TNF⁃α及IL⁃1β在脓毒症性急性肾损伤中的价值及与NGAL的关系

韩梅 高梦颖 郭鹏 张军立 王帆 梁丹

脓毒症是由感染导致的机体功能失调及器官功能障碍，因感染引发的全身炎症反应是导致损伤的关键因素［1］。适度的炎症反应是有益的，但若炎症反应放大并持续存在，即可引发组织器官的损伤和功能障碍［2］。脓毒症极易引发急性肾损伤（sepsis⁃induced acute kidney injury，SI⁃AKI），虽然关于SI⁃AKI 的发病机制尚未完全明确，但已有研究表明炎症因子水平可能与SI⁃AKI 的发生、发展密切相关［3］。对机体炎症反应的监测将有助于明确SI⁃AKI 患者的病情并用于指导临床治疗。近十几年来，中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白（neu⁃trophils enzyme related lipid carrier protein gelatin，NGAL）被证明是SI⁃AKI 良好的诊断标志物［4⁃7］，并可开展床旁即时监测，但通过监测NGAL 来反应SI⁃AKI 时的炎症反应状态尚未见报道。本研究通过动态观察脓毒症病人SI⁃AKI不同时期血中炎症介质肿瘤坏死因子α（tumor necrosis factor α，TNF⁃α）、白介素⁃1β（Interleukin 1β，IL⁃1β）、白介素10（Inter⁃leukin 10，IL⁃10）及NGAL 水平的变化，探讨炎症因子对肾损伤发生发展的预测价值，并评价NGAL 对监测炎症反应的意义。报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

收集2018年6月至2020年6月本院综合ICU 收治的脓毒症患者，依照《第三届脓毒症与脓毒症休克国际共识》［8］的标准纳入病例。排除标准：①不足18 岁；②慢性肾功能衰竭患者；③炎性肠病患者；④肾移植患者；⑤心肺复苏术后患者；⑥入院前已有急性肾损伤的患者；⑦72 小时内待测样本未能全部收集。入院后跟踪观察5 个时间点（0、12、24、48 及72 h）的情况，依据改善全球肾病预后组织（Kidney Disease Improving Global Outcomes，KDIGO）标准［9］进行SI⁃AKI 诊断及分期，如果血肌酐水平和尿量的分级不一致，则采纳较重的等级。分为：KDIGO 1、KDIGO 2、KDIGO 3及无肾损伤时期（non⁃AKI）。共计纳入48 例患者，其中男性（66.67%），平均年龄（62.72±14.4）岁。本研究符合伦理学标准，经医院伦理委员会批准，所有患者或家属知情同意。

表1 病人一般资料［n（%）］Table 1 General information of patients［n（%）］

1.2 方法

1.2.1 基础数据

记录患者的性别、年龄、脓毒症病因及合并症。收集患者入院后72 h 内的临床参数。其中血乳酸使用电极法测定；C 反应蛋白（C⁃reactive pro⁃tein，CRP）采用免疫比浊法测定；并计算急性生理与慢性健康评分系统II（Acute Physiology and Chronic Health Evaluation II，APACHE II）及序贯器官衰竭评估评分（Sequential Organ Failure Assess⁃ment，SOFA）。

1.2.2 SI⁃AKI 分期

监测患者入院后每小时的尿量，并采用酶法检测患者预设时间点的血肌酐水平，依据KDIGO标准进行分期。

1.2.3 血NGAL，TNFα，IL⁃1β 和IL⁃10 的检测

按照预设时间点留取抗凝血液标本3 mL，3 000 g 离心15 min 后分离血浆保存于-80℃待测。应用NGAL、TNFα、IL⁃1β 和IL⁃10 酶联免疫吸附法（ELISA）测定。NGAL 试剂盒购自于美国R&D 公司，TNF⁃α、IL⁃1β 和IL⁃10 试剂盒购自于武汉华美生物工程有限公司。

1.3 统计方法

数据采用SPSS 23.0 软件分析；计量资料采用（）表示，组间均数比较采用单因素方差分析；计数资料采用n（%）；各指标间的关系应用双侧Pearson 检验行一元线性相关分析，诊断试验采用受试者工作特征曲线下面积AUC 评估炎症因子对SI⁃AKI 的诊断价值。P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 脓毒症病不同时期临床参数比较

血肌酐水平及SOFA 、APACHE II 评分在KDIGO 1⁃3 期均显著升高，而尿量在SI⁃AKI 的各期中显著降低，与non⁃AKI 期相比，差异有统计学意义（P<0.05）。见表2。

表2 脓毒症病人不同时期临床参数的比较［n（%），（±s）］Table 2 Comparison of clinical parameters of patients with sepsis in different periods［n（%），（±s）］

表2 脓毒症病人不同时期临床参数的比较［n（%），（±s）］Table 2 Comparison of clinical parameters of patients with sepsis in different periods［n（%），（±s）］

参数平均动脉压(mmHg)心率(bpm)乳酸(mmol/l)呼吸机辅助呼吸呋塞米(20mg/次)肌酐(umol/l)尿量(ml/h)CRP(mg/L)APACHEII SOFA non⁃AKI 76.31±12.25 112.33±30.25 2.20±1.03 21(43.75)7(9.72)44.84±26.37 71.82±18.46 128.77±54.28 17.21±3.98 7.669±2.16 KDIGO1 80.02±9.73 118.46±25.87 3.46±1.08 13(56.52)6(13.33)96.56±22.27 56.77±15.32 176.25±20.08 17.46±2.89 13.69±1.88 KDIGO2 86.50±8.43 125.00±32.65 3.51±1.69 16(59.26)10(18.86)148.53±48.24 52.76±13.35 187.26±39.81 17.88±3.08 14.46±4.21 KDIGO3 82.35±12.32 130.42±26.76 3.41±1.07 23(54.76)50(71.42)315.46±40.38 10.31±8.16 165.27±34.55 24.51±6.92 14.51±3.87 F 值0.862 2.648 2.763--92.443 40.712 2.648 4.553 8.463 P 值0.612 0.243 0.092 0.844 0.026 0.000 0.000 0.069 0.014 0.001

2.2 血中TNFα、IL⁃1β 水平对SI⁃AKI 的预测价值

伴随SI⁃AKI的出现，TNF⁃α及IL⁃1β水平均呈现出了升高趋势，差异有统计学意义（P＜0.05）；IL⁃1β水平的升高程度略高于TNF⁃α，差异有统计学意义（P＜0.05）。KDIGO 3 期的TNF⁃α 及IL⁃1β 水平与KDI⁃GO 1⁃2 期相比较，差异有统计学意义（P＜0.05）。KDIGO 1⁃2 期的TNF⁃α 及IL⁃1β 水平与non⁃AKI 期相比较，差异无统计学意义（P>0.05）。见表3。

结果显示TNFα 预测KDIGO 3 期发生的AUC是0.897，血浆TNF⁃α＞416.77 pg/mL 预测的敏感性为86.7%，特异性为73.4%。IL⁃1β 预测KDIGO 3期发生的AUC 为0.909，血浆IL⁃1β＞1766.43 pg/mL 预测的敏感性为87.8%，特异性为76.7%。而该期SCr 的AUC 是0.826，SCr＞316.26 μmol/L 预测KDIGO 3 期的敏感性为74.4%，特异性为81.0%。在入院后的72 h 内IL⁃10 的水平无显著变化，SI⁃AKI 各时期（KDIGO 1⁃3）的IL⁃10 水平与non⁃AKI期相比差异无统计学意义（P<0.05）。见图1、图2。

表3 SI⁃AKI 不同时期炎症因子及NGAL 水平的比较（±s）Table 3 Comparison of inflammatory factors and NGAL levels in different periods of SI⁃AKI（±s）

表3 SI⁃AKI 不同时期炎症因子及NGAL 水平的比较（±s）Table 3 Comparison of inflammatory factors and NGAL levels in different periods of SI⁃AKI（±s）

参数（pg/mL)TNF⁃α IL⁃1β IL⁃10 NGAL non⁃AKI 303.57±108.52 1044.18±521.46 49.97±29.38 212.03±62.42 KDIGO 1 415.31±97.45 1482.61±489.84 52.74±25.98 248.52±56.96 KDIGO 2 406.76±109.57 1468.32±506.41 57.39±17.95 278.24±68.82 KDIGO 3 567.88±126.50 22.02.55±578.73 47.11±30.24 423.55±71.63 F 值7.099 7.688 0.705 15.614 P 值（组间）0.001 0.001 0.554 0.000

图1 脓毒症病人SI⁃AKI 不同时期TNF⁃α、IL⁃1β 及IL⁃10水平比较Figure 1 Comparison of TNF⁃α，IL⁃1β and IL⁃10 levels in patients with sepsis at different stages of SI⁃AKI

图2 TNF⁃α、IL⁃1 β、NGAL 及SCr 对重度SI⁃AKI 的预测价值Figure 2 Predictive value of TNF⁃α，IL⁃1 β，NGAL and SCr for severe SI⁃AKI

2.3 NGAL 对SI⁃AKI 的预测价值及与炎症因子的相关性分析

预测KDIGO 3 发生的AUC 为0.883，NGAL＞284.32 pg/mL 预测KDIGO 3 的敏感性为85.2%，特异性为86.6%。NGAL 与TNF⁃α 及IL⁃1β 均显著正相关（TNF⁃αr=0.949，IL⁃1βr=0.931，P＜0.05），而与IL⁃10 无相关性（r=0.245，P>0.05）。见图3。

图3 SI⁃AKI 病人血中NGAL 与TNF⁃α、IL⁃1β 水平有着良好的相关性Figure 3 Plasma NGAL correlated well with TNF⁃α，IL⁃1β levels in patients with SI⁃AKI

3 讨论

急性肾损伤是脓毒症常见的合并症，接近70%的危重症病人会出现急性肾损伤，并导致死亡率明显增加［10］。近年来的研究表明炎症反应导致的肾小管上皮细胞的坏死、凋亡和自噬反应可能是其主要机制［11］。众多炎症因子参与了肾组织中白细胞的趋化、聚集及激活，这将导致炎症反应的传播和放大及肾小管上皮细胞的损伤，从而出现了SI⁃AKI［12］。在组织感染引发脓毒症时，最早出现的TNF⁃α、IL⁃1β为核心致炎因子，并与IL⁃10 等抗炎因子相抗衡，与肾损伤密切相关［2］。因此，监测炎症因子水平可能对SI⁃AKI 具有预测、诊断和判定预后的价值。

方红龙的研究报道了血中TNF⁃α、IL⁃6、IL⁃10的水平与SI⁃AKI 病人的肾脏替代治疗及死亡率具有良好的相关性［13⁃14］，提示炎症因子水平与重度肾损伤及恶性预后有关。本研究观察了脓毒症患者72 小时内TNF⁃α、IL⁃1β 、IL⁃10 的水平与SI⁃AKI发生、发展的关系，所得结果与以往研究有所不同。笔者发现致炎因子TNF⁃α、IL⁃1β 的水平与KDIGO 3 期关系密切，且两者的预测价值相近，均较血肌酐更加灵敏，显示了对重度肾损伤时期有着良好的诊断价值；但TNF⁃α、IL⁃1β 水平在轻度肾损伤时期，也就是KDIGO1⁃2 期，并未出现明显的升高。这一观察结果表明在促进SI⁃AKI 发生、发展的众多因素中，炎症反应可能并不是肾损伤启动的主要原因，而是导致损伤进展、恶化的关键因素。抑制炎症反应可能会避免肾功能持续下降及肾脏替代治疗，并可能降低病死率。此外，IL⁃10在SI⁃AKI 的不同时期与non⁃AKI 期相比，差异均无显著性，提示抗炎反应在SI⁃AKI 的发生、发展中的作用还需要进一步研究和讨论。

血中致炎因子对SI⁃AKI 有着良好的预测价值，也提示应寻找适合临床开展的检测指标来反应炎症因子水平。NGAL 属于脂质运载蛋白家族，不仅与肾脏的发育有关，还与肾小管损伤程度密切相关，因其能够作为AKI 的早期生物学标志物而被临床广泛关注［15］。本研究结果表明NGAL与血中TNF⁃α、IL⁃1β 水平密切相关，监测NGAL水平将有助于评价SI⁃AKI 患者的全身炎症反应状态，值得进一步研究探讨。

综上所述，脓毒症患者血中TNF⁃α、IL⁃1β 水平可作为SI⁃AKI 发生发展的预测指标，对重度SI⁃AKI 有着良好的预测价值，但IL⁃10 未发现有相应的诊断价值。此外，NGAL 水平与TNF⁃α、IL⁃1β密切相关，监测NGAL 有助于跟踪和评估炎症反应状态及肾损伤的进展。