术前Th1/Th2、TNF-α、ALB与老年胃癌根治术后肺部感染关系及预测效能

吴伶莉,汤 莉

吴伶莉,汤莉,杭州市肿瘤医院检验科 浙江省杭州市 310001

吴伶莉,本科,主管技师,研究方向为医学检验.

0 引言

胃癌根治术是治疗早期和中期胃癌的有效方法,由于手术时间较长,创伤较大,长时间麻醉引起交感神经-肾上腺髓质轴分泌大量儿茶酚胺,易对心肺功能产生不良影响,加之气管插管、拔管、术后留置胃管等侵入性操作,使术后肺部感染的风险增加,尤其是伴心肺功能降低、合并多种内科基础疾病、体质下降的老年人群[1].资料显示[2],胃癌根治术后肺部感染发生率为18.88%,明显增加治疗难度,给患者术后康复带来严重威胁,因此早期预测其风险意义重大[3,4].辅助性T细胞1(helper T cells 1,Th1)/辅助性T细胞2(helper T cells 2,Th2)是机体免疫系统重要组成部分,生理状态保持动态平衡,当Th1功能减弱,Th2增强时,可破坏两者平衡,诱发感染[5].肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)是一种炎症介质,其基因多态性与肺炎易感性息息相关,在驱动肺部炎症中发挥着关键作用[6,7].白蛋白(albumin,ALB)是来源于肝脏的一种蛋白质,近年来研究发现,其在卒中后肺部感染患者中降低,是肺部感染的一个潜在预测因子[8].本研究探讨术前Th1/Th2、TNF-α、ALB与老年胃癌根治术后肺部感染关系及预测效能,旨在为临床预防感染、加快术后康复等提供参考.

1 材料和方法

1.1 材料 入选标准: (1)符合胃癌诊断标准[9];(2)年龄≥60岁;(3)无远处转移;(4)无腹主动脉周围明显肿大淋巴结;(5)经我院伦理委员会审批通过,签署知情同意书.排除标准: (1)术前病理诊断不明确者;(2)身体一般状况不能耐受手术者;(3)伴有其他系统原发性癌症者;(4)术前合并感染者;(5)免疫缺陷者.

按照以上纳排标准选取2020-04/2022-06我院收治的135例老年胃癌根治术后肺部感染患者(感染组)及135例未感染患者(对照组)作为研究对象.肺部感染的诊断参考中华医学会呼吸病学分会感染学组制定的相关标准[10].

1.2 方法

1.2.1 资料收集: 采用一般资料调查表收集患者人口学资料(年龄、体质量指数、性别)、肿瘤学信息(病理分期、肿瘤部位、肿瘤最大直径、组织学分型)、合并疾病,并在术后完善手术相关情况(手术途径、手术方式、消化道重建方式、淋巴结清扫范围、手术时间、术中出血量、淋巴结清扫数目、术后留置胃管时间)的统计.

1.2.2 主要试剂与仪器: 流式细胞仪(美国BD公司FACSCalibur);全自动细胞分析仪(日本光电工业株式会社MEK-6318K);酶标仪(英国DENLEY公司WS050型);TNF-α试剂盒(美国BD公司).

1.2.3 检测方法: 于术前采集上臂3 mL静脉抗凝全血标本(用以检测Th1/Th2、ALB)和3 mL静脉血(3500 r/min离心10 min,分离血清用以检测血清TNF-α).取抗凝全血标本,采用流式细胞仪检测Th1/Th2;取血清标本,采用双抗体夹心酶联免疫吸附法检测血清TNF-α;取抗凝全血标本,行血常规检测,记录ALB水平.

统计学处理采用SPSS 24.0软件,计数资料用n(%)表示,以χ2检验,等级资料采用Ridit检验;计量资料以(mean±SD)表示,以t检验;采用二元Logistic回归分析老年胃癌根治术后肺部感染的相关影响因素,运用R语言绘制预测老年胃癌根治术后肺部感染的列线图模型,获取列线图的预测风险能力指数(concordance index,C-index)评价其预测能力,采用Bootstrap法绘制预测曲线、校准曲线、理想曲线评价列线图与实际观测结果的一致性,绘制决策曲线分析(DCA)评价列线图模型的临床效用.P＜0.05为差异有统计学意义.

2 结果

2.1 两组基线资料比较 感染组年龄、体质量指数、性别、病理分期、肿瘤部位、肿瘤最大直径、组织学分型、手术途径、手术方式、消化道重建方式、淋巴结清扫范围、淋巴结清扫数目、高血压、冠心病资料与对照组比较,差异无统计学意义;感染组手术时间、术后留置胃管时间长于对照组,术中出血量高于对照组,糖尿病患者多于对照组(P＜0.05).见表1.

表1 两组基线资料比较

2.2 两组术前Th1/Th2、TNF-α、ALB比较 感染组术前Th1/Th2、ALB低于对照组,TNF-α高于对照组(P＜0.05).见表2.

表2 两组术前Th1/Th2、TNF-α、ALB比较(mean±SD)

表3 老年胃癌根治术后肺部感染的二元Logistic回归分析

2.3 老年胃癌根治术后肺部感染的二元Logistic回归分析 二元Logistic回归分析因变量: 术后肺部感染,否=0,是=1;自变量: 手术时间、术中出血量、糖尿病、术后留置胃管时间、Th1/Th2、TNF-α、ALB,其中手术时间、术中出血量、术后留置胃管时间、Th1/Th2、TNF-α、ALB为连续变量,按实际值赋值,糖尿病: 无=0,有=1;统计结果显示,手术时间[OR(95%CI): 12.969(1.103-152.489)]、术中出血量[OR(95%CI): 10.399(1.087-99.475)]、糖尿病[OR(95%CI): 12.066(1.925-75.625)]、术后留置胃管时间[OR(95%CI): 12.505(3.184-49.113)]、TNF-α[OR(95%CI): 13.940(2.428-80.029)]均是老年胃癌根治术后肺部感染的相关危险因素,Th1/Th2[OR (95%CI): 0.337(0.131-0.869)]、ALB[OR (95%CI): 0.484(0.256-0.914)]均是老年胃癌根治术后肺部感染的相关保护因素(P＜0.05).见表3.

2.4 老年胃癌根治术后肺部感染的列线图预测模型 基于二元Logistic回归分析筛选出来的相关危险因素(手术时间、术中出血量、糖尿病、术后留置胃管时间、TNF-α)和相关保护因素(Th1/Th2、ALB),构建预测老年胃癌根治术后肺部感染的列线图预测模型,见图1.从该列线图模型可知,只要获取了患者手术时间、术中出血量、糖尿病、术后留置胃管时间、Th1/Th2、TNF-α、ALB取值,可分别从得到其风险评分,各项取和即为总风险评分,最终直观得到每例患者对应的感染预测风险,结果表明,手术时间、术中出血量、糖尿病、术后留置胃管时间、TNF-α越大,预测风险越大,Th1/Th2、ALB越大,预测风险越小.

图1 老年胃癌根治术后肺部感染的列线图预测模型.Th1/Th2: 辅助性T细胞1/辅助性T细胞2;TNF-α: 肿瘤坏死因子-α;ALB: 白蛋白.

2.5 列线图预测模型的检验 对老年胃癌根治术后肺部感染的列线图预测模型进行评价和外部验证,其预测风险能力指数(concordance index,C-index)达0.985,处于较高水平;运用相同中心不同时期270例患者的数据进行外部验证显示,该列线图校准度为0.826,预测曲线、校准曲线、理想曲线符合度良好,模型与实际观测结果有较好的一致性;绘制DCA曲线显示,该列线图模型具有明显的正向净收益,在预测术后肺部感染方面拥有良好的临床效用,见图2.

图2 老年胃癌根治术后肺部感染的列线图预测模型.A: 列线图的外部验证曲线图;B: 列线图模型的DCA曲线图.

3 讨论

近年来我国感染检出率呈上升趋势,故加强防控是必要的[11].与年轻人群相比,老年胃癌根治术后肺部感染风险增大[12].本研究针对老年人群进行研究,结果显示,感染组手术时间长于对照组,术中出血量高于对照组,糖尿病患者多于对照组,提示以上因素与老年感染有关.既往报道显示[13],手术时间、术中出血量、糖尿病与胃癌根治术后肺部感染有关,本研究结论与之相似.且本研究还发现,术后留置胃管时间亦与老年感染有关,原因在于留置胃管是一种侵入性操作,增加了口腔/呼吸道与外界的接触,使病原菌定植风险增加.

机体感染类疾病的发生与免疫系统功能密不可分.Th1、Th2均来源于CD4+T淋巴细胞,其中Th1主要介导细胞免疫应答,Th2主要功能是促进B细胞激活分化,介导体液免疫[14].研究发现[15],Th1/Th2对免疫系统稳态具有积极意义,若Th1处于优势,则免疫功能较强,若Th2处于优势,则会抑制免疫功能,促进炎症反应.本研究结果显示,感染组术前Th1/Th2低于对照组,术前Th1/Th2是老年胃癌根治术后肺部感染的相关保护因素.赵磊等[16]研究显示,脑梗死合并肺部感染患者Th1/Th2低于未合并肺部感染患者,提示Th1/Th2与肺部感染有关.Th1/Th2越大,预测风险越小,检测Th1/Th2有助于预测老年胃癌根治术后肺部感染的概率,若通过检测发现,患者术前Th1/Th2处于较低水平,提示其免疫功能减弱,术后可能发生感染,应优化手术流程,通过减少手术时间和术中出血量,预防性应用抗菌药物,增强患者营养等方法降低患者感染的风险,促进病情的良好转归.

TNF-α是一种重要的生物活性细胞因子,主要由单核巨噬细胞分泌,与TNF-α野生基因型相比,TNF-α突变基因型个体不仅肺炎易感性增加,且发生肺炎后病情更严重[17].高水平TNF-α可介导肺部炎症反应与炎性损伤[18,19].减少TNF-α,可通过抑制线粒体分裂和线粒体自噬诱导的肺上皮炎症反应,抑制肺部感染[20].本研究结果显示,感染组术前TNF-α高于对照组,是老年胃癌根治术后肺部感染的相关危险因素,提示TNF-α是老年胃癌根治术后肺部感染的一个潜在预测因子.刘欣等报道[21],TNF-α在老年肺炎克雷伯菌感染患者中水平升高,与感染严重程度和预后有关.一方面TNF-α与机体T淋巴细胞免疫功能呈负相关,水平越高,机体免疫功能越差,感染风险越高;另一方面TNF-α能在基因水平影响肺部感染的发生,因此检测术前TNF-α有助于预测术后肺部感染的概率[22,23].

ALB承担着体内代谢物质运输、维持血液胶体渗透压等作用,是机体的一个营养学指标.本研究结果显示,与未发生感染患者比较,发生感染患者术前ALB明显降低,与既往报道结论相似[24].单核细胞进入组织间隙的活化对ALB具有依赖性,当ALB水平降低,可使单核细胞活化异常,出现过早凋亡,降低巨噬细胞活力,影响机体免疫功能,并进一影响术后肺部感染的概率.但沈荐等[25]报道显示,胃癌根治术后肺部感染与未感染患者ALB水平无明显差异,即与肺部感染发生无关,本研究结论与之不同,其原因除与纳入研究对象的数量有关外,还可能与纳入患者的肿瘤学信息如分期、分化程度不同等有关,造成研究对象ALB分布均衡性不同,从而影响了数据的统计结果,下一步仍需增加质控措施进行进一步的研究.

在以上研究基础上,本研究基于二元Logistic回归分析筛选出来的相关因素构建预测术后肺部感染的列线图模型,其C-index达0.985,呈现出较高的预测能力,且经外部数据验证发现,所构建的模型与实际观测结果一致性良好,并具有明显的正向净获益,临床效用良好,提示本研究所构建的预测模型具有临床实用价值,可作为预测老年胃癌根治术后肺部感染的一种潜在手段.若通过该模型预测发现,患者术后发生感染的概率较高,可从围手术期多个环节进行管控,加强预防意识和预防管理,反之可按照相关规范常规处理,从而保证医疗资料的合理分配与使用,增加患者获益.

4 结论

综上,术前Th1/Th2、TNF-α、ALB均与老年胃癌根治术后肺部感染有关,基于基线相关资料与以上三指标所构建的模型具有较好的预测能力和临床效用,可作为预测术后肺部感染的一个潜在方案,指导临床进行围手术期管理.

文章亮点

实验背景

胃癌根治术需将原发病灶完全切除,对于老年群体,麻醉用药易引起交感神经敏感、血氧供给减低,进而损伤心肺功能,且术中气管插管、拔管可增加外源病菌进入呼吸道、肺部的风险,加大术后肺部感染概率.术后肺部感染既会降低手术治疗效果,又加重患者身体负担、经济负担.探寻有效预测术后肺部感染的检测指标对老年胃癌患者预后改善具有积极意义.

实验动机

研究老年胃癌根治术后肺部感染与术前机体免疫状态指标[辅助性T细胞1(helper T cells 1,Th1)/辅助性T细胞2(helper T cells 2,Th2)]、炎症反应指标[肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)、白蛋白(albumin,ALB)]及患者临床资料的联系,拟为老年胃癌患者术后肺部感染预测提供新的检测指标及研究方向.

实验目标

本研究主要目标在于探讨术前Th1/Th2、TNF-α、ALB与老年胃癌根治术后肺部感染关系及预测效能.实现了临床资料、术前Th1/Th2、TNF-α、ALB的联合预测,联合预测列线图模型的建立、评价及验证表明术前Th1/Th2、TNF-α、ALB对术后肺部感染具有重要预测价值.

实验方法

收集患者人口学资料、肿瘤学信息、合并疾病及手术相关情况,统计术前Th1/Th2、TNF-α、ALB,进行Logistic回归分析,运用R语言绘制列线图模型,综合上述因素进行老年胃癌根治术后肺部感染预测,并绘制预测曲线、校准曲线、理想曲线、决策曲线对该列线图模型的临床效用进行评价.

实验结果

手术时间、术中出血量、糖尿病、术后留置胃管时间、TNF-α、Th1/Th2、ALB均可影响老年胃癌根治术后肺部感染,基于上述因素构建列线图预测模型,该模型对老年胃癌根治术后肺部感染的C-index值达0.985,校准度达0.826,正向净收益明显.

实验结论

本研究发现老年胃癌患者根治术术前免疫状态、机体炎症反应程度对术后肺部感染具有重要影响,综合考虑合并疾病、手术相关情况等,基于Logistic回归分析所得的相关影响因素构建列线图模型,发现此类患者术后肺部感染风险较高,证实手术时间、术中出血量、糖尿病、术后留置胃管时间对术后肺部感染的影响,术前针对性调整免疫状态,抑制炎症反应有利于预防术后肺部感染.

展望前景

研究对象的数量、肿瘤学信息等差异可能影响检测指标分布的均衡性与数据统计结果,未来需进一步增加质控措施,提高所纳入研究对象的多样性、均衡性,证实老年胃癌患者根治术术前免疫功能状态、炎症反应对术后肺部感染的影响.