引用本文： 楊丹芬, 謝園媛, 宋根紅. 高遷移率族蛋白1預測呼吸機相關性肺炎患者近期死亡率的價值. 中國呼吸與危重監護雜志, 2016, 15(6): 567-571. doi: 10.7507/1671-6205.2016130 復制
呼吸機相關性肺炎(ventilator associated pneumonia，VAP)是指機械通氣超過48 h新發的感染性肺實質性炎癥[1]。VAP患者的病死率為25%~50%[2]，早期預測預后是降低VAP患者病死率的關鍵。目前對VAP預后的評估主要依賴于臨床癥狀、影像學、病原學結果等，這些指標具有臨床主觀性，且缺乏量化的標準，很難達到準確預測VAP患者預后的目的。近年的研究將臨床肺部感染評分(clinical pulmonary infection score，CPIS)、急性生理學和慢性健康狀況評分系統Ⅱ(acute physiology and chronic health evaluation Ⅱ，APACHEⅡ)評分、全身感染性相關器官功能衰竭評分(sequential organ failure assessment，SOFA)等重癥監護室(ICU)常用評分系統和C反應蛋白(C-reactive protein，CRP)等炎癥指標應用于VAP患者預后的評估[3]，但未證實上述指標對預后有良好的評估價值。新近研究證實，革蘭陰性菌脂多糖以及腫瘤壞死因子α(TNF-α)、白細胞介素1β(IL-1β)等炎癥因子可刺激巨噬細胞釋放一種名為高遷移率族蛋白1(high mobility group protein 1，HMGB1)的晚期炎癥介質，它可能在VAP的發生發展中起著重要作用[4]，但目前國內尚無研究證實HMGB1對VAP患者的預后具有預測價值。因此，本研究擬探討HMGB1在VAP患者短期病死率方面的預測價值。
對象與方法
一 對象
本研究納入2013年3月至2015年3月延安大學附屬醫院呼吸內科ICU中符合VAP診斷標準的患者118例。VAP的診斷采用臨床診斷標準和微生物學診斷標準。VAP臨床診斷標準：機械通氣48 h以上或撤機、拔管后48 h以內胸部X線片顯示肺部出現新的或進展性浸潤病灶，同時至少滿足以下項目中的2項：(1)體溫＞38 ℃或＜36 ℃；(2)外周血白細胞計數＞10×109/L或＜4×109/L；(3)氣管支氣管內出現膿性分泌物。VAP微生物學診斷標準：經氣管插管或氣管切開處吸取下呼吸道分泌物行微生物學半定量培養(++)及以上或者培養出明確病原菌[5]。排除入ICU時已存在明確醫源性肺部感染或者肺部腫瘤患者。本研究經延安大學附屬醫院倫理委員會審批通過，患者及家屬簽署知情同意書。以28 d為研究時間終點，按照28dVAP患者存活情況將納入的118例分為存活組(87例)和死亡組(31例)。
二 方法
試驗期間，由1名專科重癥監護室醫師對符合納入標準的患者進行評估和數據記錄，在納入當天(d1)即行支氣管分泌物吸引培養、血培養、胸部X線片、HMGB1、CRP等檢查，同時計算CPIS、APATCHEⅡ和SOFA評分；并分別于納入第4 d (d4)和第7 d (d7)分別重復檢測和計算上述指標。
每個時間點采集患者空腹靜脈血5 mL，經高速離心15 min (3 000 r/min)后獲取血清，存于-80 ℃冰箱中，1個月內送檢。利用HMGB1 ELISA試劑盒(HMGB1 ELISA kit，Shino-TestCorporation，Kanagawa，Japan)進行血清HMGB1的測定[6]。
三 統計學處理
采用EpiData 3.0軟件錄入數據，SPSS 16.0軟件進行數據分析。計量資料數據以x±s表示，各組數據比較前行方差齊行檢驗，方差齊則進一步行方差分析或t檢驗，方差不齊則行變量變換再行方差分析或t檢驗。計數資料的構成差異進行χ2檢驗或者Fisher精確檢驗法。將單因素分析發現與28 d死亡有關的變量(P＜0.1)納入Logistic多元回歸分析模型，并應用受試者工作特性(receiver operating characteristic，ROC)曲線進一步評估相關危險因素預測近期死亡的價值。檢驗水準均為P＜0.05。
結果
一 一般資料比較
死亡組患者年齡大于存活組，女性患者所占比例高于存活組，體重指數也大于存活組，其他如血液指標、原發疾病、基礎疾病及感染病原菌譜等差異無統計學意義。結果見表 1~3。
表1
VAP存活組與死亡組一般資料比較(x±s)
表2
VAP存活組與死亡組原發和基礎疾病比較[例(%)]
表3
呼吸機相關性肺炎存活組與死亡組感染病原菌譜比較[例(%)]
二 HMGB1、CRP及各類評分系統比較
死亡組第1、4和7 d的HMGB1、APACHEⅡ和SOFA評分均高于存活組，差異有統計學意義，而各個時間點CPIS和CRP在兩組間差異均無統計學意義。結果見表 4。
表4
VAP存活組與死亡組HMGB1、CRP及各類評分系統比較
三 VAP患者近期死亡的相關預后因素分析
單因素分析發現，第4 d和第7 d的HMGB1水平(P=0.031, 0.087)、APACHEⅡ(P=0.018, 0.073)和SOFA評分(P=0.048，0.049)與VAP患者近期死亡密切相關(表 5)。Logistic多因素分析發現，第4 d的HMGB1水平(HR=1.43，95%CI 1.07~1.78，P=0.021)，第4 d的SOFA評分(HR=1.15，95%CI 1.06~1.21，P=0.019)和第7 d的HMGB1水平(HR=1.27，95%CI 1.18~1.40，P=0.003)是預測VAP患者近期死亡的獨立危險因素(表 6)。ROC曲線分析顯示，第4 d的HMGB1＞51.2 μg/L (敏感性92.7%，特異性81.9%)，第4 d的SOFA評分＞7.9(敏感性68.9%，特異性71.0%)，第7 d的HMGB1＞47.5 μg/L (敏感性73.2%，特異性88.2%)是預測VAP患者28 d病死的理想閾值，ROC曲線下面積分別為0.951、0.699和0.857(圖 1)。
表5
VAP患者28 d死亡的預后因素單因素分析
表6
VAP患者28 d死亡的預后多因素Logistic回歸分析
圖1
HMGB1和SOFA預測VAP患者28 d死亡的ROC曲線
討論
VAP是臨床常見的院內感染和醫院獲得性肺炎，其發生率和病死率均較高，而且導致患者ICU住院時間和總住院時間均出現延長，嚴重危害患者的身心健康[7]。積極預防、早期診斷和及時有效的治療對VAP的預后十分重要[8]。VAP患者病情進展快、過程復雜，因此需要我們尋找一種能有效預測VAP預后的指標，建立一種早期預測的模型，為早期診治VAP、改善VAP患者預后提供幫助。目前，臨床上用于VAP預后評估的指標主要有CPIS、APATCHEⅡ、SOFA和CRP，文獻中應用上述指標預測VAP預后的結果不一，但均未達到滿意的敏感性和特異性，本研究旨在尋找一種新的指標來預測VAP預后。
HMGB1是一種高度保守的核蛋白，廣泛分布于哺乳動物細胞內[9]。隨著其晚期促炎作用的發現，HMGB1已成為重癥醫學的研究熱點之一。近年研究發現，HMGB1一旦分泌到細胞外即可誘導炎癥反應產生[10]。受損細胞和巨噬細胞聯合培養可導致巨噬細胞核轉錄因子表達上調，并產生類似壞死性組織炎癥反應；HMGB1基因敲除的小鼠受損細胞與巨噬細胞聯合培養產生的炎癥反應明顯降低，說明HMGB1的被動釋放與壞死性組織炎癥反應發生密切相關[11]。本研究結果顯示VAP死亡患者的HMGB1表達水平高于存活組，說明HMGB1參與了VAP的發生發展。其原因可能為：VAP死亡患者肺部炎癥反應和炎性損傷較重，釋放的HMGB1水平更高，而升高的HMGB1又能刺激局部肺組織炎癥反應的放大，形成級聯放大的惡性循環，加速肺損傷和增加患者死亡風險。針對HMGB1的治療可能減輕或者阻斷該循環，從而達到降低VAP患者死亡率的目的。同時，由于HMGB1的表達水平與VAP的嚴重程度密切相關[4]，HMGB1也可能作為預測VAP患者死亡的預測因子。本研究顯示第4 d和第7 d的HMGB1水平是VAP患者近期死亡的獨立危險因素，HMGB1預測VAP近期死亡的敏感性和特異性都達到了較高的水平，提示HMGB1可能成為一種新的預測VAP患者預后指標，并且第4 d時的HMGB1水平較第7 d時的HMGB1水平和第4 d時的SOFA水平對預后的預測價值更佳。
Luna等[12]通過觀測VAP患者每日CPIS值，發現在VAP發生當日CPIS值升高，并且隨著CPIS的升高，患者機械通氣、ICU停留時間和住院時間出現延長，住院生存率與VAP發生3 d內CPIS改善有關。Gul等[13]比較了SOFA、APACHEⅡ和CPIS三種評分系統對VAP預后的預測作用，發現APACHEⅡ評分系統對VAP的評估作用更優。本研究發現生存組和死亡組CPIS差異并沒有統計學意義，而死亡組患者APACHEⅡ評分高于生存組患者(P＜0.05)，但Logistic多因素分析顯示APACHEⅡ評分系統并不是VAP死亡的獨立預測因子。本研究結果與既往文獻結果的差異可能是因為納入人群或者病原菌組成不同造成的。
王定淼等[14]通過比較研究發現CRP是預測VAP預后的較好指標。本研究結果發現，生存組和死亡組發生VAP后第1、4和7 d的CRP均無顯著差異，這與既往研究結果不一致。從本研究納入的患者的疾病種類來看，我們納入的主要包括外科術后呼吸衰竭和顱腦疾病患者，而王定淼等[14]的研究納入的主要是內科呼吸衰竭及顱腦疾病患者。納入病種的不同可能是兩個研究結果不同的原因之一。CRP主要是由外源性刺激因素引起肝臟分泌的急性期蛋白，臨床主要用于反映體內炎癥水平。本研究中兩組患者CRP水平無顯著差異，說明兩組患者外周循環炎癥程度差異不大。而HMGB1主要是由組織損傷釋放的，主要反映組織損傷程度，外科患者由于接受手術操作，組織損傷程度較內科患者嚴重，HMGB1變化更為明顯，升高的HMGB1水平可能對患者肺造成損傷，增加患者死亡風險，出現HMGB1可以預測VAP患者死亡的結果。
綜上所述，HMGB1可作為VAP患者近期預后的一種新的預測指標，為VAP相關基礎和臨床研究提供了新的理論依據和研究思路，但其在VAP進展過程中的具體作用機制仍有待進一步研究。
呼吸機相關性肺炎(ventilator associated pneumonia，VAP)是指機械通氣超過48 h新發的感染性肺實質性炎癥[1]。VAP患者的病死率為25%~50%[2]，早期預測預后是降低VAP患者病死率的關鍵。目前對VAP預后的評估主要依賴于臨床癥狀、影像學、病原學結果等，這些指標具有臨床主觀性，且缺乏量化的標準，很難達到準確預測VAP患者預后的目的。近年的研究將臨床肺部感染評分(clinical pulmonary infection score，CPIS)、急性生理學和慢性健康狀況評分系統Ⅱ(acute physiology and chronic health evaluation Ⅱ，APACHEⅡ)評分、全身感染性相關器官功能衰竭評分(sequential organ failure assessment，SOFA)等重癥監護室(ICU)常用評分系統和C反應蛋白(C-reactive protein，CRP)等炎癥指標應用于VAP患者預后的評估[3]，但未證實上述指標對預后有良好的評估價值。新近研究證實，革蘭陰性菌脂多糖以及腫瘤壞死因子α(TNF-α)、白細胞介素1β(IL-1β)等炎癥因子可刺激巨噬細胞釋放一種名為高遷移率族蛋白1(high mobility group protein 1，HMGB1)的晚期炎癥介質，它可能在VAP的發生發展中起著重要作用[4]，但目前國內尚無研究證實HMGB1對VAP患者的預后具有預測價值。因此，本研究擬探討HMGB1在VAP患者短期病死率方面的預測價值。
對象與方法
一 對象
本研究納入2013年3月至2015年3月延安大學附屬醫院呼吸內科ICU中符合VAP診斷標準的患者118例。VAP的診斷采用臨床診斷標準和微生物學診斷標準。VAP臨床診斷標準：機械通氣48 h以上或撤機、拔管后48 h以內胸部X線片顯示肺部出現新的或進展性浸潤病灶，同時至少滿足以下項目中的2項：(1)體溫＞38 ℃或＜36 ℃；(2)外周血白細胞計數＞10×109/L或＜4×109/L；(3)氣管支氣管內出現膿性分泌物。VAP微生物學診斷標準：經氣管插管或氣管切開處吸取下呼吸道分泌物行微生物學半定量培養(++)及以上或者培養出明確病原菌[5]。排除入ICU時已存在明確醫源性肺部感染或者肺部腫瘤患者。本研究經延安大學附屬醫院倫理委員會審批通過，患者及家屬簽署知情同意書。以28 d為研究時間終點，按照28dVAP患者存活情況將納入的118例分為存活組(87例)和死亡組(31例)。
二 方法
試驗期間，由1名專科重癥監護室醫師對符合納入標準的患者進行評估和數據記錄，在納入當天(d1)即行支氣管分泌物吸引培養、血培養、胸部X線片、HMGB1、CRP等檢查，同時計算CPIS、APATCHEⅡ和SOFA評分；并分別于納入第4 d (d4)和第7 d (d7)分別重復檢測和計算上述指標。
每個時間點采集患者空腹靜脈血5 mL，經高速離心15 min (3 000 r/min)后獲取血清，存于-80 ℃冰箱中，1個月內送檢。利用HMGB1 ELISA試劑盒(HMGB1 ELISA kit，Shino-TestCorporation，Kanagawa，Japan)進行血清HMGB1的測定[6]。
三 統計學處理
采用EpiData 3.0軟件錄入數據，SPSS 16.0軟件進行數據分析。計量資料數據以x±s表示，各組數據比較前行方差齊行檢驗，方差齊則進一步行方差分析或t檢驗，方差不齊則行變量變換再行方差分析或t檢驗。計數資料的構成差異進行χ2檢驗或者Fisher精確檢驗法。將單因素分析發現與28 d死亡有關的變量(P＜0.1)納入Logistic多元回歸分析模型，并應用受試者工作特性(receiver operating characteristic，ROC)曲線進一步評估相關危險因素預測近期死亡的價值。檢驗水準均為P＜0.05。
結果
一 一般資料比較
死亡組患者年齡大于存活組，女性患者所占比例高于存活組，體重指數也大于存活組，其他如血液指標、原發疾病、基礎疾病及感染病原菌譜等差異無統計學意義。結果見表 1~3。
表1
VAP存活組與死亡組一般資料比較(x±s)
表2
VAP存活組與死亡組原發和基礎疾病比較[例(%)]
表3
呼吸機相關性肺炎存活組與死亡組感染病原菌譜比較[例(%)]
二 HMGB1、CRP及各類評分系統比較
死亡組第1、4和7 d的HMGB1、APACHEⅡ和SOFA評分均高于存活組，差異有統計學意義，而各個時間點CPIS和CRP在兩組間差異均無統計學意義。結果見表 4。
表4
VAP存活組與死亡組HMGB1、CRP及各類評分系統比較
三 VAP患者近期死亡的相關預后因素分析
單因素分析發現，第4 d和第7 d的HMGB1水平(P=0.031, 0.087)、APACHEⅡ(P=0.018, 0.073)和SOFA評分(P=0.048，0.049)與VAP患者近期死亡密切相關(表 5)。Logistic多因素分析發現，第4 d的HMGB1水平(HR=1.43，95%CI 1.07~1.78，P=0.021)，第4 d的SOFA評分(HR=1.15，95%CI 1.06~1.21，P=0.019)和第7 d的HMGB1水平(HR=1.27，95%CI 1.18~1.40，P=0.003)是預測VAP患者近期死亡的獨立危險因素(表 6)。ROC曲線分析顯示，第4 d的HMGB1＞51.2 μg/L (敏感性92.7%，特異性81.9%)，第4 d的SOFA評分＞7.9(敏感性68.9%，特異性71.0%)，第7 d的HMGB1＞47.5 μg/L (敏感性73.2%，特異性88.2%)是預測VAP患者28 d病死的理想閾值，ROC曲線下面積分別為0.951、0.699和0.857(圖 1)。
表5
VAP患者28 d死亡的預后因素單因素分析
表6
VAP患者28 d死亡的預后多因素Logistic回歸分析
圖1
HMGB1和SOFA預測VAP患者28 d死亡的ROC曲線
討論
VAP是臨床常見的院內感染和醫院獲得性肺炎，其發生率和病死率均較高，而且導致患者ICU住院時間和總住院時間均出現延長，嚴重危害患者的身心健康[7]。積極預防、早期診斷和及時有效的治療對VAP的預后十分重要[8]。VAP患者病情進展快、過程復雜，因此需要我們尋找一種能有效預測VAP預后的指標，建立一種早期預測的模型，為早期診治VAP、改善VAP患者預后提供幫助。目前，臨床上用于VAP預后評估的指標主要有CPIS、APATCHEⅡ、SOFA和CRP，文獻中應用上述指標預測VAP預后的結果不一，但均未達到滿意的敏感性和特異性，本研究旨在尋找一種新的指標來預測VAP預后。
HMGB1是一種高度保守的核蛋白，廣泛分布于哺乳動物細胞內[9]。隨著其晚期促炎作用的發現，HMGB1已成為重癥醫學的研究熱點之一。近年研究發現，HMGB1一旦分泌到細胞外即可誘導炎癥反應產生[10]。受損細胞和巨噬細胞聯合培養可導致巨噬細胞核轉錄因子表達上調，并產生類似壞死性組織炎癥反應；HMGB1基因敲除的小鼠受損細胞與巨噬細胞聯合培養產生的炎癥反應明顯降低，說明HMGB1的被動釋放與壞死性組織炎癥反應發生密切相關[11]。本研究結果顯示VAP死亡患者的HMGB1表達水平高于存活組，說明HMGB1參與了VAP的發生發展。其原因可能為：VAP死亡患者肺部炎癥反應和炎性損傷較重，釋放的HMGB1水平更高，而升高的HMGB1又能刺激局部肺組織炎癥反應的放大，形成級聯放大的惡性循環，加速肺損傷和增加患者死亡風險。針對HMGB1的治療可能減輕或者阻斷該循環，從而達到降低VAP患者死亡率的目的。同時，由于HMGB1的表達水平與VAP的嚴重程度密切相關[4]，HMGB1也可能作為預測VAP患者死亡的預測因子。本研究顯示第4 d和第7 d的HMGB1水平是VAP患者近期死亡的獨立危險因素，HMGB1預測VAP近期死亡的敏感性和特異性都達到了較高的水平，提示HMGB1可能成為一種新的預測VAP患者預后指標，并且第4 d時的HMGB1水平較第7 d時的HMGB1水平和第4 d時的SOFA水平對預后的預測價值更佳。
Luna等[12]通過觀測VAP患者每日CPIS值，發現在VAP發生當日CPIS值升高，并且隨著CPIS的升高，患者機械通氣、ICU停留時間和住院時間出現延長，住院生存率與VAP發生3 d內CPIS改善有關。Gul等[13]比較了SOFA、APACHEⅡ和CPIS三種評分系統對VAP預后的預測作用，發現APACHEⅡ評分系統對VAP的評估作用更優。本研究發現生存組和死亡組CPIS差異并沒有統計學意義，而死亡組患者APACHEⅡ評分高于生存組患者(P＜0.05)，但Logistic多因素分析顯示APACHEⅡ評分系統并不是VAP死亡的獨立預測因子。本研究結果與既往文獻結果的差異可能是因為納入人群或者病原菌組成不同造成的。
王定淼等[14]通過比較研究發現CRP是預測VAP預后的較好指標。本研究結果發現，生存組和死亡組發生VAP后第1、4和7 d的CRP均無顯著差異，這與既往研究結果不一致。從本研究納入的患者的疾病種類來看，我們納入的主要包括外科術后呼吸衰竭和顱腦疾病患者，而王定淼等[14]的研究納入的主要是內科呼吸衰竭及顱腦疾病患者。納入病種的不同可能是兩個研究結果不同的原因之一。CRP主要是由外源性刺激因素引起肝臟分泌的急性期蛋白，臨床主要用于反映體內炎癥水平。本研究中兩組患者CRP水平無顯著差異，說明兩組患者外周循環炎癥程度差異不大。而HMGB1主要是由組織損傷釋放的，主要反映組織損傷程度，外科患者由于接受手術操作，組織損傷程度較內科患者嚴重，HMGB1變化更為明顯，升高的HMGB1水平可能對患者肺造成損傷，增加患者死亡風險，出現HMGB1可以預測VAP患者死亡的結果。
綜上所述，HMGB1可作為VAP患者近期預后的一種新的預測指標，為VAP相關基礎和臨床研究提供了新的理論依據和研究思路，但其在VAP進展過程中的具體作用機制仍有待進一步研究。
