血清Trx-1在脓毒血症并发急性肾损伤中的表达及其诊断价值*

樊冰矜 崔莉 张凤芹 张德英

(晋城市人民医院肾内科, 山西 晋城 048000)

脓毒血症是指由细菌等病原微生物侵入机体引起的全身炎症反应综合征,其中急性肾损伤( Acute kidney injury,AKI)是脓毒血症最常见的并发症之一[1];在脓毒血症患者中AKI的发生率高达40%～50%[2]。脓毒血症相关AKI的发生可增加脓毒血症患者的死亡率,影响脓毒血症患者的肾脏预后[3-4]。寻找早期诊断脓毒血症相关AKI的生物标志物,有助于改善脓毒血症患者的预后。血清硫氧还蛋白-1(Thioredoxin-1,Trx-1)是维持细胞内蛋白质还原状态的主要的二硫键还原酶,在对抗细胞的氧化应激,维持细胞正常生理活性中起着重要的作用。有学者提出,血清Trx-1的水平可用于判断机体的疾病严重程度和氧化应激损伤的生物标志物[5];也有研究表明,Trx-1可通过抑制线粒体凋亡预防心肌细胞缺血/再灌注损伤[6]。本研究拟探讨血清硫氧还蛋白-1在脓毒血症急性肾损伤中的表达及其诊断价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料 纳入2015年1月—2021年12月我院重症医学科收治入院的216例脓毒血症患者进行分析。入选标准:①年龄>18岁,性别不限。②患者具有完整的临床资料和1年的血肌酐(Scr)随访数据。③参照2016年欧洲危重病医学会、美国胸科医师协会、美国危重病医学会联合发布的脓毒症-3.0诊断标准[7]诊断脓毒血症(其中2015年1月—2016年2月期间的脓毒血症参考脓毒症-2.0诊断标准[8]诊断)。④同意参加该研究同时签署了知情同意书。排除标准:①入院时患者估计的肾小球滤过率( estimated glomerular filtration rate,eGFR)<15 mL/(min·1.73 m2)或慢性肾脏病5期或长期进行血液透析和腹膜透析治疗。②存在脓毒血症以外的其他病因所致的AKI,包括泌尿系统梗阻、肾小球肾炎、肾血管性疾病、应用造影剂或使用肾脏毒性药物。③患者曾行肾移植手术。以脓毒血症患者入院起始至转入普通病房或出院为观察的病程,评估该次住院期间是否发生AKI。AKI的诊断参考2012年KDIGO[9]标准:在48 h以内,Scr升高≥26.5 μmol/L,或者7 d以内,Scr升高≥基线值的1.5倍定义为AKI;48 h以内的Scr升高≥26.5 μmol/L或7 d以内的Scr升高为基线值的1.5～1.9倍定义为AKI 1级;7 d以内的Scr升高为基线值的2.0～2.9倍定义为AKI 2级;7 d以内的Scr升高大于等于基线值的3.0倍或Scr大于等于353.6 μmol/L或开始进行肾脏替代治疗定义为AKI 3级。本研究已获得医院伦理委员会的批准(伦理批号:201411072)。

1.2 资料收集和样本检测 收集入选的脓毒血症患者晨起空腹时外周静脉血10 mL,在离心速度为3000 r/min,有效离心直径是10 cm的离心机离心10 min后,分离上层的血清并在-80 ℃冰箱进行保存。血清Trx-1的水平采用酶联免疫吸附实验进行测定,应用Groundwork Biotechnology, Diagnosticate 公司商品化的试剂盒(Human TRX ELISA Kit)并按照说明书操作步骤进行检测。收集所有入组对象的一般资料及格拉斯哥昏迷(Glasgow Coma Scale, GCS)评分[10]、基线急性生理功能和慢性健康状况评分系统Ⅱ(Acute Physiology and Chronic Health Evaluation Ⅱ, APACHE Ⅱ)评分[11]、序贯器官衰竭评分(Sepsis Related Organ Failure Assessment, SOFA)[12]、是否合并高血压、糖尿病、贫血、高尿酸血症,基线Scr、基线eGFR、血红蛋白、血清白蛋白、尿酸、乳酸、降钙素原、C反应蛋白,同时记录患者住院期间是否使用有创机械通气和血管活性药物。其中血清白蛋白、尿酸和Scr采用中国优利特UC-32A肌酐检测仪检测,降钙素原采用德国BERTHOLD公司生产的型号BLA250的检测仪器检测,乳酸采用英国analox葡萄糖酒精乳酸分析仪GM9检测,血常规使用广州迈瑞公司BC5000全自动血细胞分析仪进行检测, C反应蛋白采用RCHE公司出产的MODULARP 型号 P800全自动生化分析仪检测,eGFR按慢性肾脏病流行病协作研究(Chronic Kidney Disease Epidemiology Collaboration,CKD-EPI)公式计算。GCS评分由睁眼反应(4分:自发睁眼;3分:语言吩咐睁眼;2分:疼痛刺激睁眼;1分:无睁眼)、语言反应(5分:正常交谈;4分:言语错乱;3分:只能说出(不适当)单词;2分:只能发音;1分:无发音)和肢体运动(6分:按吩咐动作;5分:对疼痛刺激定位反应;4分:对疼痛刺激屈曲反应;3分:异常屈曲去皮质状态;2:异常伸展去脑状态;1分:无反应)三部分组成,总得分为三者之和。APACHE Ⅱ评分由年龄评分、急性生理学评分、慢性健康状况评分三部分组成,总得分为三者之和。SOFA评分主要从各系统分析危重病患者各个器官功能障碍的发生及严重程度。

2 结果

2.1 两组患者基线资料 AKI组的APACHE Ⅱ评分、SOFA评分、基线Scr、乳酸、血清Trx-1高于非AKI组,GCS评分、血清白蛋白、基线eGFR水平低于非AKI(P<0.05),其余一般资料组间比较差异无统计学意义(P>0.05),见表1。

表1 脓毒血症患者临床基线资料

2.2 脓毒血症并发AKI患者中血清Trx-1水平与临床资料的相关性分析 合并AKI的85例脓毒症患者中,AKI 1级有38例,AKI 2级有27例,AKI 3级有20例。血清Trx-1水平与APACHE Ⅱ、SOFA评分、基线Scr、乳酸和AKI≥2级的比例呈正相关(R>0,P<0.05),与GCS评分、血清白蛋白和eGFR水平呈负相关(R<0,P<0.05),见表2。

表2 血清Trx-1水平与临床资料相关性分析

2.3 脓毒血症并发AKI患者危险因素分析 取脓毒血症患者的基线资料为样本,以是否发生AKI作为因变量,发生AKI时赋值为1,未发生AKI赋值为0,以此建立Logistic回归模型。以表1中差异有统计学意义的指标作为因变量,选取GCS评分、SOFA评分、APACHE Ⅱ评分、基线Scr、基线eGFR、血清白蛋白、乳酸、血清Trx-1的水平作为自变量,按照两组总均值把连续变量分段为两分类变量,采用“进入法”以进行回归过程中自变量的选择和剔除,设定α剔除=0.10,α入选=0.05。共有Scr、SOFA评分、血清白蛋白、血清Trx-1的水平4个变量被保留入回归方程。Scr升高、SOFA评分升高、低血清白蛋白以及高水平的血清Trx-1是脓毒血症患者并发AKI的独立危险因素(OR>1,P<0.05),见表3。

表3 脓毒血症并发AKI患者危险因素分析

2.4 血清Trx-1诊断脓毒症并发AKI的ROC曲线分析 以脓毒症患者发生AKI作为因变量,ROC曲线分析提示血清Trx-1诊断脓毒症并发AKI的曲线下面积为0.785(95%CI:0.694～0.877),其对应的截断值8.12 μg/L,灵敏度为70.9%,特异性为75.6%,准确度为73.2%。Scr诊断脓毒症并发AKI的曲线下面积为0.678(0.574～0.782),其对应的截断值为105 μmol/L,灵敏度为58.9%,特异性为60.0%,准确度为59.4%。联合Scr和血清Trx-1诊断脓毒症并发AKI的曲线下面积为0.884(95%CI:0.815～0.954),灵敏度为83.6%,特异性为86.7%,准确度为85.2%,见表4和图1。

图1 联合血清Trx-1和Scr诊断脓毒症并发AKI的ROC曲线

表4 联合血清Trx-1和Scr评估脓毒症并发AKI的ROC曲线分析

3 讨论

脓毒血症是导致AKI的常见病因,脓毒血症相关AKI也是脓毒血症患者最常见的并发症,其患病率具有上升趋势。既往流行病学数据显示,近2/3的脓毒症休克患者可并发AKI,发生率可高达64.4%[13-14],并且增加了住院患者的病死率和消化道出血、肝功能损伤等临床不良事件的发生,增加远期慢性肾脏病的发生风险[15]。脓毒血症引起AKI的病理生理学机制包括血流动力学异常、氧化应激损伤、肾组织炎症及免疫反应等,可导致肾小管上皮细胞刷状缘消失、细胞肿胀,后期则可导致细胞凋亡,甚至坏死[16]。本研究发现,脓毒血症并发AKI的发生率高达39.35%,且合并AKI的脓毒血症患者APACHE Ⅱ评分、SOFA评分、基线Scr、乳酸高于非AKI组,基线eGFR、GCS评分、血清白蛋白的水平低于非AKI组。由此可见,脓毒血症中基础肾功能水平以及营养水平较差的病情危重患者,更容易并发AKI的发生。由于目前针对脓毒血症AKI临床缺乏有效的临床干预措施,治疗效果欠佳,因此寻找早期诊断脓毒血症相关AKI的生物学标志物显得尤为重要[17]。

Trx-1是一种广泛分布多种脏器和组织的氧化还原蛋白,可通过二硫化物活性中心可逆性地催化许多氧化还原反应,具有抗炎和抗氧化作用[18],脓毒血症AKI病程中存在氧化应激和炎症介质浸润,Trx-1作为一种内生的抗氧化剂,可以通过清除活性氧达到抗氧化的作用,并减少致炎细胞因子的表达,发挥间接抗氧化和抗炎的作用。Trx-1能通过抑制中性粒细胞等炎症细胞的浸润以减轻肾脏炎症,可作为一种脓毒血症急性肾损伤新的治疗策略。既往有研究表明[19-21],在脓毒症小鼠动物模型中观察到脂多糖刺激可诱导血清Trx-1水平表达升高,而升高的Trx-1可降低炎症因子水平,抑制细胞内质网应激和凋亡的水平,进而减轻脓毒血症所导致的多种器官损伤。也有研究发现[22-24],相比健康人群,脓毒血症患者血清Trx-1水平明显升高,且在脓毒血症患者中血清Trx-1水平与APACHE Ⅱ评分呈正相关。Trx1通过还原特定半胱氨酸残基来维持磷酸酶张力蛋白同源物、Ⅱ型组蛋白去乙酰化酶、AMP活化蛋白激酶和雷帕霉素靶蛋白功能,起到抑制炎症通路激活、炎症细胞浸润并减轻肾脏炎症。本研究发现,在脓毒血症并发AKI的患者血清Trx-1水平显著高于脓毒血症未并发AKI的患者。此外,本研究还发现,血清Trx-1表达水平与GCS评分、APACHEII评分、SOFA评分、基线Scr、乳酸和AKI≥2级的比例呈正相关,与eGFR水平呈负相关。提示,血清Trx-1表达水平可以反映脓毒血症患者疾病严重程度以及肾功能水平,可作为脓毒血症相关AKI患者临床预后的生物学标志物。

Scr作为反映脓毒血症肾功能损伤的指标,其表达水平升高预示肾脏基础肾功能较差,因此脓毒血症患者发生AKI的风险也相应增加。SOFA评分可作为反映机体不同器官损伤程度的评分,对于判断脓毒血症患者不同脏器损伤程度以及反应性具有重要的价值,因此SOFA评分升高提示脓毒血症患者肾脏损伤的风险增加。低水平的血清白蛋白反映机体的炎症损伤和营养状态,血清白蛋白较低时,机体抵抗损伤的能力下降,脓毒血症患者并发AKI的风险相应增加。作为介导氧化应激和炎症损伤的指标,血清Trx-1表达水平在诊断脓毒血症并发AKI的特异性和敏感性使其可能作为评估脓毒症患者肾脏预后的新型血清标志物[25]。本研究结果显示,Scr、SOFA评分和血清白蛋白是预测脓毒血症并发AKI的独立危险因素。高水平的血清Trx-1水平是预测脓毒血症并发AKI的危险因素,当血清Trx-1水平升高,反映机体抑制氧化应激和炎症反应的能力增加。此外,血清Trx-1对预测脓毒血症并发AKI具有较好的预测价值,联合血清Trx-1和Scr具有较高的特异性和敏感性。然而由于本研究纳入样本量较少,且血清Trx-1水平在住院时进行检测,未进行动态监测。因此,本研究的结论需要大样本多中心临床研究进一步证实,且需要进一步评估AKI进展过程中血清Trx-1表达水平的变化情况。

4 结论

血清Trx-1在脓毒血症并发AKI患者中的表达水平高于未并发AKI患者,是脓毒血症并发AKI的独立危险因素,对诊断脓毒血症并发AKI具有较高的诊断价值,可能作为诊断脓毒血症并发AKI的生物学标志物。