血浆IL-6与IL-27在鉴别早产儿急性呼吸窘迫综合征与呼吸窘迫综合征的初步研究

Abstract

Objective

To study the significance of interleukin-6 (IL-6) and interleukin-27 (IL-27) in the differential diagnosis of acute respiratory distress syndrome (ARDS) and neonatal respiratory distress syndrome (NRDS) in preterm infants.

Methods

The preterm infants with the manifestation of respiratory distress who were treated in the Neonatal Diagnosis and Treatment Center, Children's Hospital of Chongqing Medical University, from March to November 2021, were enrolled in this prospective study. According to the diagnosis results, they were divided into two groups: ARDS group (n=18) and NRDS group (n=20). ELISA was used to measure the plasma levels of IL-6 and IL-27. The receiver operating characteristic (ROC) curve was used to analyze the value of each index in the diagnosis of ARDS.

Results

The ARDS group had significantly higher plasma levels of IL-6 and IL-27 than the NRDS group (P<0.05). The ROC curve analysis showed that IL-6 had an area under the ROC curve (AUC) of 0.867 for the diagnosis of ARDS, with a sensitivity of 61.1% and a specificity of 95.0% at the cut-off value of 56.21 pg/mL. The ROC curve analysis also showed that IL-27 had an AUC of 0.881 for the diagnosis of ARDS, with a sensitivity of 83.3% and a specificity of 80.0% at the cut-off value of 135.8 pg/mL.

Conclusions

Plasma IL-6 and IL-27 can be used as biological indicators for early differential diagnosis of ARDS and NRDS in preterm infants.

呼吸窘迫综合征（respiratory distress syndrome，RDS）是以进行性呼吸困难为主要表现的一类严重肺部疾病，可威胁新生儿，尤其是早产儿的生存及生活质量^［1-2］。引起新生儿出现呼吸窘迫的原因很多，与早产相关的先天性肺表面活性物质（pulmonary surfactant，PS）合成不足是导致新生儿出现RDS的主要原因之一^［3］，这一类疾病被称为新生儿呼吸窘迫综合征（neonatal respiratory distress syndrome，NRDS）。除了PS缺乏，由于全身或局部炎症引起的急性肺损伤是新生儿出现呼吸窘迫的另一个重要原因，即新生儿急性呼吸窘迫综合征（acute respiratory distress syndrome，ARDS），其概念与诊断标准于2017年提出^［4］。从病因上看，早产儿ARDS往往还“叠加”更为复杂的各种肺内外损伤因素，如重度窒息、脓毒血症和严重肺部感染等^［5-6］。

早期识别ARDS对于早期进行综合治疗、改善患儿预后及降低病死率具有重要意义。而在临床中，ARDS患儿早期临床和影像学表现与NRDS患儿相似，两种疾病的鉴别主要依赖患儿对PS及肺复张治疗反应效果^［4-5］，早期鉴别难度大，且具有一定滞后性。近年来，许多研究表明白细胞介素（interleukin，IL）-6或IL-27有助于新生儿感染性疾病的早期诊断^［7-8］，本研究拟通过检测IL-6、IL-27在NRDS和ARDS患儿血浆中的表达水平，分析其在鉴别两种疾病中的诊断价值，为后续临床诊疗提供一定指导建议。

1. 资料与方法

1.1. 研究对象

本研究为前瞻性研究。收集重庆医科大学附属儿童医院新生儿诊治中心2021年3~11月收治的97例以呼吸窘迫为首发表现的早产儿的临床资料。纳入标准：（1）胎龄<37周；（2）生后24 h内出现呼吸窘迫临床表现：包括进行性呼吸困难、呻吟、三凹征、发绀；（3）生后24 h内需无创或有创呼吸支持；（4）影像学表现为支气管充气征、肺磨玻璃样病变、白肺等。排除标准：（1）存在影响呼吸功能的先天性畸形/发育异常，如复杂先天性心脏病、膈疝、肺动脉狭窄；（2）因外科手术需要插管；（3）遗传代谢性疾病；（4）家属不愿意参与。根据纳入及排除标准共筛选出38例早产儿，按照诊断标准分为ARDS组（n=18）及NRDS组（n=20）。

本研究已获得所有参与者法定监护人知情同意及重庆医科大学附属儿童医院伦理委员会批准［（2019）年伦审（研）第（233）号］。

1.2. 诊断标准

参照2017年新生儿ARDS蒙特勒诊断标准^［4，9］。ARDS需同时满足以下5条标准：（1）有明确或可疑的临床损伤后出现的急性发作；（2）除外NRDS、新生儿暂时性呼吸增快及先天性畸形引起的呼吸困难；（3）肺部影像学出现双侧弥漫性的不规则的透光度下降或渗出，或白肺，且这些改变不能为其他原因所解释，如局部积液、肺不张；（4）先天性心脏病无法解释的肺水肿（在无急性肺出血的情况下，则包括动脉导管未闭伴高肺血流）；（5）氧合指数≥4。诊断NRDS则需满足：生后24 h内出现新生儿呼吸窘迫的临床或影像学表现，对PS替代或者肺复张治疗反应良好。

1.3. 标本采集及保存

所有纳入患儿入院后24 h内抽取静脉血2 mL至抗凝管（乙二胺四乙酸）混匀，于4℃、3 000 r/min离心10 min，EP管分装上层血浆，-80℃冰箱保存待检。

1.4. 血浆IL-6及IL-27水平检测

采用酶联免疫吸附试验法检测血浆IL-6和IL-27水平。IL-6、IL-27试剂盒分别购自武汉云克隆科技有限公司、美国R&D公司。操作步骤严格按照制造商说明书完成。

1.5. 统计学分析

采用SPSS 26.0及GraphPad Prism 8.0.2软件进行统计并绘图。正态分布计量资料以均数±标准差（ $\overline{x}\pm s$ ）表示，两组间比较采用两样本t检验；非正态分布计量资料以中位数（四分位数间距）［M（P ₂₅，P ₇₅）］表示，两组间比较采用Mann-Whitney U秩和检验；计数资料以例数或百分率（%）表示，两组间比较采用Fisher确切概率法。根据Youden指数建立受试者工作特征（receiver operating characteristic，ROC）曲线评价IL-6、IL-27和降钙素原（procalcitonin，PCT）对ARDS的诊断效能。P<0.05为差异有统计学意义。

2. 结果

2.1. 纳入对象临床基线特征

与NRDS组患儿相比，ARDS组患儿早发败血症疑诊率、肺出血发生率及PCT水平更高（P<0.05），且更高比例使用PS及有创辅助通气（P<0.05）。两组患儿胎龄、性别、出生体重、5 min Apgar评分，孕母妊娠糖尿病、产前糖皮质激素使用、剖宫产、胎膜早破和围生期窒息发生率、早发败血症确诊率及WBC计数等指标比较差异均无统计学意义（P>0.05）。见表1。

表1.

两组患儿临床基线特征比较

项目	NRDS组 (n=20)	ARDS组 (n=18)	Z/t值	P值
胎龄 ( $\overline{x}\pm s$ , 周)	31.8±2.6	31.2±3.0	0.671	0.507
性别 (男/女, 例)	10/10	8/10	-	0.732
出生体重 ( $\overline{x}\pm s$ , g)	1 634±633	1 686±606	-0.260	0.797
5 min Apgar评分 [M(P 25 , P 75)]	9.0(8.0, 10.0)	9.0(8.0, 9.3)	-0.635	0.525
孕母妊娠糖尿病 [例(%)]	9(45)	4(22)	-	0.139
产前糖皮质激素使用 [例(%)]	14(70)	16(89)	-	0.465
剖宫产 [例(%)]	15(75)	12(67)	-	0.572
胎膜早破 [例(%)]	5(25)	9(50)	-	0.185
肺出血 [例(%)]	0(0)	5(28)	-	0.011
围生期窒息 [例(%)]	0(0)	1(6)	-	0.285
可疑早发败血症* [例(%)]	2(10)	13(72)	-	<0.001
确诊早发败血症# [例(%)]	0(0)	2(11)	-	0.126
WBC计数 ( $\overline{x}\pm s$ , ×109/L)	8.9±2.9	12.3±7.2	-1.869	0.075
PCT [M(P 25 , P 75), ng/mL]	0.51(0.14, 1.15)	2.83(0.70, 81.33)	-3.190	0.001
使用PS [例(%)]	13(65)	17(94)	-	0.026
有创辅助通气 [例(%)]	4(20)	17(94)	-	<0.001

注：［NRDS］新生儿呼吸窘迫综合征；［ARDS］急性呼吸窘迫综合征；［WBC］白细胞；［PCT］降钙素原；［PS］肺表面活性物质。^*示血培养阴性，血液非特异性感染指标≥2项阳性；^#示有临床表现，且血培养阳性。

2.2. 两组患儿血浆IL-6与IL-27水平比较

ARDS组IL-6水平［99.01（37.37，267.60）pg/mL］及IL-27水平［571.25（144.87，969.90）pg/mL］均高于NRDS组［IL-6：17.74（9.44，47.92）pg/mL；IL-27：92.50（40.17，129.68）pg/mL］，差异有统计学意义（Z=-3.98，P<0.05；Z=-4.51，P<0.05）。

2.3. 血浆IL-6、IL-27与PCT水平对早产儿ARDS的诊断价值评价

根据ROC曲线结果，血浆IL-6、IL-27及PCT诊断早产儿ARDS的曲线下面积（area under curve，AUC）分别为0.867、0.881、0.768。IL-6最佳截断值为56.21 pg/mL，灵敏度为61.1%，特异度为95.0%；IL-27最佳截断值为135.8 pg/mL，灵敏度为83.3%，特异度为80.0%；PCT最佳截断值为1.185 ng/mL，灵敏度为66.7%，特异度为80.0%。见图1，表2。

图1. IL-27、IL-6及PCT诊断早产儿ARDS的ROC曲线.

表2.

血浆IL-6、IL-27及PCT对早产儿ARDS的预测价值分析

指标	截断值	AUC	灵敏度 (%)	特异度 (%)	PPV (%)	NPV (%)	Youden指数
IL-6	56.21 pg/mL	0.867	61.1	95.0	91.67	73.08	0.561
IL-27	135.8 pg/mL	0.881	83.3	80.0	78.95	84.21	0.633
PCT	1.185 ng/mL	0.768	66.7	80.0	71.43	76.19	0.467

注：［AUC］曲线下面积；［PPV］阳性预测值；［NPV］阴性预测值；［PCT］降钙素原。

2.4. 各指标联合检测对ARDS的诊断价值评价

早期预测ARDS以IL-6+IL-27+PCT 3种指标联合诊断的AUC、灵敏度及Youden指数最高，分别为0.923、80.0%和0.800，均高于各指标两两联合诊断，见表3。

表3.

血浆IL-6、IL-27及PCT联合检测对早产儿ARDS的预测价值分析

指标	AUC	灵敏度(%)	特异度(%)	Youden指数
IL-6+IL-27	0.906	77.8	100	0.778
IL-6+PCT	0.910	80.0	95.0	0.750
IL-27+PCT	0.883	66.7	100	0.667
IL-6+IL-27+PCT	0.923	80.0	100	0.800

注：［AUC］曲线下面积；［PCT］降钙素原。

3. 讨论

早产儿ARDS与NRDS是导致新生儿出现呼吸衰竭和死亡的主要原因。与NRDS相似，新生儿ARDS早期主要临床特征是进行性加重的呼吸窘迫及肺顺应性下降。NRDS发病的根本原因是早产相关的肺发育不成熟导致PS合成分泌不足，积极的肺复张策略结合外源性PS替代治疗往往可以使患儿症状得到较快缓解。而早产儿ARDS由于病因及发病机制的复杂性，目前仍缺乏有效的治疗手段，经连续的PS治疗患儿仍无法脱离气管插管及呼吸机辅助治疗。因此，早期鉴别早产儿ARDS，进行早期病因干预和及时对症处理，对改善预后及降低病死率有重要意义。在早产儿ARDS发病早期，各种原发病因引发肺炎症连锁反应，肺部炎症细胞（如中性粒细胞、巨噬细胞等）浸润，大量炎症介质和细胞因子释放，最终导致弥漫性肺泡损伤及肺泡毛细血管通透性改变^［4，6］，提示细胞因子在ARDS的发生发展中起重要作用，早期细胞因子变化可能帮助早期鉴别新生儿ARDS与NRDS。

IL-6是一种多功能细胞因子，主要由活化的单核细胞，巨噬细胞和内皮细胞产生，参与调节机体免疫应答、造血、急性期反应和炎症反应，在感染和组织损伤时可迅速升高^［10］。血浆IL-6水平作为肺损伤早期生物标志物已被广泛研究^［11-12］。本研究中，与NRDS组相比，ARDS组血浆IL-6水平显著升高，提示血浆IL-6水平对于早期预测ARDS的发生具有一定价值。最新研究^［13-14］还发现，在足月儿及近足月儿中，血清IL-6水平与ARDS的病情严重程度呈正相关。

IL-27是一种异源二聚体细胞因子，主要由抗原提呈细胞在各种病原体或其他非感染性因素激活后表达，具有促炎和抗炎双重作用^［15］。研究显示，IL-27能激活肺上皮细胞产生IL-6、CXC趋化因子配体10和细胞间黏附分子-1，并能诱导人单核细胞、肥大细胞和嗜酸性粒细胞产生多种细胞因子和趋化因子，包括IL-6、IL-18、肿瘤坏死因子-α、巨噬细胞炎症蛋白1α等，促进炎症级联放大^［16］。另有研究表明，IL-27可直接抑制内毒素诱导的中性粒细胞和巨噬细胞产生活性氧中间产物^［17］，提示IL-27在ARDS发病进程中具有潜在的作用。本研究结果显示，IL-27在早产ARDS患儿血浆中表达水平显著升高，ROC曲线分析显示，血浆IL-27的AUC为0.881，较IL-6及PCT高，提示IL-27参与早产儿ARDS早期病理反应，可作为早期鉴别早产儿ARDS与NRDS的1个敏感指标。

本研究结果显示，血浆IL-6、IL-27及PCT均对ARDS患儿具有诊断价值，但PCT数据为回顾性调查病例资料所得，在比较两组基线资料时发现PCT水平差异有统计学意义，故将PCT也纳入对ARDS患儿诊断价值的分析。结果发现PCT诊断ARDS患儿的价值低于IL-6和IL-27，但3种指标联合分析的AUC、灵敏度、特异度最高，分别为0.923、80.0%、100%，优于IL-6+IL-27、IL-6+PCT、IL-27+PCT联合诊断和单独诊断，联合IL-6+IL-27+PCT可进一步提高ARDS的诊断效能。

本研究具有一定局限性。本研究纳入研究对象较少，且都来自同一研究中心，缺乏多中心数据支持；同时，较少的样本量使ARDS队列中临床损伤因素的分布缺乏代表性，本研究大部分ARDS患儿都被疑诊为早发败血症，许多研究报道败血症患者外周血IL-6、IL-27也有不同程度的升高^{［7-8，18-19］}，但值得注意的是，本研究中仅2例患儿血培养阳性。目前已有研究^［18-19］证实，与血培养阳性的败血症患者相比，血培养阴性患者血清中IL-6和IL-27明显降低。因此，对于由感染或非感染因素引起的新生儿ARDS，其外周血中细胞因子表达变化，仍有待扩大样本量，进行不同诱因分析以进一步探究。

综上所述，ARDS早产儿血浆IL-6与IL-27浓度升高，联合IL-6、IL-27可以作为早期鉴别早产NRDS和ARDS的敏感生物标志物，但2种细胞因子的鉴别诊断价值还需进一步在大规模多中心研究中验证。

基金资助

重庆市技术创新与应用发展专项大健康领域重点研发项目（CSTC2021jscx-gksb-N0015）；重庆市科卫联合医学科研项目（2020FYYX217）。