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肝素结合蛋白在急性呼吸窘迫综合征的特征研究

2015-07-25 09:22 来源:学术参考网 作者:未知

急性肺损伤/急性呼吸窘迫综合征(acute respiratory distress syndrome, ARDS)是由心源性以外的各种肺内外因素导致的急性、进行性缺氧性呼吸衰竭的一种疾病。ARDS的发病机制错综复杂,越来越多的证据表明,对于脓毒症相关的ARDS,中性粒细胞(polymorphonuclear neutrophils, PMN)是其发病过程中的关键细胞[1]。
  肝素结合蛋白(heparin-binding protein,HBP)是激活的中性粒细胞释放的免疫调理蛋白,其主要存在于中性粒细胞的分泌颗粒和嗜天青颗粒中,有促进血管渗漏的作用[2]。 HBP促进血管内皮细胞的细胞骨架重排,导致细胞间隙增大,从而血管渗透性增加,使液体进入组织间隙,HBP是PMN导致通透性改变的主要介质[3]。血管通透性变化是ARDS发生的重要病理基础之一。为了明确HBP所参与的血管通透性改变与ARDS的关系,本研究观察ARDS 时HBP水平的变化以及激活PMN的细胞因子白介素(interleukin, IL)-6、IL-8水平,以及HBP与PMN及这些细胞的关系,评价HBP预测ARDS发生的价值,明确IL-6、IL-8、PMN以及HBP参与ARDS的病理过程,从而明确HBP在ARDS的发病中所处的地位。
  1 资料与方法
  1.1 研究对象及检测指标
  对2012年2月至2013年2月在上海东方医院中心监护室住院的患者进行筛选,依据2003年国际脓毒症讨论公报定义的脓毒症诊断标准[4],选择脓毒症患者入选本研究。排除标准:(1)年龄小于18岁;(2)孕期患者;(3)严重免疫缺陷患者,3个月内使用过免疫抑制剂,AIDS;(4)严重血流动力学不稳定患者。
  根据患者48 h内是否出现ALI/ARDS分为ARDS组及非ARDS组。ARDS/ALI患者符合2000年中华医学会急性肺损伤/ARDS的诊断标准[5]。
  所有患者诊断脓毒症2 h内立即留取血液标本,乙二胺四乙酸(EDTA)抗凝离心后留取血浆样本,-80 ℃低温储存,最终进行HBP、IL-6和IL-8测定。所有患者入院48 h内完成急性生理与慢性健康评分Ⅱ(acute physiology and chronic health evaluation, APACHEⅡ)评分并记录。
  1.2 仪器及试剂
  HBP、IL-6及IL-8均使用ELISA法测量,兔抗人HBP抗体(LS-C74497)由LifeSpan BioSciences公司(西雅图,美国)提供。IL-6、IL-8试剂盒由上海生物研究所提供提供,均严格按照操作说明书完成检测。
  1.3 统计学方法
  计量资料用均数±标准差(x±s)表示。ARDS组与非ARDS组各指标比较,根据方差齐性两两比较采用t或t’检验;性别、伴随疾病、感染来源等比较采用χ2检验;Spearman相关系数检验验证相关性。建立受试者工作特征曲线(ROC曲线)并计算曲线下面积以检验指标的预测价值。数据统计采用SPSS Statistics 17.0及GraphPad Prism 5软件包,以P<0.05为差异具有统计学意义。
  2 结果
  2.1 患者基本资料
  共入选脓毒症患者67例,其中ARDS组患者32例,男性17例,女性15例;非ARDS组35例,男性19例,女性16例。患者基本资料见表1。
  2.2 ARDS组和非ARDS组入院时IL-6、IL-8、PMN以及HBP水平
  ARD[第一论文网www.dylw.net专业提供论文写作和写作论文服务,欢迎您的光临]S组和非ARDS组比较,IL-6(t=4.25,P<0.01)、IL-8(t=10.10,P<0.01)、PMN(t=3.47,P=0.0009)以及HBP(t=0.0225,P=2.336)水平均明显升高,见图1。
  2.3 ARDS组中IL-6、IL-8、PMN与HBP的相关性
  ARDS组中IL-6(r=0.535,P=0.002)、IL-8(r=0.419,P=0.017)以及PMN(r=0.419,P=0.017)均与HBP有明显相关性,见图2。
  3 讨论
  虽然ARDS的机制迄今未完全阐明,但感染导致的系统性炎症反应综合征是其重要病因,PMN是这个病理过程中最重要的效应细胞之一。PMN在肺毛细血管内的大量聚集和释放产物,并进一步导致肺泡毛细血管损伤和通透性增高是ARDS发病的重要环节[1]。
  中性粒细胞可被多种细胞因子或炎症介质激活,如IL-6、IL-8以及内毒素脂多糖等。近期的研究证实链球菌M1蛋白也参与PMN的激活并促进HBP的释放。进入血液的M1蛋白与纤维蛋白原形成复合物[6],通过与PMN细胞膜表面β-整联蛋白结合诱导中性粒细胞出现颗粒胞吐作用。HBP是中性粒细胞激活后释放的主要细胞因子,是作用于血管内皮细胞的最主要的上游信号之一[7]。HBP在内皮细胞骨架结构改变中起到重要作用,体外实验证实HBP作用于内皮细胞可明显改变其通透性,并证实HBP作用于内皮细胞后细胞内钙离子水平明显升[第一论文网www.dylw.net专业提供论文写作和写作论文服务,欢迎您的光临]高,并在内皮细胞内观察到大量肌动蛋白的激活[8]。可见,HBP的释放过程可能在改变血管通透性中起到重要作用。既往对HBP在脓毒症和脓毒症休克中的作用关注较多,本研究关注其在感染相关ARDS中的病理过程中的水平,以及IL-6、IL-8等炎症因子、PMN与HBP的相关性,并观察HBP预测ARDS的意义。以期明确“细胞因子-PMN-HBP”病理过程在ARDS中的作用。
本研究中,相对于非ARDS组,ARDS组患者IL-6、IL-8、PMN以及HBP水平均明显升高。既往已经观察到这些炎症介质以及PMN在ARDS病理过程中的增高[9]。一项关于ARDS的临床研究中,相对生存组,死亡组的IL-8以及细胞间黏附分子-1明显升高,故认为IL-8是预测ARDS患者死亡的良好标志物[10]。在另一个关注IL-6与ARDS动物模型研究中,RT-PCR分析发现IL-6的mRNA在ARDS模型大鼠肺泡中明显高表达[11]。IL-6及IL-8不仅在血清中升高,已有研究证实在ARDS患者的肺泡灌洗液中也明显升高,肺泡灌洗液中IL-6及IL-8的水平与中性粒细胞计数呈正相关[12-13], 这与本研究中IL-6及IL-8与PMN计数共同升高的结果类似。这符合炎症介质增多导致PMN激活,释放HBP导致ARDS的病理过程。
  相关性分析中证实两个炎症细胞因子及PMN与HBP的正相关,提示HBP水平升高与IL-6、IL-8以及PMN可能存在因果关系。同样在Lin等的研究中[12],IL-6、IL-8水平与肺泡灌洗液中蛋白水平呈正相关,而肺泡灌洗液中的蛋白增加正是血管通透性增加的结果, 这与本研究的结果相互支持。
  本研究中证实感染相关的ARDS患者HBP水平升高,而HBP预测ARDS发生的AUC为0.796,稍优于APACHEⅡ的预测价值。近期一个对创伤后ARDS的研究有类似的结论:ARDS患者HBP水平高于对照组,且血浆HBP水平对创伤后ARDS的发生有较好的预

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测意义(AUC为0.75)[14]。HBP预测ARDS发生的AUC优于APACHEⅡ的原因可能在于APACHEⅡ评分关注危重患者的多个方面,而HBP在炎症反应强、存在内皮受损的患者中升高更明显,这些正是ARDS的发病基础。
  另外,在ARDS组与非ARDS组间,与HBP的差异相同,APACHEⅡ评分存在明显差异,这不仅提示存在ARDS的脓毒症患者病情更加严重,并且提示HBP可能也参与了脓毒症的发病过程,且HBP与脓毒症的其他血管渗漏病理过程如脓毒症休克有关。这符合我们之前的研究的结果[15]。
  本研究的不足之处在于病例数相对较少,各参数结果在一定程度上受到某些治疗因素的干扰。同时,上述各种变化[第一论文网www.dylw.net专业提供论文写作和写作论文服务,欢迎您的光临]的机制还需要进行进一步的基础研究证实。在未来可考虑动物实验明确组织病理变化,以期进一步明确HBP在病理过程中的作用;并可研究能否通过干预HBP相关病理过程减轻ARDS的损伤以达到预防或治疗的目的。
  综上所述,既往对HBP的研究集中在脓毒症及脓毒症休克,本研究认为HBP在脓毒症导致的ARDS的发病中也起到重要作用。本研究证实了ARDS发生时HBP水平升高,并与IL-6、IL-8水平以及PMN计数相关,脓毒症时炎症介质IL-6、IL-8均参与了PMN的激活,PMN激活后释放HBP,而HBP作用于内皮细胞导致血管渗漏可能是ARDS的重要发病机制。HBP在脓毒症早期升高,它可以作为预测脓毒症相关ARDS的预测指标,用于指导ARDS的诊断治疗, 达到早期干预效果以改善患者预后。
  参考文献
  [1]Matthay MA, Zemans RL.The acute respiratory distress syndrome: pathogenesis and treatment[J]. Annu Rev Pathol,2011,6: 147-163.
  [2] Tapper H, Karlsson A, Morgelin M, et al. Secretion of heparin-binding protein from human neutrophils is determined by its localization in azurophilic granules and secretory vesicles[J]. Blood,2002,99(5): 1785-1793.
  [3]Gautam N, Olofsson AM, Herwald H,et al. Heparin-binding protein(HBP/CAP37): a missing link in neutrophil-evoked alteration of vascularpermeability[J]. Nat Med,2001, 7(10): 1123-1127.
  [4]Levy MM, Fink MP, Marshall JC, et al. 2001 SCCM/ESICM/ACCP/ATS/SIS international sepsis definitions conference[J]. Crit Care Med, 2003, 31(4):1250-1256.
  [5]中华医学会呼吸病学分会.急性肺损伤/急性呼吸窘迫综合征的诊断标准(草案)[J].中华结核和呼吸杂志,2000,23(4):203.
  [6]Herwald H, Cramer H, Mrgelin M, et al. M protein, a classical bacterial virulence determinant, forms complexes with fibrinogen that induce vascular leakage[J]. Cell, 2004, 116(3):367-379.
  [7]Linder A, Soehnlein O, Akesson P. Roles of heparin-binding protein in bacterial infections[J]. J Innate Immun, 2010,2(5):431-438.

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