左卡尼汀對膿毒癥線粒體靶向治療作用研究

李力　汪峰

【摘要】 目的：觀察左卡尼汀能否作為代謝復蘇藥物改善膿毒癥患者線粒體功能，并觀察其治療效果。方法：選取2014年2月-2017年2月本院就診的膿毒癥患者86例，采用隨機數字表法分為常規治療組（對照組）和左卡尼汀組（治療組），每組43例，觀察兩組治療前后血小板線粒體功能、乳酸清除率、SOFA評分、呼吸機輔助時間、ICU住院時間及短期（28 d）病死率。結果：治療組治療后血小板粒體跨膜電位和線粒體內ATP含量均優于治療前且優于對照組，差異均有統計學意義（P<0.05）；兩組治療后SOFA評分均下降，治療組乳酸清除率高于對照組，SOFA評分低于對照組，呼吸機輔助時間、ICU住院時間明顯縮短，短期病死率均低于對照組，差異均有統計學意義（P<0.05）。結論：左卡尼汀通過改善線粒體功能，可以增加膿毒癥患者乳酸清除率，提高組織器官能量供應，阻止器官衰竭，縮短呼吸機輔助時間及ICU住院時間，降低患者短期（28 d）死亡率。

【關鍵詞】 膿毒癥； 線粒體； 左卡尼汀； 代謝復蘇

Effect Study of L-carnitine for Sepsis Mitochondrial Targeting Therapeutic/LI Li，WANG Feng.//Medical Innovation of China，2017，14（26）：021-024

【Abstract】 Objective：To observe whether L-carnitine can improve the mitochondrial function of sepsis as a metabolic resuscitation drug and its therapeutic effect.Method：From February 2014 to February 2017，86 patients with sepsis treated in our hospital were selected and divided into routine treatment group（the control group） and L-carnitine group（the treatment group） according to the random number table method，43 patients in each group.The platelet mitochondrial function，lactate clearance and SOFA scores before and after treatment，ventilator-assisted time，ICU hospitalization time and short-term（28 d） mortality of two groups were observed.Result：The levels of mitochondrial transmembrane potential and mitochondrial ATP content of the treatment group were improved compared with those before treatment and the control group，the differences were statistically significant（P<0.05）.SOFA levels of two groups were decreased，and SOFA levels of the treatment group were lower than that of the control group，the duration of ventilator assisted，ICU hospitalization time and short-term mortality of the treatment group were were lower than those of the control group，the differences were statistically significant（P<0.05）.Conclusion：L-carnitine can increase the lactic acid clearance rate for sepsis patients by improving the mitochondrial function，which can increase energy supply of tissues and organs，also can prevent organ failure，shorten the ventilator-assist time and ICU hospitalization time，reduce the short-term （28 d） mortality.

【Key words】 Sepsis； Mitochondrial； L-carnitine； Metabolic recovery

First-authors address：Jiujiang University Affiliated Hospital，Jiujiang 332000，China

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2017.26.006

膿毒癥導致器官功能衰竭的發病機制尚不明確。有研究認為，感染所引起的全身炎癥反應可抑制線粒體功能，以至于組織器官沒有足夠的能量來維持正常的功能，機體處于低代謝狀態甚至器官衰竭。在最近的臨床和實驗研究，對膿毒癥線粒體靶向治療已明顯降低多器官功能障礙（Multiple organ dysfunction syndrome，MODS）的嚴重程度和死亡率，這種干預被命名為“代謝復蘇”[1]。左卡尼汀對穩定線粒體結構形態、膜的通透性及維持正常的線粒體功能有重要作用[2-3]。從人體臟器獲取線粒體很難實現，但是循環血液中的血小板線粒體含量豐富，甚至在危重患者中很容易獲得，并且血小板線粒體功能可以用不同技術方法進行檢測，也可作為線粒體靶向治療藥物效果的評估[4]。本研究觀察左卡尼汀能否作為代謝復蘇藥物改善膿毒癥患者的預后，現報道如下。endprint

1 資料與方法

1.1 一般資料 選擇2014年2月-2017年2月本院ICU住院的膿毒癥患者86例，其中男47例，女39例，年齡27～76歲。納入標準：所有患者均符合2014年《中國嚴重膿毒癥/膿毒性休克治療指南》關于膿毒癥診斷標準，ICU住院時間>7 d[5]。排除標準：（1）既往有器官功能嚴重不足或免疫力低下患者（參照APACHEII評分中的慢性健康評分）；（2）用藥劑量不足或療程不足7 d、檢測指標不全者；（3）對治療藥物明確過敏者；（4）近2周用過影響血小板的藥物，如阿司匹林、血寧片等。將其按照隨機數字表法分為治療組和對照組，每組43例，兩組患者一般資料比較，差異均無統計學意義（P>0.05），具有可比性，見表1。本研究經醫院倫理委員會批準，所有患者及家屬簽署知情同意書。

1.2 方法 對照組參考《中國嚴重膿毒癥/膿毒性休克治療指南》采取常規集束化治療方案[6]（即6 h復蘇集束化治療，是指在疑診或確診嚴重感染后立即開始并在6 h內完成的治療措施。包括血乳酸水平測定，使用抗生素前留取病原學標本，急診在接診3 h內、ICU在收治1 h內開始使用廣譜抗生素。如有低血壓或血乳酸水平>4 mmol/L，應立即給予液體復蘇（20～40 mL/kg）；適當的液體復蘇后低血壓仍不能糾正者，應加用血管活性藥物，以維持平均動脈壓≥65 mm Hg，CVP≥8 mm Hg，ScvO2≥70%）。治療組在常規集束化治療方案基礎上，加用左卡尼汀注射液（常州蘭陵制藥有限公司生產）4 g靜滴，1次/d，持續7 d。

1.3 樣本處理 為減少血小板線粒體激活，本研究采用Percoll密度梯度離心法分離純化血小板。將兩組患者分別于入院時及入院3、7 d用真空采血管綠頭管（肝素鈉）2支抽取新鮮靜脈血8 mL。將9份Percoll原液加入1份2.5M蔗糖溶液混勻配置等滲Percoll溶液，再用0.25 M蔗糖溶液稀釋等滲Percoll溶液至濃度1.06 g/mL，然后取肝素抗凝靜脈血與等量Percoll溶液充分混合，（常溫，1000次/min×20 min）取F1白色云霧層，PBS緩沖液洗滌3遍即得到分離純化的血小板備用。

1.4 觀察指標 （1）血小板線粒體跨膜電位檢測：JC-1是一種廣泛用于檢測線粒體膜電位（mitochondrial transmembrane potential，ΔΨm）的理想熒光探針。通過JC-1從紅色熒光到綠色熒光的轉變檢測細胞膜電位的下降。以JC-1孵育血小板15 min后，PBS緩沖液洗滌，采用流式細胞儀（BD FACS CotoⅡTM）進行定量檢測，線粒體去極化的比例由綠熒光的百分比來衡量。（2）血小板線粒體內三磷酸腺苷（ATP）含量檢測：以熒光素-熒光素酶法檢測血小板線粒體ATP水平，原理：熒光素在熒光素酶、ATP等物質參與下，進行反應發出熒光；用分光光度計可測定發光強度；當熒光素和熒光素酶都足量時，在一定范圍內，ATP的含量與發光強度成正比。血小板懸液與檢測試劑等比混合，室溫孵育15 min，采用寶特800酶標儀檢測熒光強度。（3）乳酸清除率：所有患者檢測入院時及入院6、12、24 h動脈血氣記錄乳酸值，并計算6、12、24 h乳酸清除率。（4）SOFA評分：所有患者在入院時及入院3、7 d抽取靜脈血檢測血常規、生化檢查、記錄24 h尿量及動脈血氣計算PaO2/FiO2值、GCS評分等計算SOFA評分。（5）臨床觀察指標：觀察兩組左卡尼汀治療對呼吸機輔助時間、ICU住院時間及短期（28 d）病死率。

1.5 統計學處理 采用SPSS 22.0軟件進行統計學分析，計量資料用（x±s）表示，比較采用t檢驗；計數資料以率（%）表示，比較采用 字2檢驗。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組血小板線粒體膜電位變化 兩組治療前低ΔΨm細胞百分比比較，差異無統計學意義（P>0.05），入院7 d兩組患者低ΔΨm細胞百分比均低于治療前，入院3、7 d治療組患者低ΔΨm細胞百分比均低于對照組，差異均有統計學意義（P<0.05），見表2。

2.2 兩組血小板線粒體內ATP水平的變化 兩組治療前血小板內ATP相對含量比較，差異無統計學意義（P>0.05），入院3、7 d治療組患者血小板內ATP水平均高于治療前且高于對照組同期，差異均有統計學意義（P<0.05），見表3。

2.3 兩組乳酸清除率比較 兩組患者在入院時乳酸值比較，差異無統計學意義（P>0.05）。治療組入院6、12、24 h的乳酸值均低于對照組，治療組乳酸清除率高于對照組，差異均有統計學意義（P<0.05）。見表4。

2.4 兩組SOFA評分比較 兩組患者入院時SOFA評分比較，差異無統計學意義（P>0.05），治療組入院3、7 d SOFA評分均低于對照組，差異均有統計學意義（P<0.05），見表5。

2.5 兩組呼吸機輔助時間、ICU住院時間、短期（28 d）病死率比較 治療組呼吸機輔助時間、ICU住院時間、短期病死率均低于對照組，差異均有統計學意義（P<0.05），見表6。

3 討論

膿毒癥是宿主對感染的反應失控導致危及生命的器官功能衰竭[7]。其主要特征是線粒體功能障礙[8]，而線粒體功能降低在器官功能障礙的發生、發展及功能恢復中起關鍵性作用[9-10]。在膿毒癥早期在脂多糖作用下細胞內脂酰基轉移酶去乙酰化增加，線粒體功能及完整性遭到破壞，并且出現線粒體自噬現象[11-12]。隨著膿毒癥病情的進展，線粒體功能及數量均下降，組織器官為了適應線粒體能量供應，只能降低或關閉細胞功能來減少能量需求，從而達到能量供需平衡即MODS[13]。如果膿毒癥不能得到有效控制，病情持續時間過長，線粒體結構和功能將呈現不可逆性的改變，最終導致線粒體功能衰竭，細胞能量枯竭，引起多器官功能衰竭而死亡[14]。endprint

左卡尼汀即左旋肉堿是脂肪代謝過程中的一種關鍵物質，能作為載體把脂肪酸從線粒體外運入線粒體內，使其氧化分解。左卡尼汀用于感染性休克患者是安全有效的，能明顯降低短期（28 d）死亡率，并能提高低酮體類膿毒癥患者遠期（1年）生存率[15-16]。其機制可能是左卡尼汀通過乙酰肉堿轉移酶的活動，參與在脂酰肉堿和脂酰-CoA酯之間平衡的建立，能有效維持線粒體功能[17]；并且能改善受損線粒體超微結構、維持線粒體長度、減少線粒體損傷的數量，從而阻止細胞凋亡[2]；左卡尼汀對于線粒體功能損傷的保護也有抗氧化和抗炎的機制參與[18-19]。在代謝應激時，線粒體積累脂酰-CoA，是為了保持機體卡尼汀穩態[20]。足夠量的游離卡尼汀可促使堆積的脂酰-CoA進入線粒體內，使氧化磷酸化得以順利進行，從而提高組織細胞能量供應，阻止器官功能衰竭[21]。

筆者通過對在醫院ICU住院的86例膿毒血癥患者研究顯示，加用左卡尼汀治療3 d即出現細胞內ATP水平較對照組高，且高于入院時水平，差異均有統計學意義（P<0.05）；而低ΔΨm細胞百分比及SOFA評分均低于對照組，差異均有統計學意義（P<0.05）。說明早期加用左卡尼汀能減少線粒體氧化應激損害、維持線粒體功能作用。從乳酸清除率也提示早期加用左卡尼汀對預后有積極作用。加用左卡尼汀治療7 d細胞內ATP水平高于對照組，且高于入院時，低ΔΨm細胞百分比及SOFA評分低于對照組，且低于入院時，差異均有統計學意義（P<0.05）。說明左卡尼汀改善受損線粒體結構和功能，提高組織器官能量供應，阻止器官衰竭，對膿毒癥患者的治療有積極作用。

本研究結果顯示，加用左卡尼汀治療后患者呼吸機輔助時間明顯縮短、在ICU住院時間也明顯減少，并且降低短期（28 d）病死率差異均有統計學意義（P<0.05）。這不僅提高了膿毒癥患者的生存率，還大大節省了醫療費用支出。

綜上所述，左卡尼汀注射液可能是通過改善線粒體膜電位，恢復線粒體氧化磷酸化功能，提高組織細胞能量供應，有效增加膿毒癥患者乳酸清除率，提高組織器官能量供應，阻止器官衰竭，縮短呼吸機輔助時間及ICU住院時間，降低患者短期（28 d）死亡率。左卡尼汀對膿毒癥治療效果明顯，可作為代謝復蘇藥物用于集束化治療。

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（收稿日期：2017-05-22） （本文編輯：康玥）endprint