慢性心力衰竭合并肺部感染患者MIP-2、MMP-9、D-D、miR-21表达及与病原菌类型、心肌功能的关联性研究

鲍利改，董 谦

慢性心力衰竭(CHF)是各种基础心脏病的终末阶段，5年生存率仅为10.0%[1]，由于心肌收缩力明显下降，导致血液淤积于肺部，加之机体代谢异常，抵抗力下降，易诱发肺部微循环障碍，细菌沉积于肺底部，增加肺部感染(PI)发生风险，进而引发机体不同程度缺氧，最终形成恶性循环[2-3]。因此准确诊断CHF合并PI，对指导临床制定有效干预方案具有重要价值。既往临床诊断CHF合并PI主要依赖降钙素原、C反应蛋白等炎性因子，但其诊断特异度、敏感度较低。近年相关研究指出，巨噬细胞炎症蛋白-2(MIP-2)作为一种巨噬细胞趋化因子，在炎症反应及PI病原菌鉴别中扮演着重要角色[4]。基质金属蛋白酶-9(MMP-9)是基质金属蛋白酶家族成员，其表达可引发心室重构，加重CHF病情[5]，但其在CHF合并PI中的作用尚未完全明确。D-二聚体(D-D)是纤溶过程中的特异性标志物，其在心脑血管疾病中的作用已得到临床研究证实[6-7]。另外有研究表明，微小核糖核酸参与了PI的发生、发展过程[8]，而微小核糖核酸-21(miR-21)不仅在CHF心室重构过程中发挥重要作用，还参与了感染性疾病的发生发展[9]。故此，本研究旨在探讨CHF合并PI患者MIP-2、MMP-9、D-D、miR-21表达情况及与病原菌类型、心肌功能的关联性，现报告如下。

1 资料与方法

1.1一般资料 选取2018年1月—2020年4月我院收治的214例CHF。纳入标准：符合CHF诊断标准[10]；PI诊断：病程中出现咳嗽、发热等症状；两肺可闻及水泡音和(或)哮鸣音；经胸部X线检查示单侧或双肺多发或单发斑片状密度增高影；白细胞计数>10.0×109/L或<4.0×109/L；临床资料完整。排除标准：近1个月内有抗感染药物、免疫抑制剂服用史者；急性心肌炎者；合并肝肾等重要脏器器质性病变者；严重营养不良者；存在乙醇药物滥用者；凝血功能紊乱或活动性出血者；严重意识障碍或精神行为异常者。214例根据是否合并PI分为PI组78例与无PI组136例。

1.2研究方法

1.2.1一般资料收集：参考相关文献、专家意见自制《一般资料调查问卷》，调查内容包括性别、年龄、体质量指数(BMI)、吸烟史、饮酒史、CHF病程、心功能分级、心肌功能指数(MPI)等。MPI采用美国GE公司Vivid Five型彩色多普勒超声诊断仪检测。

1.2.2血清学指标检测：所有患者取空腹肘静脉血9 ml，采用AEROSET全自动生化分析仪测定白细胞计数、中性粒细胞百分比、淋巴细胞百分比。将采集的静脉血离心15 min(离心半径8 cm)，分离取血清，采用酶偶联法检测肌酸激酶(CK)、心肌型肌酸激酶同工酶(CK-MB)、乳酸脱氢酶(LDH)、天冬氨酸转氨酶(AST)水平；采用酶联免疫吸附试验测定血清MIP-2、MMP-9、D-D水平；采用实时荧光定量PCR技术测定血清miR-21水平。

1.2.3病原菌检测：于血清学指标检测当日清晨无菌采集CHF合并PI患者痰液，排痰前清水漱口3次，清除口腔内大部分杂菌，后用力咳出呼吸道深部痰液至无菌广口瓶内或小纸盒内，痰液不易排出者，可通过捶背协助排痰，必要时应用一次性插入式吸引管通过负压吸引器吸取深部痰液。利用phoenix100细菌培养鉴定仪培养鉴定病原菌。

1.3观察指标 比较2组一般资料，采用多因素Logistic回归分析探讨CHF合并PI的影响因素；分析CHF合并PI患者MPI与MIP-2、MMP-9、D-D、miR-21的相关性；分析MIP-2、MMP-9、D-D、miR-21联合检测对CHF合并PI的诊断价值；分析CHF合并PI患者病原菌类型；分析MIP-2、MMP-9、D-D、miR-21与病原菌类型的相关性。

2 结果

2.12组一般资料比较 2组年龄、白细胞计数、中性粒细胞百分比、淋巴细胞百分比、心功能分级、MPI、CK、AST、CK-MB、LDH、MIP-2、MMP-9、D-D、miR-21比较差异有统计学意义(P<0.05，P<0.01)。见表1。

表1 慢性心力衰竭合并肺部感染及未合并肺部感染患者一般资料比较

2.2CHF合并PI影响因素分析 多因素Logistic回归分析显示，年龄、白细胞计数、中性粒细胞百分比、淋巴细胞百分比、心功能分级、MPI、CK、AST、CK-MB、LDH、MIP-2、MMP-9、D-D、miR-21为CHF合并PI的独立危险因素(P<0.05)。见表2。

表2 慢性心力衰竭合并肺部感染的多因素Logistic回归分析

2.3MPI与MIP-2、MMP-9、D-D、miR-21的相关性分析 CHF合并PI患者MIP-2、MMP-9、D-D、miR-21表达均与MPI呈正相关(r=0.870、0.883、0.935、0.766，P<0.01)。见图1。

图1 MPI与MIP-2、MMP-9、D-D、miR-21的相关性散点图

2.4MIP-2、MMP-9、D-D、miR-21联合检测对CHF合并PI的诊断价值分析 ROC曲线分析显示，MIP-2、MMP-9、D-D、miR-21联合检测诊断CHF合并PI的曲线下面积(AUC)最大，为0.917，敏感度、特异度分别为74.36%、91.91%，见图2。

图2 MIP-2、MMP-9、D-D、miR-21联合检测诊断CHF合并PI的ROC曲线

2.5CHF合并PI患者病原菌分析 78例CHF合并PI痰液标本共检出病原菌87株，其中革兰阴性菌62株(71.26%)，包括鲍曼不动杆菌20株，铜绿假单胞菌14株，大肠埃希菌10株，肺炎克雷伯菌8株，奇异变形菌4株，阴沟肠杆菌3株，聚团肠杆菌2株，洋葱伯克霍尔德菌1株；革兰阳性菌21株(24.14%)，包括金黄色葡萄球菌14株，表皮葡萄球菌4株，肺炎链球菌3株；真菌4株(4.60%)，均为白色假丝酵母菌。

2.6MIP-2、MMP-9、D-D、miR-21与病原菌类型的相关性分析 不同病原菌类型CHF合并PI患者MIP-2、MMP-9、D-D、miR-21水平有统计学意义(P<0.05，P<0.01)，见表3。且MIP-2、MMP-9、D-D、miR-21与病原菌类型呈正相关(r=0.785、0.625、0.617、0.734，P<0.05)。

表3 不同病原菌类型CHF合并PI患者MIP-2、MMP-9、D-D、miR-21水平比较

3 讨论

数据统计，约59.6%的CHF患者合并PI[11]。临床证实，PI一方面可增加心肌耗氧量，加重心脏负担，引发心肌炎症；另一方面感染性强的病原菌还能促进大量内毒素分泌，明显降低机体红细胞携氧能力，从而损伤心肌细胞，使心脏增大，进而对患者心肌功能及预后产生严重影响[12-13]。因此，寻找一种有效诊断手段，并及时有效干预，是目前临床亟须解决的问题。

相关研究显示，CHF合并PI发生机制与机体炎症反应及左心室重构密切相关。本研究发现MIP-2、MMP-9、D-D、miR-21异常高表达是CHF合并PI的独立危险因素，与王萌等[14]、李静和梅冬[15]、林春生和王世红等[16]、伍灏堃等[17]研究结果相似。MMP-9主要由机体血管壁细胞分泌、释放，可降解心肌细胞外基质膜间质蛋白及相关胶原，避免肺基底膜及其结构支架的完整性遭到损坏[18]。MIP-2是一种介导炎症反应的关键蛋白，在感染过程中发挥重要作用。有研究指出，MIP-2水平过度升高不仅会刺激细胞表面黏附分子表达，引发炎症反应，还可促进中性粒细胞、细胞黏附分子-1(ICAM-1)结合，上调相关炎性因子表达，加剧炎性因子浸润，提高血管通透性[19-20]。D-D形成与凝血酶、纤维蛋白溶酶活性相关，是评价机体凝血功能与纤溶状态的有效指标。王永锋等[21]研究指出，PI发生时，机体受病原菌产生的毒素及炎性介质刺激，会一定程度损害肺部微血管，激活凝血系统，形成微血栓，进而刺激纤溶系统，诱导纤维蛋白原分解，继而引起血清D-D含量升高。miR-21参与血管平滑肌异常增殖、凋亡及心肌细胞生长、死亡、纤维化过程[22]。产生上述结果的原因可能在于，CHF合并PI时不仅会降解正常胶原蛋白，调节缺乏连接结构的纤维性间质合成，破坏心肌基质胶原网，还会激活整合素，增强中性粒细胞、ICAM-1相互作用，刺激蛋白酪氨酸磷酸酶基因表达，趋化中性粒细胞、嗜酸粒细胞等多种炎性细胞活性，释放大量白细胞介素、肿瘤坏死因子-α等炎性因子，加重病情，从而上调MIP-2、MMP-9、D-D、miR-21水平。

宁国强等[23]研究发现，CHF合并PI患者炎性介质水平升高，可进一步破坏心肌细胞功能，引发心肌细胞坏死甚至凋亡，继而增加心肌纤维化发生风险，从而对心力衰竭发展起到一定促进作用。MPI是一项评估心肌功能的新型彩色多普勒超声衍生指标[24]。本研究经Pearson线性相关性分析可知，CHF合并PI患者MPI与MIP-2、MMP-9、D-D、miR-21存在良好线性关系，这可能归因于MIP-2、MMP-9、D-D、miR-21过度表达，炎性因子增多，不仅会加重心肌缺氧状态，加剧基质细胞损伤，还可增强血液黏附作用，降低纤维蛋白原生成量，从而导致左室扩张，引发心肌重构，加剧心肌功能损伤。另外，本研究经痰液培养可知，78例CHF合并PI患者病原菌以革兰阴性菌为主，符合国内PI病原菌分布特点[25-26]，可进一步为临床医生经验性用药提供数据支持，但关于MIP-2、MMP-9、D-D、miR-21鉴别CHF合并PI病原菌类型中的价值尚未完全明确。本研究表明，MIP-2、MMP-9、D-D、miR-21在CHF合并革兰阴性菌PI患者中异常高表达，可能与内毒素刺激有关。提示早期检测MIP-2、MMP-9、D-D、miR-21水平，可为鉴别CHF合并革兰阴性菌肺部感染病原菌类型提供新途径。然而MIP-2、MMP-9、D-D、miR-21单一诊断CHF合并PI存在一定局限性，故本研究采用联合诊断，结果显示，MIP-2、MMP-9、D-D、miR-21联合诊断CHF合并PI的AUC大于上述指标单一诊断，敏感度、特异度分别为74.36%、91.91%。可见早期联合检测MIP-2、MMP-9、D-D、miR-21有助于指导CHF合并PI临床诊治。

综上，MIP-2、MMP-9、D-D、miR-21在CHF合并PI患者中异常高表达，并与病原菌类型、心肌功能存在一定相关性，早期联合检测可为临床诊治、病原菌类型鉴别、心肌功能评估提供新思路。