烏司他丁對重癥膿毒血癥患者心肺功能及免疫功能改善的影響

秦克 黃丹 趙碧雙

烏司他丁對重癥膿毒血癥患者心肺功能及免疫功能改善的影響

秦克1黃丹2趙碧雙2

目的：探討烏司他丁(UTI)對重癥膿毒血癥患者心肺功能以及免疫功能影響。方法重癥膿毒癥患者60例，隨機分為常規治療組(30例，給予常規集束化治療)及烏司他丁組(30例，在常規集束化治療基礎上加用烏司他丁30萬U靜脈滴注，每日3次)。入組后持續監測心臟指數，觀察治療前、后血清心肌肌鈣蛋白(cTnI)、D-二聚體(D-dimer)和血氧等指標的變化，檢測治療前、后調節性T細胞(Treg)、輔助性T細胞17(Thl7)的表達情況，同時選取20名健康體檢者作為對照組，觀察烏司他丁的干預作用。結果與常規治療組相比，急性生理和慢性健康狀況評分Ⅱ相比差異無統計學意義(P均﹥0.05)，烏司他丁組心臟指數和氧合指數明顯升高， D-dimer和cTnI下降明顯，差異均有統計學意義(P﹤0.05)；烏司他丁組治療后Treg和Thl7的表達顯著降低(Plt;0.01)，Treg/Thl7比值降低趨于正常化(Plt;0.01)。結論烏司他丁可提高膿毒血癥患者心臟指數(CI)，減輕心肌損傷程度，升高患者氧合指數，改善心肺功能，抑制微血栓形成，阻止繼發性損傷；可降低重癥膿毒癥患者Treg及TH17表達，逆轉Treg/Thl7失衡，改善細胞免疫，有益重癥膿毒癥患者預后。

重癥膿毒癥；烏司他丁；氧合指數；肌鈣蛋白；調節性T細胞

膿毒癥(Sepsis)是由感染引起的全身炎癥反應綜合征，重癥膿毒癥常并發多器官功能障礙綜合征(MODS)[1]。重癥膿毒血癥及膿毒血癥性休克的死亡率分別為20%-30% 和40%-70%，是ICU最常見死亡原因之一[2]。研究表明:膿毒癥的發病機制主要涉及失控的全身炎癥反應，血液高凝，毛細血管滲漏造成心肺負擔增加和免疫功能紊亂以及其相互作用過程。重癥膿毒癥患者體內易出現強烈的促炎及抗炎反應[3]，主要是因為機體在細胞因子和組織因子作用下出現炎性損傷和凝血障礙，進一步表現為繼發性損傷。調節性T細胞(Treg)和輔助性T細胞17(Thl7)能夠有效調控膿毒癥患者的體內炎癥反應，患者預后情況受兩者的平衡穩態的影響[4]。本研究使用烏司他丁(UTI)治療嚴重膿毒血癥患者。以患者心臟指數，心肌肌鈣蛋白I(cTnI)，D-二聚體(D-dimer)，氧合指數、Treg和Thl7的變化為評價指標，探討UTI對膿毒癥患者心肌保護作用的可能機制以及它能否影響Treg/Thl7的平衡。

資料與方法

一、對象

1 對象選擇：2014年12月2016年7月我院ICU收治的重癥膿毒癥患者60例，診斷標準為2001年國際膿毒癥定義會議制定的標準[5]。其中消化道穿孔術后并發感染12例，肺部感染28例，泌尿系感染7例，血源性感染8例，其他感染5例，急性生理和慢性健康狀況評份Ⅱ(APACHEⅡ)[6](26.9±4.7)分。本研究在醫院倫理委員會批準后，并獲得患者或家屬的知情同意前提下開展，本研究符合醫學倫理學標準。

2 分組及治療：將入選患者隨機分為常規治療組和烏司他丁組(UTI組)，每組30例。常規治療組根據2012年國際膿毒癥診治指南[7]采用經典治療方案。UTI組在常規化治療的基礎上聯合應用UTI 300kU靜脈滴注，每日3次，連用5天，持續監測患者心臟指數，于治療后第1、2、3、4天抽靜脈血取血清測定cTnI和血漿D-二聚體，抽取動脈血檢測血氧等指標，計算氧合指數；同時觀察用藥過程中可能出現的不良反應。另招募健康體檢者20例作為對照組，進行對比研究。

3 檢測指標及方法：患者入院后進行各項危重病應評分(APACHEⅡ)，持續監測患者心臟指數，分別于確診后2h內(治療前，T0)和治療后第1、2、3、4天(T1、T2、T3、T4)抽靜脈血取血清測定cTnI和血漿D-二聚體[8]，抽取動脈血檢測血氧等指標，計算氧合指數；同時觀察用藥過程中可能出現的不良反應，于確診后2h內(治療前)及治療后5天分別采靜脈血10-15mL，樣品處理、培養與檢測需要在4h內完成。于治療后第5天抽檢測Treg、Thl7的表達情況，同時選取20名健康體檢者作為對照組，觀察UTI的干預作用。

結 果

一、除了機械通氣時間，兩組患者基本資料和評價指標相比，差異無統計學意義，P均gt;0.05。(見表1)。

二、烏司他丁組心臟指數和氧合指數明顯升高，D-dimer和cTnI下降明顯，兩項指標的變化幅度與常規治療組相比差異有統計學意義(P﹤0.05)，說明烏司他丁能有效改善患者心肺功能(見表2)。

圖1 兩組心臟指數的比較

圖2 兩組cTnI變化的比較

圖3 兩組D-dimer變化的比較

圖4 兩組氧合指數變化的比較

表1 基本資料和治療情況比較

表2 心臟指數CI、血清cTnI、血漿D-dimer和氧合指數水平比較(n=30)

備注：與治療前相比，Plt;0.05；與常規治療組相比，Plt;0.05。

三、兩組治療后Treg、Thl7表達水平和Treg/Thl7比值均降低，HLA-DR表達水平升高，且UTI組較常規治療組作用更為明顯(Plt;0.05或Plt;0.01)。

表3 UTI對重癥膿毒血癥患者免疫調節細胞和HLA-DR表達比較

注：UTI：烏司他丁，Treg：調節性T細胞，Th17：輔助性T細胞，與本組治療前比較，aPlt;0.01，bPlt;0.05

表4 重癥膿毒血癥組與對照組免疫調節細胞和HLA-DR表達比較

討 論

隨著膿毒血癥發病率逐年升高，重癥膿毒血癥成為ICU的最常見死亡原因之一，細胞免疫紊亂和急性炎癥反應是發展成重癥膿毒血癥的兩個關鍵因素。膿毒血癥早期免疫細胞和炎癥反應細胞得以激活，產生大量炎性介質，使機體產生強烈的促炎及抗炎反應，不能很好控制將導致免疫功能紊亂，許多患者出現全身嚴重水腫。臨床上多出現胸腹腔積液，血壓降低，低氧血癥，甚至循環、呼吸系統衰竭。引起毛細血管滲漏的具機制尚不完全明確。多數學者認為在內毒素及某些損傷因素的作用下可使免疫系統激活釋放促炎因子(腫瘤壞死因子-α(TNF-α)，IL-1、IL-6)，激活效應細胞并釋放血栓素(TXA2)和前列腺素(PGI2)等炎性介質，在炎性介質的作用下誘發全身炎癥反應，毛細血管內皮細胞損傷，通透性增加，造成毛細血管滲漏。

近年研究表明[9]，免疫調節細胞Treg通過接觸機制和釋放抗炎因子起到抗炎作用，Thl7通過釋放炎性介質起到促炎作用，兩種細胞功能相反，互相依存，相互抑制，在體內保持著平衡狀態。Treg主要是通過與炎癥部位接觸而起到抗炎作用，它的另一種作用機制是釋放抗炎因子IL-10。Th17通過分泌IL-17、TNF-α和IL-6而發揮促炎反應，IL-17進一步促進體內炎性反應發生，它可明顯提高TNF-α和IL-6的水平，研究表明敲除IL-17基因后，膿毒血癥小鼠的存活率可自10%提升至60%。心肌細胞的結構和功能損傷是由炎癥因子作用造成，TNF-α和IL-6是其中作用較強的兩種，cTnI被認為是最敏感和最特異的心肌損傷標志物，膿毒血癥患者大多數均伴有心肌肌鈣蛋白和D-二聚體升高或陽性。cTnI可用來評價膿毒血癥患者的心肌損傷程度[10]，心臟指數和氧合指數成為評價患者心肺功能的關鍵指數。IL-6是誘導幼稚免疫細胞向Thl7細胞分化的關鍵因素。國內研究發現，應用抗IL-6受體單抗阻斷膿毒血癥大鼠的IL-6功能，可以抑制Thl7的分化，提高膿毒血癥大鼠的生存率。Thl7、Treg以及與其相關炎癥介質IL-17、IL-6、IL-10共同參與了膿毒血癥的發病過程。膿毒血癥患者體內Treg和Th17水平明顯升高，提示機體產生強烈的促炎反應，隨著患者體內Th-17表達增加，促炎反應代償性休閑強烈抗炎反應，Treg亦代償性升高研究發現免疫細胞Treg和Thl7兩者的表達失衡，參與膿毒血癥免疫功能紊亂的發生。Treg主要是通過與炎癥部位接觸而起到抗炎作用，它的另一種作用機制是釋放抗炎因子IL-10，IL-10是體內非常重要的抗炎因子，可有多種途徑抑制淋巴細胞反應，淋巴細胞增殖能力下降[11]。IL-10/腫瘤壞死因子-α(TNF-α)和升高的IL10構成了重癥膿毒血癥患者死亡的危險因素；Treg的升高造成免疫抑制，影響Thl/Th2/Thl7的極化，Treg的異常升高引起Treg/Thl7比例失調，進一步發生免疫麻痹[12]。

烏司他汀(UTI)是一種尿胰蛋白酶抑制劑，分子量約67000D，有兩個活性功能區，能夠抑制多種蛋白、糖和脂類的水解酶的活性，改善微循環和組織灌注，清除氧自由基及抑制炎癥介質釋放，提高淋巴細胞，特別是自然殺傷細胞(NK細胞)和B細胞的數量及活性，抑制炎癥介質釋放，特別是TNF-α、IL1、6、8的過度釋放，患者免疫狀態得以改善。UTI在臨床上被廣泛使用，早期主要用來治療急性胰腺炎，近年來成為膿毒血癥和急性肺損傷等治療的常用藥。陳子盛等[13]研究發現，UTI與胸腺肽聯合治療膿毒血癥患者，能夠明顯降低Treg，使HLA-DR表達逐漸升高，免疫功能逐漸恢復正常，修復促炎/抗炎失衡，降低(APACHEⅡ)評分，縮短ICU機械通氣時間。TNF-α對SIRS的阻止是炎癥反應受控的關鍵，關系著膿毒血癥患者病情發展方向[14]。心功能損害主要是因為白細胞對心肌細胞的損傷以及造成cTnI水平升高，UTI能夠防止白細胞的過度激活而起到減少心功能損害的發生。UTI可以直接抑制凝血系統活化，或者阻斷細胞因子和炎癥介質的瀑布效應引起的凝血系統活化，降低D-二聚體水平，有益于膿毒血癥患者微循環和組織供氧，從而改善患者器官功能。

已有多項研究表明Treg/Thl7平衡失調與免疫疾病及炎癥反應加劇密切相關[15]。Treg/Thl7正常參考值為1.5-2.4，Treg/Thl7的偏離參考范圍時預示炎癥性疾病惡化。本課題組前期的研究發現，嚴重膿毒血癥患者隨著炎癥反應的啟動，Treg隨著Thl7的表達升高而代償性的更加明顯的升高，造成Treg/Thl7值明顯升高，抗炎反應占優勢。隨著膿毒血癥向重癥膿毒血癥發展，最終導致細胞免疫紊亂，病死率升高。本研究發現，相對于常規治療組，UTI組明顯降低Treg、Thl7表達，不同的降低幅度使Treg/Thl7比值呈降低趨勢，并靠近正常參考范圍；患者細胞免疫得以改善，HLA-DR表達升高。說明UTI可以通過糾正Treg/Thl7失衡，提高HLA-DR表達，最終達到改善患者細胞免疫狀態的目的。本研究還發現，UTI可有效降低炎癥介質IL-17、IL-6、IL-10的表達，表明UTI中斷炎癥反應的惡性循環，下調促炎反應。炎癥介質受到Thl7和Treg表達的控制，同時參與Thl7和Treg的分化過程，當機體處在穩定狀態或無炎癥損傷的情況下，免疫系統產生的轉化生長因子-βTGF-β)誘導Foxp3+Treg細胞，抑制著效應T細胞增殖，機體處于免疫耐受。當機體存在感染或炎癥損傷時會發生前炎癥反應，主要表現為Treg細胞數量或功能被抑制，Thl7細胞分化明顯，主要原因為IL-6和TGF-8對Thl7和Treg的作用。TGF-β誘導Thl7表達過度時，代償性上調Treg數量或功能，以免發生過度的抗感染免疫反應。UTI亦有可能通過此炎癥介質途徑調節Thl7/Treg的平衡。

我們認為，心肺功能損害和細胞免疫功能紊亂是重癥膿毒血癥重要的不良預后因子。白細胞過度激活是心功能損害的關鍵因素，主要表現為cTnI水平升高。烏司他丁通過控制TNF-α、IL等炎癥介質的釋放，抑制細胞炎性因子與白細胞之間的相互作用，控制白細胞增殖和活性而起到保護患者心功能的目的。更重要的是UTI可以通過糾正Treg/Thl7失衡，提高HLA-DR表達，改善患者細胞免疫狀態，減輕嚴重的免疫麻痹，改善嚴重膿毒血癥患者的預后。

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Effectofulinastatinoncardiopulmonaryfunctionandimmunefunctioninpatientswithseveresepsis

QIN-ke,HUANGDan,ZHAOBi-shuang
theThirdPeople’sHospitalofChengdu,Sichuan610000,China

ObjectiveTo investigate the effect of ulinastatin (UTI) on cardiopulmonary function and immune function in patients with severe sepsis.MethodsA total of 60 patients with severe sepsis were randomly divided into two groups: the routine treatment group (n=30,

routine bundle treatment) and the UTI group (n=30, received 30 kU UTI three times per day in addition to routine bundle treatment). Another 20 healthy subjects were selected as the control group. The cardiac index was monitored during the treatment, and the levels of cTnI, D-dimer, oxygenation index, the regulatory T cell (Treg) and help T (Th17) were determined in order to observe the effect of UTI.ResultsThere was no significant difference in all indexes before treatment between the two groups. Compared with the routine treatment group, UTI could increase the cardiac index significantly, reduce the D-dimer and cTnI, and increase the oxygenation indexes (Plt;0.05). UTI could also reduce the abnormal expression of Treg and Thl7 in patients with severe sepsis (Plt;0.01), and decrease the ratio of Treg/Thl7 (Plt;0.01) effectively.ConclusionUlinastatin can increase the cardiac index, reduce myocardial injury, increase the oxygenation index, improve the cardiopulmonary function, and prevent micro thrombosis to avoid secondary injury. UTI can also decrease the expression of Treg and Thl7, inverse the ratio of Treg/Thl7, and ameliorate the immune status, which can improve the prognosis of patients with severe sepsis.

severe sepsis; ulinastatin; oxygenation index; cardiac troponin I; regulatory T cell

10.3969/j.issn.1009-6663.2017.12.016

1. 610000 四川 成都，成都市第三人民醫院 2. 610000 四川 成都，中鐵二局集團中心醫院

2017-03-06]