2022, Vol. 31
2. 首都医科大学北京朝阳医院急诊医学临床研究中心 心肺脑复苏北京市重点实验室，北京 100020
2. Emergency Medicine Clinical Research Center, Beijing Chaoyang Hospital, Capital Medical University, Beijing Key Laboratory of Cardiopulmonary Cerebral Resuscitation, Beijing 100020, China
脓毒症是机体对感染的反应失调而导致的危及生命的器官功能障碍[1]，病死率高达32.5%~55%，严重威胁人类健康[2]。全球每年约有超过1 800万严重脓毒症病例，每天约有14 000人死于脓毒症的器官功能衰竭，心脏是最常累及的靶器官之一[3]。脓毒症引起的心脏功能障碍称为脓毒症心肌病（septic cardiomyopathy），主要表现为射血分数（ejection fraction, EF）的下降，左室扩张及7~10 d可逆性恢复。目前尚无统一诊断标准，发病机制及危险因素仍不明确。多种心肌抑制因子(myocardial depressant factor, MDF) 参与脓毒症心肌病的发生，近年来研究发现组蛋白作为一种MDF，是诱发脓毒症心肌病的重要介质，高组蛋白水平是脓毒症心肌病发生的重要因素[4-6]。目前鲜有对组蛋白动态变化的临床研究，本文通过对组蛋白的动态监测进一步评估了组蛋白对脓毒症心肌病的预测价值。
1 资料与方法 1.1 一般资料选取2018年12月至2020年12月就诊北京博爱医院急诊科的脓毒症和脓毒性休克患者147例。纳入标准：①符合Sepsis-3.0脓毒症诊断标准[2]。②年龄≥18岁。排除标准：①合并急性冠脉综合征、急性肾衰竭患者；②肥厚梗阻型心肌病、扩张型心肌病或瓣膜性心脏病史者；③超声图像不清楚者；④妊娠；⑤住院时间＜7 d；⑥应用免疫抑制剂者。⑦中途自愿退出研究或失访。本研究经过北京博爱医院伦理委员会批准（伦理号：2019-123-1），所有受试者自愿参加本研究，签署临床研究知情同意书。
1.2 研究方法 1.2.1 一般资料收集记录入选患者的临床资料，包括性别、年龄、身高、体重、体重指数（body mass index, BMI）及既往冠心病、房颤等基础疾病史；记录入院时心率（heart rate, HR）、平均动脉压（mean arterial pressure, MAP）；所有入选患者入院后按照脓毒症指南给予充分液体复苏、抗感染、必要时使用血管活性药物及脏器功能支持等治疗。24 h内进行序贯器官衰竭评分（sequential organ failure assessment，SOFA), 急性生理与慢性健康评分（acute physiology and chronic health evaluation Ⅱ，APACHE Ⅱ）、营养风险筛查2002（nutritional risk screening 2002, NRS2002）评分。所有量表由2名急诊科主治医师共同完成。
1.2.2 经胸超声心动图入选患者在入院时及入院第7天采用彩色超声诊断仪（GE VividE9，美国，M5S探头，频率2~4 MHz）检查，由超声科高级技师操作。记录左室射血分数（left ventricular ejection fraction, LVEF）、左室舒张末期容积（left ventricular end diastolic volume, LVEDV）。脓毒症心肌病的三个特征：左室射血分数 < 50%或较基线水平下降超过10%，左室扩张及7~10 d可逆性恢复[7]。基线水平参考近6个月的心脏超声资料。
1.2.3 血浆组蛋白水平测定所有研究对象入院时、第7天采集静脉血3 mL，离心后取血浆于-80℃冰箱保存，应用酶联免疫吸附法（试剂盒由中国北京阳光思特生物技术有限公司提供）检测血浆组蛋白H4水平。
1.2.4 其他实验室指标测定所有入选患者入院时采集静脉血，采用mindray BC-5390 CRP（迈瑞公司，中国）检测白细胞（white blood cell, WBC）；采用mindray BS-800M（迈瑞公司，中国）仪测定超敏C-反应蛋白(high sensitivity C-reactive protein, hsCRP)、N-末端脑钠肽（N-terminal brain natriuretic peptide, NT-proBNP)。
1.3 统计学方法采用SPSS 26.0和MedCalc 19.1统计软件包进行数据分析。所有定量资料进行正态性检验，符合正态分布，以均数±标准差(x±s) 表示，组间比较采用两独立样本的t检验；非正态分布的定量资料以中位数(四分位数)[M（Q1, Q3）]表示，采用Mann-Whitney U检验。组内前后组蛋白水平的比较根据差值是否正态，若差值符合正态分布，采用配对样本的t检验，差值非正态采用Wilcoxon符号秩检验。无序分类资料以百分数(%) 表示，采用χ2检验。采用多因素Logistic回归模型分析脓毒症心肌病的影响因素。采用受试者工作特征(receiver operating characteristic, ROC) 曲线分析组蛋白对脓毒症心肌病的预测效能，相对危险度用优势比(odds ratio, OR)和95%置信区间(confidenceinterval, CI) 表示。曲线下面积(Area under the curve, AUC)的计算和比较采用MedCalc 19.1完成。以P＜0.05为差异有统计学意义。
2 结果 2.1 两组患者基线资料比较纳入147例脓毒症和脓毒性休克患者，其中42例发生脓毒症心肌病，发生率为28.6%。与非脓毒症心肌病组患者相比，脓毒症心肌病患者组年龄大（Z=2.435，P=0.015）、既往冠心病比例高（Z=5.400，P=0.020）、入院时MAP低（Z=2.262，P=0.024），入院24 h内SOFA（Z=3.782，P < 0.001）、APACHEⅡ（t=3.269，P=0.002）、NRS2002评分（Z=2.041，P=0.041）、NT-proBNP（Z=2.811，P=0.005）均高。两组之间性别、BMI、既往房颤及入院时HR、WBC、hs-CRP比较，差异均无统计学意义（P > 0.05）。见表 1。
| 指标 | 非脓毒症心肌病组（n=105） | 脓毒症心肌病组 （n=42） |
χ2/Z/t值 | P值 |
| 男性（n，%） | 68（64.8） | 25（59.5） | 0.354 | 0.552 |
| 年龄（岁）a | 82.00（71.50，87.50） | 86.00（79.75，91.00） | 2.435 | 0.015 |
| BMI（kg/m2）b | 21.45±4.34 | 22.07±4.53 | 0.773 | 0.441 |
| 冠心病（n，%） | 29（27.6） | 20（47.6） | 5.400 | 0.020 |
| 房颤（n，%） | 8（7.6） | 4（9.5） | 0.002 | 0.962 |
| HR（次/min）a | 106（91，118） | 111（99.5，130.5） | 1.431 | 0.153 |
| MAP（mmHg）a | 66.70（56.00，93.50） | 62.35（45.00，72.75） | 2.262 | 0.024 |
| WBC（×109 /L-1）a | 12.94（8.88，18.79) | 14.82（10.94，20.28） | 1.518 | 0.129 |
| hs-CRP（mg/dl）a | 9.20（2.77，20.83） | 6.38（2.81，16.32） | 0.812 | 0.417 |
| NT-proBNP（ng/L）a | 2600（1020，7165） | 4810（1840，17325） | 2.811 | 0.005 |
| SOFA（分）a | 6（4，8） | 8（6，11） | 3.782 | < 0.001 |
| APACHEII（分）b | 23.31±6.65 | 28.17±8.65 | 3.269 | 0.002 |
| NRS2002（分）a | 5（5，7） | 6（5，7） | 2.041 | 0.041 |
| 注：a为M(Q1，Q3)，b为x±s; 1 mmHg=0.133 kPa。 | ||||
脓毒症心肌病组患者入院时组蛋白H4水平高于非脓毒症心肌病组（Z=4.449，P < 0.001），两组患者第7天组蛋白H4水平差异无统计学意义（P > 0.05）。进一步分别对各组内入院时及第7天组蛋白H4水平的动态变化进行分析，显示脓毒症心肌病组患者组蛋白H4水平呈动态变化，第7天组蛋白H4水平较入院时降低（Z=3.057，P=0.002），非脓毒症心肌病组患者组蛋白H4前后无明显动态变化（P > 0.05）, 见表 2。
| 组蛋白（ng/mL） | 非脓毒症心肌病组（n=105） | 脓毒症心肌病组（n=42） | Z值 | P值 |
| 入院时a | 6.47（3.64，8.36） | 11.13（6.47，14.35） | 4.449 | < 0.001 |
| 第7天a | 6.80（5.03，8.37） | 6.74（4.64，9.03） | 0.405 | 0.685 |
| Z值 | 1.114 | 3.057 | ||
| P值 | 0.265 | 0.002 | ||
| 注：a为M(Q1，Q3) | ||||
以是否发生脓毒症心肌病为因变量，将单因素分析中差异有统计学意义的指标（年龄、既往冠心病、MAP、NT-proBNP、入院时组蛋白H4、SOFA、APACHE Ⅱ、NRS2002）纳入多因素Logistic回归方程进行分析。校正混杂因素后，入院时血浆组蛋白H4水平仍是脓毒症心肌病发生的独立影响因素(OR=1.337, 95%CI: 1.173~1.522; P＜0.001)；血浆组蛋白H4每增加10 ng/mL，发生脓毒症心肌病的OR为18.17(计算公式：[OR'=Exp(10B)], 见表 3。
| 变量 | B | SE | Wald | Exp(B) | 95% CI | P值 |
| 组蛋白H4 | 0.290 | 0.066 | 19.083 | 1.337 | 1.173~1.522 | < 0.001 |
| SOFA | 0.388 | 0.093 | 17.287 | 1.474 | 1.227~1.769 | < 0.001 |
| 年龄 | 0.071 | 0.027 | 7.011 | 1.074 | 1.019~1.132 | 0.008 |
| 常数 | -11.912 | 2.724 | 19.121 | 0.000 | < 0.001 |
以是否发生脓毒症心肌病为状态变量，入院时血浆组蛋白H4、SOFA及二者联合产生的联合变量模型为检测变量，绘制ROC曲线。见图 1。AUC (95%CI)依次为0.729 (0.633~0.826)、0.699(0.603~0.795)、0.820(0.741~0.898)，联合变量模型的AUC最大。以约登指数(Youden index, YI) 最大的点为界，血浆组蛋白H4预测脓毒症心肌病发生的最佳分界点为10.81 ng/mL；所对应的敏感度为52.4%，特异度为91.4%, 见表 4。
|
| 图 1 血浆组蛋白H4、SOFA及二者联合预测脓毒症心肌病的ROC曲线 Fig 1 ROC curve of serum histone H4, SOFA and their combination in predicting septic cardiomyopathy |
|
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| 变量 | AUC(95%CI) | 预测 切点 |
YI | 敏感度 | 特异度 | Z值 | P值 |
| 组蛋白H4 | 0.729(0.633~0.826) | 10.81 | 0.438 | 0.524 | 0.914 | 4.673 | ＜0.0001 |
| SOFA | 0.699(0.603~0.795) | 6.5 | 0.319 | 0.738 | 0.581 | 4.061 | ＜0.0001 |
| 联合变量 | 0.820(0.741~0.898) | 0.353 | 0.552 | 0.714 | 0.838 | 8.000 | ＜0.0001 |
1984年Parker[8]发现脓毒性休克患者早期存在左室射血分数的下降，而随后的研究发现左室功能障碍的原因并非心肌缺血，自此脓毒症引起的心功能障碍逐渐被认识。目前研究认为脓毒症心肌病是一种脓毒症相关的而非心肌缺血导致的急性心功能障碍综合征[9]。主要有以下三个特征：（1）左室射血分数的下降，EF < 50%或EF值较基线水平下降超过10%；（2）左室扩张；（3）心功能障碍是可逆的，一般7~10 d恢复[7]。近年来，随着超声新技术如组织多普勒、斑点追踪超声心动图（speckle tracking echocardiography, STE）的发展，出现了新的评估指标如左心室长轴收缩期峰值应变（global longitudinal strain，GLS）、三尖瓣环平面收缩偏移（tricuspid annular plane systolic excursion, TAPSE）、心肌作功指数（myocardial performance index，MPI）等[10]，能够早期发现“亚临床”心功能障碍，脓毒症患者心功能评估有了进一步提高，但因这些测量参数在脓毒症心肌病中的参考值范围尚未实现标准化使其应用受局限[11]。迄今为止，脓毒症心肌病的诊断标准在国际上尚未达成共识，因不同的研究采用的定义不同导致相关流行病学资料差异较大，Bouhelmod等[12]发现脓毒症心肌病在脓毒症患者中的发病率接近20%，另有研究显示其发病率为64%[13]。目前研究的总体发病率约为10%~70%，脓毒性休克患者出现心功能障碍时病死率高达70%~90%[14-15]。本研究中脓毒症心肌病的发病率为28.6%，考虑与研究采用的诊断标准有关。
目前，脓毒症心肌病的发病机制尚不清楚。既往研究发现，其可能涉及的发病机制为病原相关分子模式和Toll样受体、损伤相关分子模式、细胞因子、一氧化氮、线粒体功能障碍、钙调控异常等[9]。近年来，组蛋白被证实可以导致脓毒症心肌功能障碍。组蛋白是指真核细胞中与DNA结合形成染色质的一类特殊蛋白，核内组蛋白由五种蛋白构成：H1、H2A、H2B、H3、H4，通常情况下组蛋白在细胞核内而在循环中表达很低，脓毒症时由于广泛的炎症和细胞死亡，组蛋白释放到循环中，主要通过细胞膜结合、钙内流和过载诱发心肌细胞损伤和功能障碍[16-17]。Kalbitz等[18]通过盲肠结扎穿孔手术制造小鼠脓毒症模型，发现小鼠血清组蛋白与其心肌损伤正相关。Alhamdi等[4]通过体内和体外转化实验研究发现循环组蛋白升高是脓毒症患者心肌损伤的重要介质，高组蛋白水平与肌钙蛋白T、新发左室功能不全、心律失常的发生呈正相关，体外研究发现组蛋白水平越高，患者心肌细胞活力越差，抗组蛋白抗体可逆转心肌损伤。Lu等[19]研究证实高水平血浆组蛋白是脓毒症心肌病发生的重要危险因素。本研究发现脓毒症心肌病组患者入院时组蛋白H4水平较非脓毒症心肌病组高，进一步动态检测发现脓毒症心肌病组血浆组蛋白H4水平7 d后显著下降，考虑与脓毒症心肌病的心功能障碍在1周左右可逆性恢复有关。循环组蛋白在脓毒症心肌病病理机制中如何发挥作用需要更多的研究证实。
目前，关于脓毒症心肌病的危险因素及与预后的研究诸多，且有些研究结果相悖，可能是由于纳入对象采用的脓毒症心肌病的诊断标准不同有关。Song等[20]研究显示低收缩压是脓毒症心肌病的危险因素，而既往冠心病或心衰病史不是其危险因素。Sato等[21]和李玉婷等[22]研究证实男性、低龄、既往冠心病或心衰史、入院时高乳酸水平是脓毒症心肌病的独立危险因素。Jeong等[23]发现NT-proBNP升高也是脓毒症心肌病的危险因素，且脓毒症心肌病组（EF < 30%）住院病死率明显升高。多数研究认为脓毒症心肌病组患者具有更高的SOFA、APACHE Ⅱ评分，提示伴发脓毒症心肌病的患者病情可能更严重。本研究发现SOFA、年龄是脓毒症心肌病发生的独立危险因素，这与Narváez等[24]研究一致。脓毒症心脏功能的改变最早是在脓毒症幸存者中发现的，提示存在脓毒症心肌病的患者预后良好，一项Meta分析显示脓毒症患者的病死率并不取决于患者是否并发脓毒症心肌病，而是患者的心脏是否是高动力状态，心脏高动力型者预后差，而脓毒症心肌病往往是低动力型或正常动力状态，因而预后良好[25]。关于脓毒症心肌病与预后的关系需要未来更多的研究探讨。
本研究创新点在于结合了脓毒症心肌病1周左右可逆性恢复的特点，对血浆组蛋白H4水平进行动态检测，提示组蛋白是脓毒症心肌病可能的预测因子。本研究的局限性：①本研究为单中心研究；②超声测量指标相对简单，未来可引入更为精准的超声测量指标；③超声测量可能受操作者主观因素影响。
血浆组蛋白H4水平在脓毒症心肌病时升高且治疗前后有动态变化，入院时高血浆组蛋白H4水平对脓毒症心肌病的诊断具有重要意义。
利益冲突 所有作者声明无利益冲突
作者贡献声明 商娜、刘慧珍直接参与实验设计、采集数据、分析数据、文章撰写；郭树彬、王娜文章修改、对文章内容作批评性审阅、行政支持、指导；刘芦姗、李俊玉统计分析指导、材料支持、支持性贡献
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