活化,促进冠状动脉血管壁大量炎性细胞浸润,导致坏死性动脉炎及囊性动脉瘤的形成,可能造成血管破裂[14]。另一方面,有学者报道,IL-41能够通过诱导辅助型Th1细胞和Th2细胞的失衡,上调血管内皮细胞中细胞外信号调节激酶,促进血管内皮细胞及平滑肌细胞过度炎性反应,加重KD患儿冠状动脉损害程度,同时会诱导静脉免疫球蛋白治疗耐药性形成,导致患儿不良预后[14-15]。因此,KD患儿血清IL-41升高参与KD疾病发生发展,是潜在的评估CAL发生的生物标志物。

ACE2编码基因位于Xp22.2,其作为一种跨膜型锌金属羧肽酶,存在于内皮细胞和上皮细胞膜外表面,参与血管紧张素Ⅱ的合成,促进血管平滑肌细胞的增殖、迁移、肥大及促炎细胞因子和基质金属蛋白酶的产生,在冠心病、脑卒中等疾病中发挥重要作用[16]。本研究中,KD患儿血清ACE2水平升高,与发热时间、C反应蛋白及降钙素原有关,提示ACE2参与KD疾病的发生发展过程。这与既往研究中KD患儿血清ACE2升高的报道结果一致[6]。KD患儿血清ACE2升高与ACE2基因多态性有关。研究表明,ACE基因 I/D多态性能够增加KD的患病率,相对于对照1组儿童,KD患儿的ACE基因ID基因型更为普遍,血清ACE水平较高[17]。另外,KD发生时血管内皮损伤后也会促进ACE2释放到血清,导致KD患儿血清ACE2水平升高。血清ACE2水平升高能够加重KD急性期血管损伤和炎性反应,促进KD病情进展。研究表明,ACE2能够激活单核巨噬细胞中核因子κB信号通路,促进白介素1β、肿瘤坏死因子α等的表达,诱导大量活性氧等氧自由基的产生,损伤血管内皮细胞,导致血管内皮功能障碍[18]。此外,ACE2还能够通过髓系分化基因88蛋白依赖性途径诱导内皮细胞凋亡,导致血管内皮细胞完整性丧失,进而促进大量单核巨噬细胞等的炎性浸润[19]。本研究中,血清ACE2升高能够增加KD患儿CAL的发生风险,提示血清ACE2是新的评估KD患儿CAL的生物标志物。笔者分析,ACE2的表达升高能够促进巨噬细胞及中性粒细胞浸润血管壁、破坏血管壁结构,导致囊型或梭形血管瘤形成。另外,ACE2的脱落导致血管内皮细胞的抗血小板凝集能力丧失,血小板聚集并活化,促进冠状动脉内皮损伤、血管炎及血栓的形成,同时平滑肌源性成纤维细胞大量增殖,纤维组织增生,造成冠状动脉管腔狭窄甚至阻塞[20]。因此,ACE2水平升高参与KD疾病的发生发展,是新的评估CAL发生的血清标志物。本研究中,血清IL-41、ACE2联合对KD患儿发生CAL的诊断效能较高,敏感度和特异度分别为0.806、0.795,表明两项联合能有效预测KD患儿CAL的发生。儿科医师可根据血清IL-41、ACE2水平对KD患儿CAL的发生进行早期预测、评估,针对高危患儿,予以积极干预治疗,尽可能延缓或避免CAL的发生,以改善患儿远期预后。

综上所述,KD患儿血清IL-41、ACE2升高,与发热时间、C反应蛋白及降钙素原呈正相关,两者可能均参与KD疾病的发生发展,是新的KD血清生物标志物。血清IL-41、ACE2升高是影响KD患儿CAL发生的独立危险因素,两项联合能够有效预测KD患儿CAL的发生。本研究也存在不足,样本含量有限,纳入研究对象可能存在偏倚,有待今后扩大样本量进行深入研究。另外,本研究未能对治疗过程中血清IL-41、ACE2水平变化进行动态监测,两者能否用于评估IVIG治疗反应的血清指标,有待今后进行深入研究。

利益冲突：所有作者声明无利益冲突

作者贡献声明

金程:提出研究方向、研究思路,研究选题,实施研究过程,数据收集,分析整理,论文撰写,论文终审;陆冬慧、张榴榴、谢晋:实施研究过程,数据收集、分析整理,进行文献调研与整理