血清IFN-γ、YKL-40水平对经皮肾镜取石术后并发泌尿道感染的早期诊断价值

何伟,胥丰,王镭播,岑壮顶

经皮肾镜取石术(percutaneous nephrolithotomy,PCNL)是当前治疗肾结石及输尿管结石的首要方式[1]。然而PCNL术后容易引发泌尿道感染、肝肠损伤、出血等并发症,如若不及时治疗,可能会导致全身感染,甚至危及患者生命[2]。研究表明,干扰素γ(interferon-γ,IFN-γ)在不同感染类疾病发展中,既能参与感染过程,也能对感染发挥良好的抑制作用[3]。而甲壳质酶蛋白-40(chitinase like protein-40,YKL-40)是由免疫活性细胞产生的一种几丁质酶样糖蛋白,主要作用是参与机体炎性反应与细胞外基质重构等过程[4]。另有研究表明,在肥胖、类风湿关节炎等疾病引发的慢性炎性反应过程中,YKL-40与促炎因子IL-6、IL-1、IFN-γ水平的升高密切相关[5]。现通过分析PCNL术后患者血清IFN-γ、YKL-40水平及其对PCNL术后并发泌尿道感染的诊断价值,以期为临床预防和治疗PCNL术后并发泌尿道感染提供理论依据,报道如下。

1 资料与方法

1.1 临床资料 选取2018年5月—2023年5月北京积水潭医院贵州医院外科行PCNL术患者108例作为研究对象。根据患者术后24 h内是否发生尿道感染分为感染组(n=41)与未感染组(n=67)。2组患者性别、年龄、体质量指数、高血压史比例、尿道感染史比例、结石面积、结石数量比较差异均无统计学意义(P>0.05),而感染组患者手术时间、糖尿病史比例、肾功能不全比例高于未感染组(P<0.05),见表1。本研究已经获得医院伦理委员会批准(18-041),患者或家属知情同意并签署知情同意书。

表1 未感染组、感染组PCNL术后患者临床资料比较Tab.1 Comparison of clinical data between uninfected and infected PCNL postoperative patients

1.2 病例选择标准 (1)纳入标准:①患者经临床确诊肾结石,符合《临床实用肾脏外科学》中肾结石诊断标准[6];②患者年龄≥18岁,均行PCNL治疗;③术前无其他原发性感染;④患者临床资料完整。(2)排除标准:①妊娠或哺乳期女性;②有多囊肾等先天性肾脏畸形者;③合并恶性肿瘤、甲状腺功能异常者;④凝血功能异常等血液疾病者;⑤酗酒、药物滥用者。

1.3 观测指标与方法

1.3.1 样本采集:患者入院翌日晨采集空腹肘静脉血2 ml,室温静置4 h,离心收集上清,转至-20℃保存待测。

1.3.2 血清IFN-γ、YKL-40水平检测:上述血清采用酶联免疫吸附法(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)检测试剂盒(上海赛默飞世尔有限公司)测定血清IFN-γ、YKL-40水平。

1.3.3 泌尿道感染指标检测:取上述血清样本,采用BC-7500血细胞分析仪及BS-280全自动生化分析仪(深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司)分别检测血清白细胞计数(white blood cell,WBC)和血清C反应蛋白(C-reactive protein,CRP)水平,S600电化学发光免疫分析仪(上海腾泉生物科技有限公司)检测血清降钙素原(procalcitonin,PCT)水平,ELISA检测试剂盒测定血清白介素6(interleukin-6,IL-6)、肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factor α,TNF-α)水平。

2 结 果

2.1 2组PCNL术后患者血清IFN-γ、YKL-40水平比较 与未感染组比较,感染组患者血清IFN-γ、YKL-40水平均明显升高(P<0.01),见表2。

表2 未感染组、感染组PCNL术后患者血清IFN-γ、YKL-40水平比较Tab.2 Comparison of Serum IFN- γ and YKL-40 levels in PCNL postoperative patients in the uninfected and infected groups

2.2 2组PCNL术后患者血清泌尿道感染指标水平比较 与未感染组比较,感染组血清WBC及CRP、PCT、IL-6、TNF-α水平均明显升高(P<0.01),见表3。

表3 未感染组、感染组PCNL术后患者血清泌尿道感染指标水平比较Tab.3 Comparison of serum urinary tract infection index levels between uninfected and infected PCNL postoperative patients

2.3 PCNL术后并发泌尿道感染患者血清IFN-γ、YKL-40水平与泌尿道感染指标相关性分析 Pearson相关分析结果显示,PCNL术后并发泌尿道感染患者血清IFN-γ水平与WBC及CRP、PCT、IL-6、TNF-α水平均呈正相关(P<0.05或0.01),YKL-40水平与WBC及CRP、PCT、IL-6、TNF-α水平均呈正相关(P<0.05或0.01),见表4。

表4 PCNL术后并发泌尿道感染患者血清IFN-γ、YKL-40水平与泌尿道感染指标的相关性Tab.4 The correlation between Serum IFN- γ and YKL-40 levels in patients with concurrent urinary tract infections after PCNL surgery and urinary tract infection indicators

2.4 Logistic回归分析血清IFN-γ、YKL-40水平对PCNL术后并发泌尿道感染的影响 以PCNL术后是否发生泌尿道感染为因变量(否=0,是=1),以血清IFN-γ、YKL-40水平(实测值)为自变量,进行Logistic回归分析。结果显示,血清IFN-γ和YKL-40水平升高是影响PCNL术后并发泌尿道感染的独立危险因素(P<0.01),见表5。

表5 Logistic回归分析血清IFN-γ、YKL-40水平对PCNL术后并发泌尿道感染的影响因素Tab.5 Logistic regression analysis of serum IFN- γ and YKL-40 levels of postoperative urinary tract infection in PCNL patients

2.5 血清IFN-γ、YKL-40水平对PCNL术后并发泌尿道感染诊断价值分析 绘制血清IFN-γ、YKL-40水平对PCNL术后并发泌尿道感染诊断价值的ROC曲线,并计算曲线下面积(area under curve,AUC),结果显示,IFN-γ、YKL-40表达水平及二者联合诊断PCNL术后并发泌尿道感染的AUC分别为0.788、0.782、0.877,且二者联合优于各自单独诊断(Z/P=2.114/0.035、2.747/0.006),见表6和图1。

图1 血清IFN-γ、YKL-40及二者联合诊断PCNL术后并发泌尿道感染的ROC曲线Fig.1 ROC curve for diagnosing postoperative urinary tract infections in PCNL with YKL-40 and Serum IFN-γ and their combination

表6 血清IFN-γ、YKL-40对PCNL术后并发泌尿道感染的诊断价值Tab.6 Diagnostic value of Serum IFN- γand YKL-40 for postoperative complications of urinary tract infections in PCNL surgery

3 讨 论

PCNL主要是通过在患者腰部切口建立取石通道,并利用激光或超声波等设备对结石进行破碎,具有损伤小、取石彻底、恢复快等优点[7]。PCNL自应用以来,由于其对结石清除效果好,且其成本和治疗费用较低,目前仍是治疗肾结石的主要方式,但PCNL术后并发症发生率较高,其中,泌尿道感染严重会进展为尿源性脓毒血症,引起机体器官继发性衰竭,病死率高达20%～40%[8-9]。近年来,随着医学的快速发展,PCNL技术也在不断提升,其中微通道PCNL、超微通道PCNL(UMP/SMP)是当前的研究热点,其能有效减少PCNL术后相关并发症的发生,然而由于通道减小,手术视野不佳,导致术中易出现并发症,结石清除率明显降低,且UMP与SMP治疗费用高,目前在临床上无法普及[10]。因此,寻找准确、高效的血清诊断标志物,对PCNL术后并发泌尿道感染早期诊断具有重要意义。

IFN-γ是T淋巴细胞、B细胞、NK细胞、巨噬细胞等免疫细胞产生的一种细胞活性因子,而IFN-γ受体由2条跨膜链IFN-γR1和IFN-γR2组成,IFN-γ被分泌后会与受体结合并相互作用,通过激活巨噬细胞并诱导细胞上主要组织相容性复合体分子表达上调,从而在机体炎性反应和免疫调节中发挥着重要作用[11-13]。研究表明,肾结石患者行PCNL术后,大量细菌和内毒素会通过肾盂进入尿道,引发泌尿道感染。而机体接收到细菌入侵的信号时,会立即产生大量免疫因子进行抵御[14]。而IFN-γ与各种感染的易感性密切相关,当机体免疫系统紊乱或遭受感染时,NK细胞会大量分泌IFN-γ,进而通过信号转导作用触发宿主对微生物感染死亡先天防御,导致在此过程中,IFN-γ水平明显升高[15]。本研究中,与未感染组比较,感染组患者血清中IFN-γ水平明显升高,提示IFN-γ可能参与了促进PCNL术后泌尿道感染过程。

YKL-40来源于中性粒细胞、巨噬细胞、上皮细胞、内皮细胞等多种细胞,具有促进细胞生长增殖、促进血管生成、调节基质重建、参与炎性反应等作用。研究认为,许多疾病的发生与YKL-40水平升高有关,其中,在炎性反应过程中,YKL-40主要通过介导TGF-β、JNK、MAPK等信号传导通路,调节一些细胞炎性因子如IL-13、IL-4、IFN-γ促进炎性反应的发生[16]。Jung等[17]研究发现,在人脐静脉内皮细胞中,YKL-40能通过抑制脂多糖水平诱导动脉粥样硬化,并进一步在小鼠实验中发现,当敲除YKL-40基因后,可以明显抑制小鼠主动脉粥样硬化的发展,并降低一些炎性标志物水平。另有大量研究报道,在阿尔茨海默病、脊髓炎、多发性硬化等神经类疾病患者体内,YKL-40水平均有不同程度的提高[18-19]。此外,YKL-40在炎性反应性皮肤病如银屑病的发生发展中也发挥着关键作用,被认为是诊断银屑病关节炎的生物标志物,并且还有研究认为YKL-40的作用机制与其调节IFN因子密切相关[20]。以上研究表明,YKL-40在多种与炎性反应有关的疾病发生发展中发挥重要作用。本研究结果显示,感染组患者血清YKL-40水平明显高于未感染组,PCNL术后并发泌尿道感染过程与机体自身免疫调节息息相关,因此推测YKL-40水平与PCNL术后并发泌尿道感染有一定关系。

WBC是人体的重要防御细胞,对病原微生物具有吞噬作用,因而其水平与感染程度为正相关关系;CRP在机体受到损伤或发生感染时会被合成,进而促进吞噬细胞吞噬细菌及溶酶体酶分泌,达到抗炎作用;PCT与细菌感染有关,在正常情况下,其血清含量较低,而当机体感染病菌时,其含量会明显升高;而IL-6和TNF-α是由炎性细胞产生的促炎细胞因子,参与多种炎性反应与血管组织损伤过程[21-22]。此外,本研究结果还发现,PCNL术后并发泌尿道感染患者血清IFN-γ、YKL-40水平与泌尿道感染相关指标包括WBC及CRP、PCT、IL-6、TNF-α水平均呈正相关,进一步说明参与IFN-γ、YKL-40与PCNL术后并发泌尿道感染过程密切相关,且Logistic回归分析结果显示,IFN-γ、YKL-40升高是影响PCNL术后并发泌尿道感染的独立危险因素;ROC曲线分析结果显示,血清IFN-γ、YKL-40水平对PCNL术后并发泌尿道感染的诊断价值较高,二者联合诊断的AUC为0.877,敏感度也优于各自单独诊断。以上结果说明联合检测血清IFN-γ、YKL-40水平对PCNL术后并发泌尿道感染的诊断价值较高。

综上所述,PCNL术后并发泌尿道感染患者血清IFN-γ、YKL-40水平明显升高,是PCNL术后并发泌尿道感染的独立影响因素,检测术后血清IFN-γ、YKL-40水平对PCNL术后并发泌尿道感染的诊断价值较高。后续将对其具体机制进行深入研究。

利益冲突:所有作者声明无利益冲突

作者贡献声明

何伟:设计研究方案、实施研究过程,分析试验数据;胥丰:设计研究方案、文章撰写;王镭播:分析试验数据,论文修改;岑壮顶:资料收集、统计学分析