膿毒癥患者高密度脂蛋白亞組分HDL2b和HDL3水平變化及其與預后的關系

江意春 馬永輝 許智坤 夏安笛 洪偉慶 劉振密 劉雪燕

(深圳市人民醫院(暨南大學第二臨床醫學院 南方科技大學第一附屬醫院)重癥醫學科,廣東 深圳 518020)

膿毒癥表現為宿主對感染的反應失調,并且與急性器官功能障礙和高死亡風險密切相關〔1〕。高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)具有抗炎、抗氧化、抗凋亡和膽固醇逆向運輸等保護作用,在維持血管內皮細胞的功能穩態中發揮重要的作用〔2〕。既往的研究發現HDL-C水平在膿毒癥患者中早期就出現快速下降〔3〕,且低水平的HDL-C與膿毒癥死亡率的增加及臨床不良事件的發生密切相關〔4〕。HDL-C根據密度和大小的不同,可被分為HDL1、HDL2和HDL3,其中HDL2和HDL3是主要的成分,分別在正常人血清中約占 1/3 和 2/3。HDL2為體積較大、密度較小、成熟的顆粒,進一步被細分為HDL2a和HDL2b,HDL2b是HDL2的主要成分;HDL3 為體積較小、密度較大、未成熟的顆粒,不同的類型存在不同的功能。在心血管領域,HDL-C的濃度和顆粒的大小均與心血管風險獨立相關〔5〕,大顆粒型的HDL-C似乎對冠心病有保護作用〔6〕。Tanaka 等〔7〕發現HDL-C在膿毒癥患者急性階段中除了濃度下降之外,還存在向大顆粒型的HDL-C轉變。最新的研究顯示,HDL的組成和功能在膿毒癥中也發生了深刻改變,包括其亞組分HDL2b和HDL3與總HDL比例的改變〔8〕。HDL-C不同的亞組分在功能上存在顯著的差異,這種差異可能影響膿毒癥內皮功能障礙、免疫功能紊亂等病理過程,從而最終影響膿毒癥的預后。本研究采用微流控芯片技術測定血漿中HDL2b/HDL及HDL3/HDL的比值,探討其在膿毒癥患者中水平的變化及其預后的關系。

1 資料與方法

1.1一般資料 2019年1～12月在深圳市人民醫院重癥醫學科收集膿毒癥患者73例,其中男49例,女24例,年齡18～88 歲,平均(61.59±19.91)歲。同期非膿毒癥組 11例,其中男6例,女5 例;年齡23～85歲,平均(59.09±18.35)歲。兩組性別、年齡比較差異無統計學意義(χ2=0.944,P=0.086;t=0.852,P=0.134)。按照國際膿毒癥會議Sepsis3.0的診斷標準〔9〕。排除標準:① 年齡<18.0 歲;② 妊娠期患者;③ 入住ICU時間<3 d;④ 家族性高膽固醇血癥;⑤ 近3個月使用影響血脂的藥物及類固醇激素以及血液凈化治療;⑥ 合并惡性腫瘤、肝腎功能障礙的患者。本研究符合醫院醫學倫理學標準,并經倫理委員會批準,所有患者或其家屬簽署診治相關知情同意書。

1.2方法 兩組均給予常規治療,包括抗感染、抑酸、臟器功能支持,記錄兩組年齡、性別、入住ICU時間、急性生理與慢性健康評估(APACHE)Ⅱ評分、序貫器官衰竭評估(SOFA)評分,同時檢測降鈣素原(PCT)、白細胞介素(IL)-6、超敏C反應蛋白(hsCRP)的水平、血脂水平〔包括總膽固醇(TC)、HDL-C、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)、三酰甘油(TG)〕。

1.3HDL-2B 和 HDL-3 的檢測方法 采用微流控芯片技術檢測HDL2b和HDL3濃度。其檢測的原理是把電泳技術與微流控芯片技術結合起來,在玻璃、石英、塑料等基片的微細通道中,以電場為驅動力,借助于離子或分子在電遷移或分配行為上的差異,對復雜試樣中的多種組分進行高速分離分析的技術,它使傳統毛細管電泳分離物質的整個過程可以在一塊幾平方厘米的基片上得以實現,高效分離各組份,且重復性良好。將血液樣品經過離心處理后分離出血清,向血清樣品中加入親脂性的熒光染料,該染料會特異性地與脂蛋白結合;向微流控芯片中灌入特定的膠并加入待檢樣品置于微流控芯片分析儀上檢測,在外加電場的作用下,電滲流作用將樣品送入分離通道,待檢樣品中的 HDL在分子篩和電荷的作用下可被分離成 5 個亞組份。通過檢測與脂蛋白結合的熒光染料,形成每個樣品的熒光信號強度比遷移時間的電泳跡線,數據分析軟件通過分析電泳圖譜,計算 HDL2b 和HDL3在該亞組份的峰面積占整個 HDL 峰面積的比例,即得 HDL2b和HDL3占HDL百分比。

1.4統計學方法 采用SPSS17.0軟件進行t檢驗、Mann-WhitneyU檢驗、Fisher檢驗、Logistic 回歸分析。

2 結 果

2.1兩組血漿膽固醇指標、TG及HDL2b、HDL3水平比較 膿毒癥組LDL-C、HDL2b、TC均明顯低于非膿毒癥組(均P<0.05),見表1。

表1 兩組血脂及HDL2b、HDL3水平比較

2.2不同預后膿毒癥患者基線資料,血脂及HDL2b、HDL3水平比較 膿毒癥患者死亡19例(26.0%),存活54例(74.0%),存活組和死亡組血清HDL2b、APACHEⅡ評分和SOFA評分差異有統計學意義(P<0.01,P<0.001),見表2。

表2 不同預后膿毒癥患者基線資料、血脂及HDL2b、HDL3水平比較

2.3HDL2b水平對膿毒癥患者預后的受試者工作特征(ROC)曲線 HDL2b AUC為0.702,APACHEⅡ和SOFA評分的AUC分別為0.726和0.777,3個指標以SOFA評分預測預后的價值更高。以HDL2b 9.10%為臨界值,1-HDL2b預測膿毒癥死亡的敏感度為52.6%,特異度為85.2%,見表3。HDL2b、APACHEⅡ評分、SOFA評分3項指標的ROC曲線,見圖1。

表3 血清1-HDL2b、APACHEⅡ和SOFA評分對膿毒癥患者預后評估的AUC

圖1 HDL2b、APACHEⅡ評分、SOFA評分3項指標對膿毒癥患者預后評估的ROC曲線

2.4膿毒癥患者死亡危險因素的評估 對患者性別、年齡、APACHE Ⅱ評分、SOFA評分,HDL-C、HDL2b、HDL3、TC、LDL-C、TG、PCT、hsCRP水平進行單因素的Logistic回歸分析,評價對膿毒癥預后的影響。結果顯示,HDL2b水平為膿毒癥死亡的影響因素(P<0.05),見表4。

表4 單因素Logistic回歸分析膿毒癥死亡危險因素

3 討 論

HDL-C的主要功能將膽固醇從周圍組織運輸回肝臟,近來許多實驗研究發現其還具有抗炎、抗凋亡或抗氧化等功能〔10,11〕。另外,HDL-C還能通過參與脂多糖(LPS)的清除和防止LDL氧化,從而抑制炎癥反應和細胞凋亡〔12,13〕,在膿毒癥中發揮保護作用。動物實驗也表明,HDL可預防小鼠多聚微球誘導的膿毒癥〔14〕。膿毒癥的病理過程可導致血漿HDL-C濃度顯著降低,嚴重膿毒癥患者中的脂蛋白水平可迅速下降50%,并且以LDL-C和HDL-C下降尤為明顯〔15〕,降低的程度和膿毒癥嚴重程度及不良預后密切相關〔16～19〕。導致膿毒癥患者血漿HDL-C濃度下降的潛在機制目前尚不清楚,第一、HDL-C消耗增加但肝臟相應合成減少〔20〕;第二、內皮的滲漏促進了HDL-C在細胞外聚集〔21〕;第三、HDL-C參與了LPS和磷脂酸的清除〔22〕。本研究并未發現膿毒癥患者HDL-C濃度水平較對照組有明顯改變,可能的原因與入選的樣本量及疾病譜存在差異有一定的關系。同樣,Tanaka等〔3〕的研究未發現HDL水平與死亡率之間存在關系,但在50例敗毒癥患者進一步分析中證實其不良預后(即第3天的死亡或SOFA評分>6分)與低HDL水平相關。van Leeuwen等〔15〕未發現膿毒癥幸存者和非幸存者中的脂蛋白濃度之間有任何相關性。Lee等〔23〕研究發現,雖然TG與膿毒癥患者的死亡率相關,但與其他脂蛋白,特別是與HDL-C濃度不相關。

蛋白質組學研究表明HDL2b 和HDL3存在特異性蛋白質族,在HDL2中表達占絕對優勢的蛋白為載脂蛋白(apo)B,apo(A),相對高的蛋白包括apoE,apoC-Ⅱ,apoC-Ⅲ,在HDL3中表達占絕對優勢的蛋白為apoL-1,對氧磷脂酶(PON)1,磷脂轉移蛋白(PLTP),血小板活化因子乙酰水解酶(PAF-AH),相對高的蛋白包括apoD,apoM,血清淀粉樣蛋白(SA)A1,SAA2〔24〕。從代謝途徑上分析,HDL2是相對于HDL3的更成熟的HDL形式〔25〕。研究發現膿毒癥不僅導致患者HDL顆粒數、HDL-C及HDL載脂蛋白apoA-Ⅰ濃度的顯著降低,還引起HDL顆粒的組成和功能發生深刻的改變〔8〕,從而出現HDL的功能失調(HDL在炎癥條件下易氧化,具有促炎和功能障礙特征)〔25〕。de la Llera Moya等〔26〕在健康志愿者中注射LPS之后,發現小顆粒型和中等顆粒型的HDL下降,但是總的HDL顆粒數目沒有變化。本研究也間接證實,膿毒癥會導致患者HDL的成分及顆粒大小發生改變。

HDL2和HDL3因結構和成分的不同,導致它們的功能存在差異。在心血管疾病中,HDL2對冠心病具有更好的保護作用〔27〕,低HDL2與CHD風險增加有關,而HDL3-C是反映冠狀動脈疾病嚴重程度和炎癥的標志物〔28〕。同樣,HDL2和HDL3因結構及占總HDL比例的不同在膿毒癥病程中的作用也存在差異。HDL2和HDL3與HDL的比值反映機體膽固醇逆向運輸的水平,而膽固醇的逆向運輸功能障礙(即脂質代謝受損)可能通過影響血漿中細胞質膜脂筏的膽固醇含量來影響免疫細胞功能的機制發揮作用〔8〕,從而影響膿毒癥的預后。另外,PLTP是能夠結合并中和LPS的LBP家族的成員,導致LPS誘導的細胞炎癥反應被抑制〔29〕。蛋白質組研究發現,PLTP在HDL3中表達更高〔20〕,因而HDL3可能具有比HDL2更強的結合LPS的能力。最后,HDL具有防止LDL氧化的功能從而抑制炎癥反應和細胞凋亡,相對而言,HDL3顆粒比HDL2具有更強的抗氧化活性和抗凋亡活性〔12,30〕。

水平預測預后提示,HDL2b為膿毒癥的保護性因素,與其在冠心病作用中扮演的角色一樣〔26〕,具體機制有待進一步研究。

本研究還存在以下的不足:①樣本量過少,且為一個單中心的研究;②雖所有患者留取標本的時間在納入的24 h之內,但距離膿毒癥發病時間的長短仍存在差異,一定程度上影響了研究結果;③另外,本研究未觀察膿毒癥患者HDL2b 和HDL3的動態變化趨勢,沒有深入探討導致HDL2b 和HDL3水平改變的機制及其在膿毒癥發生、發展中所起的作用。

總之,膿毒癥患者存在血脂代謝方面的異常,也首次發現即便在HDL-C濃度水平沒有顯著改變時,其亞組成分亦發生深刻的變化,特別是HDL2b水平。將來的研究可進一步探討HDL-C亞組成分水平在膿毒癥患者中改變的機制及其在疾病中扮演的角色。盡管目前不少的動物研究證實〔31～33〕,補充HDL可能成為膿毒癥一種潛在的治療方法,但是應該采用HDL-C不同的亞組成分在膿毒癥動物模型中進行探討,才可以將動物實驗轉為臨床實踐。