淋巴细胞亚群预测脓毒症患者死亡风险的主成分分析

潘东峰，李富荣，梁诗颂，祁科乐，季新忠，柯进芳



·论著·

淋巴细胞亚群预测脓毒症患者死亡风险的主成分分析

潘东峰，李富荣，梁诗颂，祁科乐，季新忠，柯进芳

目的 探讨淋巴细胞亚群对脓毒症患者死亡风险的预测价值。方法 选取2012年3月—2013年12月宁夏人民医院急诊重症监护室及重症监护室收治的脓毒症患者101例为研究对象，按预后将患者分为存活组(80例)和死亡组(21例)。入院48 h内检测淋巴细胞亚群水平，应用主成分分析提取综合预测因子，评估淋巴细胞亚群对脓毒症患者死亡风险的预测价值。结果 不同类型的脓毒症患者总T淋巴细胞、总B淋巴细胞、辅助/调节T淋巴细胞(Th)、抑制/细胞毒T淋巴细胞(Ts)、Th/Ts和总NK细胞表达水平比较，差异均有统计学意义(P<0.05)。严重脓毒症患者中，死亡组Ts表达水平低于生存组(P<0.05)；脓毒性休克患者中，死亡组Th表达水平低于生存组(P<0.05)。淋巴细胞亚群综合预测因子预测脓毒症患者死亡风险的受试者工作特征曲线下面积为0.983〔95%CI(0.934,0.998)〕。结论 脓毒症患者淋巴细胞亚群表达异常，淋巴细胞亚群综合预测因子对脓毒症患者的死亡风险有较高的预测价值。

脓毒症；淋巴细胞亚群；预后；主成分分析

潘东峰，李富荣，梁诗颂，等.淋巴细胞亚群预测脓毒症患者死亡风险的主成分分析[J].中国全科医学，2015，18(8)：919-923.[www.chinagp.net]

Pan DF，Li FR，Liang SS，et al.Lymphocyte subsets to predict the principal component of risk of death in sepsis patients[J].Chinese General Practice，2015，18(8)：919-923.

脓毒症是感染、创伤等引起的全身炎症反应综合征，其发病率高，病情凶险，病死率高[1]。国外流行病学调查显示，脓毒症是重症监护病房(ICU)非心脏病患者死亡的主要原因[2-4]。近年来，尽管抗感染治疗和器官功能支持技术取得了长足的进步，但脓毒症的病死率仍高达30%～70%[5]。近期研究发现，长期的免疫抑制是脓毒症患者死亡的重要原因[6]。淋巴细胞亚群是一组反映机体免疫功能状态的临床指标，其评价患者机体免疫功能异常状态的价值不尽相同，且各指标间存在明显的相关性。目前，临床研究多关注脓毒症患者淋巴细胞亚群相关指标的变化情况，鲜有报道评价各指标对脓毒症死亡的预后价值。本研究在观察脓毒症患者机体淋巴细胞免疫活性的基础上，应用主成分分析和受试者工作特征曲线(ROC)评估淋巴细胞亚群对脓毒症患者死亡风险的预测价值，为明确脓毒症患者预后提供依据。

1 对象与方法

1.1 纳入标准和排除标准 纳入标准：(1)年龄>18岁；(2)符合美国重症监护医学会(SCCM)《严重脓毒症与脓毒性休克治疗国际指南(2012年)》[7]的诊断标准。排除标准：(1)患有恶性肿瘤、自身免疫性疾病、免疫缺陷性疾病、变态反应性疾病和再生障碍性贫血者；(2)病毒感染者；(3)近半年内应用免疫抑制剂者；(4)死亡患者的死亡原因与脓毒症无明显相关者。

1.2 研究对象 选取2012年3月—2013年12月宁夏人民医院急诊重症监护室(EICU)及ICU收治的符合上述纳入标准的脓毒症患者101例为研究对象。根据《严重脓毒症与脓毒性休克治疗国际指南(2012年)》[7]将研究对象分为：一般脓毒症57例(56.4%)，严重脓毒症31例(30.7%)，脓毒性休克13例(12.9%)。发病原因为：感染57例(56.4%)，创伤27例(26.8%)，中毒9例(8.9%)，心脏骤停6例(5.9%)，其他2例(2.0%)。按照预后将患者分为存活组(80例)和死亡组(21例)。研究方案经医院伦理委员会批准实施，患者或家属对研究知情同意，并签署知情同意书。

2 结果

2.1 临床资料比较 存活组和死亡组性别和年龄比较，差异无统计学意义(P>0.05)。两组患者APACHE-Ⅱ评分、SOFA、ICU住院日、总住院日比较，差异有统计学意义(P<0.05,见表1)。

表1 两组临床资料比较

注：APACHE-Ⅱ=急性生理与慢性健康评分系统Ⅱ，SOFA=序贯器官衰竭评分；*为χ2值

2.2 淋巴细胞亚群表达水平比较 不同类型的脓毒症患者总T淋巴细胞、总B淋巴细胞、Th、Ts、Th/Ts和总NK细胞表达水平比较，差异均有统计学意义(P<0.05)。两两比较显示，脓毒性休克患者总T淋巴细胞、Th表达水平低于一般脓毒症和严重脓毒症患者，差异有统计学意义(P<0.05)；严重脓毒症和脓毒性休克患者总B淋巴细胞、Ts、Th/Ts表达水平低于一般脓毒症患者，总NK细胞表达水平高于一般脓毒症患者，差异有统计学意义(P<0.05，见表2)。

Table 2 Comparison of the expression level of lymphocyte subsets in patients with different categories of sepsis

注：与一般脓毒症比较，△P<0.05；与严重脓毒症比较，*P<0.05；Th=辅助/调节T淋巴细胞，Ts=抑制/细胞毒T淋巴细胞

由于一般脓毒症患者中无死亡者，存活组和死亡组的淋巴细胞亚群表达水平仅按照严重脓毒症和脓毒症休克进行分层比较。结果显示，严重脓毒症患者中，死亡组Ts表达水平低于生存组，差异有统计学意义(P<0.05，见表3)；脓毒性休克患者中，死亡组Th表达水平低于生存组，差异有统计学意义(P<0.05，见表4)。

Table 3 Comparison of the expression level of lymphocyte subsets between survial group and death group with severe sepsis

组别例数总T淋巴细胞(%)总B淋巴细胞(%)Th(%)Ts(%)Th/Ts总NK细胞(%)生存组2158±88±227±321±41.1±0.234±6死亡组1047±85±126±418±20.8±0.238±5t值0.1210.2901.5264.7973.6110.195P值0.7310.5940.2270.0370.0670.662

Table 4 Comparison of the expression level of lymphocyte subsets between survial group and death group with septic shock

组别例数总T淋巴细胞(%)总B淋巴细胞(%)Th(%)Ts(%)Th/Ts总NK细胞(%)生存组 2 47±167±128±516±11.0±0.232±5死亡组1146±77±223±219±31.0±0.136±3t值3.3740.8197.5930.8560.7060.565P值0.0930.3850.0190.3750.4190.468

2.3 淋巴细胞亚群的主成分分析 由于淋巴细胞亚群各指标间相互关联，因此，对所有数据标准化后进行主成分分析。为保证累计贡献率达70%，需提取前4个主成分，其累计贡献率达80.855%(见表5)。其中，Z1主成分主要反映来自NK细胞的信息；Z2主成分主要反映来自总Ts的信息；Z3主成分主要反映来自Th的信息；Z4主成分主要反映来自总T淋巴细胞的信息(见表6)。

由此，本研究采用各成分旋转后的方差贡献率作为权重，构建了综合评价函数，形成淋巴细胞亚群综合预测因子，函数表达式为：

f=0.292 15×FAC1_1+0.178 83× FAC2_1+0.170 23× FAC3_1+0.167 34×FAC4_1

其中FAC1_1、FAC2_1、FAC3_1和FAC4_1分别为各主成分的得分。

表5 相关矩阵特征值与累计贡献率

Table 5 Correlation matrix eigenvalues and the cumulative contribution rate

成分特征值累计贡献率(%)旋转后的方差贡献率(%)Z12.13435.57129.215Z20.99252.11117.883Z30.94067.77617.023Z40.78580.85516.734Z50.69392.398-Z60.456100.000-

表6 相关旋转矩阵的特征向量

2.4 淋巴细胞亚群对脓毒症患者死亡风险的预测价值 当低于淋巴细胞亚群综合预测因子、总T淋巴细胞、总B淋巴细胞、Th、Ts和Th/Ts临界值时，脓毒症患者死亡风险增大，其ROC曲线下面积分别为0.983、0.792、0.828、0.784、0.720、0.836；当高于总NK细胞临界值时，脓毒症患者死亡风险增大，其ROC曲线下面积为0.826(见表7、图1)。

表7 淋巴细胞亚群对脓毒症患者死亡风险的预测价值

图1 淋巴细胞亚群对脓毒症患者死亡风险预测价值的ROC曲线

Figure 1 ROC curve of predictive value of lymphocyte subsets for risk of death in patients with sepsis

3 讨论

脓毒症是一个随时间变化的序贯反应，是促炎和抗炎病理机制交替进行的复杂免疫过程[8]。早期的脓毒症表现为明显的炎性反应，肿瘤坏死因子(TNF)、白介素1(IL-1)等炎性因子生成的同时伴随白介素6(IL-6)、白介素10(IL-10)等抗炎递质的产生。随着抗炎因子的增多，脓毒症患者进入长期的免疫抑制阶段，其特点是细胞吞噬机制受损、单核细胞抗原表达紊乱、人类白细胞抗原DR(HLA-DR)表达下降和功能障碍以及淋巴细胞的凋亡等，最终导致先天性和适应性免疫功能失调和紊乱[9-12]，免疫细胞不能发生有效的克隆增殖和对病原体产生有效的免疫应答，这一现象最近被确认为晚期脓毒症患者死亡的重要原因[6]。

血清淋巴细胞亚群指标的检测可用于脓毒症患者预后的评估[17-19]。淋巴细胞亚群的联合检测不但可反映患者机体的免疫状况，还可间接用于预测患者的死亡风险。本研究应用ROC曲线评估淋巴细胞亚群各指标判断患者死亡风险的价值，当低于淋巴细胞亚群综合预测因子、总T淋巴细胞、总B淋巴细胞、Th、Ts和Th/Ts临界值时，脓毒症患者死亡风险增大，当高于总NK细胞临界值时，脓毒症患者死亡风险增大；从ROC曲线下面积可看出，总B淋巴细胞、Th/Ts和总NK细胞预测死亡风险的诊断价值较高，其ROC曲线下面积均大于0.80,但这3个指标约登指数相对较低，总B淋巴细胞的灵敏度相对较低，Th/Ts和总NK细胞的特异度较低。考虑到淋巴细胞亚群各指标间相互关联，本研究通过主成分分析得出淋巴细胞亚群综合预测因子，有效地避免了指标间相关性所带来的偏倚。淋巴细胞亚群综合预测因子对患者死亡风险预测的ROC曲线下面积为0.983，且其可获得相对较好的灵敏度和特异度，预测精度良好。

综上所述，脓毒症患者淋巴细胞亚群表达异常，且随着患者病情的加重各指标的变化程度增大，淋巴细胞亚群综合预测因子对脓毒症患者的死亡风险有较高的预测价值。本研究仅检测了1次入院48 h内淋巴细胞亚群指标，在之后的研究中应关注Th1/Th2 T淋巴细胞漂移现象[20]，动态观察各指标的变化与脓毒症患者预后的关系。

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(本文编辑：吴立波)

Lymphocyte Subsets to Predict the Principal Component of Risk of Death in Sepsis Patients

PANDong-feng，LIFu-rong，LIANGShi-song，etal.

DepartmentofEmergency，NingxiaPeople′sHospital,Yinchuan750021,China

Objective To observe the predictive value of lymphocyte subsets for mortality risk in sepsis patients.Methods From March 2012 to December 2013,101 sepsis patients were enrolled in this study and divided in EICU and ICU of the Ningxia People′s Hospital,according to prognosis,into groups survival(n=80),death(n=21).The level of lymphocyte subsets were detected at 48 hours after admission,and comprehensive predictor was extracted by principal component analysis.The predictive values of lymphocyte subsets for mortality risk of sepsis patients were evaluated.Results There was significant difference in total T lymphocytes,total B lymphocytes,helper/regulatory T lymphocytes(Th),suppressor/cytotoxic T lymphocytes(Ts),Th/Ts,total NK cells between different types of sepsis patients(P<0.05).In severe sepsis patients,suppressor/cytotoxic T lymphocytes were lower in death group than in survival group(P<0.05);in septic shock patients,auxiliary/regulatory T lymphocytes were lower in death group than in survival group(P<0.05).The area under the receiver-operating curve of lymphocyte subsets comprehensive predictor predicting sepsis patients′ death risks was 0.983〔95%CI(0.934,0.998)〕.Conclusion Lymphocyte subsets express abnormally in sepsis patients.The comprehensive predictor of lymphocyte subsets is of high predictive values in predicting sepsis patients′ death risks.

Sepsis；Lymphocyte subsets；Prognosis；Principal component analysis

750021宁夏回族自治区银川市，宁夏人民医院急诊科(潘东峰，梁诗颂，祁科乐，季新忠，柯进芳)，检验科(李富荣)

潘东峰，750021宁夏回族自治区银川市，宁夏人民医院急诊科；E-mail：doctor＿pf@126.com

R 631.2

A

10.3969/j.issn.1007-9572.2015.08.015

2014-01-18；

2014-10-25)