膿毒癥患者血清白介素 -6的表達及其意義

楊孟選,可 妮,劉保池

膿毒癥 (sepsis)是嚴重創 (燒、戰)傷、休克、感染、外科大手術患者常見的并發癥,是合并感染的全身性炎癥反應綜合征 (systemic inflammation response syndrome,SIRS)。膿毒癥如果得不到有效的控制,進一步發展可導致膿毒性休克、多器官功能障礙綜合征 (multiple organ dysfunction syndrome MODS),終末表現為多臟器衰竭 (multiple organ failure,MOF),是臨床危重患者最主要死亡原因之一[1]。盡管現代外科技術和抗生素治療有了很大的發展,膿毒癥和 MODS來勢兇猛、病情進展迅速、預后險惡,給臨床救治工作帶來極大困難。白介素 -6(IL-6)是一種重要炎性遞質,本研究檢測99例膿毒癥患者和 21例體檢健康者血清 IL-6水平,探討其變化規律及對膿毒癥早期診斷和評估預后的意義。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選取 2004年 10月—2007年 1月鄭州大學第一附屬醫院急診科住院的膿毒癥患者 99例為膿毒癥組,其中男 71例,女 28例;平均年齡 (42.7±15.3)歲。原發病:腹腔膿腫 37例,多發傷 28例,結腸破裂并腸瘺 18例,重癥胰腺炎 16例。排除年齡 ＜18歲和 ＞75歲,排除懷孕、器官移植、肝硬化、血液系統疾病、慢性器官功能障礙、腫瘤、慢性炎癥性疾病以及運用免疫抑制劑者。選取同時期 21例體檢正常者為對照組,其中男 12例,女 9例;平均年齡 (40.5±11.3)歲。均來自鄭州大學第一附屬醫院體檢中心體檢者,并有體檢報告的詳細記錄,排除近期感染。兩組男女比例及年齡分布具有均衡性。所有受檢者均簽署知情同意書。

1.2 診斷標準及分組 均符合1991年美國胸科醫師協會和危重病醫學會 (ACCP/SCCM)制定的膿毒癥診斷標準[2]。并按此標準根據疾病的嚴重程度分為 MODS組 16例和非 MODS組83例。隨訪 3年,其中 MODS組 5例死亡,根據預后分為存活組 94例和死亡組 5例。

1.3 血樣收集和方法 膿毒癥患者分別于入院時和入院后第1、3、5、7、14天空腹留取外周靜脈血 5 ml,正常對照組于受檢時空腹留取外周靜脈血 5 ml。常溫下靜置 1 h,并以 2 000r/min,離心 10 min,留取血清分裝后于 -68℃低溫冰箱保存備用。采用雙抗體夾心酶聯免疫吸附實驗 (ABC-ELISA)方法檢測血清 IL-6水平。

1.4 統計學方法 采用 SPSS 13.0統計軟件包進行統計學分析,計量資料采用 (x±s)表示,采用 t檢驗,以 P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 膿毒癥組與對照組 IL-6水平比較 膿毒癥組入院時 IL-6水平為 (60±21)ng/L較正常對照組的 (14±5)ng/L明顯升高,差異有統計學意義 (t=5.52,P＜0.05);膿毒癥組入院后第 1天 IL-6水平為 (84±9)ng/L較對照組明顯升高,差異有統計學意義 (t=6.65,P＜0.05);膿毒癥組入院后第 3天 IL-6水平為 (69±8)ng/L較對照組明顯升高,差異有統計學意義 (t=5.89,P＜0.05);膿毒癥組入院后第 5天 IL-6水平為 (55±6)ng/L較對照組明顯升高,差異有統計學意義 (t=7.89,P＜0.05);膿毒癥組入院后第 7天 IL-6水平為 (33±5)ng/L較對照組明顯升高,差異有統計學意義 (t=5.98,P＜0.05);膿毒癥組入院后第 14天 IL-6水平為 (14±4)ng/L與對照組比較,差異無統計學意義 (t=12.90,P＞0.05)。

本文要點

膿毒癥是嚴重創 (燒、戰)傷、休克、感染、外科大手術患者常見的并發癥,進一步發展可導致膿毒性休克、多器官功能障礙綜合征 (MODS)、多臟器衰竭(MOF),是臨床危重患者最主要的死亡原因之一。IL-6是一種多能細胞因子,具有多種生物學功能,可以通過誘導 B細胞終末分化,誘導發熱等,刺激 T細胞和胸腺細胞等來實現多種生物學功能,IL-6在生物體內分布廣泛,任何類型的組織損害都會引起 IL-6釋放到血中,在膿毒癥期間其血清水平變化靈敏,因此認為 IL-6是一個比較好的反應感染嚴重程度的指標。很多臨床實驗表明 IL-6水平與膿毒癥嚴重程度和預后有關。本研究針對 IL-6在膿毒癥患者在不同時期的表達水平,探討其變化規律,為膿毒癥的診斷和治療提供新的思路。

2.2 MODS組與非 MODS組 IL-6水平比較 MODS組與非MODS組入院時、入院后第 1天 IL-6水平比較,差異無統計學意義 (P＞0.05);MODS組入院后第 3、5、7、14天 IL-6水平較非 MODS組均明顯升高,差異有統計學意義 (P＜0.05,見表 1)。

2.3 死亡組與存活組 IL-6水平比較 死亡組與存活組入院時及入院后第 1、3天 IL-6水平比較,差異無統計學意義 (P＞0.05);死亡組入院后第 5、7、14天 IL-6水平較存活組均明顯升高,差異有統計學意義 (P＜0.05,見表 2)。

表1 MODS組和非 MODS組 IL-6水平比較 (x ±s,ng/L)Table 1 Comparison of the concentration IL-6 between MODS group and no-MODSgroup

表2 死亡組與存活組 IL-6水平變化 (x±s,ng/L)Table 2 Comparison of the concentration IL-6 between survival group and death group

3 討論

膿毒癥是臨床常見的并發癥,如果得不到及時有效的控制,則可發展為 MODS,甚至危及患者的生命,所以對膿毒癥的研究有十分重要的意義。目前研究已經證實手術和創傷打擊可引起機體產生大量細胞因子,細胞因子是由不同類型的細胞和免疫細胞產生的多肽或糖蛋白,是在機體受到損傷或刺激后通過迅速啟動轉錄和翻譯機制而產生的。細胞因子是感染或損傷部位炎癥反應的必要介質,有利于損傷的愈合和感染的清除。但是過度的炎癥反應又可引起 SIRS,加重對機體的損傷,并導致血流動力學及代謝紊亂、內環境穩態失衡。膿毒癥是由于感染導致 SIRS,機體持續的對大量促炎因子 (TNF-α、IL-1,IL-6)的過度反應可導致 MODS甚至 MOF和死亡[3]。在機體 (或細胞)遭受損傷后短時間內即可出現促炎細胞因子反應,其中的 TNF-α、IL-1是主要的快速反應促炎遞質,4～6 h內迅速達到高峰,是啟動炎癥反映瀑布級聯反映的最上游細胞因子,在一定程度上可反映病情的變化[4-5]。

IL-6由 TNF-α、IL-1誘導,是主要的促炎細胞因子之一,是機體損傷后肝臟合成各種急性反應蛋白的重要誘導劑,與 SIRS的發生有較為直接的關系,被認為是反映 SIRS、MODS和 MOF等危重患者病情變化及預后的一個重要指標。本研究結果顯示在膿毒癥中 IL-6的表達水平明顯高于正常對照組,且在感染膿毒癥時,IL-6在血中的表達迅速上升,以后逐漸下降,而在膿毒癥嚴重階段 MODS和死亡患者中,IL-6的表達水平持續長時間和高水平的表達,提示 IL-6的水平與膿毒癥的嚴重程度和預后有關。

膿毒癥及其并發的 MODS常見于外科監護室 (ICU)患者,也是其死亡的主要原因。長期的臨床實踐和基礎研究,對MODS的認識大致經歷了以下三個階段:(1)強調感染重要性,認為器官功能障礙是失控的感染的一種嚴重并發癥。在這種觀點的指引下,臨床醫師致力于積極抗感染[6]。(2)隨著研究的深入發現大量 MODS患者并不能完全找到感染灶或感染造不足以引起 MODS,而且多種原因如創傷、休克、膿毒癥、燒傷、重大手術等均可導致 MODS的發生,因此認識到機體炎癥反應的重要性,認識到過度持久的炎癥反應在 MODS中起著重要作用。(3)隨著研究發現單純的給予抗感染治療并不能收到預期的治療效果,逐漸認識到膿毒癥和 MODS的發生過程中伴隨著抗炎遞質的大量釋放,機體最終處于免疫紊亂狀態,導致 MODS的發生。提示在膿毒癥的發生和發展過程中是多因素參與的過程。

IL-6既有促炎作用又有抗炎作用,膿毒癥和 MODS正是這種機體穩態的不平衡導致的。膿毒癥有兩個獨特的表現,一是受損的器官不一定是誘發 MODS的始動環節,二是從原始起因或繼發性二次打擊到器官衰竭有數天或數周的遲后期。機體組織受細菌性侵襲的有害作用是由于微生物本身所產生的酶和毒素的聯合作用,內毒素在機體各種反應中起到了觸發劑的作用。內毒素可刺激來自免疫系統和血管內皮系統的炎癥效應細胞產生大量的炎性遞質,它們之間的相互作用形成復雜的互動關系,形成所謂的 “炎癥瀑布效應”。有研究提示,膿毒癥休克和 MODS與這些炎性細胞因子有密切關系。IL-6是一種多細胞來源的糖基化蛋白,具有復雜的生物學功能。通過單核細胞或巨噬細胞和內皮細胞產生。其主要作用可能是作為一個急性期反應的誘導劑,活化 T細胞,誘導抗體的產生,釋放腎上腺皮質激素,刺激凝血和造血,誘導急性期反應,但也能下調 TNF-α和 IL-1β的產生,顯示具有自分泌、旁分泌和內分泌因子的功能。因此,IL-6既能促進炎癥反應,也能限制炎癥反應,并能促成全身性的免疫抑制,IL-6與其受體結合可以激活多個信號途徑。

許多研究證實50%～100%的住院患者存在 IL-6的增高。在嚴重疾病情況下,IL-6水平可以明顯升高。在許多患者中IL-6在幾天的時間中維持較高水平,并且顯示與危重患者嚴重程度一致的高水平。IL-6稱作 “警示激素”。本研究提示IL-6與術后并發膿毒癥的嚴重程度有關。盡管存在個體差異,但高水平的 IL-6與預后差有關,在膿毒癥患者和正常對照組間 IL-6水平存在明顯差異,說明 IL-6在膿毒癥的發生方面具有重要的意義。在MODS組和非MODS組入院后第 3天后 IL-6存在明顯差異,表明 IL-6可以作為疾病嚴重程度的一個指標。在存活組和死亡組入院后第 5天以后存在明顯差異,表明 IL-6可以作為預后的指標。

1 Baue AE,Durham R,Faist E.Systemic inflammatory response syndrome(SIRS),multiple organ dysfunction syndrome(MODS),multiple organ failure:are we winning battle?[J].Shock,1998,10(2):79-89.

2 Bone RC,Balk RA,Cerra FB,et al.Definitions for sepsis and organ failure and guidelines for the use of innovative therapies in sepsis.The ACCP/SCCM consensus conference committee.American college of chest physicians/society of critical care medicine[J].Chest,1992,101(6):1644-1655.

3 Dinarello CA.Proinflammatory cytokines[J].Chest,2000,118(2):503-508.

4 Lin E,Lowry SF.Inflammatory cytokines in major surgery:a functional perspective[J].Intensive Care Med,1999,25(3):255-257.

5 Oberholzer A,Oberholzer C,Moldawer LL.Sepsis syndromes:understanding the role of innate and acquired immunity[J].Shock,2001,16(2):83-96.

6 Polk HCJr,Shields CL.Remote organ failure:a valid sign of occult intra-abdominal infection[J].Surgery,1977,81(3):310-313.