血清Endocan、補體C3a與重癥肺炎患兒病情和預后轉歸的關系分析

［收稿日期］2023-08-09

［作者簡介］欒海麗（1989—），女，住院醫師，主要從事兒科呼吸疾病研究。

［通訊作者］段" 然，副主任醫師。

［摘" 要］目的" 探討血清內皮細胞特異性分子（Endocan）-1、補體C3a與重癥肺炎患兒病情和預后轉歸的關系。方法" 選擇2018年3月至2023年3月中國人民解放軍聯勤保障部隊第961醫院及齊齊哈爾市第一醫院兒科收治的190例重癥肺炎患兒（肺炎組）和95例年齡性別匹配的健康兒童（對照組）為研究對象。根據改良易感性、感染、反應和器官功能衰竭（PIRO）量表將重癥肺炎患兒分為低風險組（59例）、中高風險組（76例）、極高風險組（55例）。檢測血清Endocan、補體C3a水平，統計重癥肺炎患兒不良臨床結局，分析影響重癥肺炎患兒預后的因素及Endocan、補體C3a預測重癥肺炎患兒發展結局的價值。結果" 肺炎組血清Endocan、補體C3a水平均高于對照組，差異有統計學意義（t值分別為40.775、37.808，P＜0.05）；極高風險組血清Endocan、補體C3a水平高于中高風險組和低風險組，中高風險組血清Endocan、補體C3a水平高于低風險組，差異有統計學意義（F值分別為109.352、78.293，P＜0.05）；預后不良組改良極高風險、入住重癥監護病房、呼吸衰竭比例高于預后良好組，血清Endocan、補體C3a水平高于預后良好組，差異均有統計學意義（t/χ2值介于5.435～33.346之間，P＜0.05）；多因素Logistic回歸分析結果顯示改良PIRO分級極高風險、高水平Endocan、高水平補體C3a是重癥肺炎患兒預后不良的危險因素，其OR值及95%CI分別為2.186（1.177～4.061）、1.868（1.092～3.196）、1.667（1.120～2.482），P＜0.05；聯合Endocan、補體C3a、改良PIRO評分預測重癥肺炎患兒發展結局的曲線下面積（AUC）為0.900，高于單獨指標預測（Z值分別為3.542、6.317、2.627，P＜0.05）。結論" 重癥肺炎患兒血清Endocan、補體C3a水平增高與病情加重、預后不良有關，可作為重癥肺炎病情和預后評估的潛在標志物。

［關鍵詞］內皮細胞特異性分子-1；補體C3a；重癥肺炎；預后

Doi：10.3969/j.issn.1673-5293.2024.06.014

［中圖分類號］R179""" ［文獻標識碼］A

［文章編號］1673-5293（2024）06-0089-07

Analysis of the relationship between serum Endocan，complement C3a，with the disease condition

and prognosis in children with severe pneumonia

LUAN Haili1，QIN Kejia2，DUAN Ran1

（1.Department of Pediatrics，961 Hospital of the Joint Logistics Support Force of the Peoples Liberation Army，Heilongjiang

Qiqihar 161000，China;2.Department of Pediatrics，the First Hospital of Qiqihar，Heilongjiang Qiqihar 161000，China）

［Abstract］ Objective To investigate the relationship between serum endothelium cell specific molecule （Endocan）-1，complement C3a with the disease condition and prognosis in children with severe pneumonia. Methods A study was conducted on 190 children with severe pneumonia （pneumonia group） and 95 healthy children matched for age and sex （control group） admitted to 961 Hospital of the Joint Logistics Support Force of the Peoples Liberation Army and the First Hospital of Qiqihar from March 2018 to March 2023.The children with severe pneumonia were devided into a low-risk subgroup （59 cases），a moderate-to-high-risk subgroup （76 cases），and a very high-risk subgroup （55 cases） based on the modified predisposition，infection，response，and organ dysfunction （PIRO） score.Measure serum levels of Endocan and complement C3a，record adverse clinical outcomes in children with severe pneumonia，analyze factors influencing prognosis in these children，and the value of Endocan and complement C3a in predicting developmental outcomes of severe pneumonia in children. Results In the pneumonia group，serum levels of Endocan and complement C3a were higher compared to the control group，with statistically significant differences （t=40.775 and 37.808，respectively，P＜0.05）.Within the pneumonia group，the very high-risk subgroup exhibited higher levels of serum Endocan and complement C3a compared to the moderate-to-high-risk and low-risk subgroups.The moderate-to-high-risk subgroup also showed higher levels compared to the low-risk subgroup，with statistically significant differences （F=109.352 and 78.293，respectively，P＜0.05）.Among patients with poor prognosis，the modified very high-risk category，admission to the intensive care unit，and respiratory failure were higher than that in good prognosis group，and the serum Endocan and complement C3a levels were higher compared to the good prognosis group，with statistically significant differences （t/χ2=5.435-33.346，P＜0.05）.Multivariable logistic regression analysis showed that very high-risk according to the modified PIRO scale，high level of Endocan and high level of complement C3a were risk factors for poor prognosis children with severe pneumonia，with OR and 95%CI of 2.186 （1.177-4.061），1.868 （1.092-3.196），and 1.667 （1.120-2.482），all P＜0.05.Combining Endocan，complement C3a，and modified PIRO score to predict the outcomes of severe pneumonia children yielded an area under the curve （AUC） of 0.900，which was higher than the prediction using each individual indicator alone （Z=3.542，6.317，and 2.627，all P＜0.05）. Conclusion Elevated serum levels of Endocan and complement C3a in children with severe pneumonia are associated with disease severity worsening and poor prognosis，and can be used as potential indicators for assessing the severity and prognosis of severe pneumonia.

［Key words］ endothelial cell specific molecule-1;complement C3a;severe pneumonia;prognosis

肺炎是兒童住院最常見的原因之一，由細菌、病毒、支原體或多種病原體同時感染引起，輕型肺炎臨床表現為發熱、咳嗽、咳痰等，重癥肺炎患兒可出現低氧血癥、呼吸窘迫或衰竭、心力衰竭等嚴重并發癥，增加患兒死亡風險［1］。準確評估肺炎疾病嚴重程度對臨床治療決策和預后分析至關重要，生物標志物可反映宿主對感染的反應程度，彌補臨床癥狀和體征的局限性［2］。內皮細胞特異性分子（endothelial cell specific molecule，Endocan）-1是一種主要由肺內皮細胞表達的50kDa蛋白多糖，在促炎細胞因子和病原菌刺激后合成增加，反映內皮損傷程度［3］。研究發現哮喘患兒血清Endocan水平均顯著增高，與第一秒最大呼氣量、最大呼氣流速峰值呈顯著負相關性［4］。補體系統在急慢性炎癥性疾病中發揮核心作用，補體系統激活后，補體片段被釋放擴散并進一步誘導炎癥反應，補體C3a屬于補體片段，可通過與其受體C3a受體（complement C3a receptor，C3aR）結合靶向激活核因子-κB信號通路促使炎癥反應［5］。然而Endocan、補體C3a與重癥肺炎兒童病情和預后的關系尚不清楚，鑒于此，本研究擬檢測血清Endocan、補體C3a水平，分析其與重癥肺炎患兒病情和預后轉歸的關系，旨在為重癥肺炎風險分層及治療提供參考。

1資料與方法

1.1臨床資料

2018年3月至2023年3月期間，來自中國人民解放軍聯勤保障部隊第961醫院及齊齊哈爾市第一醫院兒科收治的190例重癥肺炎患兒（肺炎組）入組研究，男117例，女73例；年齡1～12歲，平均（5.49±0.68）歲；體質量9～17kg，平均（9.89±3.12）kg；感染病原菌類型：細菌106例，病毒62例，其他22例。納入標準：①在確診肺炎基礎上出現以下任何一項可確診為重癥肺炎：拒食、嗜睡或昏迷，呼吸頻率加快、氧飽和度＜92%（海平面上）或中心性發紺，嚴重呼吸窘迫（呻吟、胸壁嚴重吸氣性凹陷）、肺外并發癥等，符合《兒童社區獲得性肺炎診療規范（2019年版）》中重癥肺炎診斷標準［6］；②年齡1～12歲。排除標準：①艾滋病毒陽性；②復發性肺炎、肺結核、肺部腫瘤、非感染性肺間質性疾病、肺水腫等其他肺部疾病；③入院前3個月內住院病史，既往長期皮質類固醇應用史；④免疫功能低下；⑤鐮狀細胞病、先天性心臟病、囊性纖維化、神經肌肉疾病等。另選擇95例年齡和性別匹配的健康兒童為對照組，男65例，女30例；年齡1～12歲，平均（5.56±0.72）歲；體質量11～20kg，平均（10.02±3.26）kg。肺炎組和對照組性別、年齡、體質量比較差異無統計學意義（P＞0.05），本研究已經獲得醫學倫理委員會的批準及患兒所有法定監護人的書面知情同意。

1.2血清Endocan、補體C3a檢測

重癥肺炎患兒入組次日晨治療前采集靜脈血3mL注入真空試管，37℃靜置60min左右，取血液凝固后上層液離心（相對離心力×10 326g，時間5min），取上清液-80℃保存，48h內完成檢測。采用酶聯免疫吸附試驗檢測血清Endocan、補體C3a水平，Endocan試劑盒購自泉州市睿信生物科技有限公司，補體C3a試劑盒購自武漢庫薩比奧生物科技有限公司，所有的檢測過程都是根據制造商的說明進行，儀器為Varioskan LUX多功能酶標儀（美國賽默飛公司）。

1.3病情評估

采用改良易感性、感染、反應和器官功能衰竭（predisposition，infection，response and organ fail-ure，PIRO）量表評估患者病情［7］，該量表從年齡（＜6個月計1分）、合并癥、基礎病、缺氧（血氧飽和度＜90%計1分）、低血壓、膿毒癥、多肺葉受累、肝功能衰竭、腎功能衰竭、急性呼吸窘迫綜合征共10項進行評分，每項“是”計1分，“無”計0分，總分10分。0～2分為低風險，3～4分為中等風險，5～6分為高風險，7～10分為極高風險。根據改良PIRO評分將重癥肺炎患兒分為低風險組（59例）、中高風險組（76例）、極高風險組（55例）。

1.4預后分析和臨床資料收集

統計患兒不良臨床結局，包括機械通氣、急性心力衰竭、中毒性腦病、感染性休克或死亡等［8］。根據不良臨床結局將重癥肺炎患兒分為預后不良組（發生不良臨床結局）和預后良好組（未發生不良臨床結局）。收集患兒年齡、性別、體質量、感染病原菌類型、入住重癥監護病房、改良PIRO分級、合并癥、Endocan和補體C3a水平。

1.5統計學方法

采用SPSS軟件（25.0版，美國IBM公司）進行統計分析，Kolmogorov-Smirnov法對計量資料進行擬合優度檢驗，連續變量均符合正態分布，表示為均數±標準差（x-±s），使用t檢驗或單因素方差分析進行比較，兩兩比較采用LSD-t檢驗。分類變量以例數（n）和百分比（%）表示，并使用χ2檢驗進行比較。多因素Logistic回歸分析影響重癥肺炎患兒預后的因素。受試者工作特征（receiver operating characteristic，ROC）曲線分析Endocan、補體C3a預測重癥肺炎患兒發展結局的價值。檢驗水準α=0.05。

2結果

2.1肺炎組和對照組血清Endocan、補體C3a水平比較

肺炎組血清Endocan、補體C3a水平均高于對照組，差異有統計學意義（t值分別為40.775、37.808，P＜0.05），見表1。

2.2不同病情重癥肺炎患兒血清Endocan、補體C3a水平比較

極高風險組血清Endocan、補體C3a水平高于中高風險組和低風險組，中高風險組血清Endocan、補體C3a水平高于低風險組，差異有統計學意義（F值分別為109.352、78.293，P＜0.05），見表2。

2.3影響重癥肺炎患兒預后的因素分析

190例患兒中機械通氣35例，急性心力衰竭14例，中毒性腦病9例，感染性休克2例，死亡2例。預后不良組改良PIRO分級極高風險、入住重癥監護病房、呼吸衰竭比例高于預后良好組，血清Endocan、補體C3a水平高于預后良好組，差異均有統計學意義（t/χ2值介于5.435～33.346之間，P＜0.05）；兩組年齡、性別、體質量、病原菌類型、肺不張、膿胸、心力衰竭比較差異無統計學意義（P＞0.05），見表3。

以重癥肺炎患兒預后為因變量（0=預后良好，1=預后不良），以改良PIRO分級（1=低風險，2=中高風險，3=極高風險）、入住重癥監護病房（0=否，1=是）、呼吸衰竭（0=否，1=是）、Endocan、補體C3a為自變量，向后逐步法排除無關變量建立多因素Logistic回歸模型，結果顯示改良PIRO分級極高風險、高水平Endocan、高水平補體C3a是重癥肺炎患兒預后不良的危險因素，其OR值及95%CI分別為2.186（1.177～4.061）、1.868（1.092～3.196）、1.667（1.120～2.482），P＜0.05，見表4。

2.4 Endocan、補體C3a預測重癥肺炎患兒發展結局的價值分析

Endocan、補體C3a預測重癥肺炎患兒發展結局的曲線下面積（area under the curve，AUC）為0.753、0.647，Endocan與改良PIRO評分接近（Z=1.948，P＞0.05），補體C3a低于改良PIRO評分（Z=4.462，P＜0.05）。聯合Endocan、補體C3a、改良PIRO評分預測重癥肺炎患兒發展結局的AUC為0.900，高于單獨指標預測（Z值分別為3.542、6.317、2.627，P＜0.05），見表5和圖1。

3討論

3.1重癥肺炎的危害

重癥肺炎的發生與出生缺陷、免疫低下、環境污染、被動吸煙等多種因素有關，該病發病急驟，病情嚴重，并發癥多，是導致全球5歲以下兒童死亡最主要的病因［9］。兒童重癥肺炎的發生與病原微生物感染誘導的宿主免疫反應失衡有關，全身炎癥反應可引起氣道黏膜嚴重水腫、腔內大量滲液，阻塞或不完全阻塞氣道，引起肺氣腫或肺不張，影響氣體交換功能，導致呼吸窘迫、低氧血癥及高碳酸血癥［10］。盡管近年來，抗感染、機械通氣、氧療等綜合治療取得了較大進展，但重癥肺炎依然是兒童死亡的主要原因。早期發現重癥肺炎患兒不良結局風險有助于制定和完善治療策略，改善患兒預后。

3.2 Endocan與兒童重癥肺炎的關系

Endocan是一種可溶性硫酸軟骨素，由內皮細胞特異性分子-1基因編碼，主要在肺和腎內皮細胞表達，在促炎細胞因子、脂多糖、血管內皮生長因子等刺激下由活化的內皮細胞分泌并進入外周血循環，因此血清中Endocan水平升高可反映內皮細胞激活和功能障礙，也被認為是一種潛在的免疫炎癥標志物［11］。本研究發現重癥肺炎患兒血清Endocan水平顯著升高，且與病情加重及預后不良有關。一項系統分析顯示Endocan在新型冠狀肺炎患者中顯著增高，并且與入住重癥監護病房、并發癥和死亡有關，是新型冠狀肺炎診斷和預后的生物學標志物［12］。有學者也發現病毒性肺炎患兒血清Endocan水平顯著高于健康兒童，細菌性肺炎患兒Endocan水平增高與入住重癥監護室及住院時間延長相關［13］。以上報道也證明Endocan與肺炎兒童病情加重及不良轉歸有關。分析重癥肺炎患兒血清Endocan水平升高的原因為Endocan由內皮細胞對促炎細胞因子、脂多糖和血管生成因子的刺激而分泌，重癥肺炎患兒感染病原菌不斷復制擴散，引起全身不受控制的炎癥反應，激活內皮細胞，引起血清Endocan水平升高［14］。Endocan水平越高，提示炎癥反應越重，可能是重癥肺炎病情惡化的跡象。ROC分析Endocan預測重癥肺炎患兒預后的AUC為0.753，與改良PIRO評分接近，可見Endocan在重癥肺炎預后評估中具有較高的應用價值，對于指導是否需要入住重癥監護治療，選擇客觀的治療策略均有重要意義。

3.3補體C3a與兒童重癥肺炎的關系

補體系統是對病原體先天免疫反應的一個重要組成部分，也是促炎反應發起者，補體及其受體信號傳導可能激活氧化應激進而促進炎癥反應，補體系統激活可導致若干級聯蛋白裂解形成補體片段，如C3a、C4b、C5a和C5b等［15］。近期研究發現補體片段C5a介導的自噬可誘導肺泡巨噬細胞凋亡，破壞肺穩態，促進急性肺損傷的發展［16］。新型冠狀病毒感染者體內可檢測到補體片段（C4、C5）增加［17］。甘露糖結合凝集素補體途徑在社區獲得性肺炎患者中激活［18］。以上研究結果表明補體系統可能參與重癥肺炎的發生和進展，本研究發現重癥肺炎患兒血清補體C3a水平高于對照組，且補體C3a水平隨著重癥肺炎病情加重而增高，是重癥肺炎患兒預后不良的危險因素，驗證了上述推測，但是具體機制尚不清楚。研究顯示補體C3a是免疫系統中重要的趨化介質，通過與C3aR結合激活先天免疫細胞，調節淋巴細胞與抗原提呈細胞之間的T細胞信號傳導，補體C3a還可激活細胞外調節蛋白激酶，激活toll樣受體和三磷酸腺苷介導的P2X嘌呤受體7信號通路，促使NOD樣受體熱蛋白結構域相關蛋白3（NOD-like receptor thermal protein domain associated protein-3，NLRP3）炎癥小體產生，增強白細胞介素-1β（interleukin-1β，IL-1β）的產生［19］。而NLRP3炎性小體激活驅動的IL-1β分泌被證實與肺部感染和炎癥有關［20］，因此推測補體C3a可能通過誘導IL-1β合成和分泌，促使重癥肺炎的發生和病情惡性進展。ROC分析補體C3a預測重癥肺炎患兒預后方面具有一定價值，聯合Endocan、改良PIRO評分后預測效能大大提高，表明補體C3a可為重癥肺炎患兒預后分析提供可靠的輔助信息。

綜上，重癥肺炎患兒血清Endocan、補體C3a水平高于對照組，高水平Endocan、補體C3a與重癥肺炎患兒病情加重、預后不良有關，Endocan、補體C3a可作為重癥肺炎病情和預后評估的潛在標志物，支持臨床醫師做出正確的治療決策。本研究僅檢測基線Endocan、補體C3a水平，證實基線Endocan、補體C3a與重癥肺炎預后的關系，治療后需連續測量Endocan、補體C3a水平，以確定Endocan、補體C3a作為重癥肺炎預后生物標志物的作用。

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［專業責任編輯：孫欣榮］

［中文編輯：郭樂倩；英文編輯：牛" 惠］