TIMP-1、MMP-9、IL-6、PCT在重症肺炎患儿中的表达及与肺功能的关系*

何明森,何 伟,李 刚,范志刚

三二〇一医院重症医学科,陕西汉中 723000

肺炎是儿科常见呼吸系统疾病,主要是病原体感染引发肺部炎症反应所致,呼吸困难、咳嗽、发热等均是小儿肺炎的主要临床表现[1]。据相关研究显示,全球每年约有200万患儿死于肺炎,该疾病成为我国5岁以下儿童死亡的主要原因[2]。小儿呼吸系统发育不成熟,支气管狭窄,黏膜缺乏弹力组织,对缺氧的耐受力较差,若患儿出现严重的低氧血症、低血压、休克等表现,极易进展为重症肺炎。重症肺炎病情危重,发病率和病死率均较高,重症肺炎除呼吸系统症状外还伴全身其他系统症状,导致多脏器损伤,对儿童健康造成极大威胁[3]。因此,早期发现、准确诊断治疗对改善患儿预后具有重要意义。有研究发现,基质金属蛋白酶抑制剂-1(TIMP-1)和基质金属蛋白酶9(MMP-9)在呼吸系统炎症性疾病中发挥着重要作用[4],白细胞介素-6(IL-6)具有抗炎症反应和免疫调节作用[5]。降钙素原(PCT)常作为感染性疾病的炎症指标,对感染性疾病有重要评估价值[6]。目前,临床关于上述指标与肺功能的关系研究报道较少。本研究旨在探讨TIMP-1、MMP-9、IL-6、PCT在重症肺炎患儿中的变化及与肺功能关系,现报道如下。

1 资料与方法

1.1一般资料 选取本院2019年1月至2022年1月收治的80例肺炎患儿,按照病情严重程度分为重症组(38例)和轻症组(42例)。纳入标准:(1)符合《社区获得性肺炎中医诊疗指南(2011版)》[8]中诊断标准;(2)经血清学检测、胸片检测、分泌物病原体培养确诊者;(3)既往无严重呼吸系统疾病者;(4)无药物、食物过敏史者;(5)无喘息性疾病及过敏性鼻炎病史者。排除标准:(1)合并免疫系统疾病、血液病、精神系统疾病者;(2)合并先天性心脏病者;(3)哮喘、肺结核等其他呼吸系统疾病;(4)既往有重症肺炎或肺部严重疾病者;(5)合并其他恶性肿瘤者。重症肺炎诊断标准参照美国感染病学会和美国胸科学会制订的标准[7],符合下述1项主要标准或3项次要标准以上者为重症肺炎,纳入重症组。主要标准:(1)需要机械通气者;(2)感染性休克需血管收缩剂治疗者。次要标准:(1)呼吸频率在30次/分以上;(2)病变累及多个肺叶;(3)意识障碍;(4)低体温。重症组男20例,女18例;年龄0～12岁,平均(7.22±1.12)岁;体重指数12～20 kg/m2,平均(16.35±1.25)kg/m2;发病时间7～56 d,平均(20.58±3.35)d;病原学检测结果:病毒性感染20例,非病毒性感染18例。轻症组男22例,女20例;年龄0～12岁,平均(7.25±1.10)岁;体重指数12～19 kg/m2,平均(16.30±1.20)kg/m2;发病时间7～56 d,平均(20.55±3.32)d;病原学检测结果:病毒性感染20例,非病毒性感染22例。另选取同期健康体检儿童40例作为对照组,男20例,女20例;年龄0～11岁,平均(7.20±1.10)岁;体重指数12～19 kg/m2,平均(16.32±1.20)kg/m2。3组研究对象性别、年龄、体重指数对比,差异均无统计学意义(P>0.05),均衡可比。本研究均经经医院伦理委员会批准,所有研究对象的家属签署知情同意书。

1.2方法 肺炎患儿于入院当天,对照组于体检当天抽取空腹静脉血3 mL,3 000 r/min离心5 min分离血清,置于低温环境保存待测。使用酶联免疫吸附试验检测血清TIMP-1(参考范围:>130 ng/mL)、MMP-9(参考范围:>150 ng/mL)、IL-6(参考范围:0～7 ng/L)水平,使用全自动分析仪检测血清PCT水平(参考范围:0～0.1 μg/L)。采用BTL-08型肺功能检测仪(德国耶格公司)检测3组研究对象最大呼气峰值流速(PEF)、用力肺活量(FVC)、第1秒用力呼气量(FEV1)。比较3组血清TIMP-1、MMP-9、IL-6、PCT水平,以及肺功能指标。

2 结 果

2.13组血清TIMP-1、MMP-9、IL-6、PCT水平比较 重症组TIMP-1、MMP-9、IL-6、PCT水平均高于轻症组和对照组(P<0.05),轻症组高于对照组(P<0.05)。见表1。

表1 3组血清TIMP-1、MMP-9、IL-6、PCT水平比较

2.23组肺功能指标比较 重症组PEF、FVC、FEV1水平低于轻症组和对照组(P<0.05),轻症组低于对照组(P<0.05)。见表2。

表2 3组肺功能指标比较

2.3血清TIMP-1、MMP-9、IL-6、PCT水平与肺功能指标的相关性 Pearson相关性分析结果显示,重症组和轻症组TIMP-1、MMP-9、IL-6、PCT水平与肺功能指标均呈负相关(P<0.05)。见表3。

表3 血清TIMP-1、MMP-9、IL-6、PCT与肺功能指标的相关性

2.4血清TIMP-1、MMP-9、IL-6、PCT检测对重症肺炎的诊断价值 血清TIMP-1、MMP-9、IL-6、PCT联合检测诊断重症肺炎的AUC高于单项检测(P<0.05)。见表4。

表4 血清TIMP-1、MMP-9、IL-6、PCT检测对重症肺炎的诊断价值

3 讨 论

小儿神经系统发育和肺组织分化不完善,呼吸中枢调节功能较差,免疫防御能力低下,容易感染,且感染后易扩散。既往有研究显示,小儿呼吸道感染病因为支气管短且狭窄,纤毛运动能力弱,支气管弹力组织较少,肺泡面积较小及免疫功能未完全发育等[9]。小儿肺炎发生与特有生理解剖特点及感染后炎症因子引起的机体过度免疫反应有关。重症肺炎发生与气道炎症反应紧密相关,炎症细胞释放多种炎症介质会加大肺炎炎症反应,且其与肺炎急性加重和预后有一定联系。临床通过早期识别、及时治疗对改善重症肺炎的预后具有重要意义。

本研究结果显示,重症组TIMP-1、MMP-9均高于轻症组和对照组,重症组和轻症组TIMP-1、MMP-9与PEF、FVC、FEV1呈负相关,表明TIMP-1、MMP-9在重症肺炎患儿中呈高表达,且其与肺功能有关,提示观察患儿TIMP-1、MMP-9水平的变化对了解病情、观察疗效具有重要意义,与乔俊英等[10]研究结果相符。主要原因为基质金属蛋白酶属于亚类金属蛋白超家族,可降解细胞外基质成分。MMP-9可通过降解细胞外基质和基底膜,参与气道炎症反应,正常生理状态下MMP-9表达极微,呼吸系统发生病变时肺实质细胞等所有的细胞都会产生MMP-9,使MMP-9水平异常升高[11]。TIMP-1可通过抑制MMP-9的活性,保护和修复呼吸系统细胞外基质和基底膜[12]。MÉREI等[13]在一项研究中发现成人获得性肺炎患者的血清TIMP-1和MMP-9水平显著高于健康人群,且其水平与肺炎严重指数和危重评分呈正相关,因此认为该指标可作为评估疾病程度的指标。

本研究发现重症组IL-6高于轻症组和对照组,重症组和轻症组IL-6与PEF、FVC、FEV1呈负相关,表明IL-6参与了重症肺炎的发生发展,重症肺炎患儿机体炎症因子与肺功能密切相关,对其治疗和预后评估有重要作用,有望成为新的治疗靶点,与王静等[14]研究结果相符。主要原因为细胞因子由多种免疫细胞产生,具有多种生物学功能,细胞因子间的相互协调形成复杂网络,调节机体免疫应答,当机体受外界刺激时,部分细胞因子水平升高,使血管受损,形成微血栓,进而导致肺组织损伤。相关研究显示,IL-6水平与气道反应性和疾病严重程度有关,随着IL-6水平升高,气道反应性增高,病情加重[15]。有学者认为,炎症反应在重症肺炎患儿疾病发病过程中有重要作用,通过分析患儿炎症因子情况,可为临床医师判断预后提供参考[16]。血液中升高的炎症因子会增加胶原蛋白凝聚性,抑制细胞外基质的分解和刺激,进而导致气道重塑。较高水平血清IL-6会加重血管内皮功能损伤,使小气道和肺泡组织结构的变化,进而导致肺损伤。另外血清IL-6还可激活凝血系统,促使微血栓形成,进而影响气体交换[17]。

本研究结果显示,重症组PCT水平高于轻症组和对照组,重症组和轻症组PCT与PEF、FVC、FEV1呈负相关,表明重症肺炎患儿PCT与肺功能有密切关系,其水平降低提示肺功能状况的改善,与郑敏等[18]研究结果相符。主要原因为PCT是无激素活性的降钙素的前肽物质,其在体外稳定性较好,不受机体免疫抑制状态的影响。组织创伤、局部或系统性的细菌感染均会诱导PCT的产生。既往有研究显示,当患者合并感染时,PCT的表达时间早于其他急性蛋白,因此监测PCT水平有助于感染患者的早期诊断[19]。此外,本研究发现,血清TIMP-1、MMP-9、IL-6、PCT联合检测诊断重症肺炎的AUC值高于单项检测,表明4项指标联合检测对重症肺炎患儿的诊断价值较高,临床可依据上述指标水平对重症肺炎患儿进行早期诊断和指导治疗。

综上所述,TIMP-1、MMP-9、IL-6、PCT在重症肺炎患儿中均呈高表达,且与肺功能指标呈负相关,4项指标联合检测对重症肺炎的诊断价值较高。