SEPSIS-3时代 单核细胞趋化蛋白1和白介素6预后价值再评估

发布时间:2017-10-02       作者:Journal of Critical Care       来源:临床实验室        浏览:7243       收藏: 0

—————— 摘  要 ——————


背 景:败血症标志物评估的研究不能体现单核细胞趋化蛋白1(MCP-1)和最新的SEPSIS-3标准。因此,此次研究根据SEPSIS-3标准比较了MCP-1和白介素6(IL-6)对败血症和败血性休克患者的预后价值。


方 法:136名患有败血症和败血性休克的患者全天24小时进驻ICU。并在进驻后的第一天、第三天和第八天测量这些患者的MCP-1、IL-6、降钙素原(PCT)、C反应蛋白(CRP)和白细胞(WBC)。跟踪这些患者的30天和6个月全因死亡率。


结 果:与PCT、CRP、SOFA和APACHE II评分相比,在第一天和第三天MCP-1和IL-6水平都显示对30天和6个月全因死亡率有可观的预后价值(MCP-1的AUC范围0.62-0.65,p<0.039;IL-6的AUC范围0.65-0.70,p<0.021)。与存在低水平MCP-1的患者(风险比(HR)范围=2.1-3.3,p<0.041)相比,处于4th 四分位数的MCP-1显示出最高的30天和6个月死亡率。MCP-1的预后价值在多变量回归模型中仍然显著并可与IL-6相比。


结 论:根据最新SEPSIS-3的定义,MCP-1和IL-6都对败血症和败血性休克患者的短期和中期全因死亡率具有预后价值。



1. 简 介

最近的SEPSIS-3定义重新定义了败血症和败血性休克。败血症和败血性休克炎症标志物的预后评估很少根据SEPSIS-3标准。目前败血症患者的主要医疗方法是通过及时诊断和准确治疗避免多器官衰竭、败血性休克和败血症相关死亡事件。在过去的几十年中,没有发现可靠的标准化诊断试验来评估败血症的严重性。为了改善败血症患者的结局,研究者们评估了多种生物标志物如CRP、PCT、IL-6或presepsin。


单核细胞趋化蛋白1(MCP-1)是多种不同细胞类型如纤维母细胞、内皮细胞、平滑肌细胞、肾小球星形细胞、单核细胞和微胶质细胞在促炎条件下表达的可溶性趋化因子。Mera等人测量了30名败血症患者包括MCP-1在内的17种细胞因子,发现MCP-1、IL-8和巨噬细胞炎症蛋白(MIP)-1β水平在前3天内具有显著的相关性。此外,MCP-1水平与第一天的败血症相关器官衰竭评分(SOFA)之间存在关联。Zhu T等人在143名败血症患者人群中发现MCP-1是最强大的28天随访预测标志物。IL-6是一种众所周知的在败血症期间会发生水平上调且显著与败血症患者不良短期预后有关的特殊促炎细胞因子。


为了根据SEPSIS-3标准对MCP-1和IL-6的预后价值进行再评估,此次研究的目的在于在进驻ICU的第一周内评估这两种标志物对败血症和败血性休克患者的预后价值。


2. 材料和方法

2.1 研究人群

曼海姆败血症研究(NCT01535534)是一项在德国曼海姆医科大学第一医学部的ICU内执行的单中心、前瞻性对照研究。患者登记开始于2011年10月。该研究根据赫尔辛基宣言的原则执行并得到了德国海德堡大学曼海姆医学院教职人员医学道德第二委员会的批准。参与该研究的所有患者和/或其法律代表签署了书面知情同意书。该研究的最初设计是对ICU内发现的疑似或确诊的、年龄最小为18岁的败血症或败血性休克患者的特点进行研究。通过急性生理和慢性健康第二评分(APACHE II)、连续(败血症相关)器官衰竭(SOFA)评分和qSOFA评分记录ICU内此类患者的疾病严重程度。

败血症和败血性休克的诊断标准如下:如果因观测到的感染SOFA评分为2分及以上,则将患者分入败血症组。SOFA评估包括如下临床标准:初始吸氧分数氧气分压率<400定义的发展中肺衰竭、血小板计数<150,000/mm3的血液破坏、胆红素水平上升>1.2ml/dl(>20μmol/l)的肝脏衰竭、格拉斯哥昏迷评分系统鉴别的中枢神经系统恶化状态评分<15以及排尿量<0.5ml(kg/h)或肌酐水平上升到1.2m/dl(>110μmol/l)的肾衰竭。SOFA评分在2分及以上时表示临床结局很差,死亡率较高。这些患者败血症诱导的器官衰竭与感染之间存在显著的相关性,衰竭现象在登记前24小时内已经出现。除了存在前述的败血症,尽管容量正常,发展为心衰的患者需要血管加压维持>65mmHg的平均动脉压(MAP)一小时以上,血清乳酸水平>2mmol/l(>18mg/dl)且不存在血量过低的患者被分入败血性休克组。主要的排除标准为创伤和手术原因导致的败血症。所有患者在败血症或败血性休克发展的24小时内完成登记。


研究记录了所有可用的患者数据。在结束院内治疗后,2名参与研究的医师独立审查所有参与研究的患者的可用临床数据并将其分为3个疾病组:非败血症组、败血症组和败血性休克组。少量患者被分入非败血症组,因为它们不能满足败血症或败血性休克的标准(n=14)。进行分组的医师并不了解生物标志物的检测结果,如MCP-1和IL-6。


ICU内患者在出现败血症或败血性休克症状的24小时(第一天)内采集供生物标志物测量用的血样,在ICU内进行治疗的第三天和第八天同样采集血样。所有患者在参与研究后的第30天和第6个月,家庭医生将与患者进行电话联系。主要的预后结局是30天和6个月的全因死亡率。


2.2 生物标志物测量

静脉穿刺采集的血样注入citrate Monovettes柠檬酸抗凝试管。在30分钟内,所有的血样以2500xg、20℃的温度条件下离心10分钟。分离血清和血浆并制成等份。使用液氮冷却等分的样品,在分析前储存在-80℃的环境中。


用人体CCL2/MCP-1 Quantikine ELISA试剂盒,对citrate Monovettes柠檬酸抗凝血浆进行MCP-1测量。测量血清内的IL-6和PCT。使用罗氏诊断的试剂测量IL-6,使用赛默飞的试剂测量PCT。在Cobas 601 twin 模块和Cobas e602模块上执行IL-6和PCT试验。测量IL-6和PCT的机构是德国纽伦堡临床化学、检验医学和输血医学研究所。


2.3 统计分析

为了得到正态分布的数据,使用student T检验。Mann-Whitney U检验作为非参数检验。使用柯尔莫诺夫-斯米尔诺夫检验得出高斯分布的偏差。非参数数据的斯皮尔曼等级相关用于检测MCP-1血液水平与临床和实验室参数的相关性。酌情使用2×2偶然表和X2检验或费舍尔精确检验分析定性参数。定量参数以平均值±均值标准误差(SEM)、中值或四分位差(25th-75th百分位数)的形式体现,取决于数据的分布。对于定性参数,体现绝对和相对频率。执行事后统计功效分析。所有分析均为探索性分析,P值<0.05(2尾)视为显著。


2.4 生物标志物的预后价值

包含受试者操作特征曲线(ROC)C统计通过计算曲线下面积(AUC)得出败血症和败血性休克患者的所有生物标志物(即MCP-1、IL-6、PCT、CRP、WBC)APACHE II 和SOFA评分与全因死亡率预后之间的关系。使用Hanley 和Mcneil给出的方法比较预后AUC。建立每个MCP-1四分位数的Kaplan-Meier存活曲线,计算每个四分位数的相应风险比(HR)。建立单变量和多变量回归模型预测由逻辑和Cox回归模型组成的死亡率。这两个模型中,对单变量生物标志物水平有混淆影响的协变量或限制败血症和败血性休克患者预后的客观临床影响的协变量均经过调整。用于计算MCP-1风险比和让步比的单位变化均已指明。使用InStat和GraphPad Prism和SPSS软件22版执行计算。


3. 结 果

3.1 研究人群

研究人群的基线特征见表1。此次研究包括总数为136名完成随访的患者,其中32%的患者患有败血症,68%的患者患有败血性休克。最常见的感染点为肺部,至少占60%,其次为腹部,占17%,以及尿路感染。最常见的有记录的副发病变为动脉高血压(62%)和糖尿病(37%)。此外,18%的患者患有心衰,24%的患者患有肾衰,18%的患者患有慢性阻塞性肺病(COPD)。关于动脉粥样硬化,17%的患者先前发生过心梗,23%的患者存在稳定的冠心病,15%的患者患有外周动脉疾病,7%的患者有中风史(颅内出血或缺血性中风),仅有2%的患者患有类风湿性关节炎。


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MCP-1的基线水平与临床和实验室参数如WBC、乳酸盐、肌酐、CRP、PCT和IL-6显著相关。MCP-1显著与收缩压、肾替代疗法天数、儿茶酚胺疗法、SOFA和APACHE II评分有关。该研究人群中,年龄、性别和pH值与MCP-1无关(p>0.05)(数据未显示)。


30天的总体全因死亡率为50%,6个月的总体全因死亡率为64%。与患有败血症的患者相比,患有败血性休克的患者的30天和6个月全因死亡率较高(分别为56% vs 37%;72% vs 47%)(图1)。


3.2 存活患者和死亡患者的MCP-1水平

关于短期(p=0.02)和中期(p=0.047)死亡率,入院第一天死亡患者(30天n=68;6个月n=87)的MCP-1水平显著高于存活患者(30天n=68;6个月n=49),到第三天和第八天时,便不再具有显著性(图2)。在败血症亚组中,进驻ICU治疗三天后测量的MCP-1水平,死亡患者的短期和中期死亡率显著较高(p≤0.045)。


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图2. 在总人群中,MCP-1水平从ICU治疗的第一天到第八天显著下降(30天p=0.008;6个月p=0.005)。方差分析分析了对数转换生物标志物浓度消除2个因素、时间和存活对生物标志物水平的影响。未检测随着时间推移的存活的相互作用,体现了30天(p=0.148)和6个月(p=0.491)的相互作用趋势。


3.3 MCP-1对总人群的预后价值

C统计揭示MCP-1在鉴别ICU治疗1天和3天的30天全因死亡(AUC=0.64;p<0.039)以及6个月(AUC0.62-0.65;P<0.039)全因死亡方面非常有效(表2)。只有IL-6测量显示出每天测量的持续预后能力,AUC略高,但是CRP、PCT和WBC没有预后价值。SOFA和qSOFA评分仅在第一天和第三天的6个月的全因死亡率预测方面的性能与MCP-1有可比性(表2)。


3.4 Kaplan-Meier分析

Kaplan-Meier存活曲线显示,基于第一天和第三天的测量,与MCP-1水平位于较低四分位数的患者相比,位于MCP-1水平4th百分位数内的患者30天内死亡的风险要高3.3倍(图3)。第八天时,MCP-1四分位数便再无显著相关性。和短期死亡率一致,基于ICU第一天和第三天治疗后的测量结果,最高水平的MCP-1与6个月内的高达2.4倍的死亡率有关(p<0.041)。

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图3. 总研究人群随访30天(左列)、6个月(右列)后MCP-1四分位数评估的Kaplan-Meier存活曲线。按照第一天(顶部)、第三天(中间)和第八天(底部)测量的MCP-四分位数计算每个风险组的风险比(HR)。


3.5 多变量逻辑回归模型

多变量逻辑回归模型分析的年龄、性别和肌酐等参数进行了调整。调整后,基于ICU第一天和第三天治疗后的测量结果,MCP-1水平显著与30天全因死亡率显著相关。调整后,IL-6仍显著与每天的测量结果连续有关(p<0.02)(表3a)


单变量回归模型中,第一天和第三天的MCP-1水平与中期死亡率有关,调整后,仅ICU治疗第一天的MCP-1水平显著与中期死亡率有关。在调整的模型中,基于每天的测量结果,IL-6水平显著与6个月死亡率有关(让步比范围2.1-4.0;p<0.036)(表3a)


3.6 Cox回归

MCP-1水平对年龄、性别、肌酐、ICU治疗天数和APACHE II评分进行了调整。在未调整的和调整的分析中,统计上第一天和第三天测量的MCP-1水平显著与30天死亡率有关(HR1.9-3.6;p≤0.03)(表3b)。在调整的和未调整的模型中,除了经过调整的模型的第八天,每天测量的IL-6水平对30天死亡率显示出显著的统计功效(表3b)。和关于短期死亡率的结果相似,在调整的模型中,ICU治疗第一天和第三天的测量结果对6个月的全因死亡率具有显著的统计功效(风险比范围:2.0-2.8;p<0.010)。IL-6与6个月的死亡率之间的关系也类似(表3b)。


即使在调整过多变量回归后,在败血性休克条件下,这两种标志物都显示出强大的预后能力。第一天和第三天的MCP-1水平与中期死亡率显著相关,调整后风险比高达3.7(p≤0.02)(数据未显示)。


4. 讨 论

根据SEPSIS 3的标准,当前的研究对ICU治疗第一周内MCP-1和IL-6对败血症和败血性休克患者的预后价值进行了再评估。结果显示ICU内患者出现败血症或败血性休克症状后,MCP-1和IL-6在预测30天和6个月全因死亡率方面具有显著的预后能力。


位于4th百分位数范围内的最高的MCP-1水平与30天后(相对风险3.3)和6个月(相对风险2.4)内的较高死亡风险有关。即使调整了干扰因素如APACHE II和SOFA评分后,MCP-1对短期和中期全因死亡率仍具有显著的预后价值。有意思的是,第一天和第三天测量的MCP-1水平似乎具有显著的统计功效,对败血性休克患者的预后价值最高。在出现败血症或败血性休克后,仅IL-6能显示出具有可比性甚至更佳的连续预后性能,即使在第八天IL-6也具有一定的预后价值,在进一步的病程中,IL-6的价值似乎略高于MCP-1。但是现有的风险分层评分如SOFA/qSOFA需要计算多个参数,MCP-1和IL-6这样的细胞因子可能是更加容易的预测死亡率的方法,因为仅需要对这一种或两种标志物进行简单的测量。


据我们所知,当前的研究是在实施新的败血症临床和诊断标准后,第一个根据最新的SEPSIS 3标准逐步并详细地对MCP-1和IL-6对败血症和败血性休克患者的预后价值进行再评估的研究。


在败血症环境下,我们对MCP-1这种细胞因子的病理生理学和释放因素尚未完全理解。这种细胞因子的半衰期以及现代重症护理采用的特殊药物对MCP-1的影响我们也完全不了解。这部分因为目前我们不能确定败血症发生期间一些细胞因子及其受体的作用。此外,这些细胞因子特殊的相互作用,以及MCP-1开始释放的相应关键因素很难进行研究。侧重于药物治疗,仅有1个研究评估了TNTα抑制剂对MCP-1合成的抑制作用。


通过调节炎症和导致严重残余器官衰竭的免疫细胞坏死反应,MCP-1最终会显示其趋化功能。这些功能和结果已经在自身免疫疾病如II型糖尿病或动脉粥样硬化、HIV及其相关脑炎、牛皮癣及类风湿性关节炎患者身上得以体现。炎症期间这些单核细胞的活化和聚集是感染致病病原体或发生免疫反应后防御机制发挥作用的关键步骤。在动脉粥样硬化中,MCP-1在血管壁的局部增加并在动脉粥样硬化位点维持对迁移的单核细胞的吸引力,导致动脉粥样硬化期间脂核的增殖。败血症和败血性休克期间MCP-1的增加可能是前述慢性副发病变的结果,加重败血症和败血性休克的病情。可以推断,MCP-1的上调反映“急性-慢性”炎症反应,因此具有对患者短期和中期的预后价值。在炎症反应发生时,T细胞和单核细胞因抗原呈递细胞(APC)活化并开始分泌包括MCP-1在内的促炎和抗炎蛋白。无论是急性或慢性炎症,MCP-1都是维持一些免疫细胞趋化性和迁移性的核心因子。


目前仅有少数临床研究研讨了MCP-1对败血症或败血性休克的预后价值。Andaluz-Ojeda等人发现与败血症和败血性休克发生期间测量的29种不同的免疫介质相比,MCP-1在预测28天的短期全因死亡率预后方面的能力具有可比性。死亡患者的MCP-1水平显著高于存活患者。在寻找鉴别标志物的过程中,Zhu T等人旨在区分143名败血症患者中的死亡者和幸存者,这是一项可与我们的研究相比较的研究。他们发现,MCP-1在区分幸存者和死亡者时最为有效,结合APACHE II评分后在预测28天死亡率方面的预后价值更高(MCP-1 AUC=0.763,综合AUC=0.785)。


总之,第一天和第三天的MCP-1水平的预后价值十分显著,对败血性休克患者的预后价值最高。相比之下,IL-6在败血症或败血性休克出现后的1—8天内的预后性能与MCP-1完全具有可比性且一致性更高。上述结果均依照SEPSIS 3标准获得。

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5. 局限性

该研究只是一个单中心研究。多细胞因子方法超出了现有分析的范围。分析对日常应用的白细胞和CRP未进行盲化。少量患者在评估后因不符合败血症主要临床诊断标准被划入非败血症组。SOFA和APACHE评分被武断地应用到30天和6个月全因死亡率预测,且这些评分未进行评估,这就是这些评分缺乏预后辨别力的原因。现有的研究旨在提供代表性生物标志物结果,未来的随机对照研究可以与此次研究进行比较,因此未利用叉状临界值对预后评估进行统计简化。


6. 结 论

总之,采用了最新的SEPSIS 3标准,MCP-1可能是预测30天和6个月全因死亡率可靠的预后生物标志物,尤其是针对第一天和第三天的败血性休克患者。此外,IL-6在预测败血症患者8天ICU治疗的结局方面更加有用。


编译自《Journal of Critical Care 》,

版权归其所有,仅供内部参考。

编译:张凯

审校:韩泯、方研


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