血清IL-1β、vWF、HMGB1與新生兒持續性肺動脈高壓病情及預后的關系

楊海娟,段勁松,張夢華,許澤輝,梁中信,陳霞

新生兒持續性肺動脈高壓(persistent pulmonary hypertension of newborn，PPHN)是以全身性持續性低氧血癥為主要特征的新生兒常見重癥，可引起右心肥大、擴張，最終導致右心衰竭甚至死亡[1-2]。因此,及時評估PPHN病情和預后對改善患兒預后至關重要。研究表明，炎性反應和肺內皮功能障礙參與PPHN發生發展[3-4]。白介素-1β(interleukin-1β，IL-1β)是一種促炎細胞因子，參與多種自身免疫性炎性反應活動[5]。實驗發現，肺動脈高壓(pulmonary hypertension，PAH)大鼠肺組織中IL-1β表達上調[6]。血管性血友病因子(von Willebrand factor，vWF)是一種能敏感反映內皮損傷的標志物，既往研究表明，高濃度vWF與PPHN肺動脈壓力增加有關[7]。高遷移率族蛋白B1(high mobility group protein B1，HMGB1)是一種高度保守的染色體結合蛋白，能結合多條信號通路誘導炎性細胞聚集[8]。目前，關于IL-1β、vWF、HMGB1與PPHN病情和預后的關系尚不明確，本研究通過檢測PPHN患兒血清IL-1β、vWF、HMGB1水平，探討三者與PPHN病情和預后的關系，以期為臨床診治PPHN提供參考依據，報道如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選取2016年12月—2021年11月廊坊市人民醫院兒一科收治PPHN患兒121例為PPHN組，其中男72例，女49例，胎齡36～42(38.38±1.08)周；體質量2.1～4.2(2.92±0.47)kg；產婦分娩方式：剖宮產75例，順產46例。另選取同期健康新生兒44例為健康對照組，男26例，女18例，胎齡38～42(38.72±0.47)周；體質量2.6～4.4(2.97±0.32)kg；產婦分娩方式：剖宮產24例，順產20例。2組一般資料比較差異無統計學意義(P>0.05)，具有可比性。本研究經醫院倫理委員會批準(2018120)，受試兒家屬知情同意并簽署知情同意書。

1.2 病例選擇標準 (1)納入標準：①PPHN符合2015年美國心臟學會和美國胸科學會兒科肺動脈高壓指南中的診斷標準[9]；②出生至28 d。(2)排除標準：①先天性心臟疾病、先天性高鐵血紅蛋白血癥、嚴重左心發育不良等先天性疾病或發育不全；②中樞性呼吸暫停；③腦出血、肺出血傾向；④臨床資料不完整；⑤合并嚴重肝腎功能損害；⑥合并造血、免疫系統疾??；⑦產婦孕前自身免疫性疾病、嚴重感染和非甾體類抗炎藥物治療史。

1.3 觀測指標與方法

1.3.1 臨床資料收集：收集PPHN患兒性別、胎齡、出生體質量、分娩方式、宮內窘迫、胎膜早破、羊水污染、呼吸窘迫綜合征、胎糞吸入綜合征發生情況、高頻振蕩通氣使用情況、機械通氣時間、一氧化氮(NO)吸入治療相關指標(包括NO吸入時間、起始劑量、最高劑量)、氧合指數(動脈血氧分壓/吸入氧濃度，采用丹麥雷杜米特ABL90 FLEX動脈血氣分析儀檢測)。

1.3.2 血清IL-1β、vWF、HMGB1水平檢測：采集新生兒出生時臍靜脈血3 ml，離心留取血清，采用酶聯免疫吸附法檢測IL-1β、vWF、HMGB1水平，試劑盒購自上海拓光生物科技有限公司。

1.3.3 PPHN病情程度評估：患兒采用彩色多普勒超聲診斷儀(美國GE公司，型號 Voluson S6)行經胸超聲心動圖檢查，三尖瓣反流法測定肺動脈收縮壓(systolic pulmonary artery pressure，SPAP)，全自動電子血壓計(日本歐姆龍株式會社，HEM-7124)測定肱動脈收縮壓(systolic blood pressure，SBP)，計算SPAP/SBP比值。根據文獻[10]將PPHN程度分為輕度(SPAP/SBP<0.5，n=37)、中度(SPAP/SBP≥0.5～<1.0，n=41)、重度(SPAP/SBP≥1.0，n=43)。

1.3.4 PPHN患兒預后評價：參考指南接受機械通氣+NO吸入治療，預后良好定義為治療后氧合指數較基礎值增加超過20 mmHg，或病情好轉/治愈出院，反之為癥狀無改善，或放棄/死亡為預后不良[1]，根據治療結局分為預后不良亞組33例和預后良好亞組88例。

2 結 果

2.1 不同預后PPHN患兒臨床資料比較 預后不良亞組宮內窘迫比例、機械通氣時間、NO吸入時間、SPAP/SBP、IL-1β、vWF、HMGB1水平高于預后良好亞組，高頻振蕩通氣比例、氧合指數低于預后良好亞組(P<0.05)；2亞組患兒性別、胎齡、出生體質量、分娩方式、胎膜早破、羊水污染、呼吸窘迫綜合征、胎糞吸入綜合征、NO起始劑量、NO最高劑量等資料比較差異無統計學意義(P>0.05)，見表1。

2.2 2組血清IL-1β、vWF、HMGB1水平比較 PPHN組血清IL-1β、vWF、HMGB1水平均高于健康對照組(P<0.01)，見表2。

2.3 不同病情嚴重程度PPHN患兒血清IL-1β、vWF、HMGB1水平比較 輕度、中度、重度患兒血清IL-1β、vWF、HMGB1水平依次升高，差異均有統計學意義(P均<0.01)，見表3。

表1 不同預后PPHN患兒臨床資料比較Tab.1 Comparison of clinical data of children with PPHN with different prognosis

表2 健康對照組與PPHN組血清IL-1β、vWF、HMGB1水平比較Tab.2 Comparison of serum IL-1β, vWF, HMGB1 levels between healthy control group and PPHN group

表3 不同病情嚴重程度PPHN患兒血清IL-1β、vWF、HMGB1水平比較Tab.3 Comparison of serum levels of IL-1β, vWF and HMGB1 in children with PPHN of different disease severity

2.4 血清IL-1β、vWF、HMGB1水平與SPAP/SBP的相關性 121例PPHN患兒SPAP/SBP為0.68(0.37,1.20)，Spearman相關性分析顯示，PPHN患兒血清IL-1β、vWF、HMGB1水平與SPAP/SBP均呈正相關(rs=0.644、0.673、0.616，P均<0.001)。

2.5 PPHN患兒預后不良的多因素Logistic回歸分析 以PPHN患兒預后(不良=1，良好=0)為因變量，以宮內窘迫(有=1，無=0)、高頻振蕩通氣(是=1，否=0)、機械通氣時間、NO吸入時間、氧合指數、SPAP/SBP、IL-1β、vWF、HMGB1為自變量，多因素Logistic回歸分析顯示，應用高頻振蕩通氣、氧合指數高為PPHN患兒預后不良的獨立保護因素，機械通氣時間長、NO吸入時間長、SPAP/SBP高、IL-1β高、vWF高、HMGB1高為其獨立危險因素(P<0.05)，見表4。

2.6 血清IL-1β、vWF、HMGB1水平對PPHN患兒預后不良的預測價值 ROC曲線分析顯示，血清IL-1β、vWF、HMGB1水平及三項聯合預測PPHN患兒預后不良的AUC分別為0.764、0.763、0.782、0.907，三項聯合預測價值大于各指標單獨預測(Z/P=3.938/<0.001、3.535/<0.001、3.093/0.002),見表5、圖1。

表4 PPHN患兒預后不良的多因素Logistic回歸分析Tab.4 Multivariate logistic regression analysis of poor prognosis in children with PPHN

圖1 血清IL-1β、vWF、HMGB1水平預測PPHN患兒預后不良的ROC曲線Fig.1 Serum IL-1β, vWF, HMGB1 levels predict poor prognosis in children with PPHN ROC curve

3 討 論

PPHN是指出生后肺血管阻力持續性增高引起胎兒型循環向成人型循環過渡障礙，而導致的心房和/或動脈導管水平血液的右向左分流，臨床出現嚴重低氧血癥等癥狀，盡管近年來隨著NO吸入治療的發展，PPHN患兒生存率得以提升，但PPHN仍然是新生兒重癥監護室最為兇險的疾病之一[11]。深入研究PPHN相關的生物標志物不僅有利于指導臨床進行個體化治療，促進預后改善，還有助于開發治療和預防療法。

表5 血清IL-1β、vWF、HMGB1水平對PPHN患兒預后不良的預測價值Tab.5 The predictive value of serum IL-1β, vWF and HMGB1 levels in poor prognosis of children with PPHN

低氧所致的PAH是一類由肺間質或實質長期破壞、缺氧而繼發的肺血管床損害，其病理生理學機制涉及高凝狀態、血管內皮和平滑肌功能障礙、低氧相關肺血管收縮/重塑等多個環節[2]。研究發現，廣泛的炎性細胞因子調節異?？梢鸩⒓又胤窝芷交〖毎惓Ｊ湛s和增殖重塑，說明炎性反應與PAH密切相關[12]。臨床實踐中也發現，PAH往往繼發于系統性硬化癥、系統性紅斑狼瘡等系統性炎性疾病[13-14]。IL-1是T淋巴細胞、B淋巴細胞、自然殺傷細胞、中性粒細胞、巨噬細胞等幾乎所有有核細胞分泌的一種炎性細胞因子，IL-1β是IL-1家族最典型的多功能性細胞因子，主要由活化的單核巨噬細胞產生，能通過下游機制協調免疫反應，參與多種自身免疫性炎性反應[4]。研究表明，炎性小體在PAH中被激活，其介導的炎性反應在PAH過程中至關重要，能通過控制不受調節的IL-1β釋放多種炎性因子，參與PAH過程[15]。動物實驗也發現，IL-1β在PAH大鼠肺組織中高表達，抑制IL-1β表達能減輕PAH發生發展[16]。本研究結果顯示，PPHN患兒血清IL-1β水平升高，并隨著PPHN病情加重而升高，說明血清IL-1β水平升高與PPHN病情密切相關，考慮是IL-1β作為早期炎性因子能與其他炎性介質構成復雜的炎性反應網絡，刺激血管平滑肌細胞異常收縮和增殖重塑，促進PAH發生發展[17]。本研究結果還顯示，血清IL-1β水平升高是PPHN患兒預后不良的獨立危險因素，分析是血清IL-1β水平越高反映PPHN患兒肺血管重塑越嚴重，進一步增加肺血管阻力導致致命的呼吸和循環衰竭風險，因此預后更差。

肺內皮功能障礙在PAH發病機制中發揮重要作用，盡管目前尚不完全明確PAH中內皮病理表型的動態調節情況，但目前研究證實，炎性反應、氧化應激等各種原因所致的肺血管內皮細胞損傷能通過與其他細胞串擾導致閉塞性肺血管重塑，進而參與PAH發生發展[18-19]。vWF以多聚體形式儲存于內皮細胞和血小板中，在炎性反應、氧化應激等引起損傷時從內皮細胞和血小板中釋放，并通過介導血小板黏附和聚集參與凝血過程，因此vWF被認為是反映內皮功能障礙和凝血的標志[20]。實驗發現，vWF在PAH大鼠肺組織中高表達，vWF低表達與PAH大鼠病情改善有關[21]。最近一項關于PPHN患兒vWF動態變化的研究也發現，vWF水平與PPHN患兒肺動脈壓力程度相關[7]。然而關于vWF水平與PPHN患兒病情和預后的關系尚無研究報道。本研究結果顯示，PPHN患兒血清vWF水平升高且與PPHN病情密切相關，分析是PPHN患兒因缺氧導致內皮細胞損傷引起vWF大量釋放，通過促進血小板黏附和聚集增加血液黏稠度，進而增加肺血管阻力，導致肺動脈壓力進一步升高[22-23]。本研究結果還顯示，血清vWF水平升高是PPHN患兒預后不良的獨立危險因素，分析與血清vWF水平越高反映PPHN患兒肺動脈壓力越高，預后越差有關。

HMGB1幾乎在所有真核細胞的細胞核中存在，由死亡細胞被動釋放到胞外，胞外HMGB1能結合Toll樣受體4和晚期糖基化終產物受體產生核因子-κB，形成炎性反應通路，加劇組織炎性損傷，同時作為炎性反應網絡的核心成分，HMGB1 還可以調節其他炎性細胞因子的分泌，是公認的晚期炎性介質[8]。實驗通過缺氧誘導大鼠PPHN發現，HMGB1在模型構建成功后大量表達，并直接參與肺血管內皮細胞損傷，促進肺血管重塑[24]。另一項實驗發現，下調HMGB1表達能顯著減輕PAH大鼠肺動脈內皮細胞損傷和氧化應激[25]。臨床研究也發現，PPHN患兒血清HMGB1水平升高，并與PPHN患兒血氣指標和心功能降低密切相關[26]。本研究結果顯示，PPHN患兒血清HMGB1水平升高，與既往研究報道一致[26]。進一步分析發現，PPHN患兒血清HMGB1水平隨著病情加重而升高，說明血清HMGB1水平升高與PPHN病情密切相關，分析是HMGB1作為晚期炎性介質在炎性反應中處于中心地位，HMGB1表達上調能激活更多炎性細胞因子表達，促進肺血管細胞損傷和肺血管重塑，增加肺血管阻力[27]。本研究結果還顯示，血清HMGB1水平升高是PPHN患兒預后不良的獨立危險因素，考慮與血清HMGB1水平越高PPHN患兒肺動脈壓力越高有關。同時隨著HMGB1表達上調，HMGB1還能通過激活Caspase級聯反應，誘導肺血管細胞凋亡，進一步加重肺血管閉塞，導致預后不良[25,28]。本研究結果還顯示，高頻振蕩通氣、氧合指數、機械通氣時間、NO吸入時間、SPAP/SBP也能獨立影響PPHN患兒預后，分析如下：高頻振蕩通氣是一種新型的通氣治療方式，能顯著改善肺通氣、肺換氣和氧合功能，有研究認為，高頻振蕩通氣+NO吸入治療可能是PPHN患兒更好的治療選擇[29-30]。氧合指數直接反映了PPHN患兒低氧程度，氧合指數越低說明PPHN患兒低血氧癥越嚴重，因此預后越差。機械通氣時間和NO吸入時間越長間接反映PPHN患兒病情越危重，需要更長時間的機械通氣和NO吸入，因此預后更差。SPAP/SBP是評估PPHN肺動脈高壓嚴重程度的指標，SPAP/SBP越高PPHN患兒病情越危重，預后越差[31]。本研究ROC曲線分析顯示，血清IL-1β、vWF、HMGB1水平單獨與聯合預測PPHN患兒預后不良的AUC分別為0.764、0.763、0.782、0.907，三項聯合預測的AUC大于各指標單獨預測，說明血清IL-1β、vWF、HMGB1水平均可作為PPHN患兒預后不良的輔助預測指標，且聯合檢測能提升PPHN患兒預后不良的預測價值，更好指導臨床制定個體化治療方案。

綜上所述，PPHN患兒血清IL-1β、vWF、HMGB1水平升高，與PPHN病情嚴重程度和預后密切相關，可能成為PPHN患兒病情和預后評估的生物標志物。但本研究樣本量較少，還需多中心大樣本研究進一步證實。

利益沖突：所有作者聲明無利益沖突

作者貢獻聲明

楊海娟、張夢華：設計研究方案，實施研究過程，論文撰寫;段勁松：實施研究過程，資料搜集整理；許澤輝、梁中信、陳霞：提出研究思路，分析試驗數據，論文審核