血清補體C5a與社區獲得性肺炎患者嚴重性以及預后關聯的回顧性研究

楊瑞祥 蔣亞林 付淑賢 陸友金 付林

社區獲得性肺炎(Community-acquired pneumonia, CAP)是指在醫院外罹患的感染性肺實質炎癥，是威脅人類健康的常見感染性疾病之一，目前CAP的發病率和死亡率呈逐漸升高的趨勢[1-3]。補體(Complement)是廣泛存在于人和動物血清以及組織液中的一類經活化后具有免疫活性的蛋白質和機體天然免疫系統的重要組成成分，介導炎性反應[4]。補體5a(Complement 5a, C5a)是補體的裂解產物，在炎癥部位表達升高，趨化炎癥細胞活化和聚集，引起促炎因子的合成和分泌[5]。有研究發現C5a在急性肺損傷中是升高的[6]，新冠肺炎患者體內C5a水平是上調的[7]。但是C5a是否參與CAP的發生、發展目前并不清楚。因此，本研究擬通過一項回顧性研究，分析血清C5a水平與CAP患者的嚴重性以及預后之間的關聯，探討C5a在CAP發生、發展中的作用。

資料與方法

一、研究對象

選擇2019年6月到2021年3月期間在我院呼吸與危重癥醫學科就診的120名CAP患者，CAP的診斷標準依據《中國成人社區獲得性肺炎診斷和治療指南(2016年版)》[8]。排除標準：年齡小于18周歲的未成年患者；孕婦；合并有肺癌或肺結核的患者；嚴重的免疫功能低下患者；有精神障礙和交流障礙的患者；來我科室之前在其他醫院已經接受過治療的患者。本研究遵循醫學倫理基本原則，并由醫學倫理委員會認證和批準(亳醫倫審2021第10號)。

二、資料收集

回顧性收集所有CAP患者人口統計學資料，主要包括性別和年齡，是否合并基礎疾?。皇占t院實驗室檢查資料，主要包括血常規指標、肝功能指標、腎功能指標、炎癥因子等；CAP患者嚴重程度經CAP嚴重性評分(CRB-65、CURB-65、PSI、SMART-COP和CURXO)進行評估。

三、生物素雙抗體夾心酶聯免疫吸附試驗(ELISA)

所有受試者在入院后24 h內抽取空腹靜脈血，室溫靜置2 h后，3500 g/min離心10 min，收集上清，分裝后凍存于-87℃超低溫冰箱。使用生物素雙抗體夾心酶聯免疫吸附實驗(ELISA)檢測血清C5a水平，血清C5a(JYM1496Hu)ELISA試劑盒由武漢基因美生物科技有限公司提供，具體操作步驟按照說明書進行。

四、統計分析

結 果

一、人口學信息和臨床特征

符合條件的120名CAP患者被納入到該研究中，人口學特征與臨床檢測結果被分析，如(表1)所示，研究對象的平均年齡為67.6歲，68(56.7%)人為男性患者。肝功能、腎功能和血常規被檢測，CAP患者嚴重性評分被分析，結果如表1所示，平均CURB-65、CRB-65、PSI和SMART-COP評分分別為1.9、1.5、101.3和3.0分。根據CURXO評分將CAP患者分為輕度和重度患者，其中嚴重CAP患者有53(44.2%)人。

表1 CAP患者人口學特征

二、CAP患者入院血清C5a水平

CAP患者住院時血清C5a被檢測，根據CAP嚴重程度評分進一步分析不同CAP患者血清C5a水平，結果如(圖1A)所示，根據CURXO評分將CAP患者分成輕度和重度患者，發現重度患者血清C5a水平高于輕度患者。此外，發現CAP患者CURB-65評分為0～1分的患者血清C5a水平是最低的(圖1B)。進一步比較了不同CRB-65評分的患者血清C5a水平，發現評分為0的CAP患者血清C5a水平低于評分高于0的患者(圖1C)。進一步分析發現，血清C5a水平隨著PSI評分的升高而逐漸升高(圖1D)。根據SMART-COP評分，比較了不同CAP患者血清C5a水平，結果提示評分為0～2患者血清C5a水平低于其他評分患者(圖1F)。

圖1 不同嚴重性評分CAP患者血清C5a水平

(A)不同CURXO評分的CAP患者血清C5a水平，CAP患者被分為輕度和重度；(B)不同CURB-65評分的CAP患者血清C5a水平，0～1分，低危；2分，中危；3～5分，高危；(C)不同CRB-65評分的CAP患者血清C5a水平，0分，低危；1～2分，中危；≥3分，高危；(D)不同PSI評分的CAP患者血清C5a水平，<50分，低危；71～90分，中危；91～130分，高危；>130分，極度危險，需要住院治療；(E)不同SMART-COP評分的CAP患者血清C5a水平，0～2分，低風險；3～4分，中度風險；5～6分，高風險；7～8分，極高風險。所有數據以表示。*P<0.05，**P<0.01。

三、CAP患者血清C5a水平與臨床指標之間的關聯

CAP患者血清C5a水平與臨床特征之間的關聯通過Pearson檢驗被分析。結果發現血清C5a水平與CAP嚴重性評分CURB-65(r=0.604,P<0.001)、CRB-65(r=0.627,P<0.001)、PSI(r=0.635,P<0.001)和SMART-COP(r=0.649,P<0.001)呈顯著正相關(表2)。進一步分析了CAP患者血清C5a與肝功能以及腎功能指標之間的關聯，結果表明盡管血清C5a與肝功能指標之間無明顯關聯，但是與肌酐(r=0.321,P=0.004)和尿素氮(r=0.270,P=0.007)呈弱正相關。此外，血清C5a水平與血常規指標之間的關聯被分析，發現血清C5a水平與中性粒細胞數(r=0.213,P=0.012)、中性粒細胞/淋巴細胞數比值(NLR:r=0.332,P=0.002)、淋巴細胞/單核細胞比值(LMR:r=0.225,P=0.026)以及血小板/淋巴細胞比值(PLR:r=0.378,P<0.001)均呈弱正相關。血清C5a水平與降鈣素原(r=0.190,P=0.015)以及D二聚體(r=0.236,P<0.001)也呈正相關。炎癥因子與血清C5a之間的關聯性被分析，結果提示血清C5a與血清C反應蛋白(CRP:r=0.372,P=0.011)呈正相關。

表2 血清C5a水平與臨床特征之間的關聯

四、不同CAP患者入院時血清C5a水平的差異

根據CAP患者的住院時間不同，將CAP患者分成三組，分別為<9天組，9～16天組，>16天組。比較不同CAP患者剛入院時血清C5a的差異，結果發現隨著住院時間的延長，CAP患者血清C5a呈逐漸升高的趨勢(圖2A)。CAP患者在入院以后，其中有14(11.7%)名CAP患者死亡。繼續比較了存活和死亡患者在入院時血清C5a的差異，發現死亡患者在入院時血清C5a水平顯著高于存活組(圖2B)。

圖2 不同預后結局CAP患者入院血清C5a水平

五、血清C5a水平與CAP患者嚴重程度之間的關聯

血清C5a水平與CAP患者嚴重程度之間的關聯通過logistic回歸被分析，以肺炎嚴重程度評分為因變量，賦值如下：輕度=1，重度=2；血清C5a為自變量，和年齡、性別(男性=1，女性=2)和并發癥(無=0，有=1)一起納入到回歸方程。單因素的logistic回歸分析發現CAP患者入院時血清C5a水平的升高增加了嚴重性評分CURB-65(OR=1.245, 95%CI: 1.056～1.552)、CRB-65(OR=1.389, 95%CI: 1.112～1.651)、PSI(OR=1.452, 95%CI: 1.138～1.752)和CURXO(OR=1.013, 95%CI: 1.007～1.0182)升高風險(表3)?？刂葡嚓P混雜因素后，進行進一步的多因素logistic回歸分析，結果提示血清C5a升高增加了重度CAP患者CURB-65(OR=1.152, 95%CI: 1.006～1.451)、CRB-65(OR=1.112, 95%CI: 1.001～1.421)、PSI(OR=1.115, 95%CI: 1.008～1.289)評分的發生風險表3)。

表3 血清C5a水平與 CAP不同評分之間的關聯

(A)不同住院時間CAP患者血清C5a水平(將CAP患者住院時間進行三等分，<9天組，n=30; 9～16天組，n=53；>16天組，n=37)；(B)存活和死亡CAP患者血清C5a水平(存活組，n=96；死亡組，n=14)。所有數據以表示。*P<0.05，**P<0.01。

六、血清C5a與CAP患者死亡風險之間的關聯

血清C5a水平與CAP患者死亡結局之間的關聯通過生存回歸模型被分析，Kaplan Meier分析顯示入院時血清C5a升高增加了CAP患者的死亡風險(OR=1.109, 95%CI: 1.011～1.452)(表4)。另外，調整混雜因素以后，Cox回顧分析表明入院時血清C5a與CAP患者的死亡風險呈正相關(OR=1.212, 95%CI: 1.049～1.653)(表4)。

表4 血清C5a與CAP患者死亡風險之間的關聯

討 論

CAP是臨床上常見的肺實質炎癥，是引起住院病人發病率和死亡率的主要原因之一，是我國乃至全世界重要的公共衛生問題。由于CAP的不同評價系統存在著差異，有著各自的優缺點，容易引起臨床診斷的誤差。因此尋找合適的分子標志物，及早快速對CAP 的病情程度做出準確的判斷，給予合適的治療方案，進而改善CAP患者的病情嚴重程度和預后，提高生存率就顯得非常有必要。

既往研究發現，補體系統在免疫反應和炎癥紊亂的病理學進程中發揮著重要的作用[9]，C5a水平在急性肺損傷中是升高的[6]，新冠肺炎患者體內C5a水平是上調的[7]。因此，我們有理由推測C5a參與了CAP的生理病理學進程，但是目前缺少實驗室研究和相關的流行病學證據。因此，我們基于一項回顧性的隊列研究檢測了血清C5a水平，我們發現隨著CAP嚴重性評分的升高，CAP患者血清C5a水平也是逐漸升高的。此外，我們通過Pearson檢驗分析了血清C5a與CAP患者臨床指標之間的關聯，結果提示血清C5a水平與CAP嚴重性評分、血常規指標、腎功能指標以及炎癥因子呈正相關。進一步的logistic回歸分析發現，血清C5a的升高是CAP患者嚴重性程度增加的危險因素。以上結果提示，C5a可能參與了CAP的發生、發展過程，血清C5a可能被用來作為評價CAP嚴重程度的一個分子標志物。

本研究也分析了不同的CAP患者血清C5a水平的差異，結果發現入院時血清C5a更高的患者，其住院時間也就越長。此外，比較存活和死亡患者在入院時血清C5a的差異，其結果顯示后期死亡的CAP患者入院時血清C5a水平高于存活組。為了進一步分析血清C5a水平與預后之間的關聯，我們采用了logistic回歸分析，結果提示入院時血清C5a水平升高與CAP患者的住院時間以及死亡風險呈正相關。這些結果表明血清C5a可能作為評價CAP患者不良預后的一個分子標志物。

盡管已經有少量的研究關注了補體系統與炎癥性疾病之間的關聯，但是具體的分子機制仍不清楚。補體系統不僅可以作為病原體的感受器，也可以識別病變和受損的宿主細胞。補體系統與其他的免疫系統協同合作，共同介導炎癥反應，清除致病源[10]。補體系統被激活以后，常會形成補體碎片，包括C3a，Cb3a，C5a，MAC等[9,11]。之前的一項體內研究發現，肺炎鏈球菌感染導致補體碎片，主要是C1q和 C3a表達的升高，C1q和 C3a 基因敲除的小鼠減輕了肺炎鏈球菌感染所致的炎癥因子的升高[12]。補體系統的激活促進了炎癥因子的分泌[13]，補體系統的激活常與炎癥性疾病的嚴重程度呈正相關[14]。綜上所述，我們推測在CAP患者體內，可能是由于CAP病原體感染損傷肺泡上皮細胞，激活機體的免疫反應，引起了機體補體系統的活化和C5a片段的釋放，進一步激活了炎癥反應并促進炎癥因子的分泌，形成級聯反應，誘發CAP的發生以及發展。

綜上所述，血清C5a水平與CAP患者病情程度呈正相關，入院時血清C5a水平的升高增加了CAP患者住院時間和死亡風險。因此，血清C5a可用作CAP患者嚴重性和預后的一個早期診斷分子標志物。但是補體系統在CAP進程中是如何被激活的以及具體機制仍不清楚，還需要進一步的體內和體外研究來證明。