血清补体C5a与社区获得性肺炎患者严重性以及预后关联的回顾性研究

杨瑞祥 蒋亚林 付淑贤 陆友金 付林

社区获得性肺炎(Community-acquired pneumonia, CAP)是指在医院外罹患的感染性肺实质炎症，是威胁人类健康的常见感染性疾病之一，目前CAP的发病率和死亡率呈逐渐升高的趋势[1-3]。补体(Complement)是广泛存在于人和动物血清以及组织液中的一类经活化后具有免疫活性的蛋白质和机体天然免疫系统的重要组成成分，介导炎性反应[4]。补体5a(Complement 5a, C5a)是补体的裂解产物，在炎症部位表达升高，趋化炎症细胞活化和聚集，引起促炎因子的合成和分泌[5]。有研究发现C5a在急性肺损伤中是升高的[6]，新冠肺炎患者体内C5a水平是上调的[7]。但是C5a是否参与CAP的发生、发展目前并不清楚。因此，本研究拟通过一项回顾性研究，分析血清C5a水平与CAP患者的严重性以及预后之间的关联，探讨C5a在CAP发生、发展中的作用。

资料与方法

一、研究对象

选择2019年6月到2021年3月期间在我院呼吸与危重症医学科就诊的120名CAP患者，CAP的诊断标准依据《中国成人社区获得性肺炎诊断和治疗指南(2016年版)》[8]。排除标准：年龄小于18周岁的未成年患者；孕妇；合并有肺癌或肺结核的患者；严重的免疫功能低下患者；有精神障碍和交流障碍的患者；来我科室之前在其他医院已经接受过治疗的患者。本研究遵循医学伦理基本原则，并由医学伦理委员会认证和批准(亳医伦审2021第10号)。

二、资料收集

回顾性收集所有CAP患者人口统计学资料，主要包括性别和年龄，是否合并基础疾病；收集医院实验室检查资料，主要包括血常规指标、肝功能指标、肾功能指标、炎症因子等；CAP患者严重程度经CAP严重性评分(CRB-65、CURB-65、PSI、SMART-COP和CURXO)进行评估。

三、生物素双抗体夹心酶联免疫吸附试验(ELISA)

所有受试者在入院后24 h内抽取空腹静脉血，室温静置2 h后，3500 g/min离心10 min，收集上清，分装后冻存于-87℃超低温冰箱。使用生物素双抗体夹心酶联免疫吸附实验(ELISA)检测血清C5a水平，血清C5a(JYM1496Hu)ELISA试剂盒由武汉基因美生物科技有限公司提供，具体操作步骤按照说明书进行。

四、统计分析

结 果

一、人口学信息和临床特征

符合条件的120名CAP患者被纳入到该研究中，人口学特征与临床检测结果被分析，如(表1)所示，研究对象的平均年龄为67.6岁，68(56.7%)人为男性患者。肝功能、肾功能和血常规被检测，CAP患者严重性评分被分析，结果如表1所示，平均CURB-65、CRB-65、PSI和SMART-COP评分分别为1.9、1.5、101.3和3.0分。根据CURXO评分将CAP患者分为轻度和重度患者，其中严重CAP患者有53(44.2%)人。

表1 CAP患者人口学特征

二、CAP患者入院血清C5a水平

CAP患者住院时血清C5a被检测，根据CAP严重程度评分进一步分析不同CAP患者血清C5a水平，结果如(图1A)所示，根据CURXO评分将CAP患者分成轻度和重度患者，发现重度患者血清C5a水平高于轻度患者。此外，发现CAP患者CURB-65评分为0～1分的患者血清C5a水平是最低的(图1B)。进一步比较了不同CRB-65评分的患者血清C5a水平，发现评分为0的CAP患者血清C5a水平低于评分高于0的患者(图1C)。进一步分析发现，血清C5a水平随着PSI评分的升高而逐渐升高(图1D)。根据SMART-COP评分，比较了不同CAP患者血清C5a水平，结果提示评分为0～2患者血清C5a水平低于其他评分患者(图1F)。

图1 不同严重性评分CAP患者血清C5a水平

(A)不同CURXO评分的CAP患者血清C5a水平，CAP患者被分为轻度和重度；(B)不同CURB-65评分的CAP患者血清C5a水平，0～1分，低危；2分，中危；3～5分，高危；(C)不同CRB-65评分的CAP患者血清C5a水平，0分，低危；1～2分，中危；≥3分，高危；(D)不同PSI评分的CAP患者血清C5a水平，<50分，低危；71～90分，中危；91～130分，高危；>130分，极度危险，需要住院治疗；(E)不同SMART-COP评分的CAP患者血清C5a水平，0～2分，低风险；3～4分，中度风险；5～6分，高风险；7～8分，极高风险。所有数据以表示。*P<0.05，**P<0.01。

三、CAP患者血清C5a水平与临床指标之间的关联

CAP患者血清C5a水平与临床特征之间的关联通过Pearson检验被分析。结果发现血清C5a水平与CAP严重性评分CURB-65(r=0.604,P<0.001)、CRB-65(r=0.627,P<0.001)、PSI(r=0.635,P<0.001)和SMART-COP(r=0.649,P<0.001)呈显著正相关(表2)。进一步分析了CAP患者血清C5a与肝功能以及肾功能指标之间的关联，结果表明尽管血清C5a与肝功能指标之间无明显关联，但是与肌酐(r=0.321,P=0.004)和尿素氮(r=0.270,P=0.007)呈弱正相关。此外，血清C5a水平与血常规指标之间的关联被分析，发现血清C5a水平与中性粒细胞数(r=0.213,P=0.012)、中性粒细胞/淋巴细胞数比值(NLR:r=0.332,P=0.002)、淋巴细胞/单核细胞比值(LMR:r=0.225,P=0.026)以及血小板/淋巴细胞比值(PLR:r=0.378,P<0.001)均呈弱正相关。血清C5a水平与降钙素原(r=0.190,P=0.015)以及D二聚体(r=0.236,P<0.001)也呈正相关。炎症因子与血清C5a之间的关联性被分析，结果提示血清C5a与血清C反应蛋白(CRP:r=0.372,P=0.011)呈正相关。

表2 血清C5a水平与临床特征之间的关联

四、不同CAP患者入院时血清C5a水平的差异

根据CAP患者的住院时间不同，将CAP患者分成三组，分别为<9天组，9～16天组，>16天组。比较不同CAP患者刚入院时血清C5a的差异，结果发现随着住院时间的延长，CAP患者血清C5a呈逐渐升高的趋势(图2A)。CAP患者在入院以后，其中有14(11.7%)名CAP患者死亡。继续比较了存活和死亡患者在入院时血清C5a的差异，发现死亡患者在入院时血清C5a水平显著高于存活组(图2B)。

图2 不同预后结局CAP患者入院血清C5a水平

五、血清C5a水平与CAP患者严重程度之间的关联

血清C5a水平与CAP患者严重程度之间的关联通过logistic回归被分析，以肺炎严重程度评分为因变量，赋值如下：轻度=1，重度=2；血清C5a为自变量，和年龄、性别(男性=1，女性=2)和并发症(无=0，有=1)一起纳入到回归方程。单因素的logistic回归分析发现CAP患者入院时血清C5a水平的升高增加了严重性评分CURB-65(OR=1.245, 95%CI: 1.056～1.552)、CRB-65(OR=1.389, 95%CI: 1.112～1.651)、PSI(OR=1.452, 95%CI: 1.138～1.752)和CURXO(OR=1.013, 95%CI: 1.007～1.0182)升高风险(表3)。控制相关混杂因素后，进行进一步的多因素logistic回归分析，结果提示血清C5a升高增加了重度CAP患者CURB-65(OR=1.152, 95%CI: 1.006～1.451)、CRB-65(OR=1.112, 95%CI: 1.001～1.421)、PSI(OR=1.115, 95%CI: 1.008～1.289)评分的发生风险表3)。

表3 血清C5a水平与 CAP不同评分之间的关联

(A)不同住院时间CAP患者血清C5a水平(将CAP患者住院时间进行三等分，<9天组，n=30; 9～16天组，n=53；>16天组，n=37)；(B)存活和死亡CAP患者血清C5a水平(存活组，n=96；死亡组，n=14)。所有数据以表示。*P<0.05，**P<0.01。

六、血清C5a与CAP患者死亡风险之间的关联

血清C5a水平与CAP患者死亡结局之间的关联通过生存回归模型被分析，Kaplan Meier分析显示入院时血清C5a升高增加了CAP患者的死亡风险(OR=1.109, 95%CI: 1.011～1.452)(表4)。另外，调整混杂因素以后，Cox回顾分析表明入院时血清C5a与CAP患者的死亡风险呈正相关(OR=1.212, 95%CI: 1.049～1.653)(表4)。

表4 血清C5a与CAP患者死亡风险之间的关联

讨 论

CAP是临床上常见的肺实质炎症，是引起住院病人发病率和死亡率的主要原因之一，是我国乃至全世界重要的公共卫生问题。由于CAP的不同评价系统存在着差异，有着各自的优缺点，容易引起临床诊断的误差。因此寻找合适的分子标志物，及早快速对CAP 的病情程度做出准确的判断，给予合适的治疗方案，进而改善CAP患者的病情严重程度和预后，提高生存率就显得非常有必要。

既往研究发现，补体系统在免疫反应和炎症紊乱的病理学进程中发挥着重要的作用[9]，C5a水平在急性肺损伤中是升高的[6]，新冠肺炎患者体内C5a水平是上调的[7]。因此，我们有理由推测C5a参与了CAP的生理病理学进程，但是目前缺少实验室研究和相关的流行病学证据。因此，我们基于一项回顾性的队列研究检测了血清C5a水平，我们发现随着CAP严重性评分的升高，CAP患者血清C5a水平也是逐渐升高的。此外，我们通过Pearson检验分析了血清C5a与CAP患者临床指标之间的关联，结果提示血清C5a水平与CAP严重性评分、血常规指标、肾功能指标以及炎症因子呈正相关。进一步的logistic回归分析发现，血清C5a的升高是CAP患者严重性程度增加的危险因素。以上结果提示，C5a可能参与了CAP的发生、发展过程，血清C5a可能被用来作为评价CAP严重程度的一个分子标志物。

本研究也分析了不同的CAP患者血清C5a水平的差异，结果发现入院时血清C5a更高的患者，其住院时间也就越长。此外，比较存活和死亡患者在入院时血清C5a的差异，其结果显示后期死亡的CAP患者入院时血清C5a水平高于存活组。为了进一步分析血清C5a水平与预后之间的关联，我们采用了logistic回归分析，结果提示入院时血清C5a水平升高与CAP患者的住院时间以及死亡风险呈正相关。这些结果表明血清C5a可能作为评价CAP患者不良预后的一个分子标志物。

尽管已经有少量的研究关注了补体系统与炎症性疾病之间的关联，但是具体的分子机制仍不清楚。补体系统不仅可以作为病原体的感受器，也可以识别病变和受损的宿主细胞。补体系统与其他的免疫系统协同合作，共同介导炎症反应，清除致病源[10]。补体系统被激活以后，常会形成补体碎片，包括C3a，Cb3a，C5a，MAC等[9,11]。之前的一项体内研究发现，肺炎链球菌感染导致补体碎片，主要是C1q和 C3a表达的升高，C1q和 C3a 基因敲除的小鼠减轻了肺炎链球菌感染所致的炎症因子的升高[12]。补体系统的激活促进了炎症因子的分泌[13]，补体系统的激活常与炎症性疾病的严重程度呈正相关[14]。综上所述，我们推测在CAP患者体内，可能是由于CAP病原体感染损伤肺泡上皮细胞，激活机体的免疫反应，引起了机体补体系统的活化和C5a片段的释放，进一步激活了炎症反应并促进炎症因子的分泌，形成级联反应，诱发CAP的发生以及发展。

综上所述，血清C5a水平与CAP患者病情程度呈正相关，入院时血清C5a水平的升高增加了CAP患者住院时间和死亡风险。因此，血清C5a可用作CAP患者严重性和预后的一个早期诊断分子标志物。但是补体系统在CAP进程中是如何被激活的以及具体机制仍不清楚，还需要进一步的体内和体外研究来证明。