左卡尼汀对脓毒症线粒体靶向治疗作用研究

李力　汪峰

【摘要】 目的：观察左卡尼汀能否作为代谢复苏药物改善脓毒症患者线粒体功能，并观察其治疗效果。方法：选取2014年2月-2017年2月本院就诊的脓毒症患者86例，采用随机数字表法分为常规治疗组（对照组）和左卡尼汀组（治疗组），每组43例，观察两组治疗前后血小板线粒体功能、乳酸清除率、SOFA评分、呼吸机辅助时间、ICU住院时间及短期（28 d）病死率。结果：治疗组治疗后血小板粒体跨膜电位和线粒体内ATP含量均优于治疗前且优于对照组，差异均有统计学意义（P<0.05）；两组治疗后SOFA评分均下降，治疗组乳酸清除率高于对照组，SOFA评分低于对照组，呼吸机辅助时间、ICU住院时间明显缩短，短期病死率均低于对照组，差异均有统计学意义（P<0.05）。结论：左卡尼汀通过改善线粒体功能，可以增加脓毒症患者乳酸清除率，提高组织器官能量供应，阻止器官衰竭，缩短呼吸机辅助时间及ICU住院时间，降低患者短期（28 d）死亡率。

【关键词】 脓毒症； 线粒体； 左卡尼汀； 代谢复苏

Effect Study of L-carnitine for Sepsis Mitochondrial Targeting Therapeutic/LI Li，WANG Feng.//Medical Innovation of China，2017，14（26）：021-024

【Abstract】 Objective：To observe whether L-carnitine can improve the mitochondrial function of sepsis as a metabolic resuscitation drug and its therapeutic effect.Method：From February 2014 to February 2017，86 patients with sepsis treated in our hospital were selected and divided into routine treatment group（the control group） and L-carnitine group（the treatment group） according to the random number table method，43 patients in each group.The platelet mitochondrial function，lactate clearance and SOFA scores before and after treatment，ventilator-assisted time，ICU hospitalization time and short-term（28 d） mortality of two groups were observed.Result：The levels of mitochondrial transmembrane potential and mitochondrial ATP content of the treatment group were improved compared with those before treatment and the control group，the differences were statistically significant（P<0.05）.SOFA levels of two groups were decreased，and SOFA levels of the treatment group were lower than that of the control group，the duration of ventilator assisted，ICU hospitalization time and short-term mortality of the treatment group were were lower than those of the control group，the differences were statistically significant（P<0.05）.Conclusion：L-carnitine can increase the lactic acid clearance rate for sepsis patients by improving the mitochondrial function，which can increase energy supply of tissues and organs，also can prevent organ failure，shorten the ventilator-assist time and ICU hospitalization time，reduce the short-term （28 d） mortality.

【Key words】 Sepsis； Mitochondrial； L-carnitine； Metabolic recovery

First-authors address：Jiujiang University Affiliated Hospital，Jiujiang 332000，China

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2017.26.006

膿毒症导致器官功能衰竭的发病机制尚不明确。有研究认为，感染所引起的全身炎症反应可抑制线粒体功能，以至于组织器官没有足够的能量来维持正常的功能，机体处于低代谢状态甚至器官衰竭。在最近的临床和实验研究，对脓毒症线粒体靶向治疗已明显降低多器官功能障碍（Multiple organ dysfunction syndrome，MODS）的严重程度和死亡率，这种干预被命名为“代谢复苏”[1]。左卡尼汀对稳定线粒体结构形态、膜的通透性及维持正常的线粒体功能有重要作用[2-3]。从人体脏器获取线粒体很难实现，但是循环血液中的血小板线粒体含量丰富，甚至在危重患者中很容易获得，并且血小板线粒体功能可以用不同技术方法进行检测，也可作为线粒体靶向治疗药物效果的评估[4]。本研究观察左卡尼汀能否作为代谢复苏药物改善脓毒症患者的预后，现报道如下。endprint

1 资料与方法

1.1 一般资料 选择2014年2月-2017年2月本院ICU住院的脓毒症患者86例，其中男47例，女39例，年龄27～76岁。纳入标准：所有患者均符合2014年《中国严重脓毒症/脓毒性休克治疗指南》关于脓毒症诊断标准，ICU住院时间>7 d[5]。排除标准：（1）既往有器官功能严重不足或免疫力低下患者（参照APACHEII评分中的慢性健康评分）；（2）用药剂量不足或疗程不足7 d、检测指标不全者；（3）对治疗药物明确过敏者；（4）近2周用过影响血小板的药物，如阿司匹林、血宁片等。将其按照随机数字表法分为治疗组和对照组，每组43例，两组患者一般资料比较，差异均无统计学意义（P>0.05），具有可比性，见表1。本研究经医院伦理委员会批准，所有患者及家属签署知情同意书。

1.2 方法 对照组参考《中国严重脓毒症/脓毒性休克治疗指南》采取常规集束化治疗方案[6]（即6 h复苏集束化治疗，是指在疑诊或确诊严重感染后立即开始并在6 h内完成的治疗措施。包括血乳酸水平测定，使用抗生素前留取病原学标本，急诊在接诊3 h内、ICU在收治1 h内开始使用广谱抗生素。如有低血压或血乳酸水平>4 mmol/L，应立即给予液体复苏（20～40 mL/kg）；适当的液体复苏后低血压仍不能纠正者，应加用血管活性药物，以维持平均动脉压≥65 mm Hg，CVP≥8 mm Hg，ScvO2≥70%）。治疗组在常规集束化治疗方案基础上，加用左卡尼汀注射液（常州兰陵制药有限公司生产）4 g静滴，1次/d，持續7 d。

1.3 样本处理 为减少血小板线粒体激活，本研究采用Percoll密度梯度离心法分离纯化血小板。将两组患者分别于入院时及入院3、7 d用真空采血管绿头管（肝素钠）2支抽取新鲜静脉血8 mL。将9份Percoll原液加入1份2.5M蔗糖溶液混匀配置等渗Percoll溶液，再用0.25 M蔗糖溶液稀释等渗Percoll溶液至浓度1.06 g/mL，然后取肝素抗凝静脉血与等量Percoll溶液充分混合，（常温，1000次/min×20 min）取F1白色云雾层，PBS缓冲液洗涤3遍即得到分离纯化的血小板备用。

1.4 观察指标 （1）血小板线粒体跨膜电位检测：JC-1是一种广泛用于检测线粒体膜电位（mitochondrial transmembrane potential，ΔΨm）的理想荧光探针。通过JC-1从红色荧光到绿色荧光的转变检测细胞膜电位的下降。以JC-1孵育血小板15 min后，PBS缓冲液洗涤，采用流式细胞仪（BD FACS CotoⅡTM）进行定量检测，线粒体去极化的比例由绿荧光的百分比来衡量。（2）血小板线粒体内三磷酸腺苷（ATP）含量检测：以荧光素-荧光素酶法检测血小板线粒体ATP水平，原理：荧光素在荧光素酶、ATP等物质参与下，进行反应发出荧光；用分光光度计可测定发光强度；当荧光素和荧光素酶都足量时，在一定范围内，ATP的含量与发光强度成正比。血小板悬液与检测试剂等比混合，室温孵育15 min，采用宝特800酶标仪检测荧光强度。（3）乳酸清除率：所有患者检测入院时及入院6、12、24 h动脉血气记录乳酸值，并计算6、12、24 h乳酸清除率。（4）SOFA评分：所有患者在入院时及入院3、7 d抽取静脉血检测血常规、生化检查、记录24 h尿量及动脉血气计算PaO2/FiO2值、GCS评分等计算SOFA评分。（5）临床观察指标：观察两组左卡尼汀治疗对呼吸机辅助时间、ICU住院时间及短期（28 d）病死率。

1.5 统计学处理 采用SPSS 22.0软件进行统计学分析，计量资料用（x±s）表示，比较采用t检验；计数资料以率（%）表示，比较采用 字2检验。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组血小板线粒体膜电位变化 两组治疗前低ΔΨm细胞百分比比较，差异无统计学意义（P>0.05），入院7 d两组患者低ΔΨm细胞百分比均低于治疗前，入院3、7 d治疗组患者低ΔΨm细胞百分比均低于对照组，差异均有统计学意义（P<0.05），见表2。

2.2 两组血小板线粒体内ATP水平的变化 两组治疗前血小板内ATP相对含量比较，差异无统计学意义（P>0.05），入院3、7 d治疗组患者血小板内ATP水平均高于治疗前且高于对照组同期，差异均有统计学意义（P<0.05），见表3。

2.3 两组乳酸清除率比较 两组患者在入院时乳酸值比较，差异无统计学意义（P>0.05）。治疗组入院6、12、24 h的乳酸值均低于对照组，治疗组乳酸清除率高于对照组，差异均有统计学意义（P<0.05）。见表4。

2.4 两组SOFA评分比较 两组患者入院时SOFA评分比较，差异无统计学意义（P>0.05），治疗组入院3、7 d SOFA评分均低于对照组，差异均有统计学意义（P<0.05），见表5。

2.5 两组呼吸机辅助时间、ICU住院时间、短期（28 d）病死率比较 治疗组呼吸机辅助时间、ICU住院时间、短期病死率均低于对照组，差异均有统计学意义（P<0.05），见表6。

3 讨论

脓毒症是宿主对感染的反应失控导致危及生命的器官功能衰竭[7]。其主要特征是线粒体功能障碍[8]，而线粒体功能降低在器官功能障碍的发生、发展及功能恢复中起关键性作用[9-10]。在脓毒症早期在脂多糖作用下细胞内脂酰基转移酶去乙酰化增加，线粒体功能及完整性遭到破坏，并且出现线粒体自噬现象[11-12]。随着脓毒症病情的进展，线粒体功能及数量均下降，组织器官为了适应线粒体能量供应，只能降低或关闭细胞功能来减少能量需求，从而达到能量供需平衡即MODS[13]。如果脓毒症不能得到有效控制，病情持续时间过长，线粒体结构和功能将呈现不可逆性的改变，最终导致线粒体功能衰竭，细胞能量枯竭，引起多器官功能衰竭而死亡[14]。endprint

左卡尼汀即左旋肉碱是脂肪代谢过程中的一种关键物质，能作为载体把脂肪酸从线粒体外运入线粒体内，使其氧化分解。左卡尼汀用于感染性休克患者是安全有效的，能明显降低短期（28 d）死亡率，并能提高低酮体类脓毒症患者远期（1年）生存率[15-16]。其机制可能是左卡尼汀通过乙酰肉碱转移酶的活动，参与在脂酰肉碱和脂酰-CoA酯之间平衡的建立，能有效维持线粒体功能[17]；并且能改善受损线粒体超微结构、维持线粒体长度、减少线粒体损伤的数量，从而阻止细胞凋亡[2]；左卡尼汀对于线粒体功能损伤的保护也有抗氧化和抗炎的机制参与[18-19]。在代谢应激时，线粒体积累脂酰-CoA，是为了保持机体卡尼汀稳态[20]。足够量的游离卡尼汀可促使堆积的脂酰-CoA进入线粒体内，使氧化磷酸化得以顺利进行，从而提高组织细胞能量供应，阻止器官功能衰竭[21]。

笔者通过对在医院ICU住院的86例脓毒血症患者研究显示，加用左卡尼汀治疗3 d即出现细胞内ATP水平较对照组高，且高于入院时水平，差异均有统计学意义（P<0.05）；而低ΔΨm细胞百分比及SOFA评分均低于对照组，差异均有统计学意义（P<0.05）。说明早期加用左卡尼汀能减少线粒体氧化应激损害、维持线粒体功能作用。从乳酸清除率也提示早期加用左卡尼汀对预后有积极作用。加用左卡尼汀治疗7 d细胞内ATP水平高于对照组，且高于入院时，低ΔΨm细胞百分比及SOFA评分低于对照组，且低于入院时，差异均有统计学意义（P<0.05）。说明左卡尼汀改善受损线粒体结构和功能，提高组织器官能量供应，阻止器官衰竭，对脓毒症患者的治疗有积极作用。

本研究结果显示，加用左卡尼汀治疗后患者呼吸机辅助时间明显缩短、在ICU住院时间也明显减少，并且降低短期（28 d）病死率差异均有统计学意义（P<0.05）。这不仅提高了脓毒症患者的生存率，还大大节省了医疗费用支出。

综上所述，左卡尼汀注射液可能是通过改善线粒体膜电位，恢复线粒体氧化磷酸化功能，提高组织细胞能量供应，有效增加脓毒症患者乳酸清除率，提高组织器官能量供应，阻止器官衰竭，缩短呼吸机辅助时间及ICU住院时间，降低患者短期（28 d）死亡率。左卡尼汀对脓毒症治疗效果明显，可作为代谢复苏药物用于集束化治疗。

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（收稿日期：2017-05-22） （本文編辑：康玥）endprint