肝素结合蛋白(heparin-binding protein, HBP)是一种单链、携带正电荷具有生物活性的蛋白质,又名天青霉素或阳离子抗菌蛋白37(cationic antimicrobial protein of 37 kDa, CAP37),包含在多形核白细胞的分泌囊泡和嗜苯胺蓝颗粒中,在白细胞粘附于内皮细胞后迅速释放,是一种多功能炎症介质[1-2]。非感染情形如心脏骤停后综合征、非感染性休克、严重烧伤等也有HBP的释放,HBP与呼吸、循环、泌尿等系统功能障碍相关[3-5]。正常情况下外周血中HBP的含量很低,一般不超过10 ng/mL,目前国内外就HBP极端升高(> 300 ng/mL)的研究鲜见。本研究通过回顾性分析研究HBP极端升高患者的临床特征,分析预后情况,以提高临床医师对这类患者的认识和诊治水平。
1 资料与方法 1.1 一般资料选择2019年3月至2021年7月经浙江大学医学院附属第二医院入院的实验室检查HBP > 300 ng/mL的患者。依入院28 d后的预后分为存活组和死亡组。纳入标准:(1)入院48 h内血浆HBP > 300 ng/mL;(2)年龄≥18岁;(3)临床资料完整。排除标准:(1)入院48 h后血浆HBP > 300 ng/mL;(2)妊娠及哺乳期者;(3)临床资料不全者。
本研究符合医学伦理学标准,已获得浙江大学医学院附属第二医院伦理委员会批准(审批号:2021-1009)。
1.2 资料收集本研究为回顾性分析,经检索医院实验室信息系统,汇总研究期间HBP > 300 ng/mL的患者。收集患者首次HBP > 300 ng/mL时的临床资料,包括:基本情况、入院诊断;是否有呼吸机支持、休克;急性生理学与慢性健康状况Ⅱ(acute physiology and chronic health evaluation Ⅱ, APACHE Ⅱ)评分、格拉斯哥昏迷评分(Glasgow coma scale, GCS);体温、呼吸频率、心率、血压;血常规、肝功能、电解质、肾功能、凝血谱、动脉血气分析、病原学等实验室检查结果,收集HBP极端升高后的动态变化。
1.3 HBP检测方法HBP用枸橼酸钠抗凝管(碧迪公司,美国新泽西州)在Jet-iStar3000免疫分析仪(中翰盛泰生物技术股份有限公司,中国浙江)检测。基于免疫荧光技术,采用双抗体夹心法(免疫荧光干式定量法),血浆检测范围:5.90~300 ng/mL。
1.4 统计学方法应用SPSS17.0软件对数据进行统计分析。计量资料采用Shapiro-Wilk法进行正态性检验,符合正态分布的计量资料用均数±标准差(x±s)表示,组间比较采用成组t检验;不符合正态分布的计量资料用中位数(四分位数)[M(Q1,Q3)]表示,则组间比较采用Mann-Whitney U检验;计数资料以例数(百分比或率)表示,运用χ2检验。P < 0.05为差异具有统计学意义。
2 结果 2.1 基本情况比较共纳入121例患者,年龄(55.66±17.21)岁,男性73例,女性48例。28 d存活68例,死亡53例,总病死率为43.8%。与存活组比较,死亡组的APACHE Ⅱ评分及呼吸机支持、ICU入住的比例均明显升高(均P < 0.01),心率变快(P < 0.05),住院时长及GCS评分明显下降(P < 0.01),见表 1。HBP极端升高患者的诊断最多见于休克,占55.4%,且死亡组休克患者明显多于存活组(P < 0.01),其次多见于肺炎、肾功能障碍、呼吸衰竭、创伤,见表 2。
指标 | 存活组(n=68) | 死亡组(n=53) | 统计值 | P值 |
年龄(岁)a | 55.35±16.75 | 56.06±17.93 | -0.222 | 0.824 |
男性b | 40(58.8) | 33(62.3) | 0.147 | 0.701 |
APACHEⅡ评分(分)a | 15.19±6.63 | 27.70±8.68 | -8.988 | < 0.001 |
住院时长(d)c | 13.00(8.81, 22.00) | 3.58(1.00, 8.58) | -6.276 | < 0.001 |
体温(℃)c | 37.20(36.90, 37.80) | 37.00(36.15, 38.20) | -1.613 | 0.107 |
呼吸频率(次/min)c | 19.00(15.00, 20.75) | 16.00(12.00, 23.00) | -1.277 | 0.202 |
心率(次/min)c | 92.50(81.25, 107.25) | 103.00(85.50, 126.00) | -2.270 | 0.023 |
MAP(mmHg)c | 84.00(75.08, 95.00) | 75.67(65.50, 93.50) | -1.688 | 0.092 |
GCS(分)c | 15.00(9.00, 15.00) | 3.00(3.00, 3.50) | -6.917 | < 0.001 |
呼吸机支持b | 33(48.5) | 50(94.3) | 29.016 | < 0.001 |
免疫抑制治疗b | 2(2.9) | 1(1.9) | 0.136 | 0.712 |
入住ICU b | 49(72.1) | 51(96.2) | 12.129 | < 0.001 |
注:APACHE Ⅱ为急性生理学与慢性健康状况Ⅱ,MAP为平均动脉压,GCS为格拉斯哥昏迷评分,ICU为重症加强护理病房;1 mmHg=0.133 kPa;a为x±s,b为例数(%),c为M(Q1,Q3) |
诊断 | 存活组(n=68) | 死亡组(n=53) | χ2值 | P值 |
休克 | 23(33.8) | 44(83.0) | 29.171 | < 0.001 |
肺炎 | 19(27.9) | 22(41.5) | 2.448 | 0.118 |
肾功能障碍 | 19(27.9) | 18(34.0) | 0.509 | 0.476 |
呼吸衰竭 | 13(19.1) | 18(34.0) | 3.444 | 0.063 |
创伤 | 9(13.2) | 11(20.8) | 1.221 | 0.269 |
与存活组相比,死亡组首次HBP极端升高当日的血小板计数、中性粒细胞百分比、中性粒细胞与淋巴细胞比例、pH、纤维蛋白原明显降低(P < 0.05),而淋巴细胞百分比、谷草转氨酶(aspartate transaminase, AST)、丙氨酸转氨酶(alanine transaminase, ALT)、白球比、血钠、血氯、二氧化碳分压(partial pressure of carbon dioxide, PaCO2)、血乳酸(lactic acid, Lac)、国际标准化比值、D-二聚体均明显升高(P < 0.05),凝血酶原时间、活化部分凝血活酶时间明显延长(P < 0.05),两组间的C反应蛋白(C-reactive protein, CRP)、降钙素原(procalcitonin, PCT)差异无统计学意义(P > 0.05),见表 3。追踪患者HBP的动态变化发现仅55例在住院期间监测了HBP。其中,在入院第7天监测HBP的仅20例,且死亡组的HBP值明显高于存活组[169.65(75.88,195.32)vs. 41.67(17.22, 70.80),P < 0.05]。
指标 | 存活组(n=68) | 死亡组(n=53) | Z值 | P值 |
血常规 | ||||
WBC(×109/L) | 14.65(8.97, 20.40) | 16.20(11.45, 25.15) | -1.706 | 0.088 |
RBC(×1012/L) | 3.37(2.91, 4.04) | 3.30(2.72, 4.13) | -0.538 | 0.590 |
Hb(g/L) | 108.50(88.25, 120.00) | 103.00(83.00, 123.50) | -0.444 | 0.657 |
PLT(×109/L) | 156.00(103.00, 218.50) | 108.00(48.00, 175.00) | -2.798 | 0.005 |
HCT | 0.31 (0.27, 0.36) | 0.31 (0.25, 0.38) | -0.084 | 0.933 |
N#(×109/L) | 12.79(8.11, 18.54) | 14.27(9.53, 22.36) | -1.155 | 0.248 |
MCV(fL) | 90.95(87.92, 93.80) | 92.90(88.95, 95.75) | -1.434 | 0.152 |
N%(%) | 91.90(88.35, 94.90) | 88.10(82.40, 92.50) | -3.049 | 0.002 |
L%(%) | 4.40(2.40, 6.50) | 5.60(3.05, 10.70) | -2.349 | 0.019 |
NLR | 20.97(13.68, 38.51) | 15.91(7.71, 28.85) | -2.390 | 0.017 |
肾功能 | ||||
BUN(mmol/L) | 8.80(5.24, 13.52) | 8.80(5.26, 15.45) | -0.272 | 0.786 |
CR(μmol/L) | 80.50(60.25, 138.50) | 123.00(67.00, 232.50) | -1.727 | 0.084 |
血生化 | ||||
Alb(g/L) | 29.60(24.47, 32.85) | 29.30(24.40, 32.05) | -0.274 | 0.784 |
A/G | 1.06(0.77, 1.29) | 1.14(0.93.1.36) | -1.996 | 0.046 |
ALT(U/L) | 27.50(15.25, 63.75) | 81.00(30.00, 251.00) | -4.447 | < 0.001 |
AST(U/L) | 36.50(25.00, 100.75) | 124.00(45.00, 1011.50) | -4.650 | < 0.001 |
Tbil(μmol/L) | 18.30(12.82, 27.30) | 19.20(12.05.44.35) | -0.569 | 0.569 |
K(mmol/L) | 3.77(3.50, 4.09) | 3.74(3.38, 4.33) | -0.191 | 0.849 |
Na(mmol/L) | 139.80(135.35, 142.87) | 143.60(137.15, 151.4) | -2.819 | 0.005 |
Cl(mmol/L) | 104.25(99.55, 108.00) | 108.60(101.70, 115.75) | -2.837 | 0.005 |
Glu(mmol/L) | 7.46(5.53, 11.39) | 9.14(6.26, 12.30) | -1.447 | 0.148 |
血气分析 | ||||
pH | 7.41(7.35, 7.45) | 7.34(7.24, 7.40) | -4.137 | < 0.001 |
PaO2(mmHg) | 100.50(83.72, 143.37) | 101.00(83.80, 145.50) | -0.259 | 0.796 |
PaCO2(mmHg) | 34.20(29.75, 39.87) | 40.00(34.30, 45.80) | -2.743 | 0.006 |
SaO2(%) | 98.15(96.70, 99.47) | 98.30(96.40, 99.40) | -0.646 | 0.518 |
Lac(mmol/L) | 1.70(1.20, 2.47) | 2.90(1.45, 7.75) | -3.374 | 0.001 |
iCa(mmol/L) | 1.10(1.03, 1.14) | 1.05(0.92, 1.19) | -1.087 | 0.277 |
HCO3-(mmol/L) | 21.85(17.62, 25.00) | 21.70(15.10, 24.50) | -0.833 | 0.405 |
凝血谱 | ||||
PT(s) | 15.65(14.70, 17.47) | 17.90(15.55, 23.40) | -3.694 | < 0.001 |
INR | 1.26(1.15, 1.43) | 1.48(1.25, 2.05) | -3.694 | < 0.001 |
APTT(s) | 43.85(39.87, 49.17) | 48.40(40.45, 80.20) | -2.385 | 0.017 |
FBG(g/L) | 5.47(4.32, 6.79) | 3.66(1.85, 5.89) | -3.694 | < 0.001 |
DD(μg/L) | 3 810.00(1 950.00, 7 067.00) | 6 650.00(3 110.00, 20 000.00) | -3.367 | 0.001 |
CRP(mg/L) | 174.20(102.55, 265.95) | 157.30(44.50, 250.50) | -1.354 | 0.176 |
PCT(μg/L) | 3.70(0.92, 23.89) | 3.72(0.99, 17.49) | -0.212 | 0.832 |
注:WBC为白细胞计数,RBC为红细胞计数,Hb为血红蛋白,PLT为血小板计数,HCT为红细胞压积,N#为中性粒细胞绝对值,MCV为平均红细胞体积,N%为中性粒细胞百分比,L%为淋巴细胞百分比,NLR为中性粒细胞与淋巴细胞比值,BUN为尿素氮,CR为肌酐,Alb为白蛋白,A/G为白球比,ALT为丙氨酸转氨酶,AST为谷草转氨酶,Tbil为总胆红素,K为血钾,Na为血钠,Cl为血氯,Glu为血葡萄糖,pH为酸碱度,PaO2为氧分压,PaCO2为二氧化碳分压,SaO2为血氧饱和度,Lac为血乳酸,iCa为离子钙,HCO3-为碳酸氢根,PT为凝血酶原时间,INR国际标准化比值,APTT为活化部分凝血活酶时间,FBG为纤维蛋白原,DD为D-二聚体,CRP为C反应蛋白,PCT为降钙素原 |
与存活组比较,死亡组感染革兰阳性球菌的比例明显增加(P < 0.05),而感染革兰阴性杆菌的比例稍低于存活组,但差异无统计学意义(P > 0.05),见表 4。
指标 | 存活组(n=68) | 死亡组(n=53) | χ2值 | P值 |
G+球菌 | 10(14.7) | 16(30.2) | 4.232 | 0.040 |
金黄色葡萄球菌 | 4(5.9) | 8(15.1) | 2.829 | 0.093 |
G-杆菌 | 34(50.0) | 25(47.2) | 0.095 | 0.757 |
鲍曼不动杆菌 | 7(10.3) | 4(7.5) | 0.041 | 0.839 |
肺炎克雷伯菌 | 13(19.1) | 5(9.4) | 2.206 | 0.138 |
大肠埃希菌 | 8(11.8) | 1(1.9) | 2.908 | 0.088 |
真菌 | 7(10.3) | 3(5.7) | 0.343 | 0.558 |
白色念珠菌 | 5(7.4) | 1(1.9) | 1.873 | 0.229 |
本研究显示,HBP > 300 ng/mL患者年龄(55.66±17.21)岁,此类患者由于年龄偏大,机体免疫力下降,基础疾病多;总病死率为43.8%,主诊断多为休克(占55.4%),且与高病死率相关。休克不仅是一种疾病,也是一种循环障碍综合征。在感染性休克期间,血浆HBP表现出高度可变的动力学模式,并且随着时间的推移与心血管器官功能障碍的严重程度显著相关[6]。Chew等[5]还发现,一些在ICU治疗的非感染性危重病患者的HBP水平升高,这些患者都患有不同来源的休克,如心源性休克、胰腺炎和创伤,他们的循环衰竭可以通过血浆中升高的HBP水平来确定。心率增快也是早期休克的表现之一[7]。对于HBP极端升高的患者更应尽早关注其休克情况进行早期干预和治疗,以改善患者预后。有研究报道肺炎患者的支气管肺泡灌洗液中HBP中位数为14 690 ng/mL,支气管冲洗液中的HBP中位数为9 002 ng/mL,分别明显高于各对照组的16.2 ng/mL和7.6 ng/mL[8]。此外,HBP极端升高也易见于肾功能障碍者,主要考虑是肾功能障碍者常表现有蛋白质、氨基酸合成下降,分解代谢增加及负氮平衡,进一步导致蛋白质营养不良,严重影响患者康复,增加感染机会[9]。瑞典、美国和加拿大的6个急诊科的806名患者参与的国际多中心研究发现非感染性器官功能障碍患者的HBP中度升高,明显高于没有器官功能障碍的患者,HBP是进展为器官功能障碍的最佳预测因子[3]。血浆HBP浓度增加还与严重的肾损伤[10]、急性胰腺炎[11]及呼吸功能障碍[12]的发生相关。创伤作为一种机体损伤,会诱导机体产生炎症反应,炎症介质杀灭坏死物质的过程中也会损伤正常组织,进而导致疾病进展。创伤患者往往合并感染,感染控制不佳可发展至脓毒症,进而导致机体产生强烈的炎症反应[13]。本研究严格按入选、排除标准纳入的HBP极端升高患者基本涵盖了这些临床情形。
APACHE Ⅱ评分包括三个方面,即急性生理学评分、年龄评分及慢性健康状况评分,其中涵盖了GCS评分、患者的基础生命体征、主要的器官功能状况和生化指标的情况,在入ICU时较低的GCS评分和较高的APACHE Ⅱ评分表明患者严重和复杂的临床状况[14]。本研究中死亡组的ICU入住率、APACHE Ⅱ评分、呼吸机支持率明显高于存活组,GCS评分低于存活组。手术、创伤、感染、营养障碍等许多病因可导致血小板减少[15],本研究中死亡组血小板也明显下降。死亡组的肝功能指标ALT、AST显著升高,肝脏作为重要的合成、代谢器官,在清除病原微生物方面也具有重要作用[16]。死亡组动脉血pH值低于存活组患者,而PaCO2及Lac高于存活组。Lac是细胞无氧代谢的产物,是反应组织缺氧和代谢应激的有用指标,Lac水平升高往往预示预后不良。
HBP比其他已知的生物标志物(如白细胞计数、PCT、CRP、Lac)先升高,是研究中唯一与感染和器官功能障碍显著相关的生物标志物[17-19]。PCT在感染开始后12~24 h达到峰值,CRP在48~72 h达到峰值,正如Linder等[20]所观察到的,这两种指标升高的发生时间都比HBP晚得多,HBP的升高时间早在器官功能障碍症状出现前12 h[20-21]。本研究发现在高HBP患者中,存活组与死亡组的CRP、PCT值虽升高,但均升高不明显未达可测峰值。因此,HBP是发生感染和(或)器官功能障碍早期最佳预测因子。研究对象中仅55例在住院期间监测了HBP,表明目前临床医生对于HBP极端升高的情形不够重视。在入院第7天死亡组的HBP明显高于存活组,表明其可能对于预后是一个良好的监测指标,但还需要更多的数据支持。HBP的治疗调节是一个有趣的目标,它在许多由细菌感染引起的疾病中被证明可能是有用的,然而仍需要进一步的研究,特别是确定这种调节是否会绕过对病原体进行必要生理反应的步骤[22]。
本研究的主要局限性是单中心回顾性研究,由于预先定义的研究条件,限制了分析的数量,所以需要扩大样本量及多中心研究;其次,由于方法学限制,本研究无法继续测量大于300 ng/mL的具体数值,无法获得HBP的动态变化值来预测HBP > 300 ng/mL患者的治疗效果和预后。因此,寻找此类患者预后指标,提高临床诊疗水平,也是临床工作者关注的问题。
综上,本研究显示HBP极端升高主要见于休克,一般情况较差,容易发生肝功能损伤、混合感染等多种合并症,总病死率为43.8%。其预后与APACHE Ⅱ评分、GCS评分、原发疾病、心率、血常规、肝功能、凝血功能、病原学指标以及pH、PaCO2、Lac水平相关。对此类患者应尽早开展综合性治疗,改善预后,降低病死率。
利益冲突 所有作者声明无利益冲突。
作者贡献声明 王宽:数据收集及整理、论文撰写;蒋瑜:统计学分析、论文修改;杨旭峰:研究设计、统计学分析、论文修改
[1] | Gautam N, Olofsson AM, Herwald H, et al. Heparin-binding protein (HBP/CAP37): a missing link in neutrophil-evoked alteration of vascular permeability[J]. Nat Med, 2001, 7(10): 1123-1127. DOI:10.1038/nm1001-1123 |
[2] | Linder A, Soehnlein O, Akesson P. Roles of heparin-binding protein in bacterial infections[J]. J Innate Immun, 2010, 2(5): 431-438. DOI:10.1159/000314853 |
[3] | Linder A, Arnold R, Boyd JH, et al. Heparin-binding protein measurement improves the prediction of severe infection with organ dysfunction in the emergency department[J]. Crit Care Med, 2015, 43(11): 2378-2386. DOI:10.1097/CCM.0000000000001265 |
[4] | Ristagno G, Masson S, Tiainen M, et al. Elevated plasma heparin-binding protein is associated with early death after resuscitation from cardiac arrest[J]. Crit Care, 2016, 20(1): 251. DOI:10.1186/s13054-016-1412-4 |
[5] | Chew MS, Linder A, Santen S, et al. Increased plasma levels of heparin-binding protein in patients with shock: a prospective, cohort study[J]. Inflamm Res, 2012, 61(4): 375-379. DOI:10.1007/s00011-011-0422-6 |
[6] | Tverring J, Nielsen N, Dankiewicz J, et al. Repeated measures of Heparin-binding protein (HBP) and procalcitonin during septic shock: biomarker kinetics and association with cardiovascular organ dysfunction[J]. Intensive Care Med Exp, 2020, 8(1): 51. DOI:10.1186/s40635-020-00338-8 |
[7] | 王志翊, 翁杰, 侯若南, 等. 急性呼吸衰竭患者死亡风险列线图模型的构建[J]. 中华急诊医学杂志, 2020, 29(11): 1445-1449. DOI:10.3760/cma.j.issn.1671-0282.2020.11.011 |
[8] | Paulsson M, Thelaus L, Riesbeck K, et al. Heparin-binding protein in lower airway samples as a biomarker for pneumonia[J]. Respir Res, 2021, 22(1): 174. DOI:10.1186/s12931-021-01764-2 |
[9] | 田玮, 丁宁. 影响老年吸入性肺炎患者短期预后的危险因素分析[J]. 中华急诊医学杂志, 2019, 28(6): 743-747. DOI:10.3760/cma.j.issn.1671-0282.2019.06.016 |
[10] | Fisher J, Russell JA, Bentzer P, et al. Heparin-binding protein (HBP): a causative marker and potential target for heparin treatment of human sepsis-induced acute kidney injury[J]. Shock, 2017, 48(3): 313-320. DOI:10.1097/SHK.0000000000000862 |
[11] | Shu WQ, Wan JH, Yang XY, et al. Heparin-binding protein levels at admission and within 24 h are associated with persistent organ failure in acute pancreatitis[J]. Dig Dis Sci, 2021, 66(10): 3597-3603. DOI:10.1007/s10620-020-06660-1 |
[12] | Kaukonen KM, Linko R, Herwald H, et al. Heparin-binding protein (HBP) in critically ill patients with influenza a(H1N1) infection[J]. Clin Microbiol Infect, 2013, 19(12): 1122-1128. DOI:10.1111/1469-0691.12156 |
[13] | 许辰, 杨焱平, 封启明. 创伤患者血清载脂蛋白A-1水平与创伤严重程度的关系[J]. 中华急诊医学杂志, 2019, 28(9): 1128-1132. DOI:10.3760/cma.j.issn.1671-0282.2019.09.013 |
[14] | 蒋芳, 张晓艺, 苏连久, 等. 重症脑出血患者发生院内死亡的危险因素[J]. 中华急诊医学杂志, 2019, 28(3): 306-310. DOI:10.3760/cma.j.issn.1671-0282.2019.03.007 |
[15] | 中国成人血小板减少症急诊管理共识专家组. 中国成人血小板减少症急诊管理专家共识[J]. 中华急诊医学杂志, 2022, 31(2): 161-168. DOI:10.3760/cma.j.issn.1671-0282.2022.02.005 |
[16] | 张锦鑫, 沈括, 李俊杰, 等. 脓毒症相关性急性肝损伤的流行病学特点及致病因素分析[J]. 中华急诊医学杂志, 2022, 31(2): 203-209. DOI:10.3760/cma.j.issn.1671-0282.2022.02.012 |
[17] | 潘楚丽, 崔巍, 周妃妃, 等. 高血浆降钙素原患者的临床特征及预后分析: 附188例分析[J]. 中华危重病急救医学, 2017, 29(7): 613-618. DOI:10.3760/cma.j.issn.2095-4352.2017.07.008 |
[18] | Kahn F, Tverring J, Mellhammar L, et al. Heparin-binding protein as a prognostic biomarker of sepsis and disease severity at the emergency department[J]. Shock, 2019, 52(6): e135-e145. DOI:10.1097/SHK.0000000000001332 |
[19] | 郭磊, 张铮, 沈华, 等. 肝素结合蛋白对呼吸道病毒感染的诊断及预后评估价值[J]. 中华急诊医学杂志, 2021, 30(12): 1465-1469. DOI:10.3760/cma.j.issn.1671-0282.2021.12.010 |
[20] | Linder A, Christensson B, Herwald H, et al. Heparin-binding protein: an early marker of circulatory failure in sepsis[J]. Clin Infect Dis, 2009, 49(7): 1044-1050. DOI:10.1086/605563 |
[21] | Ryoo SM, Han KS, Ahn S, et al. The usefulness of C-reactive protein and procalcitonin to predict prognosis in septic shock patients: a multicenter prospective registry-based observational study[J]. Sci Rep, 2019, 9(1): 6579. DOI:10.1038/s41598-019-42972-7 |
[22] | Fisher J, Linder A. Heparin-binding protein: a key player in the pathophysiology of organ dysfunction in sepsis[J]. J Intern Med, 2017, 281(6): 562-574. DOI:10.1111/joim.12604 |