血清Trx-1在膿毒血癥并發急性腎損傷中的表達及其診斷價值*

樊冰矜 崔莉 張鳳芹 張德英

(晉城市人民醫院腎內科, 山西 晉城 048000)

膿毒血癥是指由細菌等病原微生物侵入機體引起的全身炎癥反應綜合征,其中急性腎損傷( Acute kidney injury,AKI)是膿毒血癥最常見的并發癥之一[1];在膿毒血癥患者中AKI的發生率高達40%～50%[2]。膿毒血癥相關AKI的發生可增加膿毒血癥患者的死亡率,影響膿毒血癥患者的腎臟預后[3-4]。尋找早期診斷膿毒血癥相關AKI的生物標志物,有助于改善膿毒血癥患者的預后。血清硫氧還蛋白-1(Thioredoxin-1,Trx-1)是維持細胞內蛋白質還原狀態的主要的二硫鍵還原酶,在對抗細胞的氧化應激,維持細胞正常生理活性中起著重要的作用。有學者提出,血清Trx-1的水平可用于判斷機體的疾病嚴重程度和氧化應激損傷的生物標志物[5];也有研究表明,Trx-1可通過抑制線粒體凋亡預防心肌細胞缺血/再灌注損傷[6]。本研究擬探討血清硫氧還蛋白-1在膿毒血癥急性腎損傷中的表達及其診斷價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 納入2015年1月—2021年12月我院重癥醫學科收治入院的216例膿毒血癥患者進行分析。入選標準:①年齡>18歲,性別不限。②患者具有完整的臨床資料和1年的血肌酐(Scr)隨訪數據。③參照2016年歐洲危重病醫學會、美國胸科醫師協會、美國危重病醫學會聯合發布的膿毒癥-3.0診斷標準[7]診斷膿毒血癥(其中2015年1月—2016年2月期間的膿毒血癥參考膿毒癥-2.0診斷標準[8]診斷)。④同意參加該研究同時簽署了知情同意書。排除標準:①入院時患者估計的腎小球濾過率( estimated glomerular filtration rate,eGFR)<15 mL/(min·1.73 m2)或慢性腎臟病5期或長期進行血液透析和腹膜透析治療。②存在膿毒血癥以外的其他病因所致的AKI,包括泌尿系統梗阻、腎小球腎炎、腎血管性疾病、應用造影劑或使用腎臟毒性藥物。③患者曾行腎移植手術。以膿毒血癥患者入院起始至轉入普通病房或出院為觀察的病程,評估該次住院期間是否發生AKI。AKI的診斷參考2012年KDIGO[9]標準:在48 h以內,Scr升高≥26.5 μmol/L,或者7 d以內,Scr升高≥基線值的1.5倍定義為AKI;48 h以內的Scr升高≥26.5 μmol/L或7 d以內的Scr升高為基線值的1.5～1.9倍定義為AKI 1級;7 d以內的Scr升高為基線值的2.0～2.9倍定義為AKI 2級;7 d以內的Scr升高大于等于基線值的3.0倍或Scr大于等于353.6 μmol/L或開始進行腎臟替代治療定義為AKI 3級。本研究已獲得醫院倫理委員會的批準(倫理批號:201411072)。

1.2 資料收集和樣本檢測 收集入選的膿毒血癥患者晨起空腹時外周靜脈血10 mL,在離心速度為3000 r/min,有效離心直徑是10 cm的離心機離心10 min后,分離上層的血清并在-80 ℃冰箱進行保存。血清Trx-1的水平采用酶聯免疫吸附實驗進行測定,應用Groundwork Biotechnology, Diagnosticate 公司商品化的試劑盒(Human TRX ELISA Kit)并按照說明書操作步驟進行檢測。收集所有入組對象的一般資料及格拉斯哥昏迷(Glasgow Coma Scale, GCS)評分[10]、基線急性生理功能和慢性健康狀況評分系統Ⅱ(Acute Physiology and Chronic Health Evaluation Ⅱ, APACHE Ⅱ)評分[11]、序貫器官衰竭評分(Sepsis Related Organ Failure Assessment, SOFA)[12]、是否合并高血壓、糖尿病、貧血、高尿酸血癥,基線Scr、基線eGFR、血紅蛋白、血清白蛋白、尿酸、乳酸、降鈣素原、C反應蛋白,同時記錄患者住院期間是否使用有創機械通氣和血管活性藥物。其中血清白蛋白、尿酸和Scr采用中國優利特UC-32A肌酐檢測儀檢測,降鈣素原采用德國BERTHOLD公司生產的型號BLA250的檢測儀器檢測,乳酸采用英國analox葡萄糖酒精乳酸分析儀GM9檢測,血常規使用廣州邁瑞公司BC5000全自動血細胞分析儀進行檢測, C反應蛋白采用RCHE公司出產的MODULARP 型號 P800全自動生化分析儀檢測,eGFR按慢性腎臟病流行病協作研究(Chronic Kidney Disease Epidemiology Collaboration,CKD-EPI)公式計算。GCS評分由睜眼反應(4分:自發睜眼;3分:語言吩咐睜眼;2分:疼痛刺激睜眼;1分:無睜眼)、語言反應(5分:正常交談;4分:言語錯亂;3分:只能說出(不適當)單詞;2分:只能發音;1分:無發音)和肢體運動(6分:按吩咐動作;5分:對疼痛刺激定位反應;4分:對疼痛刺激屈曲反應;3分:異常屈曲去皮質狀態;2:異常伸展去腦狀態;1分:無反應)三部分組成,總得分為三者之和。APACHE Ⅱ評分由年齡評分、急性生理學評分、慢性健康狀況評分三部分組成,總得分為三者之和。SOFA評分主要從各系統分析危重病患者各個器官功能障礙的發生及嚴重程度。

2 結果

2.1 兩組患者基線資料 AKI組的APACHE Ⅱ評分、SOFA評分、基線Scr、乳酸、血清Trx-1高于非AKI組,GCS評分、血清白蛋白、基線eGFR水平低于非AKI(P<0.05),其余一般資料組間比較差異無統計學意義(P>0.05),見表1。

表1 膿毒血癥患者臨床基線資料

2.2 膿毒血癥并發AKI患者中血清Trx-1水平與臨床資料的相關性分析 合并AKI的85例膿毒癥患者中,AKI 1級有38例,AKI 2級有27例,AKI 3級有20例。血清Trx-1水平與APACHE Ⅱ、SOFA評分、基線Scr、乳酸和AKI≥2級的比例呈正相關(R>0,P<0.05),與GCS評分、血清白蛋白和eGFR水平呈負相關(R<0,P<0.05),見表2。

表2 血清Trx-1水平與臨床資料相關性分析

2.3 膿毒血癥并發AKI患者危險因素分析 取膿毒血癥患者的基線資料為樣本,以是否發生AKI作為因變量,發生AKI時賦值為1,未發生AKI賦值為0,以此建立Logistic回歸模型。以表1中差異有統計學意義的指標作為因變量,選取GCS評分、SOFA評分、APACHE Ⅱ評分、基線Scr、基線eGFR、血清白蛋白、乳酸、血清Trx-1的水平作為自變量,按照兩組總均值把連續變量分段為兩分類變量,采用“進入法”以進行回歸過程中自變量的選擇和剔除,設定α剔除=0.10,α入選=0.05。共有Scr、SOFA評分、血清白蛋白、血清Trx-1的水平4個變量被保留入回歸方程。Scr升高、SOFA評分升高、低血清白蛋白以及高水平的血清Trx-1是膿毒血癥患者并發AKI的獨立危險因素(OR>1,P<0.05),見表3。

表3 膿毒血癥并發AKI患者危險因素分析

2.4 血清Trx-1診斷膿毒癥并發AKI的ROC曲線分析 以膿毒癥患者發生AKI作為因變量,ROC曲線分析提示血清Trx-1診斷膿毒癥并發AKI的曲線下面積為0.785(95%CI:0.694～0.877),其對應的截斷值8.12 μg/L,靈敏度為70.9%,特異性為75.6%,準確度為73.2%。Scr診斷膿毒癥并發AKI的曲線下面積為0.678(0.574～0.782),其對應的截斷值為105 μmol/L,靈敏度為58.9%,特異性為60.0%,準確度為59.4%。聯合Scr和血清Trx-1診斷膿毒癥并發AKI的曲線下面積為0.884(95%CI:0.815～0.954),靈敏度為83.6%,特異性為86.7%,準確度為85.2%,見表4和圖1。

圖1 聯合血清Trx-1和Scr診斷膿毒癥并發AKI的ROC曲線

表4 聯合血清Trx-1和Scr評估膿毒癥并發AKI的ROC曲線分析

3 討論

膿毒血癥是導致AKI的常見病因,膿毒血癥相關AKI也是膿毒血癥患者最常見的并發癥,其患病率具有上升趨勢。既往流行病學數據顯示,近2/3的膿毒癥休克患者可并發AKI,發生率可高達64.4%[13-14],并且增加了住院患者的病死率和消化道出血、肝功能損傷等臨床不良事件的發生,增加遠期慢性腎臟病的發生風險[15]。膿毒血癥引起AKI的病理生理學機制包括血流動力學異常、氧化應激損傷、腎組織炎癥及免疫反應等,可導致腎小管上皮細胞刷狀緣消失、細胞腫脹,后期則可導致細胞凋亡,甚至壞死[16]。本研究發現,膿毒血癥并發AKI的發生率高達39.35%,且合并AKI的膿毒血癥患者APACHE Ⅱ評分、SOFA評分、基線Scr、乳酸高于非AKI組,基線eGFR、GCS評分、血清白蛋白的水平低于非AKI組。由此可見,膿毒血癥中基礎腎功能水平以及營養水平較差的病情危重患者,更容易并發AKI的發生。由于目前針對膿毒血癥AKI臨床缺乏有效的臨床干預措施,治療效果欠佳,因此尋找早期診斷膿毒血癥相關AKI的生物學標志物顯得尤為重要[17]。

Trx-1是一種廣泛分布多種臟器和組織的氧化還原蛋白,可通過二硫化物活性中心可逆性地催化許多氧化還原反應,具有抗炎和抗氧化作用[18],膿毒血癥AKI病程中存在氧化應激和炎癥介質浸潤,Trx-1作為一種內生的抗氧化劑,可以通過清除活性氧達到抗氧化的作用,并減少致炎細胞因子的表達,發揮間接抗氧化和抗炎的作用。Trx-1能通過抑制中性粒細胞等炎癥細胞的浸潤以減輕腎臟炎癥,可作為一種膿毒血癥急性腎損傷新的治療策略。既往有研究表明[19-21],在膿毒癥小鼠動物模型中觀察到脂多糖刺激可誘導血清Trx-1水平表達升高,而升高的Trx-1可降低炎癥因子水平,抑制細胞內質網應激和凋亡的水平,進而減輕膿毒血癥所導致的多種器官損傷。也有研究發現[22-24],相比健康人群,膿毒血癥患者血清Trx-1水平明顯升高,且在膿毒血癥患者中血清Trx-1水平與APACHE Ⅱ評分呈正相關。Trx1通過還原特定半胱氨酸殘基來維持磷酸酶張力蛋白同源物、Ⅱ型組蛋白去乙酰化酶、AMP活化蛋白激酶和雷帕霉素靶蛋白功能,起到抑制炎癥通路激活、炎癥細胞浸潤并減輕腎臟炎癥。本研究發現,在膿毒血癥并發AKI的患者血清Trx-1水平顯著高于膿毒血癥未并發AKI的患者。此外,本研究還發現,血清Trx-1表達水平與GCS評分、APACHEII評分、SOFA評分、基線Scr、乳酸和AKI≥2級的比例呈正相關,與eGFR水平呈負相關。提示,血清Trx-1表達水平可以反映膿毒血癥患者疾病嚴重程度以及腎功能水平,可作為膿毒血癥相關AKI患者臨床預后的生物學標志物。

Scr作為反映膿毒血癥腎功能損傷的指標,其表達水平升高預示腎臟基礎腎功能較差,因此膿毒血癥患者發生AKI的風險也相應增加。SOFA評分可作為反映機體不同器官損傷程度的評分,對于判斷膿毒血癥患者不同臟器損傷程度以及反應性具有重要的價值,因此SOFA評分升高提示膿毒血癥患者腎臟損傷的風險增加。低水平的血清白蛋白反映機體的炎癥損傷和營養狀態,血清白蛋白較低時,機體抵抗損傷的能力下降,膿毒血癥患者并發AKI的風險相應增加。作為介導氧化應激和炎癥損傷的指標,血清Trx-1表達水平在診斷膿毒血癥并發AKI的特異性和敏感性使其可能作為評估膿毒癥患者腎臟預后的新型血清標志物[25]。本研究結果顯示,Scr、SOFA評分和血清白蛋白是預測膿毒血癥并發AKI的獨立危險因素。高水平的血清Trx-1水平是預測膿毒血癥并發AKI的危險因素,當血清Trx-1水平升高,反映機體抑制氧化應激和炎癥反應的能力增加。此外,血清Trx-1對預測膿毒血癥并發AKI具有較好的預測價值,聯合血清Trx-1和Scr具有較高的特異性和敏感性。然而由于本研究納入樣本量較少,且血清Trx-1水平在住院時進行檢測,未進行動態監測。因此,本研究的結論需要大樣本多中心臨床研究進一步證實,且需要進一步評估AKI進展過程中血清Trx-1表達水平的變化情況。

4 結論

血清Trx-1在膿毒血癥并發AKI患者中的表達水平高于未并發AKI患者,是膿毒血癥并發AKI的獨立危險因素,對診斷膿毒血癥并發AKI具有較高的診斷價值,可能作為診斷膿毒血癥并發AKI的生物學標志物。