康霞艷 張新萍 范江花 宋宇雷 周 雄 曹建設(shè) 賀 杰 肖政輝

湖南省兒童醫(yī)院重癥醫(yī)學(xué)科（湖南長沙 410007）

膿毒癥相關(guān)性腦?。╯epsis associated encep halopathy，SAE）可發(fā)生于50%以上的膿毒癥患者，可表現(xiàn)為從輕度譫妄至重度昏迷不同嚴重程度的腦功能障礙，病死率最高達70%[1]。而超過50%的SAE 幸存者出院后常表現(xiàn)出遠期的認知障礙、記憶力下降等不良預(yù)后，導(dǎo)致生活質(zhì)量下降[2]。近年來，膿毒癥相關(guān)的認知功能障礙成為醫(yī)學(xué)研究的熱點。目前認知功能障礙治療的手段有限，了解SAE發(fā)生的相關(guān)機制，尋找早期客觀生化指標(biāo)，對SAE 進行預(yù)防及治療至關(guān)重要。目前研究發(fā)現(xiàn)，中樞神經(jīng)系統(tǒng)炎癥、代謝紊亂、缺血是膿毒癥患者SAE 發(fā)生的主要原因，有多個動物實驗表明腦內(nèi)胰島素受體和胰島素信號在中樞神經(jīng)系統(tǒng)神經(jīng)炎癥反應(yīng)、代謝及維持神經(jīng)元的完整性等功能中具有重要價值[3-5]，膿毒癥的胰島素抵抗在機體急性反應(yīng)后數(shù)小時內(nèi)產(chǎn)生[6]，而胰島素抵抗會出現(xiàn)胰島素生理功能下降、胰島素水平升高。因此，早期動態(tài)的監(jiān)測血胰島素的變化情況，有助于SAE 的防治。目前對于SAE 患兒中高血清胰島素發(fā)生率及其與預(yù)后的關(guān)系在國內(nèi)外的報道較少，為探討高胰島素血癥與膿毒癥腦病患兒病情的嚴重程度及預(yù)后的關(guān)系，本研究對入住PICU的膿毒癥患兒進行回顧性分析，現(xiàn)報告如下。

1 對象與方法

1.1 研究對象

選擇2019 年1 月—2020 年12 月入住湖南省兒童醫(yī)院兒童危重癥監(jiān)護病房（PICU）的所有完善血清胰島素檢測的膿毒癥患兒為研究對象。納入標(biāo)準：①符合膿毒癥診斷標(biāo)準[7]和SAE 診斷標(biāo)準；②PICU住院時間≥24 h；③年齡>28 d且<18歲；④臨床資料完整。排除標(biāo)準：①小兒危重病例評分（PCIS）>90，且不符合美國PICU入院指南；②排除糖尿病等代謝紊亂疾?。虎叟懦l(fā)的顱內(nèi)感染、腦部疾病等情況（腦脊液、頭顱影像學(xué)檢查為依據(jù)）；④入PICU前使用外源性胰島素治療。

SAE 診斷標(biāo)準:對未使用鎮(zhèn)靜藥物的患兒，根據(jù)ICU 患者意識模糊評估法（confusion assessment method for the ICU，CAM-ICU）[8]評分，分值為0～7分，其中正常為0 分，輕度譫妄1 分，中度譫妄2 分，重度譫妄3～7 分，分數(shù)越低表示患者譫妄嚴重程度越輕。CAM-ICU 評分0 分為非SAE 組，≥1 分為SAE組。使用藥物鎮(zhèn)靜患兒停用鎮(zhèn)靜劑后12小時進行CAM-ICU評分。不能停用鎮(zhèn)靜藥物患兒，根據(jù)動態(tài)腦電圖檢查判斷，輕中度SAE患者常見EEG改變包括α波減慢、θ波出現(xiàn)；重度患者可見周期節(jié)律性放電，出現(xiàn)上述異常EEG 改變診斷SAE。輕中度譫妄或輕中度EEG改變?yōu)檩p中度SAE組，重度譫妄或重度EEG改變?yōu)橹囟萐AE組。

根據(jù)血清胰島素水平將患兒分為胰島素正常組（血清胰島素水平≤11.10 mU/L）、高胰島素組（血清胰島素水平>11.10 mU/L）；根據(jù)預(yù)后情況將患兒分為存活組和死亡組。

本研究經(jīng)醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會批準（N o.HCHLL-2021-48）。因本研究為回顧性觀察性研究，獲得醫(yī)學(xué)倫理委員會批準，豁免患兒監(jiān)護人知情同意。

1.2 方法

1.2.1 血清S100β蛋白測定 標(biāo)本庫中選取入組患兒血清標(biāo)本（入住PICU患兒于24 h內(nèi)晨起采集空腹靜脈血2.0 mL，離心力1006.2×g，離心15 min，分離上清液于－80 ℃恒溫冰箱保存）室溫下復(fù)溫，采用酶聯(lián)免疫吸附法測定S-100 β 蛋白的水平，測量儀器為ADVIA centaur全自動免疫分析儀，試劑盒用美國RB公司生產(chǎn)試劑，所有樣本均由同一專業(yè)檢驗人員進行。

1.2.2 臨床資料收集 收集入院24 小時內(nèi)胰島素（晨起空腹血）、降鈣素原（PCT）、格拉斯評分、CAM-ICU評分、入院時平均動脈壓（MAP）、腦電圖、病情最重時PCIS評分、腦脊液、頭顱MRI及患兒并發(fā)癥及預(yù)后情況等相關(guān)指標(biāo)。

1.2.3 相關(guān)評分 格斯拉評分（GCS）：GCS總分值為運動反應(yīng)、言語反應(yīng)和睜眼3項評分值的總和，最低分為3 分，最高分為15 分；GCS 分值在13～15 分為輕度顱腦損傷，9～12 分為中度顱腦損傷，<8 分為重度顱腦損傷。PCIS內(nèi)容包括：心率、呼吸、動脈血氧分壓、血壓、pH值、血鈉及血鉀濃度、尿素氮或血肌酐、血紅蛋白及胃腸系統(tǒng)情況。分值>90分屬于非危重病例，分值在70～90分之間屬于危重病例，分值<70分屬于極危重病例。

1.3 統(tǒng)計學(xué)分析

采用Epidata 3.0 軟件建立數(shù)據(jù)庫錄入數(shù)據(jù)，采用SPSS 18.0 統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)分析。計量資料符合正態(tài)分布的以均數(shù)±標(biāo)準差表示，兩組間比較采用兩獨立樣本t檢驗；非正態(tài)分布的以中位數(shù)（P25～P75）表示，組間比較采用秩和檢驗。計數(shù)資料以例數(shù)（百分比）表示，組間比較采用χ2檢驗或Fisher精確概率法檢驗。相關(guān)分析采用Spearman秩相關(guān)。繪制ROC曲線，評估血清胰島素對SAE的預(yù)測效能。以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 一般情況

共納入病例47 例，男28 例、女19 例，中位年齡24（12～45）月，其中<1歲18例（38.3%），1～3歲20例（42.6%），3～6歲5例（10.6%），≥6歲4例（8.5%）；原發(fā)感染源分布情況：呼吸系統(tǒng)21例，消化系統(tǒng)15例，泌尿系統(tǒng)3例，其他8例。

非SAE 組25 例，SAE 組22 例，其中輕中度SAE 組16 例、重度SAE 組6 例。8 例為入院時診斷SAE，其中發(fā)生高胰島素血癥5 例，胰島素水平（18.11±4.60）mU/L。14例為住院過程中診斷，其中7 例出現(xiàn)胰島素水平升高，中位診斷時間為3.0（2.0～5.0）d。存活31例，死亡16例（高胰島素血癥10例），入院24 h內(nèi)發(fā)生高胰島素血癥18例（38.3%）。非SAE 組和SAE 組之間患兒年齡、性別、原發(fā)感染源分布比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）；患兒出院診斷為膿毒癥/膿毒癥休克比例、入院時MAP 及病情最重時PCIS兩組間比較，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）。見表1。

表1 非SAE組與SAE組之間一般情況比較

2.2 非SAE組和SAE組臨床特征比較

與非SAE 組相比，SAE 組血清胰島素水平、S100β蛋白以及PCT水平較高，高胰島素血癥發(fā)生率較高，GCS較低，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。見表2。

表2 非SAE組與SAE組間臨床指標(biāo)比較

非SAE 組發(fā)生高胰島素血癥的6 例患兒中，最終結(jié)局為死亡的患兒1 例（16.7%），SAE 組中發(fā)生高胰島素血癥的12例患兒中最終結(jié)局為死亡的患兒9例（75.0%），差異有統(tǒng)計學(xué)意義（Fisher精確概率法，P=0.043）。

2.3 血清胰島素水平與其他實驗室指標(biāo)相關(guān)性分析

Spearman秩相關(guān)檢驗提示，血清胰島素水平與S100β水平呈顯著正相關(guān)（rs=0.53，P<0.001），與格拉斯評分呈顯著負相關(guān)（rs=－0.59，P<0.001），與PCT無相關(guān)性（rs=0.16，P=0.280）。

2.4 SAE組不同嚴重程度組間血清胰島素水平變化

非SAE 組、輕中度SAE 組、重度SAE 組患兒入院時血清胰島素水平分別為7.3（1.0～11.4）、6.3（2.6～12.1）、41.9（11.3～52.6）mU/L，三組間差異有統(tǒng)計學(xué)意義（H=11.72，P=0.003）。

2.5 存活組與死亡組入院24 h 內(nèi)高胰島素血癥發(fā)生率及血胰島素水平比較

與存活組相比，死亡組高胰島素血癥發(fā)生率及血清胰島素水平均較高，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。見表3。

表3 存活組與死亡組間高胰島素血癥發(fā)生率及血清胰島素水平比較

16例死亡患兒中，3例因凝血異常、多臟器出血治療無效死亡，5例因呼吸衰竭死亡，3例因呼吸、循環(huán)衰竭死亡，4 例因嚴重感染不能控制死亡，1 例治療1周后患兒家屬放棄治療死亡。

2.6 血清胰島素預(yù)測SAE發(fā)生的ROC曲線

繪制ROC曲線分析，評估血清胰島素對SAE的預(yù)測效能，結(jié)果提示胰島素預(yù)測SAE的AUC為0.722（95%CI：0.573～0.870），根據(jù)約登指數(shù)法，當(dāng)胰島素的截點值為10.9 mU/L 時，靈敏度和特異度分別為68.8%、83.9%。見圖1。

圖1 血清胰島素預(yù)測SAE發(fā)生的ROC曲線圖

3 討論

SAE 在全球的患病率和病死率均高，其為機體感染的早期特征，癥狀可在膿毒癥的其他全身癥狀出現(xiàn)前36～48 小時出現(xiàn)[9]。當(dāng)SAE 作為多臟器功能不全的主要表現(xiàn)之一出現(xiàn)時，病死率可高達70.0%[10]。本研究中納入47例膿毒癥患兒，SAE 22例（46.8%），其病死率為54.5%（12/22），與既往文獻報道相符[1-2]。

SAE不僅延長患兒短期住院時間，增加死亡率，還可能導(dǎo)致患兒長期的身體和認知功能障礙[10]。膿毒癥存活者中部分患兒遺留不同程度的膿毒癥后認知障礙[11]。目前，導(dǎo)致SAE 的發(fā)病機制尚未明確，許多病理機制相互影響，在不同程度上促進了SAE的發(fā)展，目前研究的相關(guān)機制主要集中在神經(jīng)炎癥及血腦屏障破壞、腦灌注改變及微循環(huán)障礙、神經(jīng)遞質(zhì)紊亂和信號傳遞、線粒體功能障礙及氧化應(yīng)激損傷等；在膿毒癥發(fā)生發(fā)展的過程中，炎癥遞質(zhì)過度釋放、氧化應(yīng)激等復(fù)雜的作用機制導(dǎo)致機體胰島素抵抗、抑制胰島素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的發(fā)生[12-13]。既往有較多的動物實驗表明腦內(nèi)胰島素受體和胰島素信號在中樞神經(jīng)系統(tǒng)神經(jīng)炎癥反應(yīng)、代謝及維持神經(jīng)元的完整性等功能中具有重要價值[3-5]。本研究顯示SAE組高胰島素血癥發(fā)生率以及高胰島素血癥患兒病死率均顯著高于非SAE組，死亡組的血清胰島素水平顯著高于存活組，提示SAE患兒急性應(yīng)激狀態(tài)下出現(xiàn)高胰島素血癥時病情危重，病死率增加。

S 100 β 蛋白主要存在于星形膠質(zhì)細胞和中樞神經(jīng)系統(tǒng)少突膠質(zhì)細胞中，S100β蛋白是一種在腦缺氧、腦損傷、腦腫瘤、精神疾病等疾病狀況下會表達增加的生物標(biāo)志物[14]，在嚴重膿毒癥及膿毒癥休克并腦損傷時明顯增高，能反映腦病的嚴重程度及預(yù)后[15]。本研究中SAE組S100β蛋白、血清胰島素水平均比非SAE組高，且血清胰島素水平與S100β呈正相關(guān)，提示血清胰島素水平與膿毒癥腦損傷之間存在相關(guān)性。相關(guān)小鼠動物實驗發(fā)現(xiàn)，胰島素可抑制腦內(nèi)的氧化應(yīng)激而對大腦神經(jīng)元細胞起到保護作用[16]，膿毒癥小鼠模型中發(fā)現(xiàn)胰島素通過下丘腦-神經(jīng)肽相關(guān)通路在腦內(nèi)及外周炎癥反應(yīng)及代謝中起重要作用[5]，但腦胰島素受體敲除（NIRKO）的小鼠對注射胰島素治療無反應(yīng)[17]，提示胰島素作為大腦中一個關(guān)鍵的穩(wěn)態(tài)因子，是通過與胰島素受體（insulin receptor，IR）結(jié)合后激活下游效應(yīng)分子而發(fā)揮生理作用[18]。膿毒癥的胰島素抵抗在機體急性反應(yīng)后數(shù)小時內(nèi)產(chǎn)生[6]，所以，早期腦內(nèi)胰島素相關(guān)信號通路的抑制與SAE的發(fā)生發(fā)展有關(guān)，血清胰島素是一種可以監(jiān)測SAE的有效生化標(biāo)志物。嚴重感染時，炎癥應(yīng)激過程中大量的炎癥因子、內(nèi)毒素等可抑制IR 底物-1 與IR 的結(jié)合，炎癥因子亦可通過不同的機制影響胰島素信號的轉(zhuǎn)導(dǎo)、干擾神經(jīng)細胞信號的轉(zhuǎn)導(dǎo)[19-20]，從而影響腦組織的正常功能及破壞腦環(huán)境的穩(wěn)定[21]。本研究發(fā)現(xiàn)SAE 患兒PCT 及血清胰島素水平均顯著高于非SAE組，推斷SAE的發(fā)生與可能胰島素介導(dǎo)的相關(guān)炎癥反應(yīng)存在一定的相關(guān)性。

危重癥患兒胰島素水平越高，患兒的病情越危重，預(yù)后越差[22]，相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)危重癥患兒血清中胰島素及血糖均明顯升高，高胰島素水平與病情嚴重程度、器官功能障礙及預(yù)后相關(guān)[23]。本研究發(fā)現(xiàn)，血清胰島素水平與GCS呈負相關(guān)，而GCS可以對腦損傷患者的昏迷程度進行正確評價，與患兒的預(yù)后相關(guān)[24]，同時死亡組胰島素水平顯著高于存活組，表明血清胰島素是可以反映及監(jiān)測SAE病情的生化標(biāo)志物。

因此，高胰島素血癥在SAE 中發(fā)生率較高；患兒血清胰島素水平與SAE患兒的預(yù)后密切相關(guān)，血清胰島素水平升高，提示預(yù)后可能不良，監(jiān)測血清胰島素的水平對評估SAE 患兒的預(yù)后有重要臨床意義。