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【重大发现】肝素结合蛋白和白介素6联合检测可早期预测新冠肺炎患者呼吸衰竭和死亡率

近期,欧洲脓毒症联盟主席、欧洲休克学会主委、希腊脓毒症研究院主席Evangelos J. Giamarellos-Bourboulis教授团队在Research Square预印本平台发表了一项关于肝素结合蛋白(HBP)和白细胞介素6(IL-6)在新冠肺炎中的研究,结果显示:结合患者入院时HBP和IL-6的水平,采用不同的cut-off值,可以预测发生严重呼吸衰竭(SRF)的可能性和28天预后。这一重要发现为新冠肺炎患者的预后评估提供了重要的参考指标,HBP和IL-6联合检测可以预测新冠肺炎患者的结局。在该项研究中所使用的肝素结合蛋白(HBP)测定试剂盒及干式荧光免疫分析仪由中翰盛泰生物技术股份有限公司提供。

该试剂盒是唯一在中国区获得专利许可的HBP测定试剂盒(中国授权专利 ZL200880019915.X),其采用经典的免疫荧光方法学,检测时间仅18分钟。


肝素结合蛋白测定试剂盒

自新冠肺炎大流行以来,Evangelos J. Giamarellos-Bourboulis教授积极投身新冠肺炎的相关研究,已发表新冠肺炎重症患者复杂免疫失调的研究。目前正在进行四项关于治疗和疫苗的临床试验,以期为新冠肺炎的诊疗带来新的思路。2020年3月至5月期间,Evangelos J. Giamarellos-Bourboulis教授团队在希腊脓毒症研究院的10个研究点开展了《肝素结合蛋白和白细胞介素6联合检测在早期预测新冠肺炎呼吸衰竭和死亡率中作用的研究》。研究期间,共计178名SARS-CoV-2感染患者入选。研究发现:1)脓毒症患者HBP显著升高,其与氧合指数呈负相关,与肌酐、乳酸呈正相关。2)入院时HBP>18 ng/mL、IL-6>30pg/mL是发生SRF的独立危险因素。两者联合预测SRF的敏感性、特异性、阳性预测值和阴性预测值分别为59.1%、96.3%、83.9%和87.8%。3)入院时HBP>35 ng/mL和IL-6>30pg/mL是28天死亡率的独立危险因素。两者联合预测28天死亡率的敏感度、特异性、阳性预测值和阴性预测值分别为69.2%、92.7%、42.9%和97.5%。


本研究表明,HBP和IL-6联合检测可以预测新冠肺炎患者的结局。这两个生物标志物对新冠肺炎患者SRF的发生以及28天死亡率具有预测价值。当两者联合使用时,由于特异性和阴性预测值均在90%以上,因此两者具有很好的排除价值。两者联合使用的预后表现显著高于单独使用,提示HBP和IL-6直接参与了重症新冠肺炎的发病过程。

该研究结果为新冠肺炎患者提供了一个新的预测评分,即结合入院时IL-6和HBP的水平。使用生物标志物的不同cut-off值,该评分可以预测发生SRF的可能性和28天预后。有必要进一步研究HBP在重症新冠肺炎发病机制中的特殊作用   


背景资料   


脓毒症专家Evangelos J. Giamarellos-Bourboulis自2018年担任雅典大学医学院内科和传染病学教授。2012年和2013年担任德国耶拿大学医院重症监护医学部客座教授。主要研究贡献为脓毒症和自身炎症性疾病的免疫调节,因此获得欧洲临床微生物学和感染病学会(ESCMID)授予的青年研究人员奖。现担任希腊脓毒症研究院主席、欧洲休克学会主委、欧洲脓毒症联盟主席。在国际同行评议期刊上已发表论文379篇,被引用15440次,h指数为64。自新冠肺炎大流行以来,Evangelos J. Giamarellos-Bourboulis积极投身新冠肺炎的相关研究,已发表新冠肺炎重症患者复杂免疫失调的研究。目前正在进行四项关于治疗和疫苗的临床试验。以期为新冠肺炎的诊疗带来新的思路。

研究内容   

背景

根据2016年新的脓毒症定义,脓毒症是一种由感染引起的机体反应失调而造成威胁生命的器官功能障碍。此定义并未区分细菌、真菌或病毒来源的感染。考虑到这一点,新型冠状病毒SARS-CoV-2引起的严重肺部感染(新冠肺炎)很可能是一种脓毒症反应。事实上,我们课题组最近的研究发现,重症新冠肺炎的复杂免疫失调由过度炎症反应或者IL-6受体的功能调节所主导,从而支持了重症新冠肺炎符合脓毒症-3.0的定义。

考虑到这一点,加之重症新冠肺炎的过高死亡率,从传统细菌性脓毒症的现有生物标记物组合中寻找有助于早期识别有严重并发症风险或预后不良的患者是合理的。肝素结合蛋白(HBP)由中性粒细胞的嗜天青颗粒分泌,与脓毒症的器官功能障碍,如急性呼吸功能障碍和急性肾损伤(AKI)有关,已被建议用于急诊科患者的分诊。严重呼吸衰竭(SRF)是新冠肺炎最严重的并发症。在本研究中,我们研究了在SARS-CoV-2感染的肺炎患者队列中,入院时的HBP水平是否可以作为器官功能障碍和不良预后的早期生物标志物。

方法

本研究在2020年3月至5月期间,希腊脓毒症研究组的10个研究点(7个内科和3个重症监护病房)的SARS-CoV-2感染患者参加了本项前瞻性研究。该研究方案已得到参与医院的伦理委员会的批准。由患者或其一级亲属(如果患者无法签署)提供书面知情同意。纳入标准包括:a)成年男女;b)采用 RT-PCR对收集的鼻咽拭子进行SARS-CoV-2的分子检测;c)胸部X光或胸部计算机断层扫描显示与下呼吸道感染对应的放射征象;d)至少满足两项全身炎症反应综合征(SIRS)的标准;e)SIRS开始后24小时内采集血液。排除标准:感染HIV患者、非SIRS原因导致的中性粒细胞减少的患者。

采用免疫分析法检测178例新冠肺炎患者入院时和入院第7天的HBP和IL-6水平。根据脓毒症-3.0诊断标准将患者分为非脓毒症组和脓毒症组,并随访发生SRF和预后的情况。SRF被定义为pO2/FiO2比值<150,且需要插管和机械通气(MV)的阶段。入院时脓毒症定义为任何SOFA评分≥2分。

结果

研究期间,共计178名患者入选。其人口学基线特征在补充表1和2中。入院时诊断为脓毒症的患者有较高的HBP水平(图1A)。HBP与器官功能障碍有关,其与PO2/FiO2比值呈负相关(图1B),与血肌酐呈正相关(图1C),与血浆乳酸呈正相关(图1D)。

与未发生SRF的患者相比,发生SRF的患者入院时的HBP和IL-6水平更高(图2A和2B)。单因素分析显示8个变量与SRF的发生有关:男性、CCI>2、SOFA评分>3、PSI>87、实体恶性肿瘤史、入院时中性粒细胞绝对值>4300/mm3、IL-6>30pg/mL、HBP>18 ng/mL(补充表1和表2、表1)。经逐步Logistic回归分析,与SRF发生相关的变量仅SOFA评分>3分,PSI>87,IL-6>30pg/mL,HBP>18 ng/mL(表1)。多因素Logistic回归分析的结果显示,IL-6和HBP的升高是SRF发生的独立预测因子。事实上,当IL-6单独升高时,发生SRF的概率为33.3%,而当IL-6和HBP同时升高时,这一概率显著增加(图2C)。Logistic回归分析显示入院时HBP>18 ng/mL、IL-6>30pg/mL是发生SRF的独立危险因素。两者联合预测SRF的敏感性、特异性、阳性预测值和阴性预测值分别为59.1%、96.3%、83.9%和87.8%。

28天死亡患者入院时HBP和IL-6水平高于28天存活的患者(图3A和3B)。单因素分析显示:CCI>2、SOFA评分>3、PSI>87、COPD病史、入院时淋巴细胞绝对计数<915/mm3、IL-6>30pg/mL、HBP>35 ng/mL等7个因素与28d死亡率相关(补充表3、表4和表2)。经Cox逐步回归分析发现,与28天死亡率相关的变量仅有COPD病史、入院时淋巴细胞绝对计数<915/mm3、IL-6>30pg/mL和HBP>35 ng/mL(表2)。随着SRF的发展,多变量Cox回归分析结果显示,IL-6和HBP的升高均为不良结局的独立预测因子。这使得我们假设两者提供了不同的信息,应该整合到一个预测模型中。数据显示,IL-6和HBP浓度均升高的患者距死亡时间则更短(图3C)。Cox回归分析显示入院时HBP>35 ng/mL和IL-6>30pg/mL是28天死亡率的独立危险因素。两者联合预测28天死亡率的敏感度、特异性、阳性预测值和阴性预测值分别为69.2%、92.7%、42.9%和97.5%。

讨论

本研究表明,HBP和IL-6联合检测可以预测新冠肺炎患者的结局。这两个生物标志物对新冠肺炎患者SRF的发生以及28天死亡率具有预测价值。当两者联合使用时,由于特异性和阴性预测值均在90%以上,因此两者具有很好的排除价值。两者联合使用的预后表现显著高于单独使用,提示HBP和IL-6直接参与了重症新冠肺炎的发病过程。

我们的研究结果为新冠肺炎患者提供了一个新的预测评分,即结合入院时IL-6和HBP的水平。使用生物标志物的不同cut-off值,该评分可以预测发生SRF的可能性和28天预后。有必要进一步研究HBP在重症新冠肺炎发病机制中的特殊作用。







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