维生素D与儿童脓毒症免疫及预后的相关性分析

刘亚平,徐梅先,高 蕾,白新凤,闫玉洁

(1.河北医科大学研究生学院,河北 石家庄 050000;2.河北省儿童医院儿科重症监护病房,河北 石家庄 050000)

脓毒症(sepsis)是机体对感染反应失调导致危及生命的器官功能障碍[1]。其发病率高、病死率高,是全球卫生领域的一项难题。据可靠数据统计,脓毒症的死亡率在20%～30%不等[2]。儿童的免疫防御机制尚未完善,更易受到病原体的侵袭,发生脓毒症[3]。维生素D是一种类固醇激素,研究表明维生素D除在钙磷代谢方面的作用外,在免疫、心血管、代谢、肿瘤等方面发挥着重要的作用[4]。维生素D缺乏在脓毒症患者中较为常见[5],它可以通过调节机体的免疫功能,降低脓毒症的发病率及病死率,改善预后[6],但目前尚存在部分争议[7]。本研究旨在测定脓毒症患儿体内血清维生素D水平,探究维生素D与脓毒症患儿免疫及预后的相关性。

1 材料与方法

1.1 纳入标准

选择2021年12月至2022年11月期间河北省儿童医院儿童重症监护室收治的符合2020年发布的《拯救脓毒症运动儿童脓毒性休克和脓毒症相关器官功能障碍国际指南》[8]中脓毒症诊断标准的患儿(共63例)及同期住院的非脓毒症患儿(共53例)作为本研究的研究对象。本研究已经由我院伦理委员会审核通过,且患儿家属知情同意并签署同意书。

1.2 排除标准

①年龄<28天或>16周岁;②近期服用过激素类或者其他影响维生素D的药物;③患甲状腺、甲状旁腺疾病;④免疫系统疾病;⑤慢性肝、肾功能衰竭;⑥住院时间<24h;⑦先心病术后进入PICU;⑧近期进行过血液滤过;⑨佝偻病患儿;⑩病例资料不完整患儿。

1.3 分组依据

①根据预防和管理营养性佝偻病的全球共识建议制定维生素D的分组标准[9]:维生素D充足:≥30ng/mL且<100ng/mL;维生素D不足:≥20ng/mL且<30ng/mL,在此我们将不足组及充足组合并为维生素D非缺乏组。维生素D缺乏:<20ng/mL。②根据28d预后分为生存组(45例)及死亡组(18例)。

1.4 基本信息

入院时记录患儿的基本资料,包含年龄、性别、入院时间、身高、体重、住址等,根据病情记录危重病例评分(pediatric critical illness score,PCIS)及儿童序贯器官衰竭(paediatric sequential organ failure assessment,PSOFA)评分,在入院24小时内留取静脉血,送至河北省儿童医院药理实验室,标本严格按照液相-质谱法测量血清维生素D水平。同时送检并记录患儿的白细胞计数(white blood cell,WBC)、淋巴细胞亚群、免疫球蛋白(IgM、IgA、IgG)、降钙素原(procalcitonin,PCT)、血乳酸(lactate,LAC)、C-反应蛋白(C-reative protein,CRP)、微生物培养等指标。以上检验均由我院专业医师、技师操作。

1.5 统计学方法

2 结果

2.1 脓毒症组与非脓毒症组一般资料比较

两组患儿在性别、入院时间、居住地、年龄、主要发病原因、体质量分布无统计学差异(P>0.05)。脓毒症组住院时长及住院费用均高于非脓毒症组,差异具有统计学意义(t值分别为-4.821,-7.543,P<0.05)。详细结果见表1。

表1 脓毒症组与非脓毒症组一般资料比较Table 1 Comparison of general information of the children between the sepsis group and the non-sepsis group

2.2 脓毒症组与非脓毒症组维生素D水平及分布比较

脓毒症组血清维生素D水平中位数为12.56ng/mL,维生素D缺乏54例(85.7%),非缺乏有9例(14.3%);非脓毒症组中维生素D水平中位数为24.58ng/mL,维生素D缺乏18例(34%),非缺乏35例(66.0%),脓毒症组的血清维生素D水平低于非脓毒症组,组间比较差异有统计学意义(Z=-5.740,P<0.01),脓毒症组维生素D缺乏率高于非脓毒症组,差异具有统计学意义(χ2=32.745,P<0.01)。结果见表2。

表2 脓毒症组与非脓毒症组维生素D水平及分布比较Table 2 Comparison of vitamin D level and distribution between the sepsis group and the non-sepsis group

2.3 脓毒症患儿维生素D与免疫指标的相关性分析

Spearman相关性分析显示脓毒症组血清维生素D水平与总T淋巴细胞(CD3+)、辅助T淋巴细胞(CD4+)、CD4+/CD8+呈正相关(r值分别为0.308、0.264、0.272,P<0.05)。详细结果见表3。

表3 脓毒症患儿维生素D与免疫指标的相关性分析Table 3 Analysis of correlation between vitamin D and immune indexes in children with sepsis

2.4 脓毒症患儿预后相关的单因素及多因素分析

如表4所示,以28d为观察脓毒症预后的研究终点,根据预后分为两组:生存组以及死亡组,对实验室检测指标、PCIS评分及PSOFA评分进行单因素分析得出,血清维生素D、PCIS评分、PSOFA评分、LAC以及CD4+/CD8+是影响脓毒症预后的相关因素(P<0.05)。将血清维生素D、PCIS评分、PSOFA评分、LAC以及CD4+/CD8+纳入多因素Logistic回归分析,血清维生素D和PCIS评分是脓毒症28d死亡的独立影响因素[OR=0.732,95%CI(0.540～0.993);OR=0.785,95%CI(0.642～0.960)]。详细结果见表5。

表4 影响脓毒症患儿预后的单因素分析Table 4 Univariate analysis of prognosis of the children with sepsis

表5 脓毒症患儿28d死亡影响因素Logistic回归分析Table 5 Logistic regression analysis of the influencing factors for 28-day death in children with sepsis

2.5 血清维生素D及PCIS评分对脓毒症患儿28d死亡的预测价值

绘制血清维生素D、PCIS评分及两者联合(联合指标)预测脓毒症患儿预后的ROC曲线,显示维生素D的ROC曲线下面积为0.836[95%CI(0.735,0.936)],截断值为13.91时,灵敏度为94.4%,特异度为60%。PCIS评分的ROC曲线下面积为0.855[95%CI(0.752,0.958)],截断值为77时,灵敏度为66.7%,特异度为86.7%。联合指标的ROC曲线下面积为0.941[95%CI(0.886,0.995)],截断值为0.226时,灵敏度为94.4%,特异度为84.4%,由此可见两者联合提升了对脓毒症预后的预测价值(见图1、表6)。

图1 各指标预测脓毒症患儿28d死亡价值的ROC曲线Fig.1 ROC curves of predicting values of the three indexes for 28-day death in children with sepsis

表6 维生素D、PCIS评分及维生素D联合PCIS评分对脓毒症死亡的预测价值Table 6 Predictive values of vitamin D and PCIS score,and combination of vitamin D and PCIS for sepsis-caused death

3 讨论

3.1 脓毒症儿童的病死率

脓毒症是较常见的急危重症之一,病情进展快,可迅速引起各器官功能障碍,是危重症患者死亡的主要原因。随着医学的不断进步,脓毒症的诊断、治疗及管理均有了较大提升,但其病死率未见明显降低。据统计全世界每年大约有120万儿童被确诊为脓毒症[10],其死亡率在4%到50%之间[8]。中国的一项多中心流行病学调查表明:中国ICU脓毒症发病率为8.68%,死亡率高达44.7%[11]。此研究共收集脓毒症患儿63例,死亡18例,病死率为28.6%,与陈雪婷、张学鹏等[12-13]报道的脓毒症的病死率相接近。因此降低脓毒症患儿病死率仍是PICU需要解决的一项难题。

3.2 脓毒症患儿血清维生素D状态

维生素D缺乏是一个公认的全球卫生问题[14],研究表明维生素D在脓毒症中缺乏率很高[5],本研究显示脓毒症组维生素D水平低于非脓毒症组,且维生素D缺乏率(85.7%)明显高于非脓毒症组(34.0%),超过4/5脓毒症患儿存在维生素D缺乏的现象。本研究中维生素D缺乏率略高于我国尹冰如等[15]报道的77.8%,缺乏率高的原因考虑患儿主要以婴幼儿为主,多数来自于农村,家长未能认识到维生素D的重要性,很少给予外源性补充,结合现在儿童户外活动时间减少、防晒意识增强等可导致维生素D合成减少,最终引起维生素D缺乏率升高。

3.3 维生素D与儿童脓毒症免疫的相关性

近几年关于维生素D与脓毒症的报道越来越多,研究内容主要侧重于维生素D与免疫功能的联系。引起脓毒症发病的机制很复杂,最主要的就是炎症反应失衡、免疫功能障碍。当病原进入机体时,导致巨噬细胞吞噬病原体并产生一系列的促炎因子,引起细胞因子风暴,进一步通过模式识别受体(PRRs)介导的损伤相关分子模式(DAMPs)或者病原相关分子模式(PAMPs)激活先天性免疫系统。先天性免疫可以通过信号介导产生炎性因子,触发适应性免疫,引起炎症反应和免疫抑制[16]。维生素D可以与免疫细胞表面受体结合,以旁分泌或者自分泌的方式影响机体的免疫调节机制[17-18]。维生素D还能增加抗菌肽及Toll样受体的表达,增加机体的抗菌能力。维生素D可以影响树突状细胞的成熟和分化降低T细胞的反应性,增强机体的免疫耐受,还可以诱导T细胞的增殖和成熟调节抗炎/促炎细胞因子释放[19]。本研究得出脓毒症组维生素D水平与CD3+、CD4+及CD4+/CD8+呈正相关,表明维生素D水平与脓毒症患儿的免疫调节具有相关性。T淋巴细胞亚群(主要包括CD3+、CD4+、CD8+等)是细胞免疫功能的主要临床指标,当其数量和功能发生异常时,会引起机体发生免疫功能紊乱及免疫抑制。CD3+分布在成熟T淋巴细胞的表面,数量降低时表示机体免疫功能下降。CD4+T淋巴细胞是调节细胞免疫和体液免疫主要的效应细胞,CD4+/CD8+能直接反应个体免疫的功能,当比值明显下降时表示机体处于免疫抑制状态。王斐等[20]研究发现CD3+、CD4+可以评价脓毒症患儿的转归,当两者数量降低时提示脓毒症患者病情加重。Sharma等[21]通过一项动物实验证实在脓毒症发生时,小鼠体内的T淋巴细胞亚群发生改变,CD3+及CD4+T淋巴细胞发生凋亡,影响机体免疫调节,导致器官功能障碍,造成不良预后。Zheng等[22]报道称,维生素D可通过调节T淋巴细胞亚群和炎症因子来改善脓毒症患者预后。本研究显示当维生素D缺乏时,机体的CD3+、CD4+及CD4+/CD8+均下降,导致机体免疫功能下降,引发免疫抑制。此研究结果与国内相关报道一致[23]。

3.4 维生素D与儿童脓毒症预后的相关性

目前部分国内外研究发现,维生素D可以作为预测脓毒症死亡的独立危险因素,影响脓毒症患者的预后[24]。Braun等[25]研究发现维生素D缺乏是危重患者30d、90d、365d死亡的一个重要预测指标,维生素D缺乏会增加重症患者的病死率。Onwuneme等[26]学者报道,脓毒症组维生素D水平低于健康对照组,维生素D缺乏与脓毒症的不良预后相关,维生素D水平越低,预后越差。De Haan等[27]发现,维生素D缺乏对脓毒症患者30d病死率及院内病死率有显著影响。Trongtrakul[28]等研究得出,脓毒症患者维生素D缺乏率很高,当维生素D低于12ng/mL时,脓毒症患者30d病死率明显升高。廉迎冬等[29]报道称,维生素D缺乏与脓毒症患者死亡率有关,给予外源性补充维生素D可以降低脓毒症的死亡风险。本研究结果表明死亡组维生素D水平明显低于生存组,维生素D是脓毒症患儿28d死亡的独立危险因素,对脓毒症患儿的死亡具有良好的预测价值[AUC=0.836,95%CI(0.735,0.936)]。维生素D为13.91ng/mL,是脓毒症患儿高死亡风险的临界值,此结果与张松达等[30]人研究结果接近。由此可见维生素D水平与脓毒症预后密切相关,这可能与维生素D参与机体免疫调节有关。当维生素D缺乏时,机体的固有免疫及适应性免疫均受到影响,导致免疫功能下降,抗炎与促炎失衡,引发免疫抑制,最终导致不良预后。所以脓毒症患儿应及时检测其体内的维生素D水平,对于维生素D缺乏者可以给予外源性补充,提高机体免疫力,改善患儿预后。

综上所述,维生素D缺乏可以影响脓毒症患儿的免疫调节功能,并且脓毒症患儿血清维生素D水平较低,缺乏率较高。维生素D对于脓毒症患儿的预后具有良好的评价意义,当维生素D水平低于13.91ng/mL时,其死亡风险将会增加,因此及时补充维生素D,有利于辅助临床治疗,进而改善脓毒症患儿的预后。