病毒性肺炎患者血清IL-6和MCP-1水平检测的临床意义

江俊霞，姜志专，李卫鑫△

1.湖北省武汉市第七医院内一科，湖北武汉 430223；2.华中科技大学协和江南医院呼吸内科，湖北武汉 430299

在我国，社区获得性肺炎(CAP)是社区人群发病和死亡的一个重要原因[1]。随着一些高效诊断技术的出现，例如聚合酶链反应(PCR)[2]，使人们更加深刻地认识到呼吸道病毒在各个年龄阶段的CAP人群中的作用，例如流感/副流感病毒、腺病毒、冠状病毒、呼吸道合胞病毒、偏肺病毒和博卡病毒[3]。临床上常用的抗病毒药物奥司他韦、扎那米韦、金刚烷胺、利巴韦林被证实对多数患者有效，但是仍有部分患者会进展为重症肺炎，最终因急性呼吸窘迫综合征(ARDS)、败血症和/或多器官衰竭等死亡[4-5]。在发病早期准确筛查出高危患者是很困难的[6]，对不良预后的影响因素认识不充分也是影响病毒性肺炎患者治疗结局的主要原因之一。本研究连续收集了120例病毒性肺炎成人患者的血液标本，通过对细胞因子和趋化因子谱进行综合分析，以确定能够准确预测重度/危重病毒性肺炎的标志物。

1 资料与方法

1.1一般资料 对2019年5月至2020年3月湖北省武汉市第七医院收治的120例病毒性肺炎患者进行回顾性队列研究。纳入标准：符合《内科学》第七版中肺炎的诊断标准[7]，且是在医院或长期护理机构以外感染的肺炎；年龄均≥18岁；发病后48 h内入院，入院后立即采集血清标本进行病原体检测，血清病毒特异性IgM阳性，且无其他病原体感染的临床及实验室证据，在此基础上进一步采用呼吸道病毒多重PCR技术对患者的呼吸道标本进行病毒检测，并证实为呼吸道病毒感染。排除标准：合并其他类型感染性疾病者；结核病患者；严重免疫抑制患者，例如人类免疫缺陷病毒感染患者、接受实体器官或骨髓移植患者。本研究经湖北省武汉市第七医院医学伦理委员会审核通过。

1.2方法

1.2.1分组 根据《2014 NICE临床指南：成人社区和医院获得性肺炎诊断和管理》[8]，将患者分为轻度、中度、重度、危重4个级别，分别为18、42、43、17例。轻度：缺乏呼吸道症状，无肺部影像学表现，脉搏血氧饱和度(SpO2)≥96%。中度：轻度呼吸道症状，有肺炎的影像学证据，以及93%

1.2.2收集基线资料 收集患者合并症史，以及入院时实验室检查结果、肺炎严重指数(PSI)评分等资料。

1.2.3呼吸道病毒检测 收集患者入院时的血液标本，采用Viral Gene-spinTMViral DNA/RNA提取试剂盒(韩国iNtRON Biotechnology公司)从300 μL血液标本中提取核酸。采用cDNA合成预混试剂(韩国Seegene公司)和9700型GeneAmp PCR热循环仪(美国Applied Biomaterials公司)合成cDNA。每例患者均做了血培养。如果患者有排痰，则进行痰培养。采用植绒棉签采集鼻咽部标本，采用Anyplex Ⅱ RV13检测试剂盒(韩国Seegene公司)进行RV13检测，包括腺病毒(A～F)、流感病毒A型和B型、呼吸道合胞病毒A型和B型、副流感病毒1～3、鼻病毒、偏肺病毒、冠状病毒229E、冠状病毒OC43和博卡病毒。所有检测均严格按照试剂盒说明书进行，并保证质控在控。本研究所用多重PCR试剂盒的灵敏度和特异度分别为95.2%和98.6%。

1.2.4趋化因子和细胞因子检测 在入院时收集血液标本，采用酶联免疫吸附试验(ELISA)试剂盒检测血清λ3干扰素(IFN-λ3)、白细胞介素6(IL-6)、干扰素诱导蛋白10(IP-10)、CX3C型趋化因子配体17(CCL17)和单核细胞趋化蛋白1(MCP-1)水平。试剂盒购自武汉默沙克生物科技有限公司。

1.3PSI评分 对所有患者进行PSI评分。PSI是公认的用于预测肺炎进展的重要指标之一，具有良好的评估能力[9-10]。它由4类20个变量组成，包括人口统计学、查体结果、实验室和影像学检查结果等。评分越高，患者死亡风险越高。

2 结 果

2.1两组患者基线资料比较 轻/中度组与重度/危重组入院时清蛋白(ALB)、乳酸脱氢酶(LDH)、C反应蛋白(CRP)、中性粒细胞百分比、有高血压病史患者比例、PSI评分比较，差异有统计学意义(P<0.05)。轻/中度组与重度/危重组入院时SpO2、天门冬氨酸氨基转移酶(AST)、丙氨酸氨基转移酶(ALT)、肌酐、病原学检测结果，以及年龄、性别、峰值体温等基线资料比较，差异无统计学意义(P>0.05)。所有患者在感染早期阶段均接受常规抗病毒药物和抗菌药物治疗，注意维持水、电解质、酸碱平衡。随着疾病进展，部分患者接受糖皮质激素、中成药等治疗，并视情况给予吸氧和营养支持，但两组接受各项治疗方式比例比较，差异无统计学意义(P>0.05)。见表1。

表1 两组患者基线资料比较[M(P25，P75)或n(%)或

组别nWBC(×109/L)中性粒细胞百分比(%)淋巴细胞百分比(%)PLT(×109/L)HIV+HBV+轻/中度组605.13±1.9264.38±15.0026.00±12.4420.19±4.764(6.67)3(5.00)重度/危重组606.02±3.3482.65±10.6021.32±19.5718.83±8.970(0.00)5(8.33)U/χ2/t1.7897.7051.5631.037—0.536P0.076<0.0010.1210.3020.1190.464

组别n慢性肾脏疾病高血压病史糖尿病史血脂异常吸烟史慢性阻塞性肺疾病轻/中度组600(0.00)12(20.00)8(13.33)12(20.00)13(21.67)0(0.00)重度/危重组602(3.33)35(58.33)15(25.00)15(25.00)17(28.33)4(6.67)Z/χ2/t—18.4912.6360.4300.711—P0.496<0.0010.1050.5120.3990.119

组别n病原学检测结果流感病毒A型/B型鼻病毒呼吸道合胞病毒A型/B型偏肺病毒副流感病毒冠状病毒博卡病毒腺病毒轻/中度组6025(41.67)13(21.67)7(11.67)5(8.33)2(3.33)6(10.00)2(3.33)0(0.00)重度/危重组6018(30.00)14(23.33)10(16.67)8(13.33)7(11.67)0(0.00)2(3.33)1(1.67)Z/χ2/t12.179P0.095

组别nALB(g/dL)AST(U/L)ALT(U/L)LDH(U/L)肌酐(mg/dL)CRP(mg/dL)轻/中度组604.26±0.3729.44±16.5232.87±9.34194.74±97.230.92±0.2113.62(8.91,27.80)重度/危重组603.24±0.6534.17±23.5341.20±14.51420.87±92.401.24±1.4240.35(17.95,108.24)Z/χ2/t10.5611.2741.2106.7071.727—21.071P<0.0010.2050.229<0.0010.087<0.001

组别n冠脉搭桥手术心律失常ACE抑制剂和/或血管紧张素Ⅱ受体阻滞剂β受体拮抗剂抗病毒轻/中度组600(0.00)8(13.33)12(20.00)0(0.00)60(100.00)重度/危重组605(8.33)6(10.00)5(8.33)5(8.33)60(100.00)Z/χ2/t—0.3243.358——P0.0570.5700.0670.057—

组别n抗菌药物糖皮质激素中成药营养支持吸氧轻/中度组6060(100.00)43(71.67)28(46.67)7(11.67)6(10.00)重度/危重组6060(100.00)48(80.00)24(40.00)9(15.00)11(18.33)Z/χ2/t—1.1370.5430.2891.713P—0.2860.4610.5910.191

2.2两组入院时血清趋化因子及细胞因子比较 重度/危重组与轻/中度组入院时血清CCL17、IFN-λ3、IL-6、IP-10和MCP-1水平比较，差异有统计学意义(P<0.05)。见表2。

2.3二元Logistic回归分析与疾病进展风险有关的影响因素 以是否发生疾病进展作为因变量(赋值：轻/中度=0，重度/危重=1)，校正表1中差异有统计学意义的混杂因素后，二元Logistic回归分析结果显示，只有入院时血清LDH、CRP、IL-6和MCP-1水平升高是进展为重度/危重病毒性肺炎的独立预测因子(P<0.05)。见表3。

2.4IL-6和MCP-1及PSI评分预测进展为重度/危重病毒性肺炎的ROC曲线分析 ROC曲线分析结果显示，病毒性肺炎患者入院时血清IL-6、MCP-1及PSI评分预测进展为重度/危重病毒性肺炎的临界值分别为73.3 pg/mL[AUC为0.871(95%CI：0.813～0.930)，P<0.001]、146.0 pg/mL[AUC为0.885(95%CI：0.832～0.938)，P<0.001]、97分[AUC为0.719(95%CI：0.628～0.810)，P<0.001]。此外，入院时血清IL-6、MCP-1联合PSI评分预测病毒性肺炎患者进展为重度/危重病毒性肺炎的AUC为0.914(95%CI：0.867～0.962，P<0.001)，明显大于PSI评分的AUC(Z=—3.795，P=0.037)。见图1。

表2 两组入院时血清趋化因子及细胞因子比较[M(P25，P75)，pg/mL]

表3 二元Logistic回归分析与疾病进展风险有关的影响因素

变量多因素模型4OR(95%CI)P多因素模型5OR(95%CI)PALB1.071(0.735～1.261)0.4010.928(0.741～1.009)0.103LDH1.650(1.147～2.354)0.0011.982(1.403～3.775)<0.001CRP1.226(1.071～1.729)0.0011.216(1.101～1.489)<0.001中性粒细胞百分比1.080(1.019～1.334)0.0021.063(1.008～1.335)0.010CCL17————IFN-λ3————IL-6————IP-101.014(0.997～1.033)0.065——MCP-1——1.775(1.240～3.417)<0.001

注：A为入院时血清IL-6、MCP-1及PSI评分单独检测预测重度/危重病毒性肺炎的ROC曲线；B为入院时血清IL-6、MCP-1联合PSI评分预测重度/危重病毒性肺炎的ROC曲线。

3 讨 论

多数病毒性肺炎患者有轻度或中度症状，并可在几周内恢复，但仍有部分患者会出现重度或危重症状[2]。重度/危重症进展的预测标志物是分诊的必要条件。既往研究结果显示ALB、LDH、CRP、中性粒细胞百分比水平与重症肺炎的发生相关，而且高血压患者也明显更容易发生疾病进展[9]。 虽然上述临床指标为了解病毒性肺炎临床结局提供了重要信息，但这些指标作为预测标志物对结局预测的准确性和精确度较低，而且易受患者个体差异或其他合并症的影响。

在本研究中，所有入组患者在确诊时采集了血清标本用作趋化因子及细胞因子的筛查，最终确定CCL17、IFN-λ3、IL-6、IP-10和MCP-1这5种因子水平有变化。经多因素分析发现，只有IL-6和MCP-1水平升高为进展为重度/危重症病毒性肺炎的独立预测因子，因此IL-6和MCP-1有可能成为主要的分诊标志物，但是由于本研究标本量有限，也不能排除其他因子对于高危患者的筛选作用。

IL-6、IFN-λ3、MCP-1、CCL17、IP-10等都是与炎症有关的细胞因子或趋化因子[10]。例如ZHANG等[11]报告证实慢性血栓栓塞性肺部高压患者的肺内皮细胞培养基中含有高水平的IL-6、IL-1β、MCP-1。而这种情况可由各种传染性或非传染性疾病引发，并导致多个器官受损。由免疫系统识别的病原体感染，包括两种类型的反应，即识别病原体相关分子模式的先天性免疫反应和抗原特异性的适应性免疫反应。在这两种反应中，都有免疫系统的活化细胞参与，它们在建立细胞因子的环境中起着关键作用。然而，过度释放的细胞因子会导致急性严重的系统性炎症反应，称为细胞因子风暴。多项研究表明，细胞因子风暴与组织损伤直接相关，对严重肺疾病的预后不利[12-13]。

MCP-1是一种趋化因子，能吸引单核细胞和嗜碱性粒细胞，但不能吸引中性粒细胞或嗜酸性粒细胞。它在以单核细胞浸润为主的炎症疾病的发病机制中发挥着重要作用，如牛皮癣[14]、类风湿关节炎[15]和动脉粥样硬化[16]。一些研究报道，MCP-1可能在动脉粥样硬化斑块形成过程中诱导单核细胞进入动脉壁，而且在静脉血栓形成患者的血液中也普遍检测到高水平的MCP-1[16-17]。除此以外，IL-6也在病毒感染或化学损伤后的肺修复反应中发挥重要作用。例如在人类上皮细胞中，SARS冠状病毒与甲型流感病毒和人类副流感病毒2型相比，更能够诱导IL-6分泌[17]。事实上，IL-6是一种内源性热原，主要产生于急性和慢性炎症反应部位，引起自身免疫性疾病患者或感染者体温升高。然后IL-6被分泌到血清中，通过与膜锚定IL-6受体(IL-6R)结合，并与GP130受体形成复合物后，可诱导包括基质细胞和上皮细胞在内的许多非免疫细胞发生明显的炎症反应[18]。本研究结果显示，重度/危重患者血清MCP-1和IL-6水平均在感染早期就出现急剧升高现象，说明特异性免疫反应发生在重度/危重患者感染的早期阶段，而这两种因子是急性期反应强有力的诱因，当血清IL-6和MCP-1水平超过一定水平时，它可以被视为重度/危重病毒性肺炎进展的警报标志物。然而需要强调的是IL-6和MCP-1作为典型的炎症因子，易受到其他感染/非感染性疾病、患者个体性差异、饮食/运动状况等多方面的影响，因此对于感染鉴别的特异性有限，若要用于临床诊断，仍然需要结合其他特异性指标。本研究结果显示，IL-6和MCP-1作为评估病情的辅助性指标，对于临床决策有一定的指导意义。

此外，IP-10是干扰素-γ(IFN-γ)作用下多种细胞(包括单核细胞、内皮细胞和成纤维细胞)分泌的小分子蛋白。POPE等[19]证实促进内皮愈合可以防止动脉血栓形成，而IP-10可以抑制内皮愈合。在分泌过程中，IP-10可被切割成一个相对分子质量为8.7×103的生物活性蛋白，可作为T细胞、自然杀伤(NK)细胞、单核/巨噬细胞和树突状细胞的趋化剂。而IP-10基因属于IFN-λ3的一个干扰素刺激基因。IFN-λ3是免疫细胞针对病原体释放的初始分子，近年来，在重症新型冠状病毒肺炎(COVID-19)患者的支气管肺泡灌洗液(BALF)中发现了IFN-λ3的高表达[20]。CCL17被认为是特应性皮炎进展和哮喘的可靠生物标志物。既往报告显示，CCL17通过CCR4受体诱导调节性T细胞，而CCR4缺陷小鼠更易发生肺部炎症[21]。此外COVID-19患者肺Treg细胞功能障碍可诱发重度/危重肺炎[22]。因此,IP-10、IFN-λ3、CCL-17可能也是发展为重度/危重病毒性肺炎的关键因子[23]。但是可能由于标本量较少，存在较大的个体差异性等原因，本研究并未得出这几种因子与病毒性肺炎进展的独立关系。

综上所述，IL-6、MCP-1与成人病毒性肺炎重度/危重进展有关，有可能在患者出现严重症状前为筛查高危患者提供一定的参考信息。