肺癌术后患者血清ACE2和CD40L水平表达与感染程度及致病菌类属的鉴别价值

刘宗志，霍承瑜，牛 磊（民航总医院心胸外科，北京 100123）

肺癌是癌症导致死亡的最主要病因，其发病率、死亡率在我国恶性肿瘤中均为第一位，五年生存率约19.7%[1]。肺切除术是挽救肺癌患者的重要方案，但由于免疫功能较低、手术应激损伤、呼吸道症状等因素，肺癌患者术后感染风险较高。感染可导致术后康复时间延长、病情恶化、经济负担加重、死亡风险提高，故加强肺癌患者术后感染防控具有重要意义。血管紧张素转换酶2（angiotensin converting enzyme 2，ACE2）及CD40 配体（CD40 ligand，CD40L）均在炎症反应[2-3]中异常表达，其水平变化可反映炎症损伤程度，感染可诱发炎症反应已在临床研究[4-5]中得到证实，但在不同病原菌感染患者中表达差异尚未明确。基于此，本研究通过分析ACE2 和CD40L 与肺癌患者术后感染及致病菌类属的关系，为临床早期抗感染治疗提供参考。报告如下。

1 材料与方法

1.1 研究对象 选取民航总医院2017年1月～2021年12月经手术治疗的肺癌患者1 186 例为研究对象，其中男性675 例，女性511 例；年龄50～71（60.38±4.53）岁。纳入标准：①符合原发肺癌诊断标准[6]，且经手术病理学检查确诊，均为非小细胞肺癌；②TNM 分期为Ⅰ～Ⅱb 期；③均行胸腔镜下肺段切除术；③未经放化疗干预；④肝肾功能正常；⑤原发肺癌；⑥术后感染患者为肺部细菌性感染；⑦均知情本研究，签署同意书。排除标准：①全身状况差，不耐受手术；②近6 周出现心肌梗死；③并发未控制的心力衰竭或严重室性心律失常；④自身免疫性疾病；⑤年龄＞75 岁；⑥并发其他肿瘤；⑦术前存在感染；⑧术前经抗感染治疗；⑨肺内双原发或多原发癌。本研究经民航总医院伦理委员会审批通过。

1.2 仪器与试剂 ACE2 试剂盒及CD40L 试剂盒（上海酶联生物科技有限公司，货号：LZH93449，mlsw_E0852），TGL-16G 高速离心机（上海圣科仪器设备有限公司），全自动微生物鉴定系统（法国梅里埃生物科技有限公司）。

1.3 方法

1.3.1 ACE2，CD40L 检测：术后1 天非抗凝管抽取清晨空腹静脉血4 ml，离心提取血清（半径8 cm，时间10 min，转速3 500 r/min），酶联免疫法检测ACE2 及CD40L 水平。操作严格按照试剂盒说明书步骤规范完成。

1.3.2 肺部感染标准[7]：至少存在以下两项：①体温＜36℃或≥38℃；②白细胞计数≥10×109/L；③病原菌检测结果为阳性；④气道分泌物明显增多或出现脓性分泌物。肺部感染严重程度以临床肺部感染评分[8]（clinical pulmonary infection score，CPIS）进行评估，内容包括体温、白细胞计数、氧合情况、X 线胸片肺部浸润影、气管分泌物等，最高12 分，分值越高表明感染越严重，其中＜6 分为轻度感染，6～9 分为中度感染，＞9 分为重度感染。

1.3.3 病原菌检测：采集肺癌术后感染患者清晨深咳痰（若无力咳痰则以纤维支气管镜采集标本），接种于血琼脂平板、麦康凯平板、巧克力色琼脂平板，置于37℃孵育箱48 h，以全自动微生物鉴定系统鉴别病原菌。

1.4 统计学分析 通过SPSS22.0 处理数据，符合正态分布的计量资料以均数±标准差(±s)表示，感染与未感染、不同病原菌感染的患者ACE2 及CD40L 水平比较采用独立样本t检验，不同感染程度患者ACE2 和CD40L 水平比较采用单因素方差分析，两两比较以LSD-t检验；采用Spearman 分析ACE2 及CD40L 水平与感染程度的相关性；性别、年龄、并发症、吸烟史、慢性阻塞性肺疾病史、肿瘤类型、住院时间、手术方式、手术时间等计数资料以率表示，用χ2检验；等级资料（不同病原菌感染患者感染程度、TNM 分期）采用秩和检验，Logistic回归分析感染不同病原菌感染的影响因素，ACE2 及CD40L 水平对不同病原菌的鉴别价值采用受试者工作特征（receiver operating characteristic curve，ROC）曲线分析，获取AUC，置信区间、敏感度、特异度及截断值，联合预测实施Logistic二元回归拟合，检测标准α=0.05。

2 结果

2.1 肺癌术后感染发生率及ACE2 和CD40L 水平比较 1 186 例肺癌患者中，术后感染80 例，感染率为6.75%。肺癌术后感染患者血清ACE2（73.99±16.18U/L）和CD40L（30.91±5.91μg/L）水平高于未感染患者（49.42±10.33U/L，21.67±5.02μg/L），差异有统计学意义（t=17.883，14.321，均P＜0.001）。

2.2 不同感染程度患者ACE2 和CD40L 水平比较见表1。80 例肺癌术后感染患者中，轻度感染26 例，中度感染35 例，重度感染19 例。单因素方差分析显示不同感染程度患者血清ACE2 及CD40L 水平比较差异有统计学意义，两两比较显示随感染程度加重血清ACE2 及CD40L 水平均呈上升趋势，差异有统计学意义（P＜0.05）。

表1 不同感染程度患者ACE2 和CD40L 水平比较 (±s)

表1 不同感染程度患者ACE2 和CD40L 水平比较 (±s)

注：中度、重度与轻度感染比较，a t=2.420,3.512; 5.408,4.900,均P＜0.05；与中度感染比较，b t =2.144,2.234,均P＜0.05。

项目轻度（n=26）中度（n=35）重度（n=19）FP ACE2（U/L）67.77±7.5374.49±12.57a81.60±9.63ab5.5340.006 CD40L（μg/L）28.27±3.7631.42±4.83a33.45±3.41ab13.746＜0.001

2.3 肺癌术后感染患者ACE2 及CD40L 水平与感染程度的相关性 Spearman 相关性分析结果显示，血清ACE2 及CD40L 水平与肺癌患者术后感染程度均呈正相关（r=0.835，0.710，均P＜0.001）。

2.4 肺癌术后感染患者病原菌分布情况 见表2。80 例术后感染患者共分离病原菌93 株，其中G-67 株（72.04%），G＋26 株（27.96%）。80 例术后感染患者中有3 例患者同时感染G-及G＋，其余77 例患者中56 例患者感染G-，21 例患者感染G＋。

表2 肺癌术后感染患者病原菌分布情况

2.5 不同病原菌感染患者一般资料比较 见表3。80 例剔除3 例同时感染G-及G＋的患者。G-感染患者血清ACE2 和CD40L 水平高于G＋感染患者，感染严重程度较G＋感染患者更重，差异具有统计学意义（均P＜0.05）。

表3 不同病原菌感染患者一般资料比较[n（%）]

2.6 不同病原菌感染多因素分析 见表4。将ACE2及CD40L水平、感染严重程度进行多重共线性检验，发现ACE2 及CD40L 水平与感染严重程度存在多重共线性（方差膨胀系数＞10），手动移除感染严重程度。以不同病原菌感染类别为因变量（赋值：G-=1，G＋=0），以ACE2 和CD40L 水平为自变量（赋值：实际值），进行Logistic 回归多因素分析，结果显示ACE2 及CD40L 水平升高是肺癌患者术后存在G-感染的独立危险因素（P＜0.05）。

表4 不同病原菌感染多因素分析

2.7 ACE2 和CD40L 鉴别肺癌术后感染患者病原菌类型的价值 见表5，图1。以G-患者数据作为阳性数据，以G＋患者数据作为阴性数据，绘制血清ACE2，CD40L 水平鉴别不同病原菌感染的ROC 曲线，得到AUC 值分别为0.848，0.825，继续Logistic 二元回归拟合得到联合鉴别的AUC 值0.935 最大。

图1 ACE2 和CD40L 鉴别肺癌术后感染患者病原菌类型的ROC 曲线

表5 ACE2 和CD40L 鉴别肺癌术后感染患者病原菌类型的价值

3 讨论

手术切除是早中期肺癌患者的主要治疗方案，但存在术后感染风险。马颖欣等[9]研究中496 例老年肺癌患者术后发生感染117 例，术后感染率达23.6%；呼爱鲜[10]报道中显示730 例肺癌患者术后肺部感染82 例，术后感染率为11.23%，均明显高于本研究肺癌术后感染率6.75%（80/1 186），其原因可能与手术方案、麻醉方式、医疗条件、肿瘤分期等多种因素有关。不同类型病原菌的耐药性及治疗方案均有所差异，探究术后感染病原菌的预警机制对合理给予抗生素有指导作用，是临床加强医源性感染防控的研究方向。

ACE2 是ACE 同工酶，但与ACE 促使血管紧张素1 转换为血管紧张素2 的机制相反，ACE2 可通过水解血管紧张素舒张血管，具有降低血压、保护心血管作用。ACE2 在多种肿瘤疾病中均有异常表达，相关研究[11]指出ACE2 可抑制血管内皮生长因子A/血管内皮生长因子受体2/细胞外信号调节蛋白激酶通路，对乳腺癌血管生成具有抑制作用。另有研究[12]证实新型冠状病毒肺炎的SARS-CoV-2可通过ACE2 受体进入宿主，同时该研究指出肺癌患者ACE2 存在高表达，且是肺癌患者感染SARSCoV-2 高易感性的重要因素。本研究发现相较于未感染患者，肺癌术后感染患者ACE2 水平更高，与上述研究存在一定相似性。由此推测，肺癌患者术后ACE2 水平情况可能与是否发生感染有关。进一步分析发现，ACE2 表达与感染严重程度存在正相关关系。分析原因可能在于ACE2 具有抗炎作用，肺癌患者术后感染时可激活或增强机体炎症机制，而ACE2 可通过介导P38 蛋白激酶、细胞外调节蛋白激酶通路抑制炎性因子释放避免炎症反应过度激活，因此，感染后ACE2 代偿性高表达以保护机体组织受到炎性损伤，且感染程度越严重，则ACE2代偿性越高越显著[13-14]。继续Logistic 回归多因素分析发现，ACE2 水平升高是肺癌患者术后存在G-菌感染的独立危险因素，上述推测得到印证，说明肺癌患者术后ACE2 水平变化与发生感染有关，且G-菌因生成内毒素机体炎症反应更显著。

CD40L 是细菌性炎性反应标志物，近年来其与肺炎患儿相关的研究[15-16]有所增加。CD40L 具有促炎作用，可被嗜酸性粒细胞识别，结合平滑肌细胞、血管内皮细胞内的CD40 受体可激活核因子-κB 信号通路，增加炎性因子表达，加剧炎症反应。有研究[17]指出，CD40L-CD40 信号转导可激活肺外膜成纤维细胞促炎表型，证实CD40L 在肺部炎症反应中具有积极作用。本研究显示肺癌术后感染患者CD40L 水平更高，且感染程度越严重其水平变化越明显，这是由于机体感染诱发免疫应答造成的炎症反应，而CD40L 可活化B 淋巴细胞、T 淋巴细胞表达的跨膜糖蛋白，调节B 淋巴细胞、T 淋巴细胞相互作用，刺激炎性因子释放，该过程中CD40L 水平显著升高[18-19]。另外，CD40L 同样具有抗肿瘤作用，其与自身受体相结合可作用于树突状细胞，活化树突状细胞中具有抗凋亡作用的丝氨酸蛋白酶抑制剂，增强Bcl-2 表达，延长树突状细胞生存期，改善肿瘤患者树突状细胞过快自发性凋亡的情况；同时CD40L 可通过与CD40 相互作用促使特异性T 细胞抗肿瘤免疫活化，增强NK 抗肿瘤细胞毒反应。上述研究说明CD40L 水平变化可能与肺癌患者术后感染有关。

病原菌检测是诊断感染的金标准方式，但由于存在明显滞后性，难以适用于临床早期抗感染治疗，通过预警因子水平变化鉴别致病菌类属是临床抗感染的重要研究方向。本研究证实ACE2 及CD40L 水平在肺癌术后感染患者体内存在异常表达，且与感染程度存在明显相关性，这是研究二者能否鉴别不同致病菌类属的必要前提；另外，Logistic 回归多因素分析表明ACE2 及CD40L 水平升高是感染G-的独立危险因素，ROC 曲线进一步证实ACE2 及CD40L可用于鉴别G-与G＋感染，其原因可能与G-及G＋感染造成的炎症反应程度不同有关。G-菌体细胞壁含有大量高效致炎因子内毒素，可结合受体诱导巨噬细胞、血管平滑肌细胞、内皮细胞分泌炎性介质，加剧炎症反应；同时G-感染可通过Toll样受体4 参与细胞激活，Toll 样受体识别配体后激活下游信号转导通路，启动白介素-1，白介素-6，肿瘤坏死因子-α 等前炎症因子表达，促使炎症反应发生及进展，进而导致ACE2 及CD40L 异常表达[20-21]。卢秋维等[22]研究指出，G-感染的患者血清降钙素原、C 反应蛋白、脑钠肽等炎症指标均高于G＋感染患者，表明G-感染可造成更严重的炎症反应。另有研究[23]指出，G-主要成分脂多糖可特异性通过Toll 样受体激活血小板参与免疫炎性反应，并通过Bcl-xL 启动血小板凋亡程序，相较于G＋危险性更高。因此，通过检测ACE2 及CD40L水平鉴别致病菌类属具有较高价值，对指导临床早期抗感染具有积极作用。

综上，ACE2 及CD40L 水平与肺癌患者术后感染关系密切，其高水平表达表明术后感染更严重，且通过检测ACE2 与CD40L 水平有助于鉴别G-及G＋感染类型，可指导临床合理使用抗生素，具有重要指导价值。本研究主要分析肺癌患者术后感染ACE2 与CD40L 水平与不同致病菌类属的关系，而二者不同水平变化是否对肺癌患者远期预后产生影响，仍需临床多中心选取病例进一步研究证实。