摘要
巨噬细胞迁移抑制因子(MIF)被认为是脓毒症的生物标志物,但其在血清和尿液中的动力学模式的预测价值仍不明确。MIF的动力学在男性和女性之间是否不同也不清楚。我们进行了一项单中心前瞻性观察性研究,对50例成年脓毒症患者在进入重症监护室(ICU)后的第0天、第2天和第4天重复测量血清和尿液中的MIF。我们发现,在90天内死亡的患者中,血清MIF水平从第0天到第4天有所增加,而在幸存者中则有所下降(p= 0.018)。这种动力学是性别依赖的,在男性中也存在同样的差异(p= 0.014),而女性则没有(p= 0.418)。我们还发现,死亡患者的尿MIF明显低于败血症幸存者(p< 0.050)。尿液MIF水平没有显示出时间变化:在第0天和第4天之间没有显著差异。这些结果表明,ICU入院后最初几天的血清MIF动力学可以预测死亡,尤其是男性患者。此外,尿液MIF水平降低也可能表明死亡,但没有显示有意义的时间动力学。
简介
败血症是一种威胁生命的疾病,当宿主对感染的免疫反应失调时,它会损害自己的组织和器官1.败血症的全球负担对患者和卫生保健人员构成挑战,2020年报告的所有区域住院治疗的败血症病例高发病率(189/10万人年)也表明了这一点2.此外,败血症患者的估计死亡率高达26.7%,当患者在重症监护室(ICU)治疗时,死亡率进一步增加到41.9%。2.同年,另一项研究得出结论,全球败血症的估计负担是以前认为的两倍3..根据最近的一项研究,与相应的住院对照组相比,败血症还进一步增加了其负担,与更高的再住院率和更高的医疗成本有关4.早期诊断和严重性评估可以减轻败血症的负担,这可以通过发现可靠的生物标志物来实现。
在我们最近的荟萃分析中,我们显示了巨噬细胞迁移抑制因子(MIF),一种促炎和免疫调节细胞因子的血液水平5,6,可作为脓毒症诊断和预后的重要生物标志物7.我们发现,在严重程度更严重且无法存活的败血症患者中,血液MIF水平较高。然而,在大多数分析研究中,患者的血液MIF水平仅在一天中测量一次,这使我们无法评估脓毒症进展过程中血液MIF水平的时间动力学及其与疾病结局的关系。我们只确定了三项研究,在败血症幸存者和非幸存者中测量并报告了至少两天的血液MIF水平8,9,10,这些数据不适合进行适当的元分析。重要的是,他们的结果是有争议的。在其中一篇论文中,败血症幸存者的血液MIF水平在第0天、第2天和第5天之间没有显著差异(p= 0.196)和非幸存者(p= 0.105)8而在另一项研究中,在第1天至第2天期间,血液MIF水平的大幅增加与严重脓毒症患者的更高死亡率相关9.在第三项研究中,血清MIF水平似乎在研究的第0天和第1天升高,然后在幸存者和非幸存者中,它在第10天下降,但没有报道对时间变化的统计分析10.
生物标志物的动力学包括物质的合成、代谢和消除的时间依赖性变化,在疾病进展过程中可以显示变化。因此,生物标志物动力学在败血症中的重要性已得到认可,尽管与单一时间点测量相比,其调查率较低11,12.例如,在败血症患者中,血浆降钙素原动力学优于单一测量预测死亡13.同样,血肝素结合蛋白水平随时间变化比其初始值更准确地预测败血症的致命结局14.
除了血液中的MIF水平外,尿液中的MIF也可以作为炎症性疾病的有用生物标志物6但据我们所知,其作为败血症预后预测因子的潜在价值尚未被研究。一些研究表明尿MIF水平与感染性急性肾盂肾炎肾损伤之间存在相关性15,16肾小球肾炎17以及肾移植排斥反应18,这可能提示尿MIF可能是一个有用的预测肾功能障碍的参数,但在文献中没有关于脓毒症患者尿MIF动力学的数据。
在本研究中,我们旨在确定脓毒症患者在匈牙利佩奇大学ICU入院的最初几天内血液和尿液MIF水平的动力学。
方法
病人
在2012年1月至2015年5月期间,我们从我们的ICU(匈牙利Pecs大学麻醉科和强化治疗系)招募了51名脓毒症患者进行这项前瞻性观察性研究。我们的研究方案得到了Pecs大学区域研究伦理委员会的批准。: 2406/2005;首次注册的完整日期:01/04/2005),该研究是按照2008年赫尔辛基宣言中的道德标准进行的。由于我们的研究是纯粹的观察性质,根据国际医学杂志编辑委员会(ICMJE)的建议,不需要进一步注册。在对研究程序进行详细解释后,所有研究参与者均获得书面知情同意。所有的方法都是按照相关的指导方针和规定进行的。
纳入和排除标准
败血症是根据2001年国际败血症定义会议的标准定义的19.入ICU时血清降钙素原水平升高的脓毒症患者被纳入研究。年龄在18岁以下或85岁以上或拒绝参与研究的患者被排除在外。除测量MIF水平外,诊断和治疗程序均根据患者败血症指南进行。
数据收集
收集所有入组患者的年龄和性别人口统计学数据。ICU入院后随访死亡90天。实验室参数包括血清c反应蛋白、降钙素原、乳酸、尿素和肌酐浓度,以及血细胞计数在ICU入院后的第0、2和4天进行测量。在同一天,还测定了肌酐和总蛋白的尿浓度,以及估计的肾小球滤过率。序贯器官衰竭评估(SOFA)评分20.,简化急性生理评分(SAPS) II21急性生理和慢性健康评估(APACHE)评分22在ICU入院时计算。根据RIFLE的定义,肾功能不全为血清肌酐水平高于基线水平50%以上。肾损伤;肾功能衰竭、肾功能丧失和终末期肾病)标准23.
MIF浓度的测量
在ICU入院后的第0天、第2天和第4天采集尿液和静脉血样本,测量MIF水平。将血液收集在带有硅涂层作为凝块加速剂的Vacutainer血清管中(Becton, Dickinson and Company, Franklin Lakes, NJ, USA),并在室温下保存在管中至少60分钟,使其凝块。在室温下以1300 g离心10分钟后收集血清,然后将其搅拌并在−70°C保存,直到分析。采用标准酶联免疫吸附试验(ELISA)试剂盒(目录号:DY289;研发系统,明尼阿波利斯,MN,美国)根据制造商的建议,如在以前的研究24.所有测量都是一式两份。使用iEMS MF显微光度计(Thermo Labsystem, Beverly, MA, USA)在450nm处读取板。
使用血清样本的原因是,在患者招募开始我们的研究之前,不同的作者已经成功地使用血清MIF测量来调查MIF在脓毒症患者中的生物标志物作用9,25.尽管使用血清(而不是血浆)MIF后来受到了批评26,另一项研究显示血浆和血清细胞因子水平无明显差异,包括MIF27而最近在临床研究中推荐使用血清而不是血浆样本进行MIF检测,以防止抗凝剂的干扰并保持研究的一致性28.然而,由于我们在本研究中对所有患者使用了相同的样本类型,因此根据先前的建议,患者组的定量比较应该是适当的29.
在研究肾功能障碍时,也根据早期研究计算尿MIF水平与尿肌酐水平的比值15,16.
统计分析
采用R软件(3.6.1版本;R开发核心团队,维也纳,奥地利)。Mann-Whitney试验用于检测幸存者和非幸存者之间尿液和血清MIF水平的显著差异。在亚组分析中,以血清MIF或尿液MIF为因变量,以时间和性别或年龄为自变量,进行重复测量方差分析。为了分析脓毒症期间MIF水平的时间变化是否具有显著的预测价值,我们计算了第0天至第4天血清MIF的变化,然后用Mann-Whitney检验比较存活者和非存活者的变化。在具有不同MIF动力学模式的组中生成死亡频率表,然后将死亡人数与组间的Fisher检验进行比较。除非另有说明,数据以均数±标准误差(SE)格式报告。
结果
病人的特点
在研究期间,根据纳入标准,有59名患者符合研究条件,但只有51名患者可以入选,因为其中8名患者在收到有关研究的详细信息后拒绝参与。由于90天随访结束时无法记录结果,1例患者被排除在外。我们在最终分析中纳入了50名患者的数据。研究流程如图所示。1.在纳入的患者群体中,33例患者在术后被诊断为败血症(25例在急性手术后,8例在择期手术后),而在其余未接受手术的病例中,肺炎(n = 10)、胰腺炎(n = 2)、尿败血症(n = 1)、丹毒(n = 1)和不明初始感染(n = 3)与败血症相关。
本研究分析的50例患者的基线特征汇总于表中1.表中还包括幸存者(n = 21)和非幸存者(n = 29)组之间所有参数的统计比较。本研究人群的90天死亡率为58%,这与最近文献报道的数据相当30..两组患者的性别和年龄分布相似,根据RIFLE标准评估肾功能不全的病例数也相似23.重要的是,在ICU入院当天,我们没有发现两组之间的任何参数有显著差异,尽管非幸存者的SAPS II和SOFA评分往往高于幸存者(p= 0.15和0.16),这是可以预期的。
ICU入院后最初几天脓毒症患者血清和尿MIF水平
数字2A为所有脓毒症患者入ICU后第0天、第2天和第4天血清和尿液MIF的中位数水平。在所有的时间里,血清中的MIF水平都高于尿液中的MIF水平,在第0天、第2天和第4天,血清中的中位值(四分位范围,IQR)分别为2500(1441-4015)、2255(1638-3432)和3209 (1761-4470)pg/ml,而尿液中的中位值分别为965(520-1905)、1013(561-1813)和845 (541-1783)pg/ml。在早期的研究中15,16,我们还将尿MIF水平归一化为尿肌酐,这确实对观察到的动力学有显著影响:第0天、第2天和第4天尿MIF/肌酐比值的中位数和(IQRs)分别为0.30(0.15-1.34)、0.54(0.19-1.28)和0.29 (0.16-0.80)pg/µmol。虽然血清MIF从第0天到第4天增加了28%,但血清或尿液样本的中位数在天之间没有统计学差异。血清MIF的最低和最高水平也在第4天达到最高(分别为478和7902 pg/ml)。
既往研究提出性别和年龄对脓毒症进展的影响31,32,33.因此,接下来我们研究了在所有患者中观察到的血清和尿液MIF动力学是否在根据性别将患者分为亚组时保持相似(图。2B)、年龄(图;2C),生存率(图。2D).我们没有发现男性和女性在任何一天的血清和尿液MIF水平有统计学差异。在女性中,血清MIF中位数在第0、2和4天分别为1979、2495和3676 pg/ml,而在男性中位数分别为3252、2217和3163 pg/ml(图2)。2B).尿液MIF水平在两性中都没有随时间发生有意义的变化。在所有的日子里,女性的水平似乎都高于男性,但两性之间的差异没有达到显著水平。尿液MIF/肌酐比值在男女中也没有随时间发生有意义的变化,在任何一天女性和男性之间也没有显著差异。
当将患者分为年轻组(65岁以下)和老年组(65岁及以上)时,老年组患者在第0天、第2天和第4天血清MIF水平分别为2000、2368和3263 pg/ml。在较年轻的患者组中,分别为2969、2142和2732 pg/ml。各组之间在任何一天都没有显著差异。老年人的尿液MIF水平在这几天之间没有显著差异,而在年轻患者中,从第0天到第2天,尿液MIF水平上升,中位数达到1722 pg/ml(老年人为782 pg/ml;p= 0.028),然后在第4天下降到与老年人(819 pg/ml)相似的中位数(871 pg/ml)(图。2C).尿液MIF/肌酐比值在任何一天的年轻和老年患者之间均无显著差异,且在两个年龄组中均未随时间发生显著变化。由于比例没有显著差异(p= 0.385),中位数(和IQRs)分别为0.56 (0.35-1.22)pg/µmol和0.32 (0.19-1.28)pg/µmol,这些结果表明,第2天年龄组间尿MIF的差异(图2)。2C)可能是由于一般肾脏功能的差异,而不是由于MIF排泄的特殊差异。
在第0天和第2天,幸存者和非幸存者的中位血清MIF水平无统计学差异,但在第4天,血清MIF显著(p= 0.039),死亡患者的中位数(和IQRs)分别为3348(2313-5961)和2430 (1284-3691)pg/ml。2D).这些结果表明,脓毒症的幸存者和非幸存者从第0天到第4天血清MIF的动力学不同。关于尿液MIF,在两个亚组中,中位数没有随时间发生有意义的变化。然而,死亡患者的尿液MIF水平低于存活患者,在第0天差异显著(638 vs. 1355 pg/ml;p= 0.046)和第4天(672 vs. 1005 pg/ml;p= 0.032)。与尿MIF相似,两亚组间尿MIF/肌酐比值无显著差异。更重要的是,与尿MIF的情况一样,在第0天,非存活者和存活者之间的比值也有显著差异(0.24 vs. 0.50 pg/µmol;p= 0.022)和第4天(0.24 vs. 0.80 pg/µmol;p= 0.003)。这些发现表明,幸存者和非幸存者之间观察到的尿MIF水平差异可能是由肾脏MIF排泄的特异性差异引起的,而不是由一般肾功能的差异引起的。
ICU入院后脓毒症幸存者和非幸存者血清MIF水平的动力学
在第4天,非幸存者的血清MIF水平明显高于幸存者,但在ICU入院当天没有差异(图2)。2D)。因此,我们分析了每个患者的血清MIF水平从第一次测量到最后一次测量的变化,然后比较了败血症幸存者和死亡患者之间的动力学(图。3.A).我们只纳入了在ICU住院期间在不同日子至少有两次血清MIF水平值的患者(n = 48),有2例患者不能纳入,因为他们在采集第二次血样之前就去世了。我们发现27例死亡患者中有15例血清MIF水平升高(~ 56%),其余患者无变化(n = 7)或降低(n = 5)。与死亡患者中升高模式的主导相反,幸存者中最常见的(~ 62%)趋势是血清MIF水平下降(n = 13),而21名患者中只有8名患者血清MIF水平升高。
在先前的研究中,MIF和雌激素之间的关系在炎症条件下被表明,因为雌激素抑制内毒素诱导的小鼠巨噬细胞中MIF的产生34,并降低了大鼠结肠炎模型中MIF的产生35以及创伤性出血性肺损伤36.此外,在人类患者中,MIF血浆水平与睾酮呈正相关,与雌二醇呈负相关37.因此,我们还分别研究了男性和女性血清MIF水平的变化,即使亚分组降低了分析组的患者数量(图2)。3.B, C)。在男性中,与所有患者存在相似的动力学模式:最常见的(50%)趋势是死亡患者的增加,而幸存者的主要趋势是减少(80%)。3.B).与男性相比,在女性中,幸存者和非幸存者之间的动力学模式没有显著差异。在女性患者中,血清MIF的增加在死亡患者中是最常见的(~ 73%),在存活患者中也是如此(~ 55%)。3.C)。
为了对血清MIF动力学进行更定量的分析,在我们的下一个方法中,我们还比较了所有组中血清MIF水平在第0天和第4天之间的平均变化(图2)。4)。根据我们对动力学模式的观察,在死亡患者中,平均(±SE)血清MIF水平从第0天的2997±373 pg/ml增加到第4天的4394±646 pg/ml,而在脓毒症幸存者中,血清MIF在同一时间间隔内从3137±576 pg/ml下降到2587±384 pg/ml。4A).当我们分析从两性获得的数据时,幸存者和非幸存者之间血清MIF水平的日变化有显著差异(p= 0.01)及男性(p= 0.01),而女性死亡组与幸存组之间无显著差异(p= 0.230)(图4B).先前观察到的模式也反映在血清MIF的平均日变化上,因为在所有患者和男性非存活者与存活者中,MIF的总体上升与下降分别存在,而在女性中,两个结果组的平均上升。
ICU入院后脓毒症存活者和非存活者尿MIF水平的动力学
除血清MIF水平外,我们还研究了脓毒症患者入住ICU后尿中MIF水平的变化情况。如前所述,在第0天和第4天,死亡患者的尿液MIF水平明显低于存活患者(见图。2D)。当我们观察两组内的动力学时,我们发现从第0天到第4天,两组都有一个小的、不显著的增加:幸存者从3021±797 pg/ml增加到3457±1016 pg/ml,非幸存者从1281±340 pg/ml增加到1629±654 pg/ml。5A).重要的是,幸存者和非幸存者之间尿MIF水平的每日变化没有显著差异(109±192 vs. 87±152 pg/ml;p= 0.940)。5B).当我们分别比较男性和女性时,结果组之间尿MIF水平的每日变化也无显著差异(p= 0.136和p= 0.228)。通过分析从两性获得的数据,我们发现在第0天和第4天测量的尿液MIF水平之间存在很强的正相关(图2)。5C),表明第0天确定的水平可以预测第4天的值。
脓毒症患者ICU入院后尿MIF水平动力学研究
一些研究表明,尿MIF可作为与不同疾病相关的肾功能障碍的指标15,16,17,18但它在败血症中是否具有类似的指示作用尚不清楚。因此,在我们的下一个方法中,我们比较了出现肾功能障碍的脓毒症患者和没有出现肾功能障碍的患者的尿MIF水平23.
在第0天、第2天和第4天,肾功能健康的患者尿MIF中位数水平似乎高于肾功能不全的患者,其中0天差异最大,中位数(和IQRs)分别为1268 (725-2626)pg/ml和638 (461-1467)pg/ml(图2)。6然而,重要的是,两组之间的差异在任何一天都没有达到显著性的水平。尿液MIF水平与尿液肌酐的正常化对观察到的动力学没有显著影响:在第0天和第2天,无肾功能障碍患者的尿液MIF/肌酐比值似乎更高,在第2天,有肾功能障碍和无肾功能障碍患者的中位值(和IQRs)差异最大:0.29 (0.16-0.87)pg/µmol和0.65 (0.28-1.88)pg/µmol。然而,两组之间在任何一天的差异都没有统计学意义。
入院后第0天至第4天,无肾功能障碍患者尿MIF水平平均变化为2694±686 pg/ml至2534±893 pg/ml,有肾功能障碍患者尿MIF水平平均变化为1774±653 pg/ml至2658±918 pg/ml。6B)两组之间没有显著差异。尿MIF水平的平均每日变化分别为220±157 pg/ml和−40±191 pg/ml,伴有和不伴有肾功能障碍(图2)。6C),即使使用尿MIF/肌酐比值进行组间比较(分别为0.01±0.04 vs.−0.01±0.13 pg/µmol/day),组间也无统计学差异。
讨论
在这里,我们介绍了脓毒症患者在ICU入院的最初几天血清和尿液MIF水平的动力学。我们发现血清MIF动力学模式在败血症存活和死亡的患者之间是不同的。据我们所知,我们首次报道,在败血症死亡患者进入ICU后,血清MIF水平升高,而在败血症幸存者中,血清MIF水平下降。通过亚组分析,我们发现脓毒症患者血清MIF动力学的两性差异,因为幸存者的下降趋势在男性中存在,而在女性中没有。此外,我们发现尿液MIF水平可以作为脓毒症死亡率的一个有价值的预后标志物,因为非幸存者的MIF水平明显低于幸存者,并且在两组中都没有随时间发生显著变化。我们没有发现尿MIF水平的差异与是否存在肾功能障碍有关。
由于脓毒症发病率高、可能致命的结果和高昂的护理费用,即使在今天,它仍然是患者的严重负担,也是医疗保健系统的重大挑战2,4.减轻败血症负担的一种方法是发现可用于诊断和预测疾病结果的生物标志物。根据这种方法,提出了大量的败血症生物标志物候选(综述,见38,39),其中也包括MIF作为一个有前途的生物标志物6.MIF是一种多方面的细胞因子,在宿主对感染性和非感染性刺激的免疫应答中发挥着多种作用40.它强调了MIF生物学在败血症中的重要性,变异的MIF等位基因与改变的MIF表达和革兰氏阴性菌血症有关41而败血症中的MIF水平先前已被证明与APACHE II评分相关42.我们最近的荟萃分析表明,血清MIF水平可以作为脓毒症诊断和预测的有价值的生物标志物7.然而,以往关于其动力学的研究很少,并且报告了有争议的结果8,9,10尽管最近的研究已经认识到和研究了一些其他生物标志物在败血症中的动力学的重要性14,43,44.为了更清楚地了解脓毒症患者血清MIF的时间变化,在本研究中,我们报告了脓毒症患者ICU入院后最初几天的绝对水平,并根据年龄、性别和生存期将其分为亚组。
ICU入院后,脓毒症幸存者和非幸存者的血清MIF动力学明显不同,因为非幸存者的血清MIF增加,而幸存者的血清MIF下降。考虑到我们在仅比较单次测量时并不总是能检测到结果组之间有统计学意义的差异,关于不同动力学的新发现表明,同一患者的重复血清MIF水平测量比在ICU的单次时间点测量更能预测结果。事实上,在之前的一些研究中并没有发现MIF的显著预后价值,在这些研究中,作者只对其血清水平进行了一次测量45,46,47.与致死性结局相关的血清MIF水平升高可以认为与疾病的进展有关。MIF是一种促炎细胞因子,促进免疫反应以击败病原体5,这可以解释为什么在几项研究中,系统性炎症患者中发现了更高的水平(综述,见7)。然而,当病原体负荷过大或抗炎反应耗尽时,促炎反应可被明显激活,对宿主有害。逐渐升高的血清MIF水平可能是促炎活性过度增强的标志,这可能是医护人员在致命后果发生之前启动更积极治疗的早期预警信号。还应注意的是,MIF存在于不同类型的预先形成的胞浆内池中47,48,49,50,51,52,因此其水平的升高也可能反映了组织损伤和坏死的加剧。
有趣的是,在幸存和死亡的女性中,血清MIF动力学模式与男性有些不同。在女性中,两组的MIF水平均有所增加,但非存活者的增加程度明显大于存活者(p= 0.13)。与男性相似,在死亡患者中也有较大的增加,但在死亡患者中,女性比男性更明显(651±258 vs. 313±207 pg/ml)(具体见图。3.B).此外,在幸存者中,女性增加了,而不是在男性中观察到的减少。脓毒症患者血清MIF水平的两性差异可能是由于性激素的影响。在炎症的实验模型中,雌激素减少了MIF的产生34,35,36,53.相应地,女性血浆中的MIF水平低于男性健康受试者37,54.然而,值得注意的是,当MIF在其中一个模型中大量存在时,雌激素是不活跃的53在Aliosi等人的研究中,男性和女性之间MIF水平的差异仅存在于55岁以下年龄组。37.作为炎症反应的一部分,MIF在败血症中迅速产生并释放到血液中5因此,其浓度可以高到足以克服雌激素对其产生的抑制作用。年龄方面,在我们的研究中,患者的平均年龄为66±2岁,最年轻的女性为47岁。可以假设,大多数纳入的女性已经处于绝经后时期,因此雌激素水平较低。事实上,在之前的一项研究中,男性的血浆雌二醇浓度明显高于绝经后的女性55.综上所述,在我们的研究中,败血症患者血液中MIF的丰度和绝经后雌激素水平的下降可以作为MIF水平在幸存者和非幸存者败血症女性中比男性更大程度上增加的假设原因。脓毒症患者血清MIF水平的双性差异可能是先前报道的脓毒症男性和女性预后不同的一个促成因素33.还应该提到的是,男性和女性MIF水平之间的预后差异可能有遗传学基础,这是由炎症性疾病多发性硬化症中变异MIF等位基因和性别之间的统计关联差异所支持的56.
除血清MIF外,尿液MIF水平也被提出作为疾病的生物标志物6.因此,研究了其在多种原因引起的肾损伤中的作用15,16,17,18,57但是,令我们惊讶的是,我们在文献中找不到脓毒症中尿MIF动力学及其与脓毒症相关肾损伤的关系的数据。在本研究中,我们发现在ICU入院后的最初几天,无论是幸存者还是非幸存者,尿液MIF都保持相对稳定。然而,重要的是,在死亡患者中,它明显低于幸存者。这些发现表明,尿液MIF可以作为一种容易获得的生物标志物,用于预测败血症的结局。由于其相对稳定的水平随着时间的推移,任何一天的随机测量都可能用于实践。在本研究中,第一次和最后一次测量的尿液MIF水平之间存在很强的相关性,这也支持了这一发现。与尿MIF相关的一个明显的问题是其水平如何受到急性肾损伤的影响,这是ICU危重患者的常见并发症58.当我们比较有肾功能障碍和无肾功能障碍患者的尿MIF水平时,两组患者的尿MIF水平在所有日子里都是相似的,随着时间的推移,其水平的动力学和总体变化没有差异。这与早期的一项研究结果一致,该研究表明,在肾病小鼠模型中,肾损伤的进展与肾脏MIF表达无关59.我们的研究结果表明,尿液MIF可以独立于肾功能作为脓毒症的预测生物标志物,然而,它不能指示脓毒症相关急性肾损伤的发展。
在非幸存者中较低的尿MIF水平是一个意外的新发现,这需要讨论。在脓毒症死亡患者中,血清MIF水平的升高似乎与尿液MIF水平的降低相矛盾,但这可以解释为MIF在炎症中的来源多样化和复杂作用。除了免疫细胞,MIF在肾脏的大多数细胞中产生,如肾小管细胞、足细胞、系膜细胞和内皮细胞(最近的综述,见60)。MIF在肾脏组织中低水平表达,但在肾脏炎症等疾病中显著上调61.既往研究显示尿MIF水平与血清MIF相关性较低62这表明其在尿液中的浓度不仅受血清MIF的清除影响,还受其在肾脏中的合成影响。此外,值得一提的是,肾小球基底膜蛋白质通透性和小管上皮细胞蛋白质再吸收的差异也可能与肾病中MIF的尿排泄有关63.血清和尿MIF水平之间缺乏相关性也可以解释为什么在本研究中,非存活者的血清水平升高没有伴随尿水平升高。肾脏MIF被证明在不同的肾脏疾病中具有肾脏保护功能,也包括急性肾损伤64,65,66.由于本研究中脓毒症存活者尿液MIF水平高于死亡患者,可以推测非存活组肾脏MIF的内源性肾保护作用减弱,从而表明疾病的严重程度增加。虽然所描述的情况可能是我们目前发现的一个可能的解释,但应该提到的是,以前的研究也提出了MIF在肾损伤发展中的致病作用67,68,69.疾病背景和MIF在疾病发病机制中的不同作用被认为是不同研究中相互矛盾(即肾保护与损害)的原因64.未来的研究有必要揭示肾脏MIF在败血症中的确切功能。
我们研究的局限性也必须提到。我们的样本量相对较小,这导致在将人群分为多个亚组(如幸存者男性和女性)后,患者数量较少。在本研究中,患者在单个临床中心入组,因此需要在多个(最好是国际)中心进行进一步研究,以提高患者的多样性,并在更广泛的人群中得出结论。在本研究中,我们关注的是ICU住院患者,然而,观察脓毒症患者在ICU入院前MIF动力学的发展也很重要,这可以帮助医生在疾病早期了解预后。最后,我们没有将MIF水平的动力学与其他生物标志物相关联,因此MIF的预后性能不能与其他标志物进行比较。然而,Kofoed等人。70显示MIF与降钙素原、c反应蛋白和中性粒细胞计数在检测全身炎症的细菌原因时表现相似,其受体工作特征曲线下面积(AUROC)分别为0.63、0.72、0.81和0.7470.在同一项研究中,所有这四种生物标志物(suPAR和sTREM-1)与其他两种生物标志物(AUROC为0.88)的组合测量被发现比单一标志物更有用。在另一篇报道中,有全身炎症的患者血浆中MIF、降钙素原、白细胞介素(IL)-6、-8、-10和硫氧还蛋白水平升高,然而,在中性粒细胞减少性脓毒症中,与没有中性粒细胞减少的脓毒症相比,MIF和硫氧还蛋白水平较低,而IL-8和降钙素原水平较高71.由于在该研究中没有发现MIF与白细胞计数之间的相关性71,作者得出结论,白细胞数量严重减少不太可能导致中性粒细胞减少患者MIF水平下降。相反,在另一项研究中,MIF水平和白细胞计数之间有正相关的趋势,这一发现与作者在中性粒细胞减少患者中观察到的低MIF水平一致10.关于败血症致命结局的预测性能,MIF和IL-6的AUROC分别为0.79和0.6872.在败血症患者中,MIF与IL-6水平和疾病严重程度评分之间显示出显著相关性,而在MIF与急性期反应标志物(降钙素原、C-反应蛋白和脂多糖结合蛋白)之间未发现相关性。73.最后,在某些感染中,血清MIF水平是比c反应蛋白或IL-6更好的预测死亡的生物标志物74.综上所述,血清和尿液MIF水平动力学与其他生物标志物的确切相关性的研究仍有待于未来的研究。然而,基于目前和以往的研究结果,MIF水平的变化单独或联合其他生物标志物可用于脓毒症的诊断和预后预测。例如,有人提出,持续和联合监测MIF和降钙素原水平可能有助于区分患有烧伤后炎症的患者与那些将发展为致命全身炎症或败血症的患者75.
据我们所知,这是第一个报告ICU收治的脓毒症患者血清和尿液MIF动力学的研究。总之,我们发现血清MIF增加模式是败血症死亡患者的特征,而幸存患者的血清MIF水平则相当降低。血清MIF水平动力学的两性差异也被揭示。最后,我们发现尿MIF水平与肾功能障碍无关,脓毒症患者的尿MIF水平低于脓毒症患者。尽管存在局限性,但我们的研究强调了血清和尿液MIF动力学在预测败血症结局方面的生物标志物价值。我们的结果也可以作为一个鼓舞人心的基础,以设计未来的跨国水平的研究,需要确定在败血症患者中重复测量MIF水平的真实预后价值和临床可行性。这种理想研究的目标也可以扩展到调查MIF同系物MIF-2的作用,它通过相同的同源受体(CD74)发出信号,以及sCD74的测量,这两者都已在其他疾病的临床研究中测量过42,76,77.
数据可用性
在这项研究中产生或分析的所有数据都包含在这篇发表的文章中。
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确认
作者感谢Judit Giran出色的技术支持。这项工作得到了国家研究、发展和创新办公室(FK 138722至AG)和佩奇大学医学院(KA-2021-12至JT和EP)的支持。资助者在研究设计、数据收集和分析、发表决定或手稿准备中没有任何作用。
资金
由Pécs大学提供的开放获取资金。
作者信息
作者及隶属关系
贡献
J.T.和A.G.构思了这项研究,参与了设计,解释了数据,并撰写了手稿。j.t., s.m., d.m., p.k.和Z.F.招募了患者并收集了数据。j。t。j。g。和a。g。监督MIF水平的测量。j.t., l.k., k.m.和A.G.进行了统计分析,解释了数据,并帮助起草了手稿。s.m.、d.m.、e.p.和J.G.参与了研究设计,并帮助编辑和审阅了手稿。L.K, Z.F,和E.P.对数据的解释和手稿的编辑做出了贡献。所有作者都阅读并批准了最终的手稿。
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关于本文
引用本文
托尔迪,J.,克拉瓦,L.,马顿,S.。et al。血清和尿液巨噬细胞迁移抑制因子动力学的不同模式预测败血症死亡:一项前瞻性、观察性临床研究Sci代表13, 588(2023)。https://doi.org/10.1038/s41598-023-27506-6
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DOI:https://doi.org/10.1038/s41598-023-27506-6