引用本文: 虞竹溪, 郝迎迎, 劉寧, 顧勤. 單核細胞 HLA-DR 和 T 淋巴細胞亞群預測嚴重創傷繼發感染的臨床研究. 中國呼吸與危重監護雜志, 2017, 16(4): 401-403. doi: 10.7507/1671-6205.201608042 復制
嚴重創傷導致的死亡及傷殘仍在不斷增加,為青壯年的主要死亡原因之一[1]。嚴重創傷后主要死亡原因是感染合并多器官功能障礙綜合征[2]。嚴重創傷患者存在促炎反應和抗炎反應嚴重失衡,表現為早期的全身炎癥反應綜合征(SIRS)和后期的獲得性免疫功能障礙(CARS)[3-4]。CARS 中的免疫麻痹是嚴重創傷患者后期感染的主要原因。免疫功能低下主要表現為單核細胞功能失活、淋巴細胞計數減少、輔助性 T 細胞功能低下等,是感染易感性增加的獨立危險因素。本研究探討了嚴重創傷后單核細胞表面的人類白細胞抗原-DR(HLA-DR)表達和 T 淋巴細胞亞群變化對感染發生的預測價值。
1 資料與方法
1.1 臨床資料
回顧性研究 2015 年 6 月至 2016 年 6 月南京大學醫學院附屬鼓樓醫院重癥醫學科收治的嚴重創傷患者。納入標準:年齡>18 歲,損傷嚴重程度評分(ISS)>16 分。患者均為突發創傷,傷前均為健康狀態,未提供慢性疾病史,均在傷后 24 h 內入院,臨床資料齊全。排除標準:長期激素或免疫抑制治療, 基礎免疫系統慢性疾病,48 h 內死亡。患者均在知情同意后參與本研究。根據患者在隨訪期 28 d 內是否發生多部位感染,分為非感染組、局部感染組和全身感染組。收集患者的一般情況及實驗室檢查。
1.2 方法
1.2.1 監測 HLA-DR 水平及血淋巴細胞計數 入院后當天、第 3、5和7 d 取晨空腹外周靜脈血。血 CD14+ 單核細胞 HLA-DR 表達率和 T 淋巴細胞亞群檢測由南京大學醫學院附屬鼓樓醫院流式細胞室完成,使用儀器為美國 Becton Dickinson(BD)公司制造的 FACS-Calibur 流式細胞儀檢測,免疫熒光標記的單克隆抗體購于美國 BD 公司。各淋巴細胞亞群計數=各淋巴細胞亞群百分比(流式細胞術檢測值)×淋巴細胞計數(血常規檢測值)。
1.2.2 感染診斷標準 繼發感染的診斷標準: (1)有明確感染灶且病原微生物學檢查結果陽性; (2)無明確感染灶且病原微生物學檢查結果陰性,但患者具有典型的感染癥狀和體征;(3)對規范的抗菌藥物治療有效。
1.3 統計學方法
使用 SPSS 17.0 軟件包進行統計分析,符合正態分布的計量資料以均數±標準差( )表示,兩組間比較采用獨立樣本 t 檢驗。計數資料采用例數和百分比表示,組間比較采用非參數 u 檢驗。P<0.05 為差異有統計學意義。
2 結果
2.1 一般情況
26 例患者中有 22 例于入院 48 h 后發生感染,感染率 84.6%,其中局部感染 10 例,全身感染 12 例。三組患者在性別、年齡、ISS 評分、SOFA 評分方面均無顯著差異。與非感染組比較,局部感染組及全身感染組的嚴重顱腦外傷、嚴重胸部外傷和嚴重脊髓外傷比例均顯著偏高。三組患者休克、機械通氣、輸血比例均無明顯差異。結果見表 1。

2.2 外周血單核細胞表面 HLA-DR 表達率的變化
非感染組外周血單核細胞 HLA-DR 隨病程變化逐漸升高,第 7 d 與第 1、3、5 d 比較,差異有統計學意義;局部感染組外周血單核細胞 HLA-DR 水平隨時間變化無明顯差異;全身感染組外周血單核細胞 HLA-DR 隨病程變化逐漸降低,第 7 d 與第 1、3、5 d 比較,差異具有顯著性。非感染組第 7 d 外周血單核細胞 HLA-DR 水平明顯高于局部感染組及全身感染組。局部感染組第 7 d 外周血單核細胞 HLA-DR 水平明顯高于全身感染組。結果見表 2。

2.3 CD4+/CD8+ 淋巴細胞亞群的變化
非感染組 CD4+/CD8+ 淋巴細胞比例隨病程變化逐漸升高,第 7 d 與第 1、3、5 d 比較,差異具有顯著性;局部感染組 CD4+/CD8+ 淋巴細胞比例第 3 d下降,后逐漸升高,各組間比較無明顯差異;全身感染組 CD4+/CD8+ 淋巴細胞比例隨病程變化逐漸降低,第 7 d 與第 1、3、5 d 比較,差異有顯著性。非感染組第 7 d CD4+/CD8+ 淋巴細胞比例明顯高于局部感染組及全身感染組。局部感染組與全身感染組未見顯著差異。結果見表 3。

3 討論
ISS 評分≥16 分的創傷為嚴重創傷,即便這一部分嚴重創傷患者在初始手術及初始復蘇中存活,也常常死于后期的繼發感染合并 MODS。在 Osborn 等[2]的研究中,中度創傷患者繼發感染的發生率為 42%,嚴重創傷患者繼發感染的發生率為 39%。本研究納入ISS 評分≥16 分的嚴重創傷患者,結果 26 例患者中有 22 例于入院 48 h 后發生感染,感染率 84.6%,其中局部感染 10 例,全身感染 12 例。
既往研究發現任何損傷及應激均可導致早期SIRS及后期的抗炎反應綜合征[5-7]。這一機制可導致自身免疫功能的下降和抑制[8-10]。這一現象在膿毒癥、膿毒性休克、燒傷、腦卒中及外傷、重大手術中均可發生。對嚴重燒創傷患者進行準確的免疫功能評價以及有效的免疫調理治療,對減少嚴重創傷感染并發癥、降低患者的病死率至關重要[11]。免疫紊亂發生機制復雜,可發生在免疫反應的多個環節,其中單核細胞功能低下、抗原遞呈功能障礙是導致免疫功能低下和感染率增加的較為關鍵的因素。
單核細胞在機體的固有免疫和獲得性免疫中均扮演重要角色,在 SIRS 和 CARS 這一矛盾中起重要作用。單核細胞表面 HLA-DR 分子是參與外來抗原加工、處理和提呈的關鍵分子,淋巴細胞通常只識別抗原提呈細胞提呈的抗原肽主要組織相容性復合物(MHC),當病原微生物入侵,機體即呈現免疫應答,單核細胞及其他抗原提呈細胞將有效抗原成分在 HLA-DR 的協助下傳遞給特異性淋巴細胞。單核細胞表面 HLA-DR 的表達率被證明在免疫炎癥反應紊亂的重癥肺炎和膿毒癥患者的預后判斷中有重要價值[12-14]。單核細胞 HLA-DR 表達低于 30% 則表示單核細胞則處于免疫麻痹狀態,患者易繼發感染和多器官功能障礙,甚至死亡[15]。在許多情況下,如外科手術、燒傷、腦卒中、胰腺炎等,它可以預測感染膿毒性并發癥[16-18]。在嚴重創傷中,HLA-DR 可預測繼發感染的發生[19-21]。本研究也發現嚴重創傷繼發感染的患者單核細胞 HLA-DR 的表達水平明顯降低,且與感染的嚴重程度相關;非感染組外周血單核細胞 HLA-DR 隨病程變化逐漸恢復至正常水平;局部感染組外周血單核細胞 HLA-DR 水平隨時間變化無明顯差異;全身感染患者單核細胞 HLA-DR 的表達明顯低于非感染和局部感染患者,在整個觀察期間 HLA-DR 的表達持續保持低水平。由此提示,嚴重創傷患者免疫功能低下與單核細胞 HLA-DR 表達下降有關,單核細胞 HLA-DR 的表達變化能較好地反映機體免疫狀態,動態監測單核細胞 HLA-DR 的表達水平可能有助于預測嚴重創傷后局部感染、全身性感染的發生、發展及預后,并對臨床治療具有指導意義。
T 淋巴細胞可分為 CD4+ T 細胞和 CD8+ T 細胞亞群,兩者之間的相互制約及平衡對維持正常的機體免疫應答起重要調節作用。嚴重創傷后可導致機體 T 淋巴細胞功能異常,且存在 CD4+ T 細胞及 CD8+ T 細胞間的失衡,導致機體免疫功能失調[22]。本研究中,非感染組 CD4+/CD8+ 淋巴細胞比例隨病程變化逐漸恢復;局部感染組 CD4+/CD8+ 淋巴細胞比例隨時間無明顯變化;全身感染組 CD4+/CD8+ 淋巴細胞比例隨病程變化逐漸降低;非感染組第 7 d CD4+/CD8+ 淋巴細胞比例明顯高于局部感染組及全身感染組。嚴重創傷繼發感染組 CD4+ T 細胞明顯下降,而 CD8+ T 細胞明顯升高,其原因可能是 CD8+ T 細胞抑制功能受損,不能抑制 CD4+ T 細胞不斷活化 B 細胞并產生自身抗體,而使得 CD8+ T 細胞反饋性產生增加,全身感染組 CD4+/CD8+ 比值更為低下,反映了其明顯的免疫功能損傷。
綜上所述,單核細胞表面 HLA-DR 表達率的連續監測及 T 淋巴細胞亞群比例的連續監測,在嚴重創傷的預后判斷尤其是在預測患者的全身感染中起重要作用,對相關預防治療措施的選擇和實施具有重要意義。但由于樣本量偏小,且未對試驗數據進行較長時間的動態觀察,因此其對嚴重創傷繼發感染的確切預測價值尚需進一步研究。
嚴重創傷導致的死亡及傷殘仍在不斷增加,為青壯年的主要死亡原因之一[1]。嚴重創傷后主要死亡原因是感染合并多器官功能障礙綜合征[2]。嚴重創傷患者存在促炎反應和抗炎反應嚴重失衡,表現為早期的全身炎癥反應綜合征(SIRS)和后期的獲得性免疫功能障礙(CARS)[3-4]。CARS 中的免疫麻痹是嚴重創傷患者后期感染的主要原因。免疫功能低下主要表現為單核細胞功能失活、淋巴細胞計數減少、輔助性 T 細胞功能低下等,是感染易感性增加的獨立危險因素。本研究探討了嚴重創傷后單核細胞表面的人類白細胞抗原-DR(HLA-DR)表達和 T 淋巴細胞亞群變化對感染發生的預測價值。
1 資料與方法
1.1 臨床資料
回顧性研究 2015 年 6 月至 2016 年 6 月南京大學醫學院附屬鼓樓醫院重癥醫學科收治的嚴重創傷患者。納入標準:年齡>18 歲,損傷嚴重程度評分(ISS)>16 分。患者均為突發創傷,傷前均為健康狀態,未提供慢性疾病史,均在傷后 24 h 內入院,臨床資料齊全。排除標準:長期激素或免疫抑制治療, 基礎免疫系統慢性疾病,48 h 內死亡。患者均在知情同意后參與本研究。根據患者在隨訪期 28 d 內是否發生多部位感染,分為非感染組、局部感染組和全身感染組。收集患者的一般情況及實驗室檢查。
1.2 方法
1.2.1 監測 HLA-DR 水平及血淋巴細胞計數 入院后當天、第 3、5和7 d 取晨空腹外周靜脈血。血 CD14+ 單核細胞 HLA-DR 表達率和 T 淋巴細胞亞群檢測由南京大學醫學院附屬鼓樓醫院流式細胞室完成,使用儀器為美國 Becton Dickinson(BD)公司制造的 FACS-Calibur 流式細胞儀檢測,免疫熒光標記的單克隆抗體購于美國 BD 公司。各淋巴細胞亞群計數=各淋巴細胞亞群百分比(流式細胞術檢測值)×淋巴細胞計數(血常規檢測值)。
1.2.2 感染診斷標準 繼發感染的診斷標準: (1)有明確感染灶且病原微生物學檢查結果陽性; (2)無明確感染灶且病原微生物學檢查結果陰性,但患者具有典型的感染癥狀和體征;(3)對規范的抗菌藥物治療有效。
1.3 統計學方法
使用 SPSS 17.0 軟件包進行統計分析,符合正態分布的計量資料以均數±標準差( )表示,兩組間比較采用獨立樣本 t 檢驗。計數資料采用例數和百分比表示,組間比較采用非參數 u 檢驗。P<0.05 為差異有統計學意義。
2 結果
2.1 一般情況
26 例患者中有 22 例于入院 48 h 后發生感染,感染率 84.6%,其中局部感染 10 例,全身感染 12 例。三組患者在性別、年齡、ISS 評分、SOFA 評分方面均無顯著差異。與非感染組比較,局部感染組及全身感染組的嚴重顱腦外傷、嚴重胸部外傷和嚴重脊髓外傷比例均顯著偏高。三組患者休克、機械通氣、輸血比例均無明顯差異。結果見表 1。

2.2 外周血單核細胞表面 HLA-DR 表達率的變化
非感染組外周血單核細胞 HLA-DR 隨病程變化逐漸升高,第 7 d 與第 1、3、5 d 比較,差異有統計學意義;局部感染組外周血單核細胞 HLA-DR 水平隨時間變化無明顯差異;全身感染組外周血單核細胞 HLA-DR 隨病程變化逐漸降低,第 7 d 與第 1、3、5 d 比較,差異具有顯著性。非感染組第 7 d 外周血單核細胞 HLA-DR 水平明顯高于局部感染組及全身感染組。局部感染組第 7 d 外周血單核細胞 HLA-DR 水平明顯高于全身感染組。結果見表 2。

2.3 CD4+/CD8+ 淋巴細胞亞群的變化
非感染組 CD4+/CD8+ 淋巴細胞比例隨病程變化逐漸升高,第 7 d 與第 1、3、5 d 比較,差異具有顯著性;局部感染組 CD4+/CD8+ 淋巴細胞比例第 3 d下降,后逐漸升高,各組間比較無明顯差異;全身感染組 CD4+/CD8+ 淋巴細胞比例隨病程變化逐漸降低,第 7 d 與第 1、3、5 d 比較,差異有顯著性。非感染組第 7 d CD4+/CD8+ 淋巴細胞比例明顯高于局部感染組及全身感染組。局部感染組與全身感染組未見顯著差異。結果見表 3。

3 討論
ISS 評分≥16 分的創傷為嚴重創傷,即便這一部分嚴重創傷患者在初始手術及初始復蘇中存活,也常常死于后期的繼發感染合并 MODS。在 Osborn 等[2]的研究中,中度創傷患者繼發感染的發生率為 42%,嚴重創傷患者繼發感染的發生率為 39%。本研究納入ISS 評分≥16 分的嚴重創傷患者,結果 26 例患者中有 22 例于入院 48 h 后發生感染,感染率 84.6%,其中局部感染 10 例,全身感染 12 例。
既往研究發現任何損傷及應激均可導致早期SIRS及后期的抗炎反應綜合征[5-7]。這一機制可導致自身免疫功能的下降和抑制[8-10]。這一現象在膿毒癥、膿毒性休克、燒傷、腦卒中及外傷、重大手術中均可發生。對嚴重燒創傷患者進行準確的免疫功能評價以及有效的免疫調理治療,對減少嚴重創傷感染并發癥、降低患者的病死率至關重要[11]。免疫紊亂發生機制復雜,可發生在免疫反應的多個環節,其中單核細胞功能低下、抗原遞呈功能障礙是導致免疫功能低下和感染率增加的較為關鍵的因素。
單核細胞在機體的固有免疫和獲得性免疫中均扮演重要角色,在 SIRS 和 CARS 這一矛盾中起重要作用。單核細胞表面 HLA-DR 分子是參與外來抗原加工、處理和提呈的關鍵分子,淋巴細胞通常只識別抗原提呈細胞提呈的抗原肽主要組織相容性復合物(MHC),當病原微生物入侵,機體即呈現免疫應答,單核細胞及其他抗原提呈細胞將有效抗原成分在 HLA-DR 的協助下傳遞給特異性淋巴細胞。單核細胞表面 HLA-DR 的表達率被證明在免疫炎癥反應紊亂的重癥肺炎和膿毒癥患者的預后判斷中有重要價值[12-14]。單核細胞 HLA-DR 表達低于 30% 則表示單核細胞則處于免疫麻痹狀態,患者易繼發感染和多器官功能障礙,甚至死亡[15]。在許多情況下,如外科手術、燒傷、腦卒中、胰腺炎等,它可以預測感染膿毒性并發癥[16-18]。在嚴重創傷中,HLA-DR 可預測繼發感染的發生[19-21]。本研究也發現嚴重創傷繼發感染的患者單核細胞 HLA-DR 的表達水平明顯降低,且與感染的嚴重程度相關;非感染組外周血單核細胞 HLA-DR 隨病程變化逐漸恢復至正常水平;局部感染組外周血單核細胞 HLA-DR 水平隨時間變化無明顯差異;全身感染患者單核細胞 HLA-DR 的表達明顯低于非感染和局部感染患者,在整個觀察期間 HLA-DR 的表達持續保持低水平。由此提示,嚴重創傷患者免疫功能低下與單核細胞 HLA-DR 表達下降有關,單核細胞 HLA-DR 的表達變化能較好地反映機體免疫狀態,動態監測單核細胞 HLA-DR 的表達水平可能有助于預測嚴重創傷后局部感染、全身性感染的發生、發展及預后,并對臨床治療具有指導意義。
T 淋巴細胞可分為 CD4+ T 細胞和 CD8+ T 細胞亞群,兩者之間的相互制約及平衡對維持正常的機體免疫應答起重要調節作用。嚴重創傷后可導致機體 T 淋巴細胞功能異常,且存在 CD4+ T 細胞及 CD8+ T 細胞間的失衡,導致機體免疫功能失調[22]。本研究中,非感染組 CD4+/CD8+ 淋巴細胞比例隨病程變化逐漸恢復;局部感染組 CD4+/CD8+ 淋巴細胞比例隨時間無明顯變化;全身感染組 CD4+/CD8+ 淋巴細胞比例隨病程變化逐漸降低;非感染組第 7 d CD4+/CD8+ 淋巴細胞比例明顯高于局部感染組及全身感染組。嚴重創傷繼發感染組 CD4+ T 細胞明顯下降,而 CD8+ T 細胞明顯升高,其原因可能是 CD8+ T 細胞抑制功能受損,不能抑制 CD4+ T 細胞不斷活化 B 細胞并產生自身抗體,而使得 CD8+ T 細胞反饋性產生增加,全身感染組 CD4+/CD8+ 比值更為低下,反映了其明顯的免疫功能損傷。
綜上所述,單核細胞表面 HLA-DR 表達率的連續監測及 T 淋巴細胞亞群比例的連續監測,在嚴重創傷的預后判斷尤其是在預測患者的全身感染中起重要作用,對相關預防治療措施的選擇和實施具有重要意義。但由于樣本量偏小,且未對試驗數據進行較長時間的動態觀察,因此其對嚴重創傷繼發感染的確切預測價值尚需進一步研究。