血清鉀、鈣、鎂對評估膿毒癥患者預后的臨床價值

趙國敏 邊偉帥 甄潔 陳煒

(首都醫科大學附屬北京世紀壇醫院重癥醫學科,北京 100038)

膿毒癥是一種由感染引起的宿主反應失調所導致的多器官功能障礙,嚴重時可能會危及患者生命,是常見的急危重癥之一〔1〕。在應激狀態下,膿毒癥患者容易出現多種電解質紊亂,尤其是低鉀、低鈣和低鎂。如果這些電解質紊亂不能及時得到糾正,可能會延長患者的住院時間并增加病死率〔2～4〕。因此,對于膿毒癥患者,及早識別和有效防治低鉀血癥、低鈣血癥和低鎂血癥可能非常重要。本研究通過對膿毒癥患者血鉀、血鈣和血鎂水平與28 d病死率的關系進行回顧性分析,探討血清鉀、鈣、鎂對評估膿毒癥患者預后的臨床價值。

1 對象與方法

1.1研究對象 選擇首都醫科大學附屬北京世紀壇醫院重癥醫學科2019年1月至2021年12月收治的467例膿毒癥患者,其中28 d存活289例為存活組,死亡178例為死亡組,總體病死率為38.12%。與存活組相比,死亡組急性生理學與慢性健康評估(APACHE)Ⅱ、序貫器官衰竭(SOFA)評分、降鈣素原(PCT)和血乳酸(Lac)均明顯升高,血鉀、鈣、鎂、鈉水平均明顯降低(均P<0.01);兩組性別、年齡、體質量指數(BMI)、C反應蛋白(CRP)、血氯和血磷水平差異均無統計學意義(均P>0.05)。見表1。納入標準：膿毒癥診斷符合2016年美國重癥醫學會/歐洲危重病醫學會制定的標準〔5〕。排除標準：①入院前已有血鉀異常、血鈣異常和血鎂異常,并已行糾正電解質紊亂治療的患者;②伴有甲狀旁腺功能異常、骨病、慢性腎功能不全、進行血液凈化或服用影響血鉀、血鈣、血鎂水平藥物等治療的患者;③惡性腫瘤終末期的患者;④臨床資料不完整。本研究為回顧性研究,收集和使用相關信息時充分保障了患者隱私,符合倫理規范,并已經獲得了首都醫科大學附屬北京世紀壇醫院倫理委員會的批準,所有治療和檢測獲得患者或家屬的知情同意。

表1 兩組一般資料和實驗室指標比較

1.2研究方法 收集患者基本臨床資料,包括性別、年齡、BMI及28 d預后等信息;同時收集患者確診膿毒癥24 h內實驗室指標,包括PCT、CRP、Lac和血鉀、鈣、鎂、鈉、氯、磷水平及APACHEⅡ和SOFA。低鉀血癥定義：正常血清鉀水平為3.5～5.3 mmol/L,>5.3 mmol/L為高鉀血癥、<3.5 mmol/L為低鉀血癥〔6〕。低鈣血癥定義：正常血清鈣水平為2.2～2.7 mmol/L,>2.7 mmol/L為高鈣血癥、<2.2 mmol/L為低鈣血癥〔7〕。低鎂血癥定義：正常血清鎂水平為0.75～1.25 mmol/L,>1.25 mmol/L為高鎂血癥、<0.75 mmol/L即為低鎂血癥〔8〕。

1.3統計學方法 采用SPSS26.0軟件進行χ2檢驗、t檢驗、Pearson相關性分析、Logistic回歸分析,并繪制受試者工作特征(ROC)曲線,計算ROC曲線下面積(AUC),評估潛在預后指標。

2 結 果

2.1低鉀血癥組與正常血鉀組28 d生存情況比較 467例膿毒癥患者中,低鉀血癥246例,血鉀正常195例,高鉀血癥26例。低鉀血癥組28 d死亡120例(48.78%);正常血鉀組28 d死亡49例(25.13%);高鉀血癥組28 d死亡9例(34.62%)。低鉀血癥和正常血鉀兩組間28 d病死率差異有統計學意義(χ2=25.745,P<0.01);高鉀血癥和正常血鉀兩組間28 d病死率差異無統計學意義(χ2=1.067,P=0.302)。

2.2低鈣血癥組與正常血鈣組28 d生存情況比較 467例膿毒癥患者中,低鈣血癥311例,血鈣正常142例,高鈣血癥14例。低鈣血癥組28 d死亡149例(47.91%);正常血鈣組28 d死亡24例(1.41%);高鈣血癥組28 d死亡5例(35.71%)。低鈣血癥和正常血鈣兩組間28 d病死率差異有統計學意義(χ2=25.745,P<0.01);高鈣血癥和正常血鈣兩組間28 d病死率比較無統計學意義(χ2=2.980,P=0.084)。

2.3低鎂血癥組與正常血鎂組28 d生存情況比較 467例膿毒癥患者中,低鎂血癥235例,血鎂正常209例,高鎂血癥23例。低鎂血癥組28 d死亡114例(48.51%);正常血鎂組28 d死亡56例(26.79%);高鎂血癥組28 d死亡8例(34.78%)。低鎂血癥和正常血鎂兩組間28 d病死率差異有統計學意義(χ2=22.079,P<0.01);高鎂血癥和正常血鎂兩組間28 d病死率差異無統計學意義(χ2=0.662,P=0.416)。

2.4膿毒癥患者血鉀、血鈣和血鎂水平與臨床相關指標的相關性 膿毒癥患者血鉀和血鈣水平與APACHEⅡ、SOFA評分、PCT、CRP均呈顯著負相關(均P<0.05);血鎂水平與APACHEⅡ評分、CRP呈顯著正相關(均P<0.05),而與SOFA評分和PCT無相關性(均P>0.05)。見表2。

2.5多因素Logistic回歸分析 以APACHEⅡ、SOFA評分、PCT、Lac、血鉀、血鈣和血鎂為自變量,以28 d是否死亡為因變量,進行多因素Logistic回歸分析,結果顯示APACHEⅡ、SOFA評分、PCT、血鉀、血鈣和血鎂為膿毒癥患者28 d死亡的獨立危險因素(均P<0.05)。見表3。

表3 膿毒癥28 d病死率的多因素Logistic回歸分析

2.6ROC曲線分析 血鉀、血鈣、血鎂和APACHE Ⅱ評分對膿毒癥患者28 d死亡均有預測價值,其中血鉀、血鈣的特異度優于APACHEⅡ評分,血鎂的敏感度優于APACHEⅡ評分。見圖1、表4。

圖1 血清鉀、鈣、鎂和APACHEⅡ評分評估膿毒癥死亡組與存活組預后的ROC曲線

表4 血清鉀、鈣、鎂和APACHEⅡ評分對膿毒癥患者28 d病死率的預測價值

3 討 論

膿毒癥由感染、休克和大手術等引起無法控制的炎癥反應和免疫抑制的惡性循環所致、導致多器官功能障礙、最終危及生命的綜合征〔1〕。膿毒癥的致死率高達27%〔9〕。早期干預對患者的生存率至關重要,目前對于膿毒癥的發病機制和特點仍在不斷探索。研究表明,膿毒癥患者常常出現嚴重的電解質代謝紊亂,尤其是低鉀、低鈣、低鎂血癥最為常見〔2～4〕。因此,在膿毒癥的治療和管理中,及時糾正電解質紊亂非常重要。同時,針對不同患者的個體化治療策略也應該加以探索,以改善患者的預后。

血清鉀在細胞膜電位調節中起著決定性作用。低鉀血癥是指血清鉀濃度低于正常范圍,這種情況會影響神經元、心臟和血管的膜電位,從而導致神經功能惡化、心律失常和肌肉功能障礙。在嚴重情況下,低鉀血癥可能會危及患者生命〔10～12〕。有研究表明,低鉀血癥是膿毒癥患者最常見的電解質紊亂之一〔13〕。本研究結果表明,膿毒癥患者出現低鉀血癥是相當常見的。低鉀血癥的原因可能包括腎素-血管緊張素-醛固酮系統(RAAS)的過度激活、胃腸道丟失、繼發于并發疾病的厭食及缺血或腎毒性藥物引起的腎小管損傷〔6〕。已有研究證實,急危重癥患者死亡組的血鉀水平明顯低于存活組〔14,15〕,與本研究結果一致。Vora等〔16〕報道,膿毒癥患者發生低鉀血癥的風險明顯高于非膿毒癥患者,膿毒癥合并低鉀血癥時機械通氣時間更長,死亡率更高,與本研究結果相符,說明低鉀血癥與膿毒癥患者的死亡風險密切相關。

膿毒癥患者中低鈣血癥發生率為15%～88%〔17〕。血清鈣除了在骨結構、神經傳遞和內分泌生理中起著關鍵作用外,還影響心臟的收縮、血管收縮和擴張、止血和凝血級聯反應〔18〕。此外,低鈣血癥與重癥患者的死亡率有關〔19,20〕。飲食攝入減少、甲狀旁腺激素分泌過多、低蛋白血癥、維生素D缺乏、藥物相互作用等都可能導致危重患者出現低鈣血癥;此外,膿毒癥患者的低鈣血癥也可能是由急慢性腎功能不全、胰腺炎、堿中毒等其他并發癥引起的〔18〕。一項研究分析了膿毒癥患者的低鈣血癥與血壓之間的關系,發現,血鈣水平與動脈血壓之間存在直接關系,與正常血鈣患者相比,需要升壓藥物支持的低血鈣患者比例更高〔21〕。本研究結果提示,在膿毒癥患者中,低鈣血癥與病情嚴重程度呈正相關,可增加患者的病死率,低鈣血癥患者具有更強的炎癥反應。

本研究結果與Safavi等〔22〕研究結果一致,入住ICU時,合并低鎂血癥的膿毒癥患者需要呼吸機支持治療的時間更長,死亡率高。鎂能激活參與能量代謝的酶系統,是核酸轉錄、信使RNA翻譯和蛋白質合成所必需的,并且負責調節線粒體功能。另外,鎂離子在免疫功能中具有重要作用,包括巨噬細胞活化、粒細胞黏附和殺菌活性、淋巴細胞增殖等〔23〕。膿毒癥患者中經常發現血清鎂水平低,患病率高達50%〔24,25〕。研究表明,低鎂血癥與膿毒癥相關,膿毒癥被認為是低鎂血癥發展的獨立因素〔26〕。微循環改變在膿毒癥發病中起著至關重要的作用,盡管對全身血流動力學參數進行了校正,低鎂血癥導致微循環改變仍然存在。鎂參與內皮依賴和非內皮依賴的血管舒張通路。Pranskunas等〔27〕描述了嚴重膿毒癥和膿毒性休克患者的舌下微循環改變,并表明在輸注固定的、有限的硫酸鎂劑量后,微循環變量和灌注沒有改善。

Rude等〔28〕表明,低鎂血癥不僅易患低鉀血癥,而且在低鎂血癥得到糾正之前,低鉀血癥也相對難以控制。低鎂血癥誘發低鉀血癥的原因可能是通過抑制跨腎外髓質鉀通道產生的跨細胞腎小管梯度,導致尿鉀排出增加和伴隨低鉀血癥〔29〕。低鈣血癥通常也繼發于低鎂血癥,因為低鎂血癥會降低甲狀旁腺激素的分泌并增加腎和骨骼對甲狀旁腺激素的抵抗力。鎂作為天然鈣拮抗劑通過調節鈣進入細胞并導致血漿骨化三醇(1,25-二羥基維生素D)水平降低。這解釋了低鎂血癥患者低鈣血癥的高發病率〔29,30〕。本研究結果與上述觀點一致。

研究證實,APACHEⅡ評分可以很好地評估膿毒癥嚴重程度,其分值越高,說明膿毒癥患者的病情危重程度越高、死亡率越高〔31〕。研究表明,SOFA評分是膿毒癥死亡的獨立危險因素,而且在膿毒癥早期診斷中發揮重要作用〔32,33〕。本研究結果與其他研究報道的結果類似〔34〕,提示在膿毒癥患者中,低鉀血癥、低鈣血癥、低鎂血癥與病情嚴重程度呈正相關,可增加患者的病死率。

臨床工作中,乳酸水平升高通常提示組織缺氧和灌注不足,其與膿毒癥患者的預后密切相關〔35〕。PCT是降鈣素的前體物質,由甲狀腺合成。PCT在健康人群中水平極低,在感染、嚴重創傷等情況下,機體釋放大量的PCT,可導致循環中的PCT明顯升高。研究證實,PCT升高與膿毒癥患者病情危重程度呈正相關,其死亡率會增高〔32〕。

綜上,低鉀血癥、低鈣血癥和低鎂血癥在膿毒癥患者中十分普遍,而且它們之間相互影響。本研究也存在一些不足之處,首先,單中心回顧性研究,樣本量較少,這意味著相關結論需要通過更大規模的多中心研究得到進一步證實。其次,沒有分析低鉀血癥、低鈣血癥和低鎂血癥得到糾正后對膿毒癥預后的影響,后續需要進一步探究。