胫腓骨骨折患者血清基质细胞衍生因子-1、白细胞介素-6的表达及其与术后感染的相关性

邢雅昶

(南阳市第二人民医院 骨科,河南 南阳 473000)

胫腓骨骨折多因直接或间接暴力所致,患者受伤后骨折部位疼痛、畸形,下肢活动受限,严重影响患者日常生活[1]。目前,临床常采取钢板内固定术治疗胫腓骨骨折患者,可维持骨折端对位对线,加固骨折端稳定性,促进骨折愈合,但受多因素影响,部分胫腓骨骨折患者易出现术后感染,影响患者术后康复进程[2]。因此,尽早准确预测、评估胫腓骨骨折患者术后感染风险,对缩短患者术后康复进程、改善预后具有积极意义。血清基质细胞衍生因子-1(stromal cell derived factor-1,SDF-1)属于趋化因子蛋白家族,与受体结合后能够使内皮细胞趋化,诱导多种促炎因子的释放,在机体的感染中发挥重要作用[3]。且有研究指出,血清SDF-1在开放性骨折术后感染的患者中呈高表达,通过促进炎症因子表达参与机体感染反应[4]。白细胞介素-6(interleukin-6,IL-6)为机体重要促炎细胞因子之一,主要由单核巨噬细胞生成,在多种感染性疾病中呈高表达[5]。由此,推测血清SDF-1、IL-6的表达与胫腓骨骨折患者术后感染有关。基于此,本研究探讨血清SDF-1、IL-6的表达与胫腓骨骨折患者术后感染的关系,以期为临床干预方案的选择提供参考依据。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2019年1月至2021年12月南阳市第二人民医院骨科收治的246例胫腓骨骨折患者作为研究对象。纳入标准:(1)体格检查时小腿有压痛、畸形、不能负重,且经三维CT或X线正侧位片检查确诊;(2)符合手术指征,清创后接受钢板内固定术治疗;(3)凝血功能正常;(4)创伤至就诊时间超过12 h;(5)认知功能异常,无法配合完成研究。排除标准:(1)多发性骨折或陈旧性骨折;(2)近1个月内使用过免疫制剂、激素类药物;(3)处于妊娠期或哺乳期;(4)合并直肠癌、胰腺癌等恶性肿瘤;(5)严重心、肝、肾功能不全;(6)合并呼吸系统或泌尿系统感染;(7)既往有精神疾病。246例胫腓骨骨折患者中男145例,女101例;年龄25～50岁,平均(37.84±4.05)岁;体重指数18.21～25.84 kg·m-2,平均(22.13±1.09)kg·m-2;骨折部位近端101例,中段69例,远端76例。本研究经南阳市第二人民医院医学伦理委员会审核并批准,患者本人已签署知情同意书。

1.2 术后感染判定及分组方法

所有患者入院后均完善相关检查,由同一级别手术医生进行钢板内固定术治疗。于患者术后随访1个月并参照《中国骨折内固定术后感染诊断与治疗专家共识(2018版)》[6]评估术后感染情况,对术后切口分泌物或疑似感染组织进行细菌培养,结果为阳性即可判定为术后感染,将出现术后感染的患者纳入感染组,剩余患者纳入未感染组。

1.3 基线资料收集方法

由研究者设计基线资料调查表并详细统计,包含性别(男、女)、年龄、体重指数、骨折部位(近端、中段、远端)、骨折类型(开放性、闭合性)、创伤至就诊时间、手术时间、术中出血量。实验室检查资料:于患者术前采集其5 mL清晨空腹静脉血,以3 000 r·min-1速率离心8 min,离心半径10 cm,取血清。采用酶联免疫吸附法检测血清SDF-1水平,试剂盒由上海晶抗生物工程有限公司提供;采用放射免疫测定法检测血清IL-6水平,试剂盒由上海纪宁生物科技有限公司提供。

1.4 统计学方法

2 结果

2.1 术后感染发生情况

246例胫腓骨骨折患者钢板内固定术后,发生感染43例,占比17.48%;未发生术后感染203例,占比82.52%。

2.2 基线资料

感染组开放性骨折占比高于未感染组,血清SDF-1、IL-6水平高于未感染组(P<0.05);组间性别、年龄、体重指数、骨折部位、创伤至就诊时间、手术时间、术中出血量比较,差异无统计学意义(P>0.05)。见表1。

表1 两组胫腓骨骨折患者基线资料比较

2.3 SDF-1、IL-6水平与术后感染关系的logistic回归分析

将上表比较差异有统计学意义的项目作为自变量并赋值(骨折类型开放性=1,闭合性=0,其他为连续变量),以术后感染发生情况作为因变量(感染=1,未感染=0)。经logistic回归分析结果显示,血清SDF-1、IL-6高表达以及开放性骨折是胫腓骨骨折患者术后感染的危险因子(OR>1,P<0.05)。见表2。

表2 胫腓骨骨折患者血清SDF-1、IL-6水平与术后感染关系的logistic回归分析结果

2.4 血清SDF-1、IL-6水平单独及联合预测胫腓骨骨折患者术后感染风险的价值分析

将胫腓骨骨折患者术后感染发生情况作为状态变量(感染=1,未感染=0),血清SDF-1、IL-6水平作为检验变量,绘制ROC曲线,结果显示,血清SDF-1、IL-6水平单独及联合预测胫腓骨骨折患者术后感染风险的AUC为0.748、0.729、0.824,均>0.7,具有一定的预测价值,且联合预测价值较高。见表3。

表3 血清SDF-1、IL-6水平单独及联合预测胫腓骨骨折患者术后感染风险的价值

3 讨论

钢板内固定术为治疗胫腓骨骨折的重要手段之一,通过利用金属螺钉、钢板等物将断骨直接连接固定,可较好地保持患者骨折的解剖复位[7]。但部分患者术后易发生感染,严重阻碍患者骨折愈合[8]。邹斌杰等[9]研究显示,胫腓骨开放性骨折术后早期感染发生率为25.35%,而本研究中,246例胫腓骨骨折患者钢板内固定术后感染率为17.48%,与上述研究结果存在差异,可能与样本量、骨折类型有关。说明胫腓骨骨折患者钢板内固定术后存在一定术后感染风险,不利于预后。因此,临床应积极寻找相关有效指标预测胫腓骨骨折患者术后感染风险,及时采取防治措施,以减少术后感染的发生。

腓骨骨折患者术后感染的发生受多种因素影响,据报道,细胞因子的变化在术后感染的发生、发展中具有重要作用[10]。SDF-1作为趋化因子CXC亚家族成员,在淋巴结、骨骼肌中均有表达,参与造血系统和淋巴系统的发育及功能的维持、炎症反应等多种生理与病理过程[11]。王宇强等[12]研究发现,开放性骨折术后感染患者血清SDF-1水平高于未感染组、健康体检者,并认为血清SDF-1高表达是由开放性骨折患者术后感染引起的。IL-6作为促炎细胞因子,主要是由单核巨噬细胞、T细胞、内皮细胞分泌合成,在急性期T细胞激活、B细胞成熟过程中具有重要作用[13]。IL-6在机体创伤早期即可迅速释放入血,使血清IL-6水平升高,且研究指出,IL-6与炎症性疾病及感染程度直接相关[14]。基于血清SDF-1、IL-6的作用机制,推测二者与胫腓骨骨折患者术后感染风险存在一定关联。本研究结果显示,感染组血清SDF-1、IL-6水平高于未感染组,初步说明腓骨骨折患者血清SDF-1、IL-6水平与术后感染有关。SDF-1是由基质细胞合成分泌、缺血缺氧诱导表达的趋化因子,而胫腓骨骨折可引起局部组织缺血缺氧,使患者血清SDF-1呈异常高表达[15]。同时,血清SDF-1水平异常高表达表明骨折局部组织缺血缺氧严重,会使机体局部产生大量的渗液与细菌,引起局部组织的炎症反应,增加术后感染风险[16]。相关研究指出,血清SDF-1水平与组织创伤、应激反应等有关,且其水平的高低与外科手术患者术后感染程度相关[17]。因此,血清SDF-1水平升高的胫腓骨骨折患者极易发生术后感染。胫腓骨骨折后患者多伴有大面积软组织损伤和骨架结构破坏,会引起机体内血清IL-6升高[18]。而血清IL-6作为细胞促炎因子,其异常高表达可激活中性粒细胞,在机体创伤和修复过程中促进炎症介质的释放,加重炎症反应,增加术后感染风险[19]。由此可见,血清IL-6高表达与胫腓骨骨折患者术后感染有关。

为进一步证实胫腓骨骨折患者术前血清SDF-1、IL-6水平与术后感染的关系,本研究进行logistic回归分析并绘制ROC曲线,结果显示,血清SDF-1、IL-6高表达是胫腓骨骨折患者术后感染的危险因子,血清SDF-1、IL-6水平单独及联合预测胫腓骨骨折患者术后感染风险的AUC均>0.7,有一定的预测价值。由此可证实,胫腓骨骨折患者血清SDF-1、IL-6水平与术后感染有关,术前检测二者水平可用于胫腓骨骨折患者术后感染风险的预测、评估。因此,临床医务工作者可考虑早期检测胫腓骨骨折患者血清SDF-1、IL-6,以预测术后感染风险,若其水平呈异常高表达,可及时调整术前、术后抗生素用药方案,或对预防术后感染、改善预后有一定价值。此外,本研究结果显示,胫腓骨骨折患者骨折类型与术后感染有关,分析可能原因为:胫腓骨开放性骨折后软组织损伤较为严重,伤口长时间暴露在空气中,易接触病原体,增加致病菌侵入风险,导致术后感染风险增加。同时钢板内固定术作为侵入性操作,可增加局部组织的损伤,改变局部微生态,增加术后感染风险[20]。本研究也存在一定局限性,如本研究为单中心研究,未结合其他医院胫腓骨骨折患者术后感染情况进行综合分析,研究结果可能存在偏倚,后续仍需要多中心研究加以证实,为胫腓骨骨折患者术后感染的防治提供参考依据。

4 结论

胫腓骨骨折患者血清SDF-1、IL-6水平与术后感染有关,临床可通过检测胫腓骨骨折患者血清SDF-1、IL-6水平预测患者术后感染风险,且血清SDF-1、IL-6水平联合预测价值更高。