血清CXCL-10和IL-27水平与艰难梭菌感染腹泻患者病情程度的相关性分析

张金仿, 张宇蔺

(1.首都医科大学附属北京友谊医院, 北京 100050 2.南京医科大学附属苏州医院医学检验科, 江苏 苏州 215002)

艰难梭菌(Clostridium difficile,Cd)是广泛分布于人类和动物胃肠道和环境中、可通过粪—口途径传播、分泌产生毒素和形成生物膜等因素而引起无症状或不同程度腹泻或危及生命的伪膜性结肠炎等多种临床表现的一种革兰阳性厌氧芽孢杆菌[1,2]。艰难梭菌感染(Clostridium difficile infection,CDI)是近十年来发现的与老龄、抗生素使用等多种危险因素相关的严重世界范围内医疗相关感染之一[3],当前其检测诊断手段主要是直接进行粪便Cd相关毒素的检测,但因CDI与近期抗生素使用的量和频率等密切相关,使得粪便毒素检测阳性率常受影响,而目前关于CDI感染严重程度与血清学标志物的研究甚少,故本研究通过检测CDI腹泻患者血清炎症学标志物CXC趋化因子配体-10(CXC chemokineligand-10,CXCL-10)和白介素-27(interleukin-27,IL-27)水平的变化及其与病情严重程度间的相关性,以期为CDI感染的临床诊断、后续治疗和病情监测提供新的实验室依据。

1 资料与方法

1.1临床资料:将2019年10月至2020年10月我院收治的150例腹泻患者纳入为研究对象,根据Cd培养结果是否阳性将其观察组(Cd培养阳性者,n=90)和对照组(Cd培养阴性者,n=60),观察组患者又根据CDI疾病严重程度(severity score index,SSI)评分[4]将其分为轻度亚组(评分<4分,n=38)和中—重度亚组(评分≥4分,n=52)。其中观察组男性52例,女性38例,平均年龄(59.09±2.77)岁；对照组男性36例,女性24例,平均年龄(58.72±3.02)岁。另选取同期我院健康体检人员50例作为健康组,其中男性29例,女性21例,平均年龄(58.81±2.82)岁。三组人员在性别比和年龄等资料方便无统计学差异(P>0.05)。本研究已获医院伦理委员会批准且经患者知情同意。

1.2纳入和排除标准:纳入标准：①年龄在18周岁以上；②24h内腹泻次数在3次以上,且大便Cd毒素检测及厌氧条件下培养阳性。排除标准：①近期患有肺部感染、病毒感染等感染性疾病者；②患有类风湿性关节炎、结缔组织病等自身免疫性疾病者；③患有恶性肿瘤和血液系统疾病者；④患者大便标本量太少或者同时无法采集到血清样本者。

1.3仪器与试剂:Cd毒素A或B检测使用法国梅里埃VIDS全自动免疫分析仪及配套试剂；Cd培养使用环丝氨酸-头孢西丁-果糖-卵黄琼脂(cycloserine cefoxitin fructose yolk agar,CCFA)培养基购自上海宾穗生物科技有限公司；CXCL-10检测方法使用酶联免疫吸附试验(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA),试剂盒购自美国R&D公司；IL-27检测方法使用ELISA,试剂盒购自美国Ebioscience公司。

1.4方法:在患者发生腹泻后的24h～48h内立即进行大便和静脉血标本的采集,大便标本马上送检验科细菌室进行毒素A或B检测和厌氧培养,静脉血真空抽取4mL置于离心机3000r/min离心10min后收集上清置于-80℃冰箱冻存,待所有患者收集完整后冻融进行血清CXCL-10和IL-27检测。比较三组人员血清CXCL-10和IL-27水平间的差异,并分析血清CXCL-10和IL-27与CDI腹泻严重程度间的相关性。

2 结 果

2.1三组人员血清CXCL-10和IL-27水平比较:三组人员血清CXCL-10和IL-27水平高低为：观察组>对照组>健康组,三组间比较具有统计学意义(P<0.05)；观察组中—重度亚组患者血清CXCL-10和IL-27水平明显高于轻度亚组,组间比较具有统计学意义(P<0.05),见表1。

表1 三组人员血清CXCL-10和IL-27水平比较

2.2血清CXCL-10和IL-27水平与CDI腹泻严重程度相关性:观察组SSI评分为(4.68±1.73)分,其中轻度亚组SSI评分为(3.02±0.89)分,中—重度亚组SSI评分为(5.13±1.09)分。通过Spearman直线相关性分析发现：观察组患者血清CXCL-10和IL-27水平与SSI评分间呈正相关性(r=0.317和0.368,P=0.002和0.000),见图1。

图1 血清CXCL-10和IL-27水平与CDI腹泻严重程度相关性

2.3血清CXCL-10和IL-27水平对CDI腹泻的诊断价值:绘制ROC曲线分析发现：血清CXCL-10、IL-27及二者联合对CDI腹泻的诊断曲线下面积(area under curve,AUC)分别为：0.846、0.853和0.874,诊断敏感性分别为85.25%、80.30%和82.75%,诊断特异性分别78.50%、82.55%和85.85%,见图2。

图2 血清CXCL-10和IL-27水平对CDI腹泻的诊断价值

3 讨 论

CDI患者的肠道黏膜可在Cd相关肠毒素A、细胞毒素B和二元毒素等因素的作用下发生中性粒细胞浸润、肌动蛋白解聚和细胞骨架破坏,诱导各类炎症因子释放,增加肠黏膜上皮细胞通透性,促进大量肠道液体分泌物产生,使得肠黏膜发生变形和坏死,进而发生腹泻、伪膜性肠炎、肠穿孔甚至死亡等临床表现[5]。当前CDI检测包括Cd培养、Cd代谢谷氨酸脱氢酶检测、Cd毒素检测、白细胞和降钙素原等实验室相关炎症指标检测以及内镜检测技术等,但每种检测方法都各具局限性,且各实验室检测能力不具全面性,并有效流行病学监控手段的缺乏[6],使得Cd感染诊断往往困难重重,故寻找指标进行联合诊断以达到阳性预测值和阴性预测值较满意的效果具有重要意义。

IL-27是一种在生理及病理条件下均具多种免疫调节活性的多效性细胞因子,具有增强Th1淋巴细胞和CD8+T淋巴细胞功能并抑制Th2、Treg、Th9和Th17细胞的功能作用,还能参与调节B细胞、NK、DC和巨噬细胞的免疫应答,在炎症状态下可通过结合相应受体激活NF-κB、JAK/STAT和p38MAPK等信号转导分子而调控机体免疫应答发挥抗炎调节作用[7]。王丽芳[8]通过ELISA方法对CDI患者血清样本中IL-27水平的检测发现CDI患者血清IL-27水平表达明显升高,且通过构建小鼠动物模型从多方面检测CDI感染小鼠体内IL-27等细胞因子的表达和细胞吞噬功能情况,并使用重组IL-27对CDI感染小鼠进行治疗后情况观察,结果发现IL-27在CDI感染小鼠的抗炎作用中发挥着保护性作用,这可能与IL-27可增强腹腔巨噬细胞(Peritoneal macrophages,PMs)的吞噬活性有关；而重组IL-27治疗后的CDI感染小鼠的感染症状明显改善,小鼠生存率明显提高,这种情况的发生极有可能与治疗后γ-干扰素(INF-γ)水平的升高有关。本研究同样通过ELISA方法检测了CDI患者血清IL-27水平的变化,结果发现观察组血清IL-27水平明显高于对照组和健康组,这与王丽芳[8]和吴夏楠[9]的研究结果具有一致性,表明IL-27在CDI的发生过程中发挥着重要作用。我们还研究了IL-27与CDI腹泻病情严重程度的相关性,结果发现观察组中—重度亚组患者血清IL-27水平明显高于轻度亚组,说明疾病程度越重,IL-27表达水平越高,这可能是一种保护性反应,而其中涉及的分子机制成为了我们下一步的研究切入点。

CXCL-10,又称INF-γ-诱导蛋白10(interferon-γ-induced protein 10,IP-10),机体在炎症状态下可通过招募Th1细胞诱导INF-γ和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)的产生而刺激单核细胞、成纤维细胞和内皮细胞等多种细胞分泌CXCL-10,形成扩增反馈环,其水平的升高成为宿主发生免疫应答的标志,参与组织的修复和炎症稳态的维持[10,11]。Palucci I等[12]采用全血体外模型研究了CXCL-10对结核分枝杆菌复制的影响,发现CXCL-10可通过促进单核细胞和活化T淋巴细胞向炎症病灶的迁移作用而发挥抑制结核分枝杆菌的作用,表明CXCL-10可作为一种趋化剂通过靶向作用而发挥抗感染治疗作用。Bruce KE等[13]的研究发现CXCL-10在肺炎链球菌的耐药性产生中发挥着重要作用,这种耐药机制涉及寡肽转运体、群体感应和毒力等多方面,CXCL-10具抗肺炎链球菌活性,表明CXCL-10在细菌的感染过程中发挥着一定的作用。本研究发现观察组血清CXCL-10水平明显高于对照组和健康组,且观察组中—重度亚组患者血清CXCL-10水平明显高于轻度亚组,这与吴夏楠[10]的研究结果具有一致性,表明血清CXCL-10水平与CDI疾病程度越重呈正相关,提示血清CXCL-10检测可能成为CDI疾病程度判断的潜在生物学标志物。

本文还研究了CDI患者血清CXCL-10和IL-27与CDI腹泻严重程度相关性以及二者对CDI的诊断效能,结果发现：观察组患者血清CXCL-10和IL-27水平与SSI评分间呈正相关性(r=0.317和0.368,P=0.002和0.000)；血清CXCL-10、IL-27及二者联合对CDI腹泻的诊断曲线下面积(area under curve,AUC)分别为：0.846、0.853和0.874,诊断敏感性分别为85.25%、80.30%和82.75%,诊断特异性分别78.50%、82.55%和85.85%,这表明血清CXCL-10和IL-27有助于CDI腹泻患者病情严重程度的判断,具临床应用价值。

综上所述,CDI患者血清CXCL-10和IL-27水平升高明显,可成为CDI疾病严重程度的潜在评估生物学标志物。