血清Trx-1在膿毒血癥并發(fā)急性腎損傷中的表達(dá)及其診斷價值*

樊冰矜 崔莉 張鳳芹 張德英

(晉城市人民醫(yī)院腎內(nèi)科, 山西 晉城 048000)

膿毒血癥是指由細(xì)菌等病原微生物侵入機(jī)體引起的全身炎癥反應(yīng)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(fā)癥之一[1];在膿毒血癥患者中AKI的發(fā)生率高達(dá)40%～50%[2]。膿毒血癥相關(guān)AKI的發(fā)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(yù)后[3-4]。尋找早期診斷膿毒血癥相關(guān)AKI的生物標(biāo)志物,有助于改善膿毒血癥患者的預(yù)后。血清硫氧還蛋白-1(Thioredoxin-1,Trx-1)是維持細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)還原狀態(tài)的主要的二硫鍵還原酶,在對抗細(xì)胞的氧化應(yīng)激,維持細(xì)胞正常生理活性中起著重要的作用。有學(xué)者提出,血清Trx-1的水平可用于判斷機(jī)體的疾病嚴(yán)重程度和氧化應(yīng)激損傷的生物標(biāo)志物[5];也有研究表明,Trx-1可通過抑制線粒體凋亡預(yù)防心肌細(xì)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(dá)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(yī)學(xué)科收治入院的216例膿毒血癥患者進(jìn)行分析。入選標(biāo)準(zhǔn):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(shù)據(jù)。③參照2016年歐洲危重病醫(yī)學(xué)會、美國胸科醫(yī)師協(xié)會、美國危重病醫(yī)學(xué)會聯(lián)合發(fā)布的膿毒癥-3.0診斷標(biāo)準(zhǔn)[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(biāo)準(zhǔn)[8]診斷)。④同意參加該研究同時簽署了知情同意書。排除標(biāo)準(zhǔn):①入院時患者估計的腎小球?yàn)V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(jìn)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(tǒng)梗阻、腎小球腎炎、腎血管性疾病、應(yīng)用造影劑或使用腎臟毒性藥物。③患者曾行腎移植手術(shù)。以膿毒血癥患者入院起始至轉(zhuǎn)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(fā)生AKI。AKI的診斷參考2012年KDIGO[9]標(biāo)準(zhǔn):在48 h以內(nèi),Scr升高≥26.5 μmol/L,或者7 d以內(nèi),Scr升高≥基線值的1.5倍定義為AKI;48 h以內(nèi)的Scr升高≥26.5 μmol/L或7 d以內(nèi)的Scr升高為基線值的1.5～1.9倍定義為AKI 1級;7 d以內(nèi)的Scr升高為基線值的2.0～2.9倍定義為AKI 2級;7 d以內(nèi)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(jìn)行腎臟替代治療定義為AKI 3級。本研究已獲得醫(yī)院倫理委員會的批準(zhǔn)(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(jī)離心10 min后,分離上層的血清并在-80 ℃冰箱進(jìn)行保存。血清Trx-1的水平采用酶聯(lián)免疫吸附實(shí)驗(yàn)進(jìn)行測定,應(yīng)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(jìn)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(tǒng)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(yīng)蛋白,同時記錄患者住院期間是否使用有創(chuàng)機(jī)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(yōu)利特UC-32A肌酐檢測儀檢測,降鈣素原采用德國BERTHOLD公司生產(chǎn)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(guī)使用廣州邁瑞公司BC5000全自動血細(xì)胞分析儀進(jìn)行檢測, C反應(yīng)蛋白采用RCHE公司出產(chǎn)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(xié)作研究(Chronic Kidney Disease Epidemiology Collaboration,CKD-EPI)公式計算。GCS評分由睜眼反應(yīng)(4分:自發(fā)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(yīng)(5分:正常交談;4分:言語錯亂;3分:只能說出(不適當(dāng))單詞;2分:只能發(fā)音;1分:無發(fā)音)和肢體運(yùn)動(6分:按吩咐動作;5分:對疼痛刺激定位反應(yīng);4分:對疼痛刺激屈曲反應(yīng);3分:異常屈曲去皮質(zhì)狀態(tài);2:異常伸展去腦狀態(tài);1分:無反應(yīng))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(xué)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(tǒng)分析危重病患者各個器官功能障礙的發(fā)生及嚴(yán)重程度。

2 結(jié)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(tǒng)計學(xué)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(fā)AKI患者中血清Trx-1水平與臨床資料的相關(guān)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(guān)(R>0,P<0.05),與GCS評分、血清白蛋白和eGFR水平呈負(fù)相關(guān)(R<0,P<0.05),見表2。

表2 血清Trx-1水平與臨床資料相關(guān)性分析

2.3 膿毒血癥并發(fā)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(fā)生AKI作為因變量,發(fā)生AKI時賦值為1,未發(fā)生AKI賦值為0,以此建立Logistic回歸模型。以表1中差異有統(tǒng)計學(xué)意義的指標(biāo)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(xù)變量分段為兩分類變量,采用“進(jìn)入法”以進(jìn)行回歸過程中自變量的選擇和剔除,設(shè)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(fā)AKI的獨(dú)立危險因素(OR>1,P<0.05),見表3。

表3 膿毒血癥并發(fā)AKI患者危險因素分析

2.4 血清Trx-1診斷膿毒癥并發(fā)AKI的ROC曲線分析 以膿毒癥患者發(fā)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(fā)AKI的曲線下面積為0.785(95%CI:0.694～0.877),其對應(yīng)的截斷值8.12 μg/L,靈敏度為70.9%,特異性為75.6%,準(zhǔn)確度為73.2%。Scr診斷膿毒癥并發(fā)AKI的曲線下面積為0.678(0.574～0.782),其對應(yīng)的截斷值為105 μmol/L,靈敏度為58.9%,特異性為60.0%,準(zhǔn)確度為59.4%。聯(lián)合Scr和血清Trx-1診斷膿毒癥并發(fā)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(zhǔn)確度為85.2%,見表4和圖1。

圖1 聯(lián)合血清Trx-1和Scr診斷膿毒癥并發(fā)AKI的ROC曲線

表4 聯(lián)合血清Trx-1和Scr評估膿毒癥并發(fā)AKI的ROC曲線分析

3 討論

膿毒血癥是導(dǎo)致AKI的常見病因,膿毒血癥相關(guān)AKI也是膿毒血癥患者最常見的并發(fā)癥,其患病率具有上升趨勢。既往流行病學(xué)數(shù)據(jù)顯示,近2/3的膿毒癥休克患者可并發(fā)AKI,發(fā)生率可高達(dá)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(fā)生,增加遠(yuǎn)期慢性腎臟病的發(fā)生風(fēng)險[15]。膿毒血癥引起AKI的病理生理學(xué)機(jī)制包括血流動力學(xué)異常、氧化應(yīng)激損傷、腎組織炎癥及免疫反應(yīng)等,可導(dǎo)致腎小管上皮細(xì)胞刷狀緣消失、細(xì)胞腫脹,后期則可導(dǎo)致細(xì)胞凋亡,甚至壞死[16]。本研究發(fā)現(xiàn),膿毒血癥并發(fā)AKI的發(fā)生率高達(dá)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(chǔ)腎功能水平以及營養(yǎng)水平較差的病情危重患者,更容易并發(fā)AKI的發(fā)生。由于目前針對膿毒血癥AKI臨床缺乏有效的臨床干預(yù)措施,治療效果欠佳,因此尋找早期診斷膿毒血癥相關(guān)AKI的生物學(xué)標(biāo)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(yīng),具有抗炎和抗氧化作用[18],膿毒血癥AKI病程中存在氧化應(yīng)激和炎癥介質(zhì)浸潤,Trx-1作為一種內(nèi)生的抗氧化劑,可以通過清除活性氧達(dá)到抗氧化的作用,并減少致炎細(xì)胞因子的表達(dá),發(fā)揮間接抗氧化和抗炎的作用。Trx-1能通過抑制中性粒細(xì)胞等炎癥細(xì)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(dǎo)血清Trx-1水平表達(dá)升高,而升高的Trx-1可降低炎癥因子水平,抑制細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激和凋亡的水平,進(jìn)而減輕膿毒血癥所導(dǎo)致的多種器官損傷。也有研究發(fā)現(xiàn)[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(guān)。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(xì)胞浸潤并減輕腎臟炎癥。本研究發(fā)現(xiàn),在膿毒血癥并發(fā)AKI的患者血清Trx-1水平顯著高于膿毒血癥未并發(fā)AKI的患者。此外,本研究還發(fā)現(xiàn),血清Trx-1表達(dá)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(guān),與eGFR水平呈負(fù)相關(guān)。提示,血清Trx-1表達(dá)水平可以反映膿毒血癥患者疾病嚴(yán)重程度以及腎功能水平,可作為膿毒血癥相關(guān)AKI患者臨床預(yù)后的生物學(xué)標(biāo)志物。

Scr作為反映膿毒血癥腎功能損傷的指標(biāo),其表達(dá)水平升高預(yù)示腎臟基礎(chǔ)腎功能較差,因此膿毒血癥患者發(fā)生AKI的風(fēng)險也相應(yīng)增加。SOFA評分可作為反映機(jī)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(yīng)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(fēng)險增加。低水平的血清白蛋白反映機(jī)體的炎癥損傷和營養(yǎng)狀態(tài),血清白蛋白較低時,機(jī)體抵抗損傷的能力下降,膿毒血癥患者并發(fā)AKI的風(fēng)險相應(yīng)增加。作為介導(dǎo)氧化應(yīng)激和炎癥損傷的指標(biāo),血清Trx-1表達(dá)水平在診斷膿毒血癥并發(fā)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(yù)后的新型血清標(biāo)志物[25]。本研究結(jié)果顯示,Scr、SOFA評分和血清白蛋白是預(yù)測膿毒血癥并發(fā)AKI的獨(dú)立危險因素。高水平的血清Trx-1水平是預(yù)測膿毒血癥并發(fā)AKI的危險因素,當(dāng)血清Trx-1水平升高,反映機(jī)體抑制氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng)的能力增加。此外,血清Trx-1對預(yù)測膿毒血癥并發(fā)AKI具有較好的預(yù)測價值,聯(lián)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(jìn)行檢測,未進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測。因此,本研究的結(jié)論需要大樣本多中心臨床研究進(jìn)一步證實(shí),且需要進(jìn)一步評估AKI進(jìn)展過程中血清Trx-1表達(dá)水平的變化情況。

4 結(jié)論

血清Trx-1在膿毒血癥并發(fā)AKI患者中的表達(dá)水平高于未并發(fā)AKI患者,是膿毒血癥并發(fā)AKI的獨(dú)立危險因素,對診斷膿毒血癥并發(fā)AKI具有較高的診斷價值,可能作為診斷膿毒血癥并發(fā)AKI的生物學(xué)標(biāo)志物。