急性呼吸窘迫綜合征患者血清MMP- 2、GM- CSF、TNF- α 水平與預后的關系

徐瑞華，張嬈嬈，秦超，卜克，王明珠

（鄭州大學第五附屬醫院 重癥醫學科，河南 鄭州 450000）

急性呼吸窘迫綜合征（Acute respiratory distress syndrome，ARDS）指嚴重感染、創傷、膿毒癥、休克等多種肺內和肺外因素誘發的急性呼吸衰竭，以呼吸困難、非心源性肺水腫、進行性低氧血癥為主要臨床表現，病死率高達32%～50%[1-3]。 炎癥反應失衡是ADRS 主要發病機制，巨噬細胞、中性粒細胞、免疫細胞等分泌或趨化的細胞因子、炎癥介質的大量釋放及TLR4 炎癥信號通路激活是ARDS 的共同發病途徑[4-6]，因此，與炎癥相關的生物標志物引起臨床重視，成為研究熱點。 基質金屬蛋白酶2 （matrix metalloproteinase-2，MMP-2）、粒細胞- 巨噬細胞集落刺激因子 （granulocyte -macrophage colony -stimulating factor ，GM -CSF）、腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）均是可反映炎癥程度的炎性標記物，本研究分析三者在ARDS 患者機體中的水平及對預后的預測價值，報告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2016年12月-2019年12月我院收治的92 例ARDS 患者為ARDS 組，納入標準：⑴符合ARDS 的2012年柏林標準[7]；⑵年齡＞18歲；⑶發病24h 內入院就診；⑷患者及家屬簽署知情同意書。 排除標準： ⑴合并多臟器衰竭終末期；⑵存在心臟基礎疾病；⑶存在肺動脈高壓；⑷合并惡性腫瘤； ⑸此疾病發生前存在慢性心肺疾病、肺部感染；⑹近3 個月內有大型手術史；⑺合并精神疾病。 另選擇同期性別比例、年齡相匹配的健康體檢者50 例為對照組。 研究符合《赫爾辛基宣言》，獲得醫院倫理委員會批準。

1.2 方法 ARDS 患者入院確診后第1d、 第3d 和健康體檢者體檢當天均非抗凝采集空腹外周靜脈血3ml，血液標本3000r/min 離心處理，取上層清液于-80℃冰箱保存待測。將樣本分為三份，均以酶聯免疫吸附法分別檢測MMP-2、GM-CSF、TNF-α 水平，試劑盒由武漢博士德生物工程有限公司提供，根據試劑盒說明書進行操作，在96 孔板中加入稀釋液，再在其中加入血清標本震蕩混合，孵育后以緩沖液清洗去除雜質，之后加入酶標抗體使其與固相免疫復合物結合，緩沖液清洗去除酶標抗體，再加入對應樣本的MMP-2、GM-CSF、TNF-α 底物進行反應，加入終止液，采用Bio-RAD 酶標儀（美國伯樂公司） 測定吸光度值，在450nm 波長下讀數，以標準曲線下的面積計算MMP-2、GM-CSF、TNF-α 濃度。

1.3 觀察指標 比較ARDS 組和對照組MMP-2、GM-CSF、TNF-α 水平；ARDS 患者根據柏林ARDS標準分為輕度、中度、重度比較MMP-2、GM-CSF、TNF-α 水平；ARDS 患者隨訪28d，根據患者預后（存活或死亡）差異比較MMP-2、GM-CSF、TNF-α水平。

1.4 統計學分析 數據采用SPSS 20.0 軟件進行統計學分析，連續型資料以均數±標準差（±s）表示，兩組間比較行獨立樣本t 檢驗，多組間比較行單因素分析；分類資料以[n(%)]表示，組間比較行χ2檢驗； 采用Spearman 相關性分析方法分析MMP-2、GM-CSF、TNF-α 與病情嚴重程度、預后的相關性，以受試者工作特征曲線（ROC）下面積（AUC）分析MMP-2、GM-CSF、TNF-α 水平對ARDS 預后的評估價值；P＜0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 ARDS 組與對照組一般資料比較ARDS 組與對照組性別、年齡的一般資料比較,差異無統計學意義（P＞0.05），見表1。

表1 ARDS 組與對照組一般資料比較（±s）

表1 ARDS 組與對照組一般資料比較（±s）

指標 ARDS 組（n=92）性別（男/女）年齡病情分級（輕/中/重）28 天生存情況（存活/死亡）對照組（n=50） χ2/t P 56/36 53.46±8.52 26/39/27 54/38 28/22 51.74±8.17--0.318 1.166--0.573 0.246--

2.2 ARDS 組與對照組MMP-2、GM-CSF、TNF-α水平比較ARDS 組血清MMP-2、GM-CSF、TNF-α水平均高于對照組，差異有統計學意義（P＜0.05），見表2。

表2 ARDS 組與對照組MMP- 2、GM- CSF、TNF- α 水平比較（±s）

表2 ARDS 組與對照組MMP- 2、GM- CSF、TNF- α 水平比較（±s）

指標 ARDS 組（n=92）MMP-2(μg/ml)GM-CSF(pg/ml)TNF-α(pg/ml)P 41.23±16.62 46.34±17.26 33.92±9.54對照組（n=50） t 22.18±7.53 10.19±3.21 19.01±4.97 7.679 14.650 10.306 0.000 0.000 0.000

2.3 不同病情ARDS 患者MMP-2、GM-CSF、TNFα 水平比較 ARDS 重度患者血清MMP-2、GMCSF、TNF-α 水平均高于輕度及中度患者，差異有統計學意義（P＜0.05），中度患者血清MMP-2、GMCSF、TNF-α 水平高于輕度患者，差異有統計學意義（P＜0.05），見表3。

表3 不同病情ARDS 患者MMP- 2、GM- CSF、TNF- α 水平比較（±s）

表3 不同病情ARDS 患者MMP- 2、GM- CSF、TNF- α 水平比較（±s）

注：與輕度患者比較，⑴P＜0.05；與中度患者比較，⑵P＜0.05。

指標 輕度（n=26） 中度（n=39） 重度（n=27） F P MMP- 2（μg/ml）GM- CSF（pg/ml）TNF- α（pg/ml）30.81±11.63 29.48±7.51 23.61±5.07 39.14±12.40（1）45.69±9.15（1）34.66±4.88（1）55.69±15.19（1）（2）63.52±12.71（1）（2）42.72±4.91（1）（2）28.561 87.262 115.711 0.000 0.000 0.000

2.4 不同預后ARDS 患者血清MMP-2、GM-CSF、TNF-α 水平比較 死亡患者血清MMP-2、GMCSF、TNF-α 水平均高于存活患者，差異有統計學意義（P＜0.05），見表4。

表4 不同預后ARDS 患者血清MMP- 2、GM- CSF、TNF- α 水平比較（±s）

表4 不同預后ARDS 患者血清MMP- 2、GM- CSF、TNF- α 水平比較（±s）

指標 死亡（n=38）MMP-2(μg/ml)GM-CSF(pg/ml)TNF-α(pg/ml)P 56.09±13.18 65.09±19.86 43.51±5.89存活（n=54） t 31.47±9.86 32.89±10.62 27.72±7.60 10.251 10.059 10.732 0.000 0.000 0.000

2.5 血清MMP-2、GM-CSF、TNF-α 與ARDS 病情嚴重程度的相關性 Spearman 相關性分析顯示，ARDS 患者血清MMP-2、GM-CSF、TNF-α 水平與患者病情嚴重程度（r=0.732，0.869，0.787，P＜0.05）呈正相關。

2.6 血清MMP-2、GM-CSF、TNF-α 水平對ARDS患者預后的預測價值 ROC 曲線分析顯示： 血清MMP-2、GM-CSF、TNF-α 水平評估ARDS 患者預后的AUC 對應為0.955、0.903 和0.964，截斷值為44.51μg/ml、52.65pg/ml、38.78pg/ml，敏感性分別為89.47%、76.32% 和84.21%，特異性為94.44%、96.30% ；MMP -2、GM -CSF、TNF -α 聯 合 檢 測 對ARDS 患者預后的預測價值優于各指標單獨檢測（P＜0.05）。 見表5。

表5 血清MMP- 2、GM- CSF、TNF- α 水平對ARDS 患者預后的預測價值

3 討論

隨著臨床救治水平的提高，ARDS 病死率有所降低，但仍超過30%，療效并不理想[8]。 早期準確診斷是救治成功的關鍵，但目前ARDS 診斷和分度主要依據臨床特點、影像學表現及動脈血氣分析，評估效能并不理想[9]。 因此，探索評估效能較高的生物標志物指標對ARDS 診療具有重要臨床意義。 而ARDS 發病本質是全身性系統炎癥反應在肺部的表現，且還存在免疫功能紊亂，相關炎癥因子或可成為ARDS 診斷、 病情評估的有效生物標志物[10,11]。

本研究結果顯示，ARDS 患者血清MMP-2、GS-CSF、TNF-α 明顯高于健康體檢者，且不同嚴重程度的ARDS 患者的指標水平存在明顯差異，隨著患者病情的加重，檢測指標水平也隨之增加，指標水平與病情嚴重程度呈正相關，說明MMP-2、GS-CSF、TNF-α 與ARDS 的發生、發展密切相關，隨著疾病的發展，機體炎癥反應加劇，三者水平均隨之上調，可用于了解疾病分度。 ARDS 發病過程中，基質金屬蛋白酶MMP-2 經炎癥介質刺激可從無活性的酶原轉化成有活性的酶，在炎癥反應導致的肺組織的重塑和纖維化中起關鍵作用[12,13]。 而促炎細胞因子GM-SF 在ARDS 的誘因刺激單核-巨噬細胞、中性粒細胞等相關細胞聚集、活化后，可促進巨噬細胞分泌TNF-α，TNF-α 可與其他炎癥細胞因子誘導肺內皮細胞活化、 白細胞遷移及粒細胞脫顆粒，損傷血管內皮，導致血管通透性增加、毛細血管滲漏，形成肺水腫，加劇肺泡組織的炎癥損傷程度，且TNF-α 還能夠上調MMP-2 水平，進一步加重肺損傷[14,15]，由此可知MMP-2、GSCSF、TNF-α 均參與ARDS 的發生、發展。 此外，本研究顯示，死亡患者血清MMP-2、GS-CSF、TNF-α水平高于存活患者，表明血清MMP-2、GS-CSF、TNF-α 水平與預后密切相關，可作為預測患者預后的評價指標，分析原因可能是ARDS 患者機體炎癥反應可通過 “呼吸爆發” 形成惡性循環，炎癥加劇，MMP-2、GS-CSF、TNF-α 水平不斷上調，肺細胞外基質重構和損傷程度加深，病情不斷加重，最終可導致患者死亡。本研究ROC 曲線顯示，血清MMP-2、GS-CSF、TNF-α 水平對ARDS 患者預后具有預測價值，且聯合評估的效能優于單一指標，提示臨床可通過檢測MMP-2、GS-CSF、TNF-α 水平預測ARDS 預后，指導臨床診療。

圖1 血清MMP- 2、GM- CSF、TNF- α檢測對ARDS 患者預后的ROC 曲線

綜上所述，MMP-2、GS-CSF、TNF-α 與ARDS發生發展密切相關，與病情嚴重程度正相關，可作為ARDS 病情分度及預后評估的參考指標，指導臨床診療。