外周血miR-223、血清膽堿酯酶、C反應(yīng)蛋白對(duì)腰椎骨折內(nèi)固定術(shù)后細(xì)菌感染診斷價(jià)值

李星野，韓 嘯，李 款，劉 璐

北京積水潭醫(yī)院1.脊柱外科；2.骨科，北京 100035；3.北京協(xié)和醫(yī)院 骨科，北京 100730；4.北部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院 衛(wèi)勤部，遼寧 沈陽 110016

腰椎骨折是臨床最常見的骨折類型之一，目前多采取脊柱后路釘棒系統(tǒng)內(nèi)固定手術(shù)對(duì)傷椎進(jìn)行復(fù)位矯形，具有良好的臨床治療效果[1-2]。腰椎解剖部位較深，手術(shù)操作復(fù)雜，其術(shù)后感染的發(fā)生率高于頸椎、胸椎，而內(nèi)固定的應(yīng)用進(jìn)一步增加了術(shù)后感染的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。腰椎骨折內(nèi)固定術(shù)后感染，尤其是手術(shù)部位深部切口感染，是導(dǎo)致腰椎手術(shù)失敗及內(nèi)固定術(shù)后翻修的重要原因[3]。C反應(yīng)蛋白(C-reactive protein，CRP)是用于預(yù)測感染性并發(fā)癥的重要指標(biāo)。但腰椎解剖位置特殊，單獨(dú)使用CRP預(yù)測腰椎內(nèi)固定術(shù)后感染的結(jié)果尚未統(tǒng)一[4-5]。有研究報(bào)道，微小核糖核酸(microRNA，miRNA)與感染性疾病密切相關(guān)，miR-223在肺炎患兒外周血中異常升高，且與疾病的嚴(yán)重程度密切相關(guān)[6]。膽堿酯酶(cholinesterase，ChE)主要是由肝合成的催化酰基膽堿水解的酶類。有研究報(bào)道，ChE在缺氧及全身炎癥反應(yīng)時(shí)明顯下降[7-8]。目前，外周血miR-223、ChE及CRP與腰椎骨折內(nèi)固定術(shù)后關(guān)系的相關(guān)研究少見報(bào)道。本研究旨在探討miR-223、ChE和CRP對(duì)腰椎骨折內(nèi)固定術(shù)后感染的預(yù)測價(jià)值。現(xiàn)報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取自2019年10月至2020年10月北京積水潭醫(yī)院收治的35例腰椎內(nèi)固定術(shù)后感染患者為研究對(duì)象，并將其納入B組。選取同期行腰椎骨折內(nèi)固定術(shù)后未發(fā)生感染的35例患者納入A組。納入標(biāo)準(zhǔn)：診斷為腰椎骨折，行腰椎內(nèi)固定術(shù)治療；年齡18～75歲；B組患者經(jīng)術(shù)后影像學(xué)檢查、實(shí)驗(yàn)室檢查或病原菌培養(yǎng)確診為術(shù)后感染[9]。排除標(biāo)準(zhǔn)：合并心、肝、腎等功能障礙；各類炎性疾病；自身免疫性疾病；入組前已接受抗感染治療；無法配合完成研究。A組中，男性14例，女性21例；年齡24～73歲，平均年齡(53.82±8.43)歲；平均體質(zhì)量指數(shù)(23.31±2.76)kg/m2；合并高血壓7例，糖尿病2例；平均手術(shù)時(shí)間(68.74±11.36)min。B組中，男性16例，女性19例；年齡22～75歲，平均年齡(54.50±9.57)歲；平均體質(zhì)量指數(shù)(23.65±2.42)kg/m2；合并高血壓8例，糖尿病3例；平均手術(shù)時(shí)間(70.92±14.50)min。兩組患者一般資料比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，具有可比性。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會(huì)審批通過。所有患者均簽署知情同意書。

1.2 研究方法

1.2.1 實(shí)驗(yàn)室檢測 術(shù)后3 d采集患者外周靜脈血5 ml，離心后分離血清，一部分用于檢測CRP含量和ChE活性，一部分用于檢測miR-223水平。使用Beckman Coulter IMMAGE分析儀，采用散射比濁法檢測血清CRP含量；使用雅培C16000全自動(dòng)生化分析儀及專用試劑，采用速率法檢測血清ChE活性。

1.2.2 外周血miR-223水平檢測 按照血液總miRNA快速提取試劑盒(BioTeke)操作說明從血清樣本中提取總miRNA，以逆轉(zhuǎn)錄試劑盒(羅氏)合成cDNA。參照sanger miRbase(http:www.mirbase.org/)數(shù)據(jù)庫中microRNAs序列，進(jìn)行miR-223及U6引物設(shè)計(jì)合成。使用U6作為實(shí)驗(yàn)內(nèi)參，采用全自動(dòng)熒光定量PCR分析儀(羅氏cobas z480)進(jìn)行實(shí)時(shí)熒光定量聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，檢測miR-223相對(duì)表達(dá)水平。反應(yīng)體系為20 μl∶1.00 μl TaqMan Small RNA Assay(20×)溶液，10.00 μl TaqMan Universal PCR Master Mix Ⅱ(2×)溶液，1.33 μl反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物cDNA，10 μmol/L上下游引物各1 μl，7.67 μl DEPC水。擴(kuò)增條件：95℃、10 min進(jìn)行1個(gè)循環(huán)，95℃、15 s與60℃、1 min進(jìn)行40個(gè)循環(huán)，重復(fù)3次。采用2-ΔΔCt法計(jì)算miR-223的相對(duì)表達(dá)水平。引物序列：U6，正向引物5′-CTCGCTTCGGCAGCACA-3′，反向引物5′-AACGCTTCAGGAATTTGCGT-3′；miR-223，正向引物5′-GGGGGTGTCAGTGTCAAAT-3′，反向引物5′-CAGTGCAGGGTCCGAGGTAT-3′。

2 結(jié)果

2.1 B組感染患者病原菌分布情況 B組表淺切口感染22例，深部切口感染10例，其他系統(tǒng)感染3例。共培養(yǎng)分離病原菌42株，其中革蘭陽性菌31株(73.81%)，革蘭陰性菌11株(26.19%)。病原菌分布見表1。

表1 B組感染患者病原菌分布情況

2.2 兩組患者外周血miR-223、ChE、CRP水平比較 兩組患者術(shù)前外周血miR-223、ChE、CRP水平比較，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。B組患者術(shù)后3 d外周血miR-223、CRP水平均高于A組，ChE水平低于A組，兩組比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見表2。

表2 兩組患者外周血miR-223、ChE、CRP水平比較

2.3 外周血miR-223、ChE、CRP預(yù)測術(shù)后感染的ROC曲線 miR-223預(yù)測術(shù)后感染的AUC分別大于ChE和CRP單獨(dú)預(yù)測術(shù)后感染的AUC(Z=2.820、1.864，P<0.05)。ChE與CRP單獨(dú)預(yù)測術(shù)后感染的AUC比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Z=0.751，P>0.05)。miR-223、ChE、CRP三者聯(lián)合預(yù)測術(shù)后感染的AUC分別大于miR-223、ChE和CRP單獨(dú)預(yù)測術(shù)后感染的AUC(Z=2.887、3.779、3.598，P<0.05)。miR-223、ChE、CRP三者聯(lián)合診斷預(yù)測術(shù)后感染的特異度、準(zhǔn)確度均高于miR-223、ChE、CRP單獨(dú)診斷(P<0.05)。見表3、圖1。

表3 外周血miR-223、ChE、CRP單獨(dú)及聯(lián)合檢測對(duì)術(shù)后感染診斷效能比較

圖1 外周血miR-223、ChE、CRP預(yù)測術(shù)后感染的ROC曲線

3 討論

預(yù)防術(shù)后感染是外科手術(shù)治療的重要環(huán)節(jié)。腰椎內(nèi)固定術(shù)后感染會(huì)引起多種并發(fā)癥，降低患者的近、遠(yuǎn)期療效，還會(huì)增加住院時(shí)間及治療費(fèi)用[10]。有研究報(bào)道，脊柱外科術(shù)后手術(shù)部位感染的發(fā)生率約為0.7%～12.0%[11]。后路腰椎內(nèi)固定手術(shù)出現(xiàn)手術(shù)部位感染的概率在初次和翻修手術(shù)中分別高達(dá)8.5%和12.2%[12]。本研究結(jié)果顯示，患者以革蘭陰性菌感染為主，與既往研究[13]腰椎骨折內(nèi)固定術(shù)后的病原菌分布特征相符合。

本研究中，兩組患者術(shù)后3 d外周血CRP水平存在差異，提示CRP能在一定程度上反映是否合并感染；ROC曲線結(jié)果顯示，CRP≥41.73 mg/L預(yù)測術(shù)后感染的靈敏度、特異度和準(zhǔn)確度分別為82.86%、60.00%和71.43%，提示其在特異度和準(zhǔn)確度上欠佳。CRP是由肝產(chǎn)生的急性時(shí)相反應(yīng)蛋白，在正常人血清中含量極微，在發(fā)生感染、創(chuàng)傷等疾病時(shí)迅速升高，病情緩解后逐漸恢復(fù)正常，是判斷細(xì)菌感染的常用指標(biāo)之一，具有檢測方便、快速，臨床普及性高等特點(diǎn)[14-15]。手術(shù)作為一種應(yīng)激性創(chuàng)傷，術(shù)后患者常伴CRP水平升高，單獨(dú)依靠CRP診斷術(shù)后細(xì)菌感染特異性較低，對(duì)于早期感染的診斷具有一定的局限性。

循環(huán)血中miRNA水平變化與許多疾病關(guān)系緊密，有潛力作為疾病早期診斷、評(píng)估的生物標(biāo)志物[16-19]。本研究中，B組患者術(shù)后3 d的miR-223水平較A組升高，提示miR-223異常升高可能與腰椎骨折內(nèi)固定術(shù)后感染有關(guān)，但其作用機(jī)制尚未明確。有研究報(bào)道，miR-223通過與叉頭框轉(zhuǎn)錄因子O亞型1相互作用減少淋巴細(xì)胞凋亡，促進(jìn)細(xì)胞增殖，可作為膿毒癥的保護(hù)因子[20]。但miR-223在腰椎骨折術(shù)后水平升高的具體機(jī)制仍有待后續(xù)研究進(jìn)一步闡明。

ChE主要由肝產(chǎn)生，其活性降低常反映肝損傷[21]。有研究認(rèn)為，ChE具有抗炎作用，老年肺部感染患者外周血ChE水平顯著下降[22]。另有研究報(bào)道，ChE在缺氧及全身炎癥反應(yīng)時(shí)下降明顯，機(jī)體在缺氧、酸中毒及炎癥狀態(tài)時(shí)，膽堿能抗炎通路被激活，釋放大量乙酰膽堿，反饋性抑制ChE活性[23]。本研究發(fā)現(xiàn)，B組患者ChE活性較A組明顯降低；ROC曲線分析顯示，ChE≤4 360.58 U/L預(yù)測術(shù)后感染的靈敏度較高，而特異度和準(zhǔn)確度欠佳。考慮各單一指標(biāo)在疾病診斷中的特異度及準(zhǔn)確度有限，本研究將miR-223、ChE、CRP聯(lián)合用于預(yù)測有無術(shù)后感染，結(jié)果顯示，聯(lián)合檢測具有較好的靈敏度，特異度和準(zhǔn)確度較單一指標(biāo)明顯提高。

綜上所述，腰椎骨折內(nèi)固定術(shù)后感染以革蘭陽性菌感染為主，術(shù)后3 d感染患者外周血的miR-223和CRP水平異常升高，CHE水平異常降低，聯(lián)合檢測外周血miR-223、ChE、CRP水平能明顯提高預(yù)測術(shù)后感染的特異度和準(zhǔn)確度。本研究存在不足，研究樣本數(shù)量有限，可能影響統(tǒng)計(jì)效能；此外，研究未能連續(xù)觀察術(shù)后各指標(biāo)的動(dòng)態(tài)變化，術(shù)后不同時(shí)間進(jìn)行取樣檢測是否會(huì)影響各指標(biāo)的預(yù)測效能仍有待進(jìn)一步研究。