重癥肺炎患者血清可溶性髓樣細胞觸發(fā)受體1、白介素17水平與腸道菌群的相關(guān)性分析

張紅紅，王利軍，楊世倩，龍春歡，魏欣欣

重癥肺炎指在肺炎病程中，除具有常見呼吸系統(tǒng)癥狀外，還有呼吸衰竭和其他系統(tǒng)明顯受累表現(xiàn)的危重階段。據(jù)統(tǒng)計，重癥肺炎病死率高達30%～50%，常需結(jié)合多種廣譜的強力抗生素聯(lián)合用藥和通氣支持等方法進行治療，以促進病情改善［1］。相關(guān)研究指出，重癥肺炎的進展與多種因素有關(guān)，如免疫功能障礙、瀑布式炎癥反應等，其中瀑布式炎癥反應是該病的典型病理特征，大量血清可溶性髓樣細胞觸發(fā)受體1（soluble triggering receptor expressed on myeloid cell-1，sTREM-1）、白介素（interleukin，IL）-17等炎癥因子被合成、釋放，進而損傷全身多個臟器的功能，增加多器官功能障礙發(fā)生風險及病死風險［2-3］。肺部病原菌感染是激活炎癥反應的起始因素，但僅部分患者會過度激活全身炎癥反應，促使病情進展為重癥肺炎［4］。目前，臨床對于重癥肺炎進展過程中全身炎癥反應過度激活的具體機制尚未完全明確。腸道菌群是機體微環(huán)境的組成部分之一，有研究提出，炎癥反應的激活可破壞腸黏膜屏障，導致腸道菌群失調(diào)，腸道細菌/內(nèi)毒素發(fā)生移位并進入血液循環(huán)中，從而引發(fā)過度全身炎癥反應［5］。為了進一步明確腸道菌群在重癥肺炎發(fā)生、發(fā)展中的作用，本研究著重觀察分析重癥肺炎患者血清sTREM-1、IL-17水平與腸道菌群的相關(guān)性，以為后續(xù)重癥肺炎的防治提供新的方向，現(xiàn)報道如下。

1 對象與方法

1.1 研究對象 選取2021年10月至2022年7月石家莊市人民醫(yī)院收治的重癥肺炎患者100例作為觀察組。選取同期石家莊市人民醫(yī)院收治的普通肺炎患者100例作為對照組。納入標準：（1）符合《內(nèi)科學》［6］中肺炎的診斷標準，且經(jīng)血常規(guī)、影像學檢查等明確診斷；（2）初診患者；（3）具備一定的交流溝通能力，意識清楚，可配合完成本研究。排除標準：（1）合并惡性腫瘤者；（2）合并其他肺部疾病者；（3）合并自身免疫性疾病、感染性疾病、傳染性疾病者；（4）合并心、肝、腎等臟器功能不全者；（5）近1個月內(nèi)接受抗生素、益生菌或免疫調(diào)節(jié)劑治療者；（6）合并其他可能影響腸道微生態(tài)的胃腸疾病者。符合下列1項主要標準或≥3項次要標準者可診斷為重癥肺炎：（1）主要標準：①需要氣管插管進行機械通氣治療；②伴有膿毒癥休克，且經(jīng)積極液體復蘇后仍需要進行血管活性藥物治療。（2）次要標準：①呼吸頻率≥30次/min；②氧合指數(shù)≤250 mm Hg（1 mm Hg=0.133 kPa）；③存在多肺葉浸潤；④存在意識障礙和/或定向障礙；⑤血尿素氮≥20 mg/dl；⑥收縮壓＜90 mm Hg，需要積極的液體復蘇［6］。本研究嚴格遵守《赫爾辛基宣言》，已通過石家莊市人民醫(yī)院倫理委員會審批〔2020倫審第（N-029）號〕，且患者均簽署了知情同意書。兩組性別、年齡、體質(zhì)指數(shù)、受教育程度及有吸煙史、有飲酒史、合并高血壓、合并糖尿病者占比比較，差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），見表1。

表1 兩組一般資料比較Table 1 Comparison of general data between the two groups

1.2 研究方法

1.2.1 檢測血清sTREM-1、IL-17水平 采集所有患者入院次日清晨空腹靜脈血3 ml，3 000 r/min離心10 min（離心半徑13.5 cm），取血清保存待檢。使用武漢艾美捷科技有限公司的試劑盒，采用酶聯(lián)免疫吸附試驗檢測血清sTREM-1水平，使用美國BIO-RAD公司的Model 550全自動多功能酶標儀檢測血清IL-17水平。

1.2.2 檢測腸道菌群（大腸埃希菌、腸球菌、擬桿菌、雙歧桿菌、乳酸桿菌）數(shù)量 采集所有患者入院24 h內(nèi)的糞便標本，使用美國Omega BioTek公司的Stool DNA Kit試劑盒提取糞便基因組總DNA，檢測DNA的提取質(zhì)量、濃度和純度。以稀釋后的基因組DNA為模板；采用實時熒光定量聚合酶鏈式反應（polymerase chain reaction，PCR）擴增引物，引物序列見表2。PCR反應體系：5×FastPfu Buffer 5.0 μl，2.5 mmol/L的dNTPs 2.0 μl，上、下游引物（5 μmol/L）各0.8 μl，F(xiàn)astPfu DNA polymerase 0.4 μl，DNA模板5.0 μl，補充蒸餾水至20.0 μl。PCR擴增條件：98 ℃ 3 min；98 ℃ 10 s，54 ℃ 30 s，72 ℃ 45 s，共35個循環(huán)；72 ℃ 10 min。使用南京貝登醫(yī)療股份有限公司的Quant Studio5 V5熒光定量PCR儀進行定量分析。

表2 PCR引物序列Table 2 PCR primer sequence

1.3 統(tǒng)計學方法 采用SPSS 25.0軟件進行數(shù)據(jù)處理。采用Shapiro-Wilk法檢驗計量資料的正態(tài)性，符合正態(tài)分布的計量資料以（±s）表示，組間比較采用兩獨立樣本t檢驗；非正態(tài)分布計量資料以M（P25，P75）表示，組間比較采用Mann-Whitney U檢驗。計數(shù)資料以相對數(shù)表示，組間比較采用χ2檢驗。采用Spearman秩相關(guān)分析、多元線性回歸分析探討觀察組血清sTREM-1、IL-17水平與腸道菌群數(shù)量的相關(guān)性。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組血清sTREM-1、IL-17水平比較 觀察組血清sTREM-1、IL-17水平高于對照組，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），見表3。

表3 兩組血清sTREM-1、IL-17水平比較（±s）Table 3 Comparison of serum sTREM-1 and IL-17 levels between the two groups

表3 兩組血清sTREM-1、IL-17水平比較（±s）Table 3 Comparison of serum sTREM-1 and IL-17 levels between the two groups

注：sTREM-1=可溶性髓樣細胞觸發(fā)受體1，IL=白介素

組別 例數(shù) sTREM-1（pg/L） IL-17（ng/L）對照組 100 52.9±8.0 71.4±18.2觀察組 100 75.3±10.8 95.3±21.1 t值 16.589 8.558 P值 ＜0.001 ＜0.001

2.2 兩組腸道菌群數(shù)量比較 觀察組大腸埃希菌、腸球菌數(shù)量多于對照組，擬桿菌、雙歧桿菌、乳酸桿菌數(shù)量少于對照組，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），見表4。

表4 兩組腸道菌群數(shù)量比較（CFU/g糞便）Table 4 Comparison of the number of intestinal flora between the two groups

2.3 觀察組血清sTREM-1、IL-17水平與腸道菌群數(shù)量的相關(guān)性 Spearman秩相關(guān)分析結(jié)果顯示，觀察組血清sTREM-1、IL-17水平與大腸埃希菌、腸球菌數(shù)量呈正相關(guān)，與擬桿菌、雙歧桿菌、乳酸桿菌數(shù)量呈負相關(guān)（P＜0.05），見表5。

表5 觀察組血清sTREM-1、IL-17水平與腸道菌群數(shù)量的相關(guān)性（r值）Table 5 Correlation between the levels of serum sTREM-1 and IL-17 and the number of intestinal flora in the observation group

分別以觀察組血清sTREM-1、IL-17水平作為因變量，以大腸埃希菌、腸球菌、擬桿菌、雙歧桿菌、乳酸桿菌數(shù)量作為自變量，進行多元線性回歸分析，結(jié)果顯示，觀察組血清sTREM-1、IL-17水平與大腸埃希菌、腸球菌數(shù)量呈獨立正相關(guān)，與擬桿菌、雙歧桿菌、乳酸桿菌數(shù)量呈獨立負相關(guān)（P＜0.05），見表6～7。

表6 觀察組血清sTREM-1水平與腸道菌群數(shù)量相關(guān)性的多元線性回歸分析Table 6 Multiple linear regression analysis of the correlation between serum sTREM-1 level and the number of intestinal flora in the observation group

表7 觀察組血清IL-17水平與腸道菌群數(shù)量相關(guān)性的多元線性回歸分析Table 7 Multiple linear regression analysis of correlation between serum IL-17 level and intestinal flora in the observation group

3 討論

既往研究表明，機體過度釋放炎癥遞質(zhì)、過度激活全身炎癥反應和免疫功能紊亂是引起重癥肺炎的主要原因［7］。sTREM-1是一種可活化髓系細胞的細胞因子，屬于免疫球蛋白超家族成員，可表達于中性粒細胞、單核細胞等多種細胞表面，參與炎癥反應的觸發(fā)過程，可作為診斷炎癥性疾病的重要標志物，有效反映機體炎癥情況［8］。2017年，孫印等［9］研究指出，重癥肺炎患者血清sTREM-1水平最高，普通肺炎患者次之，且血清sTREM-1水平與肺炎嚴重指數(shù)密切相關(guān)，表明血清sTREM-1水平與重癥肺炎的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)。而IL-17是臨床已發(fā)現(xiàn)的30余種IL之一，屬于致炎因子，主要由CD4+T淋巴細胞產(chǎn)生、分泌，可刺激上皮細胞、內(nèi)皮細胞等產(chǎn)生IL-6、IL-8等多種細胞因子和前炎癥因子的釋放，這些細胞因子可募集、活化中性粒細胞，從而誘導、加重炎癥反應［10-11］。李軼峰等［12］研究指出，重癥肺炎患者IL-17水平明顯升高，IL-17參與了重癥肺炎的免疫病理損傷過程，在重癥肺炎的發(fā)生與發(fā)展過程中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。本研究結(jié)果顯示，觀察組血清sTREM-1、IL-17水平高于對照組，提示重癥肺炎患者血清sTREM-1、IL-17水平升高，與上述研究結(jié)果［12］基本一致。血清sTREM-1、IL-17等細胞因子所引起的炎癥反應是肺炎的基本病理基礎，但肺炎的局部炎癥反應引起的全身炎癥反應可能并非重癥肺炎發(fā)生的全部機制，臨床對于重癥肺炎的發(fā)病機制也并未完全闡明，還需積極探索、分析。

體內(nèi)微生物主要聚集的部位即為腸道，目前已知超過1 000種細菌、病毒和真菌等在腸道定植，生理條件下，腸道微生態(tài)處于平衡、穩(wěn)定的狀態(tài)，其主要通過分解食物獲取營養(yǎng)，參與機體免疫反應、代謝等過程［13-14］。擬桿菌、雙歧桿菌和乳酸桿菌均屬于腸道重要的益生菌，可抑制過路菌、致病菌的繁殖，參與腸黏膜屏障的形成，維持腸道菌群的平衡［15］。但相關(guān)研究指出，在機體遭受感染、創(chuàng)傷等刺激時，腸道菌群的平衡狀態(tài)被破壞，其種類、比例等均會發(fā)生變化，主要表現(xiàn)為腸道內(nèi)益生菌減少，大腸埃希菌、腸球菌等致病菌大量繁殖，腸黏膜屏障受損，腸道通透性增加，導致各種細菌產(chǎn)生的炎癥因子經(jīng)損傷的腸黏膜屏障進入血液循環(huán)中，從而激活、加重全身炎癥反應［16-17］。由此可知，腸道菌群變化可能在重癥肺炎的全身炎癥反應過度激活中發(fā)揮一定的作用。本研究以此為基礎進行了驗證分析，結(jié)果顯示，觀察組大腸埃希菌、腸球菌數(shù)量多于對照組，擬桿菌、雙歧桿菌、乳酸桿菌數(shù)量少于對照組，提示重癥肺炎患者腸道菌群變化更加明顯。Spearman秩相關(guān)分析結(jié)果顯示，觀察組血清sTREM-1、IL-17水平與大腸埃希菌、腸球菌數(shù)量呈正相關(guān)，與擬桿菌、雙歧桿菌、乳酸桿菌數(shù)量呈負相關(guān)；多元線性回歸分析結(jié)果顯示，觀察組血清sTREM-1、IL-17水平與大腸埃希菌、腸球菌數(shù)量呈獨立正相關(guān)，與擬桿菌、雙歧桿菌、乳酸桿菌數(shù)量呈獨立負相關(guān)；提示重癥肺炎患者血清sTREM-1、IL-17水平隨著大腸埃希菌、腸球菌數(shù)量增多及擬桿菌、雙歧桿菌、乳酸桿菌數(shù)量減少而升高。探析其中可能的原因為，重癥肺炎患者腸道菌群失衡程度越重，致病菌增殖能力越強，致病菌數(shù)目越多，益生菌減少，導致腸上皮功能障礙，Toll樣受體（Tolllike receptors，TLR）2和TLR4炎癥反應通路被過度激活，引起全身炎癥反應，導致血清sTREM-1、IL-17等炎癥因子水平升高，從而促進重癥肺炎的發(fā)生與發(fā)展［18-19］。并且研究指出，血清sTREM-1、IL-17等炎癥因子還可調(diào)控其他炎癥因子的合成與釋放，使炎癥反應級聯(lián)放大，進一步加重腸道菌群失調(diào)情況，促使重癥肺炎患者病情加重［20-21］。腸-肺軸在研究腸道菌群與肺部疾病相互關(guān)系中至關(guān)重要，腸道菌群可調(diào)節(jié)免疫反應的強度和方向，且可利用短鏈脂肪酸等代謝產(chǎn)物促進免疫細胞的募集和成熟，目前已有較多研究指出，腸道功能障礙可促使細菌和內(nèi)毒素移位，引起敗血癥，導致肺功能受損［22］，這些均可能是促進重癥肺炎發(fā)生和發(fā)展的重要機制。由此提示，未來或可通過調(diào)節(jié)重癥肺炎患者的腸道菌群來恢復其平衡狀態(tài)，促使腸黏膜屏障的重新形成，進而調(diào)控機體炎癥反應，抑制重癥肺炎的病情進展，從而改善患者預后。

綜上所述，重癥肺炎患者血清sTREM-1、IL-17水平隨著大腸埃希菌、腸球菌數(shù)量增多及擬桿菌、雙歧桿菌、乳酸桿菌數(shù)量減少而升高。但本研究未對重癥肺炎患者血清sTREM-1、IL-17水平、腸道菌群數(shù)量與預后的關(guān)系進行深入分析；此外，本研究為單中心研究，可能存在潛在的選擇偏倚。今后可針對不同病情嚴重程度和預后情況的重癥肺炎患者進行分組研究，也可對不同時間點的腸道菌群進行動態(tài)監(jiān)測，以探討不同組間菌群差異和變化規(guī)律。此外，血清sTREM-1、IL-17水平之間也可能存在相互作用關(guān)系，后續(xù)也可進行分子機制研究，為重癥肺炎的防治提供新的靶點。

作者貢獻：張紅紅進行文章的構(gòu)思與設計、研究的實施與可行性分析，撰寫論文；魏欣欣進行數(shù)據(jù)收集；楊世倩進行數(shù)據(jù)整理；王利軍進行統(tǒng)計學處理、結(jié)果的分析與解釋，負責文章的質(zhì)量控制及審校，對文章整體負責、監(jiān)督管理；張紅紅、龍春歡進行論文的修訂。

本文無利益沖突。