重症肺炎患者血清可溶性髓样细胞触发受体1、白介素17水平与肠道菌群的相关性分析

张红红，王利军，杨世倩，龙春欢，魏欣欣

重症肺炎指在肺炎病程中，除具有常见呼吸系统症状外，还有呼吸衰竭和其他系统明显受累表现的危重阶段。据统计，重症肺炎病死率高达30%～50%，常需结合多种广谱的强力抗生素联合用药和通气支持等方法进行治疗，以促进病情改善［1］。相关研究指出，重症肺炎的进展与多种因素有关，如免疫功能障碍、瀑布式炎症反应等，其中瀑布式炎症反应是该病的典型病理特征，大量血清可溶性髓样细胞触发受体1（soluble triggering receptor expressed on myeloid cell-1，sTREM-1）、白介素（interleukin，IL）-17等炎症因子被合成、释放，进而损伤全身多个脏器的功能，增加多器官功能障碍发生风险及病死风险［2-3］。肺部病原菌感染是激活炎症反应的起始因素，但仅部分患者会过度激活全身炎症反应，促使病情进展为重症肺炎［4］。目前，临床对于重症肺炎进展过程中全身炎症反应过度激活的具体机制尚未完全明确。肠道菌群是机体微环境的组成部分之一，有研究提出，炎症反应的激活可破坏肠黏膜屏障，导致肠道菌群失调，肠道细菌/内毒素发生移位并进入血液循环中，从而引发过度全身炎症反应［5］。为了进一步明确肠道菌群在重症肺炎发生、发展中的作用，本研究着重观察分析重症肺炎患者血清sTREM-1、IL-17水平与肠道菌群的相关性，以为后续重症肺炎的防治提供新的方向，现报道如下。

1 对象与方法

1.1 研究对象 选取2021年10月至2022年7月石家庄市人民医院收治的重症肺炎患者100例作为观察组。选取同期石家庄市人民医院收治的普通肺炎患者100例作为对照组。纳入标准：（1）符合《内科学》［6］中肺炎的诊断标准，且经血常规、影像学检查等明确诊断；（2）初诊患者；（3）具备一定的交流沟通能力，意识清楚，可配合完成本研究。排除标准：（1）合并恶性肿瘤者；（2）合并其他肺部疾病者；（3）合并自身免疫性疾病、感染性疾病、传染性疾病者；（4）合并心、肝、肾等脏器功能不全者；（5）近1个月内接受抗生素、益生菌或免疫调节剂治疗者；（6）合并其他可能影响肠道微生态的胃肠疾病者。符合下列1项主要标准或≥3项次要标准者可诊断为重症肺炎：（1）主要标准：①需要气管插管进行机械通气治疗；②伴有脓毒症休克，且经积极液体复苏后仍需要进行血管活性药物治疗。（2）次要标准：①呼吸频率≥30次/min；②氧合指数≤250 mm Hg（1 mm Hg=0.133 kPa）；③存在多肺叶浸润；④存在意识障碍和/或定向障碍；⑤血尿素氮≥20 mg/dl；⑥收缩压＜90 mm Hg，需要积极的液体复苏［6］。本研究严格遵守《赫尔辛基宣言》，已通过石家庄市人民医院伦理委员会审批〔2020伦审第（N-029）号〕，且患者均签署了知情同意书。两组性别、年龄、体质指数、受教育程度及有吸烟史、有饮酒史、合并高血压、合并糖尿病者占比比较，差异无统计学意义（P＞0.05），见表1。

表1 两组一般资料比较Table 1 Comparison of general data between the two groups

1.2 研究方法

1.2.1 检测血清sTREM-1、IL-17水平 采集所有患者入院次日清晨空腹静脉血3 ml，3 000 r/min离心10 min（离心半径13.5 cm），取血清保存待检。使用武汉艾美捷科技有限公司的试剂盒，采用酶联免疫吸附试验检测血清sTREM-1水平，使用美国BIO-RAD公司的Model 550全自动多功能酶标仪检测血清IL-17水平。

1.2.2 检测肠道菌群（大肠埃希菌、肠球菌、拟杆菌、双歧杆菌、乳酸杆菌）数量 采集所有患者入院24 h内的粪便标本，使用美国Omega BioTek公司的Stool DNA Kit试剂盒提取粪便基因组总DNA，检测DNA的提取质量、浓度和纯度。以稀释后的基因组DNA为模板；采用实时荧光定量聚合酶链式反应（polymerase chain reaction，PCR）扩增引物，引物序列见表2。PCR反应体系：5×FastPfu Buffer 5.0 μl，2.5 mmol/L的dNTPs 2.0 μl，上、下游引物（5 μmol/L）各0.8 μl，FastPfu DNA polymerase 0.4 μl，DNA模板5.0 μl，补充蒸馏水至20.0 μl。PCR扩增条件：98 ℃ 3 min；98 ℃ 10 s，54 ℃ 30 s，72 ℃ 45 s，共35个循环；72 ℃ 10 min。使用南京贝登医疗股份有限公司的Quant Studio5 V5荧光定量PCR仪进行定量分析。

表2 PCR引物序列Table 2 PCR primer sequence

1.3 统计学方法 采用SPSS 25.0软件进行数据处理。采用Shapiro-Wilk法检验计量资料的正态性，符合正态分布的计量资料以（±s）表示，组间比较采用两独立样本t检验；非正态分布计量资料以M（P25，P75）表示，组间比较采用Mann-Whitney U检验。计数资料以相对数表示，组间比较采用χ2检验。采用Spearman秩相关分析、多元线性回归分析探讨观察组血清sTREM-1、IL-17水平与肠道菌群数量的相关性。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组血清sTREM-1、IL-17水平比较 观察组血清sTREM-1、IL-17水平高于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05），见表3。

表3 两组血清sTREM-1、IL-17水平比较（±s）Table 3 Comparison of serum sTREM-1 and IL-17 levels between the two groups

表3 两组血清sTREM-1、IL-17水平比较（±s）Table 3 Comparison of serum sTREM-1 and IL-17 levels between the two groups

注：sTREM-1=可溶性髓样细胞触发受体1，IL=白介素

组别 例数 sTREM-1（pg/L） IL-17（ng/L）对照组 100 52.9±8.0 71.4±18.2观察组 100 75.3±10.8 95.3±21.1 t值 16.589 8.558 P值 ＜0.001 ＜0.001

2.2 两组肠道菌群数量比较 观察组大肠埃希菌、肠球菌数量多于对照组，拟杆菌、双歧杆菌、乳酸杆菌数量少于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05），见表4。

表4 两组肠道菌群数量比较（CFU/g粪便）Table 4 Comparison of the number of intestinal flora between the two groups

2.3 观察组血清sTREM-1、IL-17水平与肠道菌群数量的相关性 Spearman秩相关分析结果显示，观察组血清sTREM-1、IL-17水平与大肠埃希菌、肠球菌数量呈正相关，与拟杆菌、双歧杆菌、乳酸杆菌数量呈负相关（P＜0.05），见表5。

表5 观察组血清sTREM-1、IL-17水平与肠道菌群数量的相关性（r值）Table 5 Correlation between the levels of serum sTREM-1 and IL-17 and the number of intestinal flora in the observation group

分别以观察组血清sTREM-1、IL-17水平作为因变量，以大肠埃希菌、肠球菌、拟杆菌、双歧杆菌、乳酸杆菌数量作为自变量，进行多元线性回归分析，结果显示，观察组血清sTREM-1、IL-17水平与大肠埃希菌、肠球菌数量呈独立正相关，与拟杆菌、双歧杆菌、乳酸杆菌数量呈独立负相关（P＜0.05），见表6～7。

表6 观察组血清sTREM-1水平与肠道菌群数量相关性的多元线性回归分析Table 6 Multiple linear regression analysis of the correlation between serum sTREM-1 level and the number of intestinal flora in the observation group

表7 观察组血清IL-17水平与肠道菌群数量相关性的多元线性回归分析Table 7 Multiple linear regression analysis of correlation between serum IL-17 level and intestinal flora in the observation group

3 讨论

既往研究表明，机体过度释放炎症递质、过度激活全身炎症反应和免疫功能紊乱是引起重症肺炎的主要原因［7］。sTREM-1是一种可活化髓系细胞的细胞因子，属于免疫球蛋白超家族成员，可表达于中性粒细胞、单核细胞等多种细胞表面，参与炎症反应的触发过程，可作为诊断炎症性疾病的重要标志物，有效反映机体炎症情况［8］。2017年，孙印等［9］研究指出，重症肺炎患者血清sTREM-1水平最高，普通肺炎患者次之，且血清sTREM-1水平与肺炎严重指数密切相关，表明血清sTREM-1水平与重症肺炎的发生、发展密切相关。而IL-17是临床已发现的30余种IL之一，属于致炎因子，主要由CD4+T淋巴细胞产生、分泌，可刺激上皮细胞、内皮细胞等产生IL-6、IL-8等多种细胞因子和前炎症因子的释放，这些细胞因子可募集、活化中性粒细胞，从而诱导、加重炎症反应［10-11］。李轶峰等［12］研究指出，重症肺炎患者IL-17水平明显升高，IL-17参与了重症肺炎的免疫病理损伤过程，在重症肺炎的发生与发展过程中发挥了关键作用。本研究结果显示，观察组血清sTREM-1、IL-17水平高于对照组，提示重症肺炎患者血清sTREM-1、IL-17水平升高，与上述研究结果［12］基本一致。血清sTREM-1、IL-17等细胞因子所引起的炎症反应是肺炎的基本病理基础，但肺炎的局部炎症反应引起的全身炎症反应可能并非重症肺炎发生的全部机制，临床对于重症肺炎的发病机制也并未完全阐明，还需积极探索、分析。

体内微生物主要聚集的部位即为肠道，目前已知超过1 000种细菌、病毒和真菌等在肠道定植，生理条件下，肠道微生态处于平衡、稳定的状态，其主要通过分解食物获取营养，参与机体免疫反应、代谢等过程［13-14］。拟杆菌、双歧杆菌和乳酸杆菌均属于肠道重要的益生菌，可抑制过路菌、致病菌的繁殖，参与肠黏膜屏障的形成，维持肠道菌群的平衡［15］。但相关研究指出，在机体遭受感染、创伤等刺激时，肠道菌群的平衡状态被破坏，其种类、比例等均会发生变化，主要表现为肠道内益生菌减少，大肠埃希菌、肠球菌等致病菌大量繁殖，肠黏膜屏障受损，肠道通透性增加，导致各种细菌产生的炎症因子经损伤的肠黏膜屏障进入血液循环中，从而激活、加重全身炎症反应［16-17］。由此可知，肠道菌群变化可能在重症肺炎的全身炎症反应过度激活中发挥一定的作用。本研究以此为基础进行了验证分析，结果显示，观察组大肠埃希菌、肠球菌数量多于对照组，拟杆菌、双歧杆菌、乳酸杆菌数量少于对照组，提示重症肺炎患者肠道菌群变化更加明显。Spearman秩相关分析结果显示，观察组血清sTREM-1、IL-17水平与大肠埃希菌、肠球菌数量呈正相关，与拟杆菌、双歧杆菌、乳酸杆菌数量呈负相关；多元线性回归分析结果显示，观察组血清sTREM-1、IL-17水平与大肠埃希菌、肠球菌数量呈独立正相关，与拟杆菌、双歧杆菌、乳酸杆菌数量呈独立负相关；提示重症肺炎患者血清sTREM-1、IL-17水平随着大肠埃希菌、肠球菌数量增多及拟杆菌、双歧杆菌、乳酸杆菌数量减少而升高。探析其中可能的原因为，重症肺炎患者肠道菌群失衡程度越重，致病菌增殖能力越强，致病菌数目越多，益生菌减少，导致肠上皮功能障碍，Toll样受体（Tolllike receptors，TLR）2和TLR4炎症反应通路被过度激活，引起全身炎症反应，导致血清sTREM-1、IL-17等炎症因子水平升高，从而促进重症肺炎的发生与发展［18-19］。并且研究指出，血清sTREM-1、IL-17等炎症因子还可调控其他炎症因子的合成与释放，使炎症反应级联放大，进一步加重肠道菌群失调情况，促使重症肺炎患者病情加重［20-21］。肠-肺轴在研究肠道菌群与肺部疾病相互关系中至关重要，肠道菌群可调节免疫反应的强度和方向，且可利用短链脂肪酸等代谢产物促进免疫细胞的募集和成熟，目前已有较多研究指出，肠道功能障碍可促使细菌和内毒素移位，引起败血症，导致肺功能受损［22］，这些均可能是促进重症肺炎发生和发展的重要机制。由此提示，未来或可通过调节重症肺炎患者的肠道菌群来恢复其平衡状态，促使肠黏膜屏障的重新形成，进而调控机体炎症反应，抑制重症肺炎的病情进展，从而改善患者预后。

综上所述，重症肺炎患者血清sTREM-1、IL-17水平随着大肠埃希菌、肠球菌数量增多及拟杆菌、双歧杆菌、乳酸杆菌数量减少而升高。但本研究未对重症肺炎患者血清sTREM-1、IL-17水平、肠道菌群数量与预后的关系进行深入分析；此外，本研究为单中心研究，可能存在潜在的选择偏倚。今后可针对不同病情严重程度和预后情况的重症肺炎患者进行分组研究，也可对不同时间点的肠道菌群进行动态监测，以探讨不同组间菌群差异和变化规律。此外，血清sTREM-1、IL-17水平之间也可能存在相互作用关系，后续也可进行分子机制研究，为重症肺炎的防治提供新的靶点。

作者贡献：张红红进行文章的构思与设计、研究的实施与可行性分析，撰写论文；魏欣欣进行数据收集；杨世倩进行数据整理；王利军进行统计学处理、结果的分析与解释，负责文章的质量控制及审校，对文章整体负责、监督管理；张红红、龙春欢进行论文的修订。

本文无利益冲突。