甲壳质酶蛋白40、中性粒细胞载脂蛋白及基质金属蛋白酶-9水平与尿毒症维持性血液透析患者感染相关性研究

罗孔认,陈梦诗,陈珊娜

(海南医学院第一附属医院血液内科,海南 海口 570102)

我国的慢性肾脏病发病率为10.8%,大约0.03%进展至终末期(尿毒症期),严重者需要接受血液透析维持生命[1]。临床发现,维持性血液透析(Maintenance hemodialysis,MHD)患者的总感染率较普通人大幅增高,其中侵入性耐甲氧西林金黄色葡萄球菌感染和肺炎的发病率分别更是高达150倍和5倍,给患者、家庭及社会带来沉重负担[2-3]。因此,感染的早期预测、准确诊断、病情的合理评估对于尿毒症患者提高生存率、生活质量和减轻经济负担具有重要意义。有研究[4]显示,尿毒症患者存在不同程度的微炎症状态,即表现为C-反应蛋白(C-reactive protein,CRP)、白细胞介素-6(Interleukin-6,IL-6)等炎症因子随病情发展而逐渐恶化,使机体免疫功能发生障碍,导致感染性疾病高发。近年研究[5]显示,甲壳质酶蛋白40(Chitinase protein 40,YKL-40)参与了多种炎症因子介导的炎症信号通路,与中性粒细胞的吞噬作用密切相关,可在一定程度上反映细菌感染的严重程度。还有研究[6-7]发现,肾损伤患者血清中性粒细胞明胶酶相关载脂蛋白(Neutrophil lipocalin,NGAL)高表达,而NGAL对基质金属蛋白酶-9(Matrix metalloproteinase-9,MMP-9)有调控作用,二者可能对于MHD感染的预测有一定的价值。基于此,本研究探讨YKL-40、NGAL、MMP-9水平与尿毒症MHD患者感染的相关性,为MHD感染的早期预测提供参考。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取2020年1-10月期间在本院就诊的MHD患者120例,根据是否发生感染分为感染组(n=34)和非感染组(n=86)。其中男73例,女47例;年龄28～84岁,平均(54.38±11.25)岁;体重指数(BMI)18～29 kg/m2,平均(21.28±4.02)kg/m2;透析时间1～10年,平均(3.99±1.25)年;血液透析51例,血液透析+血液灌流69例;合并高血压34例,合并冠心病25例,合并糖尿病41例。病例纳入标准:①年龄≥18岁;②透析时间>6个月,且规律透析;③临床资料完整。排除标准:①心、肝、肾功能严重不全者;②患有血液系统疾病者;③伴有颅内出血或消化道出血者;④患有恶性肿瘤者;⑤患有严重精神疾病者。

1.2 研究方法

1.2.1 一般临床资料调查:收集所有患者一般资料,包括性别、年龄、BMI、透析时间、透析方式、置管方式、合并症等。

1.2.2 感染部位评估及病原菌培养:由主治医生对感染者予以全面评估,确定患者主要感染部位,然后采集感染部位的标本(包括痰液、血液、尿液、粪便、伤口渗出液)送入实验室进行培养,使用全自动细菌培养仪对菌株进行分离鉴定,药敏试验采取K-B法,质控菌株:金黄色葡萄球菌 ATCC 29213、铜绿假单胞菌 ATCC 27853、大肠埃希菌 ATCC 25922。

1.2.3 血清指标检测:采集患者清晨空腹肘静脉血4 ml,离心分离后留取上清液,将上清液分装于EP管中,冻存于-80 ℃冰箱。采用酶联免疫吸附法检测血清中CRP、IL-6、YKL-40、NGAL 、MMP-9表达含量。

2 结 果

2.1 两组一般资料比较 感染组与非感染组性别、BMI、透析方式、置管方式、合并症比较,差异无统计学意义(均P>0.01);感染组年龄、透析时间与非感染组比较,差异有统计学意义(均P<0.01)。见表1。

表1 两组一般资料比较

2.2 感染部位及病原菌分布情况 MHD感染患者主要感染部位为肺部(52.94%),其次为呼吸道(20.59%)、泌尿系统(14.71%)、消化道(8.82%)、软组织或皮肤(2.94%)。34例MHD感染患者共检出致病菌127株,其中革兰阳性菌、革兰阴性菌、真菌分别为68株(53.54%)、49株(38.58%)、10株(7.88%),占比在10%以上的菌株有铜绿假单胞菌、大肠埃希菌、金黄色葡萄球菌、肺炎克雷伯菌。见表2、3。

表2 感染部位分布情况

表3 病原菌检出情况

2.3 两组血清指标比较 感染组血清CRP、IL-6、YKL-40、NGAL、MMP-9水平均显著高于非感染组(均P<0.05),见表4。

表4 两组血清指标比较

2.4 MHD感染的多因素Logistic分析 将上述有统计学意义的因素纳为自变量,以发生MHD感染为因变量,经多因素Logistic回归分析显示,血清YKL-40、NGAL、MMP-9水平升高是预测MHD感染的独立危险因素(均P<0.05),而年龄、透析时间、CRP、IL-6与MHD感染不独立相关(均P>0.05)。见表5。

表5 MHD感染多因素Logistic分析

2.5 YKL-40、NGAL、MMP-9水平对MHD感染的诊断价值 YKL-40、NGAL、MMP-9诊断MHD感染的最佳截断值分别为36.25、27.69、1089.48 ng/ml,三者联合诊断MHD感染的ROC曲线的AUC、灵敏度、特异度均显著高于单一指标。见表6(图1)。

图1 YKL-40、NGAL、MMP-9诊断MHD感染ROC曲线

表6 YKL-40、NGAL、MMP-9诊断MHD感染临床价值

3 讨 论

MHD是尿毒症患者维持生命的主要手段,该方法可利用物质交换,将体内产生的毒素及潴留的水分排出体外,以最大限度保持酸碱、水电解质稳定[8]。虽然,MHD有效提高了尿毒症患者生存时间及生活质量,但机体免疫功能下降,极易发生感染。据报道[9]显示,感染是肾衰竭患者第二大死亡原因,严重影响患者生命健康。

本研究结果显示,34例MHD感染患者中,肺部感染18例占比52.94%,是最主要的院内感染类型,其次是呼吸道、泌尿系统。这与既往研究[10]结果一致,因为长期透析或透析不良会导致患者体内毒素蓄积、营养物质流失,使患者免疫力下降,一旦受到外邪侵袭极易引发肺部感染。进一步分析发现,MHD感染主要致病菌为革兰氏阴性菌,检出率位于前三位的菌株分别是铜绿假单胞菌、大肠埃希菌、金黄色葡萄球菌,与其他地区致病菌检出率稍有差异,可能与各地区的病原菌谱流行趋势不同有关[11]。此外,革兰氏阳性菌中金黄色葡萄球菌的检出率较既往明显升高,需要格外注意耐甲氧西林金黄色葡萄球菌感染。

本研究发现,与非感染组比较,感染组患者年龄较大、透析时间较长,而性别、BMI、透析方式、置管方式、合并症无统计学差异,提示高龄、长时间透析会增加MHD患者感染风险。既往研究[12]显示,老年患者自身免疫力不足、基础疾病多,很容易发生MHD感染,尤其是合并糖尿病者,感染风险更高,因为糖尿病会导致机体代谢紊乱,血糖含量升高,而高血糖环境更易滋生细菌。本研究未发现合并糖尿病的MHD患者感染率增加,可能与研究对象较少有关。透析时间也是影响MHD患者感染的重要因素,透析时间越长,患者残余肾功能越少,更易发生营养不良,并发感染[13]。微炎症状态实质是一种免疫性状态,表现为全身循环中炎症标志物及炎性细胞因子长期保持在小范围升高状态,机体持续存在和缓慢发生的轻微炎症反应[14]。有研究[15]显示,血液透析患者均伴有不同程度的微炎症状态,而且血培养联合炎症指标可为临床诊断MHD导管相关血流感染提供参考,提示机体炎症状态与是否发生感染存在一定关联。YKL-40又称几丁质酶3样蛋白1,是一种新型的炎症标志物,有研究[16]发现YKL-40在糖尿病微血管病变-慢性肾病中高表达,而且与促炎因子IL-6存在正相关。NGAL是载脂蛋白家族成员之一,在机体免疫调节、维持内环境稳定方面发挥重要作用,还可与MMP-9结合形成二聚体,降低MMP-9的分解作用[17]。

本研究结果显示,感染组血清CRP、IL-6、YKL-40、NGAL、MMP-9水平显著高于非感染组,YKL-40、NGAL、MMP-9与MHD感染独立相关,提示YKL-40、NGAL、MMP-9作为诊断MHD感染的潜在血清指标。分析原因,可能是MHD感染患者机体处于微炎症状态,酸碱平衡失调,这些指标可直接或间接反映炎症或内环境状态,因此可用于预测MHD感染的发生[18]。通过绘制ROC曲线发现,YKL-40、NGAL、MMP-9、三者联合诊断MHD感染的AUC值分别为0.824、0.964、0.814、0.993,说明这三种血清指标均可用于MHD感染的诊断,三者联合还可进一步提高其临床诊断价值。这与此前的研究[19]结果一致,MMP-9对维持性血液透析合并肺部感染的诊断价值低于NGAL。YKL-40是壳质酶家族成员之一,在炎症性疾病的患者血清中高表达,可用于炎症性疾病的辅助诊断及预后评估,可以较好地区分是否发生感染[20]。

综上所述,YKL-40、NGAL、MMP-9与MHD感染存在一定的相关性,可用于MHD感染的辅助诊断。