嚴重多發傷患者外周血Th1/Th2細胞因子水平變化及其對醫院感染的預測價值分析

張慧秋， 劉 麗， 劉 玲， 沙夢龍， 魯海艷

多發傷是指同一因素導致機體多部位損傷，其中至少一個損傷部位為致命傷時則稱為嚴重多發傷[1]。嚴重多發傷患者病情重，易引起免疫功能紊亂，抵抗力降低，患者發生醫院感染的風險升高，為其死亡的主要原因之一[2]。故早期診斷、采取有效措施可改善此類患者預后。輔助性T淋巴細胞（Th）在機體抗感染中扮演重要角色，根據其分泌的細胞因子及功能的不同，可分為Th1和Th2。Th1產生的細胞因子主要是白細胞介素（IL）-2、γ干擾素（IFN-γ）等，主要介導細胞免疫和遲發型超敏反應的形成；Th2產生的細胞因子有IL-4、IL-10等，主要介導體液免疫，促進B細胞發育、抑制單核-巨噬細胞的激活和活性氧產物等的產生，同時可抑制Th1所介導的免疫應答[3]。研究表明，多種疾病合并感染均會導致Th1/Th2細胞因子失衡[4-6]，但其在嚴重多發傷患者發生醫院感染后的變化尚不清楚，鑒于此，本研究選取135例嚴重多發傷患者，并設計對照試驗，通過對比Th1/Th2細胞因子的變化，探討其在對嚴重多發傷患者發生醫院感染的預測作用，為臨床早期篩選出感染患者提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 一般資料

選取安徽醫科大學附屬宿州醫院2018年8月—2021年4月住院的135例嚴重多發傷患者為疾病組，另于同時間段招募128名健康志愿者作對照組。疾病組納入標準：患者均符合嚴重多發傷診斷標準[7]，創傷嚴重評分（ISS）在16分以上；且對本研究知情同意。排除標準：入院前合并感染者；合并有嚴重臟器功能障礙者；有代謝性疾病、慢性炎癥疾病史者；有免疫性疾病及腫瘤疾病史者；有激素、免疫抑制劑用藥史者；妊娠及哺乳期婦女。

疾病組醫院感染判斷方法：根據醫院感染診斷標準[8]，將入院前無感染，且無明確潛伏期時，入院48 h后發生的感染定義為醫院感染；有明確潛伏期時，自入院起超過平均潛伏期后發生的感染為醫院感染。病原學診斷：臨床診斷基礎上，分泌物或引流物涂片或培養可發現有意義的病原微生物。根據上述標準分為感染組和未感染組。

1.2 檢測方法

外周血Th1/Th2細胞因子水平檢測：疾病組入院后1 h、48 h后留取標本，對照組均為體檢剩余血樣，均抽取5 mL外周血注入抗凝管中，加入脂多糖，終濃度為100 μg/L，靜置4 h后，3 000 r/min離心分離15 min，分離血漿置于－70 ℃環境下保存。兩組均采用ELISA法檢測血清IL-2、IFN-γ、IL-4、IL-10水平。試劑為上海酶聯生物科技有限公司產品，操作依據試劑盒說明。

1.3 觀察指標

比較兩組一般資料、外周血Th1/Th2細胞因子水平；比較疾病組不同部位創傷患者Th1/Th2細胞因子水平；統計疾病組醫院感染情況及病原菌分布；比較疾病組中感染組和未感染組入院48 h后Th1/Th2細胞因子水平；分析入院48 h后外周血Th1/Th2細胞因子水平單獨及聯合對疾病組醫院感染的預測價值，其中所有指標預測疾病組醫院感染陽性方認為聯合預測陽性，記錄不同預測方法的最佳截斷點、靈敏度、特異度、AUC和95%置信區間（95%CI）。

1.4 統計學方法

2 結果

2.1 一般資料比較

疾病組創傷原因：交通事故57例，墜落傷31例，壓砸傷18例，刀刺（砍）傷23例，其他傷6例；創傷部位（致命傷）：顱腦創傷41例，胸部創傷16例，腹部創傷36例，四肢及骨盆骨折42例；入院后實施緊急手術治療104例，非手術治療31例；ISS評分16～43分，平均（26.3±4.8）分；鈍器傷103例，銳器傷32例。疾病組男95例（70.4%）、女40例（29.6%），對照組男84例（65.6%）、女44例（34.4%），兩組性別分布差異無統計學意義（χ2=0.415，P＞0.05）。疾病組平均年齡（38.6±5.7）歲 ， 對照組平均年齡（39.2±6.1）歲，年齡差異無統計學意義（t=0.936，P＞0.05）。，

2.2 疾病組與對照組Th1/Th2細胞因子水平比較

疾 病 組 IL-2水 平（U=18.030，P＜0.001）、IFN-γ水平（U=36.842，P＜0.001）均低于對照組（P＜0.05），IL-4 水平（U=17.534，P＜0.001）、IL-10水平（U=22.892，P＜0.001）均高于對照組（P＜0.05）。見表1。

表1 疾病組與對照組外周血Th1/Th2細胞因子水平比較Table 1 Peripheral blood Th1/Th2 cytokine levels compared between case group and control group [M（ P25， P75） ]

2.3 疾病組不同部位創傷患者Th1/Th2細胞因子水平比較

疾病組不同部位創傷患者Th1/Th2細胞因子水平比較差異均無統計學意義（P＞0.05）。見表2。

2.4 疾病組醫院感染情況及病原菌分布統計

疾病組135例醫院感染發生率為34.1%（46例），其中創面感染16例（34.8%）、呼吸道感染14例（30.4%）、泌尿系統感染7例（15.2%）、胃腸道感染2例（4.3%）、創面感染合并呼吸道感染2例（4.3%）、創面感染合并泌尿系統感染2例（4.3%）、呼吸道感染合并泌尿系統感染2例（4.3%）、創面感染合并呼吸道及泌尿系統感染1例（2.2%）。顱腦創傷、胸部創傷、腹部創傷、四肢及骨盆骨折患者中醫院感染發生率分別為34.1%（14/41）、31.2%（5/16）、33.3%（12/36）、35.7%（15/42），比較差異無統計學意義（χ2=0.127，P=0.835）。

不同創傷部位醫院感染患者IL-2、IFN-γ水平均低于未感染患者（P＜0.05），IL-4、IL-10水平均高于未感染患者（P＜0.05），見表3。

21例創面感染者培養出23株病原菌，19例呼吸道感染者中分離出21株菌，12例泌尿系統感染者中共分離出13株菌，患者革蘭陰性菌多見。見表4。另外2例胃腸道感染患者共分離出2株病原菌，均為大腸埃希菌，且39例單發感染患者均經對癥支持治療后感染癥狀消失且病原菌檢測轉陰，7例多發性感染患者中有6例患者均經對癥支持治療后感染癥狀消失且病原菌檢測轉陰，1例創面感染合并呼吸道感染及泌尿系統感染經對癥支持治療無效并發多臟器功能障礙綜合征（呼吸衰竭并心力衰竭）。

表4 疾病組不同醫院感染類型病原菌分布Table 4 Distribution of pathogens in different types of nosocomial infection in case group

2.5 疾病組中感染組和未感染組入院48 h后外周血Th1/Th2細胞因子水平比較

感染組IL-2水平（U=6.476，P＜0.001）和IFN-γ水平（U=7.233，P＜0.001）均低于未感染組（P＜0.05），IL-4水平（U=5.730，P＜0.001）和IL-10水平（U=7.572，P＜0.001）均高于未感染組（P＜0.05）。見表 5。

表5 感染組和未感染組入院48h后Th1/Th2細胞因子水平比較Table 5 Th1/Th2 cytokine levels compared between infection group and non-infection group 48 hours after admission [M （P25， P75） ]

2.6 分析入院48 h后Th1/Th2細胞因子水平單獨及聯合對疾病組醫院感染的預測價值

IL-2、IFN-γ、IL-4和 IL-10聯合預測疾病組醫院感染的特異度均高于各個指標單獨預測（特異度：χ2=19.863，P＜0.001；χ2=22.420，P＜0.001；χ2=21.131，P＜0.001；χ2=23.728，P＜0.001），AUC高于單獨預測（AUC：Z=4.245，P＜0.001；Z=2.550，P=0.011；Z=3.013，P=0.003；Z=2.702，P=0.007），靈敏度與單獨預測差異無統計學意義（靈敏度：χ2=0.000，P=1.000；χ2=0.413，P=0.520；χ2=0.090，P=0.765 ；χ2=1.010，P=0.315）。見圖 1、表6。

表6 IL-2、IFN-γ、IL-4和IL-10對疾病組醫院感染的預測分析Table 6 Predictive values of IL-2， IFN- γ， IL-4 and IL-10 for nosocomial infection in the case group

3 討論

多發傷后機體處于應激狀態，抑制炎性因子調節，致免疫力下降、引發強烈炎性反應，容易并發感染，感染的發生促進病變迅速發展，病情危重，甚至危及生命[9]。本研究中，嚴重多發傷患者感染發生率為34.1%，略高于潘海卿等[10]研究結果（感染率為32.7%），可能與納入患者的病情嚴重程度不同有關，均說明嚴重多發傷患者易發生感染，因此，尋求有效的預測因子，及早判斷感染并及時干預，對提高嚴重多發傷患者的生存率有重要意義。

本研究中，疾病組IL-2、IFN-γ水平低于對照組，IL-4和IL-10水平均高于對照組，提示機體嚴重多發傷后，免疫功能失衡。疾病組不同部位創傷Th1、Th2細胞因子水平相近，提示創傷部位可能不會顯著影響Th1/Th2細胞因子水平，Th細胞對適應性免疫起關鍵作用，其通過分化為Th1和Th2發揮效應，其動態平衡可維持免疫功能的穩定性[11]。IL-2、IFN-γ是促炎因子，主要抑制B細胞功能，介導細胞免疫應答。IL-4和IL-10屬于抗炎因子，介導體液免疫應答[12]。正常情況下，促炎與抗炎處于動態平衡，嚴重多發傷后機體主要依賴于氧化分解體內的脂肪和蛋白質提供能量，其代謝的主要特點為蛋白質分解加速、脂肪酸的利用增加、熱能供應不足，而多發傷患者長期高分解代謝會導致患者體重及機體免疫功能下降[13]。機體處于免疫抑制狀態，誘導Th2過度表達，Th1處于劣勢，因而嚴重多發傷患者血清IL-2、IFN-γ水平降低，IL-4和IL-10水平升高。張聰等[14]研究證實，嚴重多發傷會誘導機體出現免疫紊亂，Th1及Th2類炎性因子失調。此外本研究中不同感染類型分離的致病菌中革蘭陰性菌占比均較高，革蘭陽性菌次之，真菌占比均最低，與既往報道相符[15-17]，提示應針對不同致病菌感染類型采用敏感的抗菌藥物治療。

本研究結果還顯示，感染組IL-2、IFN-γ水平均低于未感染組，IL-4和IL-10水平均高于未感染組，且不同創傷部位醫院感染與未感染患者比較，上述因子變化趨勢均一致，說明IL-2、IFN-γ、IL-4和IL-10參與患者感染過程。嚴重多發傷后創傷部位會產生、釋放大量種類繁多的促炎和抗炎介質，免疫炎性反應失調，出現抗炎癥反應，誘導免疫抑制，進而免疫麻痹，促炎與抗炎失衡進一步加重，使得患者處于各類病原微生物易感期，容易并發全身感染，或者使原有感染惡化[18]。既往報道指出，感染性疾病患者CD4+T細胞偏向Th2免疫應答；當機體發生Th1向Th2漂移的病理反應時，更容易感染致病菌[19]。患者在嚴重多發傷后，免疫功能下降，應激-免疫-內分泌網絡被激活，Th向Th1大量分化，釋放IL-2、IFN-γ等，而隨著病情的發展，伴隨著免疫漂移，由Th1介導的促炎反應逐漸向Th2介導的抗炎反應轉變，Th2釋放IL-4、IL-10等抗炎因子抑制Th1的功能，從而抑制促炎介質的釋放，過度的Th2免疫應答會削弱機體對感染因素的防御機制，增加患者感染的風險，患者感染后，CD4+T細胞偏向Th2免疫答應[20]，因而感染組患者IL-2、IFN-γ水平均低于未感染組，IL-4和IL-10水平均高于未感染組。常鑫等[21]研究指出，Th1/Th2平衡狀態的變化會影響感染性疾病患者促炎與抗炎反應平衡失調，與感染性疾病的病情演變和預后相關。本研究結果與上述分析及報道一致。

另外，本研究還發現，IL-2、IFN-γ、IL-4及IL-10聯合預測醫院感染的特異度高于單獨預測，AUC高于單獨預測，靈敏度與單獨預測差異無統計學意義。提示IL-2、IFN-γ、IL-4及IL-10聯合對嚴重多發傷患者發生醫院感染的預測效果好，推測其原因為：IL-2能促進T、B細胞的增殖、分化，誘導抗體，刺激NK細胞分泌IFN-γ，增強細胞毒性效應[22]；IFN-γ誘導Th0向Th1分化、促進B細胞分化、抑制Th2增生[23]；IL-4抑制促炎因子的產生、Th2分化，故可抑制Th1增殖及免疫應答[24]；IL-10具有抑制單核-巨噬細胞和T淋巴細胞增殖、分化和成熟的功能，能降低核因子-κB的活性，達到抗炎的效果[25]，4種因子對機體免疫發揮功能的途徑不同，聯合檢測能減少漏診，因而聯合預測效能更好。

綜上，在嚴重多發傷患者中血清IL-2、IFN-γ水平降低，且合并感染者低于未感染者，IL-4和IL-10水平升高，且合并感染者高于未感染者，不同類型醫院感染患者中均以革蘭陰性菌較為常見，上述4種因子聯合對嚴重多發傷患者醫院感染的預測效果理想，值得推廣應用。