摘要
破坏内皮glycocalyx在脓毒症的病理生理学有突出的作用。 发展内皮locus-1 (Del-1)是一种endothelial-derived抗炎因子。 我们假设退化内皮glycocalyx在脓毒症可能会增加血清Del-1。 脓毒症的小鼠模型创建使用盲肠的结扎和穿刺。 在脓毒性小鼠,内皮glycocalyx几乎完全退化,形成较低的Del-1内皮细胞和细胞外基质比控制老鼠。 血清Del-1水平在脓毒性显著增加小鼠脓毒症的严重程度增加。 血清Del-1水平在84年还测量了脓毒症和脓毒性休克患者20对照组。 脓毒症患者血清中位数Del-1水平显著高于健康对照组。 高Del-1组有更高的疾病严重程度评分和包含的器官功能障碍患者比低Del-1组。 90天的死亡率明显高于高Del-1组比低Del-1组。 多变量分析表明趋势的高血清Del-1水平被关联到一个更高的死亡风险。 增加血清Del-1小说可能是脓毒症诊断的生物标志物和疾病严重程度的一项指标。
介绍
脓毒症的定义是危及生命的器官功能障碍引起的宿主对感染特异表达1。 脓毒症患者的死亡率一直归因于内皮功能障碍引起的炎症2。 促炎介质扰乱glycocalyx3.和glycocalyx的结构变化和完整性的脉管系统导致毛细血管渗漏,微血管血栓形成,系统性低血压,组织灌注不足。 此外,缺氧组织产生大量的活性氧和氮物种4。 这些影响导致内皮功能障碍,耐火血管舒张和弥散性血管内凝血(DIC)。
控制招募白细胞炎症的网站也会导致致命的器官功能障碍的过程中脓毒症5。 公司的白细胞粘附内皮和随后transendothelial迁移是由白细胞整合蛋白之间的相互作用及其内皮counter-receptors6,7。 发展内皮locus-1 (Del-1)是一种内源性抑制剂内皮粘附白细胞。 具体地说,它对抗淋巴细胞之间的交互功能抗原1 (LFA)和细胞间粘附分子(ICAM) 18以及巨噬细胞的结合与补充片段iC3b (Mac) 19。 Del-1-deficient老鼠增加中性粒细胞的浸润在急性肺部炎症8和牙周组织导致自发牙周炎10。 相反,在本地管理Del-1阻止炎症在非人灵长类动物骨质流失11。
因此,Del-1可能是一个重要的自我平衡的因素阻止内皮炎症反应和随后的内皮功能障碍12。 鉴于Del-1内皮细胞和细胞外基质沉积13和退化的内皮glycocalyx脓毒症过程中很常见3.,4,我们假设循环Del-1可能是脓毒症的严重程度的增加而增加。 如果是这样,血清Del-1可能是一个有用的生物标志物败血症和其他器官功能障碍。
在这项研究中,血清Del-1水平检查在脓毒症的动物模型和人类。 血清Del-1水平之间的关系和脓毒症的严重程度和预后的主要焦点调查。 脓毒症是面对直接损伤肺具有更严重的肺上皮损伤(肺脓毒症)或全身炎症反应的特点是更系统内皮损伤(肺动脉以外脓毒症)14。 评估血清Del-1的表达随时间在两个模型中,血清Del-1水平测定小鼠接受盲肠的结扎和穿刺(CLP)在小鼠脂多糖(LPS)全身的肺炎。
材料和方法
小鼠脓毒症模型
一个示意图流程图的研究可以发现补充图。S1。 CLP过程是根据前面描述的方法进行的15。 健康6-8-week-old雄性C57BL / 6小鼠(22 g)。 老鼠与3% - -4%异氟烷麻醉O2流在2 l / min和克制在仰卧位。 1厘米正中切口才制成的皮肤; 另一个1厘米中线切制成腹膜。 盲肠具体化后,盲肠结扎点大约2厘米从盲肠的提示2 - 0丝绸缝合。 用于穿刺盲肠21-gauge针两次。 根据实验评估Del-1水平引起的脓毒症的严重程度不同的大小肠切开术,盲肠也戳破了23-gauge或25针的两倍。 结扎和穿刺盲肠是替换回腹部和切口关闭。 接下来,1毫升的盐水/丁丙诺啡混合物注入腹腔。
LPS-induced脓毒症模型,健康6-8-week-old雄性C57BL / 6小鼠。 腹腔内注射的小鼠麻醉0.5毫升三溴乙醇(三溴乙醇; Sigma-Aldrich,圣路易斯,密苏里州)。 1厘米正中切口才制成的皮肤; 气管被曝光的时候,另一个小切口是远端喉。 有限合伙人血清型O111: B4(目录没有:L2630; Sigma-Aldrich)溶解在40μl无菌0.9%氯化钠灌输通过23-gauge气管内的注射器,紧随其后的是0.15毫升的空气。 的剂量LPS 20μg /鼠标使用。 气管内的治疗后,老鼠放在一个直立的姿势10分钟允许液体蔓延到肺部。
C57BL / 6小鼠(C57BL / 6 ncrljori)从东方购买生物(凭借、京畿道、韩国)。 Del-1−−/在C57BL / 6小鼠t . Chavakis教授提供的背景是善良的(德国德累斯顿大学)8。
固相结合分析法
绑定Del-1固定化硫酸乙酰肝素和syndecan-1 MaxiSorp 96孔板上测试(Nunc A / S,鲁开德、丹麦)。 盘子被涂上一层50 nM硫酸乙酰肝素(Sigma-Aldrich),重组鼠标syndecan-1(研发系统、明尼阿波利斯、MN),或牛血清白蛋白(BSA)磷酸盐(PBS) 37°C 2 h。 洗后用0.05% PBS-Tween-20 (PBST),洗的盘子被封锁缓冲区包含0.5% BSA在室温下(RT) 1 h。 盘子被孵化与50 nM重组人类Del-1(研发系统)在PBS 37°C 2 h。 测试是否heparinase III (Sigma-Aldrich)抑制Del-1-heparan硫酸盐或Del-1-syndecan-1绑定,固定化硫酸乙酰肝素或syndecan-1孵化了Del-1 (50 nM)为2 h 37°C,然后,heparinase三世添加0.005 U /毫升或0.05 U /毫升。 1.5 h后,与洗盘子洗了三次缓冲区和孵化100μl Del-1抗体(目录没有:12580 - 1 - ap; Proteintech Rosemont, IL)(1:50 0稀释清洗缓冲)为1.5 h RT。 洗涤三次,洗缓冲区,100μl anti-rabbit IgG-horseradish过氧化物酶(合)(杰克逊ImmuneResearch西树林,PA)(1:1000稀释清洗缓冲)添加和盘子在RT孵化1 h。 最后,与洗盘子洗了三次缓冲区和孵化为0.5 - 1 h RT 100μl tetramethylbenzidine(三甲)解决方案(BD生物科学,圣地亚哥,CA)。 630纳米的吸光度测量在一个协同HT标(Biotek乐器,Winooski VT)。
免疫组织化学
腹腔内注射的小鼠麻醉0.5毫升的三溴乙醇,然后用PBS和4%多聚甲醛灌注。 肺部被移除和固定在4%多聚甲醛2 h,紧随其后的是序列在15%和30%蔗糖孵化。 组织被嵌入在最佳切削温度复合(韦伯就已经在席根)和冻结在−80°C,和15μm低温恒温器部分是准备。 的部分与PBS为5分钟,洗了三次,permeabilized 15分钟特里同x - 100 (Sigma-Aldrich)为0.1%。 一夜之间被孵化的部分在4°C主要抗体(1:10 0)对Del-1 (AbFrontier,首尔,韩国),硫酸乙酰肝素(Amsbio,阿宾顿,英国),钙粘蛋白(细胞信号,丹弗斯,MA)和CD31 (eBioscience,圣地亚哥,CA),其次是二次抗体在RT 1 h。 glycocalyx沾满了斑斑isolectin-fluorescein异硫氰酸酯(1:10 0; Sigma-Aldrich) 1 h。
由heparinase Del-1-glycocalyx绑定的抑制或phosphatidylinositol-specific磷脂酶C (PI-PLC)使用免疫组织化学进行了测试。 PI-PLC,大量发布的一些菌株金黄色葡萄球菌和某些其他细菌,利用实验来确定一类独特的蛋白质固定在细胞膜由glycan-phosphatidylinositol (GPI)的一部分16. HEK293T cells or HEK293T cells expressing mouse Del-1 gene were cultured in 500 μl of DMEM-10 at 5 × 104 cells per well in a cell culture plate containing gelatin-coated coverslips at 37 °C overnight. The cells were treated with heparinase (0.05 U/ml) or PI-PLC (2 U/ml) at 37 °C for 1.5 h and fixed with PBS containing 2% paraformaldehyde for 10 min at RT. After washing with PBS, the cells were treated with PBS containing 5% normal goat serum (Hyclone Labs, Ogden, UT) and 1% BSA (Sigma-Aldrich) for 1 h at RT. The cells were then incubated overnight at 4 °C with anti-mouse Del-1 antibody (1:250; AbFrontier, Seoul, Korea), followed by secondary antibody Alexa 488-conjugated goat anti-rabbit IgG (1:500; Invitrogen, Carlsbad, CA) at RT for 1 h. Nucleuses were stained with DAPI (2 μM; Invitrogen). After washing in PBS three times for 10 min each, the coverslips were mounted with Fluoromount-G (Electron Microscopy Science, Hatfield, PA). Images were captured using a laser-scanning confocal microscope (LSM 710; Zeiss Microscopy, Jena, Germany).
Quantitative real-time polymerase chain reaction (RT-PCR)
Del-1 expression in various septic mouse tissues was assessed using quantitative RT-PCR. Total RNA was extracted from tissues at various sites in the septic mice using QIAzol reagent (Qiagen, Hilden, Germany), and cDNA was synthesized using the High-Capacity cDNA Archive kit (Applied Biosystems, Foster City, CA). The cDNA was amplified using LightCycler 480 SYBR-Green I Master and a LightCycler 480 machine (Roche, Mannheim, Germany). The PCR conditions were as follows: 95 °C for 15 min; 50 cycles of 20 s at 95 °C, 20 s at 60 °C, and 20 s at 72 °C, and 95 °C for 15 min. Melting curve analyses were performed to ensure that specific PCR products were generated. The data were analyzed using the comparative threshold (CT) method17, and the mRNA levels were normalized to those of 18 S RNA. The primers used were as follows: Del-1, forward: 5′-CCTGTGAGATAAGCGAAG-3′ and reverse: 5′-GAGCTCGGTGAGTAGATG-3′; 18 S, forward: 5′-CGCGGTTCTATTTTGGT-3′ and reverse: 5′-AGTCGGCATCGTTTATGGTC-3′.
Enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA)
To test whether heparinase or PI-PLC inhibits Del-1-glycocalyx binding, the Del-1 concentration in HEK293T cells or HEK293T cells expressing Del-1 was measured by ELISA. The cells seeded in a gelatin-coated 24-well plate at 3 × 105 cells/well were incubated for 36 h and washed with warm PBS. The media was replaced with fresh media, the cells were incubated in the presence of heparinase (0.5, 2 U/ml) or PI-PLC (0.2, 2 U/ml) at 37 °C for 1 h, and the supernatants were collected and centrifuged. One hundred microliters of supernatants were added to MaxiSorp 96-well plates and incubated at 4 °C overnight.
To measure Del-1 concentrations in mouse and human, a MaxiSorp 96-well plate was coated with 50 μl of 200 ng/ml L-α-phosphatidylserine (Avanti Polar Lipids, Alabaster, AL) at 4 °C for 12 h18. After washing with 0.05% PBST three times, diluted samples were added, and the plate was incubated at RT for 3 h. Serial dilutions of recombinant human Del-1 protein (R&D Systems) were added as the standard. The plate was then washed, incubated with a rabbit anti-Del-1 antibody (catalog no: 12580-1-AP; Proteintech) at RT for 2 h, washed four times with PBST, and incubated with the HRP-conjugated anti-rabbit IgG (Jackson ImmuneResearch) at RT for 1 h. After five washes with PBST, the plate was incubated with TMB solution (BD Biosciences). Absorbance at 650 nm was read on a Synergy HT Microplate Reader (BioTek Instruments). To measure other biomarkers in mice, the capture antibodies were diluted in PBS and coated on a Maxisorp plate, and then incubated at 4 °C for 12 h. In some ELISA, serum was diluted and added to a Maxisorp plate that was not coated with capture antibodies, and then analyzed using detection antibodies. The antibodies used for mouse serum were as follows: anti-receptor for advanced glycation end products (RAGE) (catalog no: MAB11795; R&D Systems), anti-ICAM-1 (catalog no: 116113; Biolegend, San Diego, CA), anti-syndecan-1 (catalog no: 142503; Biolegend), anti-interleukin (IL)-6 (catalog no: 14-7061-68; eBioscience), anti-IL-17 (catalog no: 14-7175-68B; eBioscience), and anti-tumor necrosis factor (TNF)-α (catalog no: 14-7423-68 A; eBioscience). After three washes in 0.1% PBST, the plate was blocked with PBST containing 0.3% skim milk for 1 h at RT. The plate was then washed five times with 0.1% PBST, incubated with samples and the standard at 4 °C for 12 h, washed again, and incubated with the respective detection antibodies and HRP-conjugated secondary antibodies (Cell Signaling) at RT for 1 h. After five washes, the plate was incubated with TMB solution and the reaction was stopped with 1 N HCl. Absorbance was read at 450 nm on a microplate reader (BioTek Instruments). A Magnetic Luminex Performance Assay (catalog no: FCST03; R&D Systems) was used for quantification of IL-1β, TNF-α, and IL-6 in the human blood.
Evaluation of infiltrating inflammatory cells
Del-1 regulation of inflammatory cell recruitment was tested in mice with CLP-induced sepsis. After 4 h of CLP (21-gauge), the mice were sacrificed and the blood, bronchoalveolar lavage (BAL) fluid, and peritoneal lavage fluid were collected. To evaluate infiltrating neutrophils, the cells were counted and preincubated with Mouse BD Fc Block purified anti-mouse CD16/CD32 mAb 2.4G2. The cells were then stained with specific antibodies phycoerytherin-conjugated anti-Gr1 (clone RB6-8C5; BD Biosciences) and allophycocyanin-conjugated anti-CD11b (clone M1/70; BD Biosciences) and analyzed by flow cytometry on a BD Accuri C6 instrument (BD Biosciences).
Study subjects
Eighty-four patients diagnosed with sepsis or septic shock between March 2011 and January 2013 were enrolled. All patients were older than 18 years of age and had been admitted to the medical intensive care unit (ICU) of a university-affiliated tertiary care hospital in Seoul, Korea. Blood samples were collected after informed written consent was obtained from all patients and subject or their next of kin within the first day of admission. Twenty healthy individuals who had voluntarily undergone a private health examination at the same hospital in April 2014 were recruited as controls.
基线人口统计学和临床特点,收集年龄、性别、基于Charlson并发症发病率指数19脓毒症的来源,出现菌血症,感染性休克,急性呼吸窘迫综合征(ARDS),和/或DIC,和状态的ICU患者入院后24小时内,也就是说,病人是否接受机械通气和升压。 此外,疾病的严重程度的时候入住ICU记录; 这是评估使用APACHE II(急性生理和慢性健康评估)得分20.和沙发(顺序器官衰竭评估)得分21。 实验数据包括一个完整的血液细胞计数、凝血,c反应蛋白,原降钙素和血清乳酸。 公开的DIC的定义根据国际社会的标准在血栓和止血22。 脓毒症和脓毒性休克使用第三国际共识定义定义为脓毒症和脓毒性休克(Sepsis-3)1。 ARDS诊断了共识的定义23。
统计分析
提出了连续变量均值±SEM,意味着±SD,或中位数和四分位范围。 分类变量的百分比。 两组比较而言,使用Mann-Whitney连续变量U还是学生的t以及,在分类变量使用卡方或确切概率测试。 最优截断值进行血清Del-1预测90天的死亡率被接受者操作特征(ROC)曲线分析。 建立kaplan - meier估计预测死亡率,使用生存率较曲线进行了比较。 Cox比例风险回归模型使用提出有条件的方法被用来确定时间90天的相关因素研究患者的死亡率。 ROC曲线下面积(auc)血清Del-1, APACHE II评分,沙发得分、白细胞计数、c反应蛋白,原降钙素,血清乳酸预测28天计算和90天的死亡率。 所有分析使用SPSS 22.0版Windows (IBM,阿蒙克,纽约)。 所有测试的意义被双尾。P值< 0.05被认为是具有统计学意义。
伦理批准
动物研究是通过峨山研究所生命科学机构动物保健和使用委员会(IACUC号2017-12-105)。 动物实验都是按照指南/有关规定执行。 人类研究协议的机构审查委员会批准峨山医疗中心(2011 - 0643),按照修订赫尔辛基宣言。
结果
内皮和Del-1败血症
从野生型小鼠(WT)显示肺组织丰富的Del-1染色。 正如所料,没有在Del-1发现Del-1染色−−/组织(见补充图。S2)。 glycocalyx染色的相对限制模式在肺血管内皮的表层与Del-1染色涉及内皮表层,内皮细胞和细胞外基质(见补充图。S3)。 我们调查的能力Del-1硫酸乙酰肝素和syndecan-1交互,这是一个主要硫酸乙酰肝素蛋白聚糖构成内皮glycocalyx。 Del-1硫酸乙酰肝素和syndecan-1(无花果。1 a, B)。 重要的是,这个Del-1绑定在很大程度上是依赖heparinase; 预处理的细胞酶强烈降低Del-1绑定(无花果。1 a, B)。 此外,免疫组织化学显示Del-1被heparinase脱离细胞表面或PI-PLC治疗(无花果。1 c)。 Del-1水平也是衡量ELISA的上层清液HEK293T细胞表达鼠标Del-1 heparinase或PI-PLC后治疗。 增加Del-1上层清液中显著水平相比,控制细胞(图。1 d)。 这些发现表明,Del-1与内皮。 从控制小鼠肺部分,主要是完整glycocalyx和空间分布的硫酸乙酰肝素和Del-1验证了免疫染色(图2)。 低水平的glycocalyx、硫酸乙酰肝素和Del-1染色是在CLP中发现老鼠(图。2 b)。
Del-1与glycocalyx由heparinase脱离细胞表面或PI-PLC治疗。 (一个,B)绑定Del-1 (50 nM)固定BSA, HS (50 nM),和SDC1 (50 nM)和绑定的Del-1固定化HS或SDC1 heparinase治疗(0.005 U /毫升或0.05 U /毫升),评估,分析固相绑定。 数据显示为均值±SD (n = 3老鼠每组)。*P< 0.05和__P< 0.01,学生的t以及。 (C)Immunohistochemistry Del-1 heparinase对待(0.05 U /毫升)或PI-PLC (2 U /毫升)在37°C 1.5 h。 核与DAPI染色(蓝色)。 酒吧、规模50μm。 (D)ELISA Del-1从上层清液从文化对待heparinase (0.5, 2 U /毫升)或PI-PLC (0.2, 2 U /毫升)在37°C 1 h。 数据显示为均值±SD (n = 6小鼠每组)。*P< 0.05和__P< 0.01,学生的t以及。 BSA:牛血清白蛋白; DAPI: 4′, 6-diamidino-2-phenylindole; Del-1:内皮locus-1发育; ELISA:酶联免疫吸附试验; 海关:硫酸乙酰肝素; PI-PLC: phosphatidylinositol-specific磷脂酶C; SDC1: syndecan-1。
增加炎症细胞招聘在活的有机体内由于Del-1不足
正如预期,CLP小鼠表现出明显高于中性粒细胞的积累比控制小鼠腹腔灌洗液(无花果。3)。 此外,Del-1−−/CLP小鼠表现出明显高于中性粒细胞的积累比WT CLP小鼠腹腔灌洗液(无花果。3 b)。 增加白血球Del-1招聘−−/CLP老鼠不可能简单地归咎于外周血计数的变更,因为本构血液中白细胞数量可比WT CLP和Del-1之间−−/CLP老鼠(图。3 b)。
Del-1水平在各组织的感染性动物模型
后24 h (CLP)表达Del-1肾上腺明显减少,心脏,大脑和肺组织,但不是肾脏(无花果。4)。
血清和BAL流体Del-1感染性动物模型中的水平
老鼠接受了CLP 25针(那么严重脓毒症)5天内死于手术和那些接受了CLP 21-gauge针(更严重的败血症)手术(图2天内死亡。5)。 血清Del-1 CLP小鼠水平显著高于控制老鼠和显著增加了越来越严重的败血症(无花果。5 b)。
Del-1水平血清和BAL流体从感染性动物模型。 (一个CLP老鼠少严重脓毒症(25穿刺针头大小)在5天内死亡而更严重脓毒症(21-gauge针穿刺大小)在2天内死亡(n = 4 - 5每个实验组小鼠每组小鼠和n = 3;P= 0.01,相比,生存率较kaplan meier估计)。 (B)后24 h (CLP)血清Del-1水平显著增加按照脓毒症的严重程度。 数据显示为均值±SEM (n = 4 - 5每实验组小鼠,小鼠n = 3 /对照组)。*P< 0.01,学生的t以及。 (C)血清Del-1水平见顶1 h后滴剂LPS的肺脓毒症组(虚线)。 肺动脉以外脓毒症组血清Del-1水平高在12 h在CLP (21-guage,实线)。 (DBAL流体)Del-1水平见顶1 h滴剂后的有限合伙人。 在CLP (21-guage)小鼠,BAL流体Del-1高在48小时后手术。 数据显示为均值±SD (n = 6小鼠每组)。*P< 0.05和__P< 0.01,肺脓毒症与肺动脉以外败血症、学生t以及。 拜尔港:支气管肺泡灌洗; 中电控股:盲肠的结扎和穿刺; Del-1:内皮locus-1发育; 有限合伙人:脂多糖。
在小鼠LPS-induced肺部炎症(肺脓毒症),血清Del-1水平见顶后1 h有限合伙人(图。5度)。 在CLP老鼠(肺动脉以外败血症)、血清Del-1水平高在12 h后过程(图。5度)。 我们也评估BAL流体中的Del-1浓度随着时间的推移,在这两个模型。 类似于血清Del-1, BAL流体Del-1水平见顶后1 h有限合伙人(图。5 d)。 同时,BAL流体Del-1 CLP老鼠在过程(图48 h后高。5 d)。
其他肺的血清生物标志物水平和肺动脉以外败血症
在肺脓毒症模型中,LPS-induced血清水平的syndecan-1, ICAM-1,愤怒,IL-17, il - 6, TNF-α都达到顶峰(图1 h有限合伙人管理。4)。 在肺动脉以外脓毒症模型中,水平的血清生物标志物在4 h-12 h syndecan-1 CLP达到顶峰后,ICAM-1 48 h, 12 h愤怒,IL-17 48 h, il - 6的24小时和48小时TNF-α(无花果。6)。
生物标志物水平在肺和肺动脉以外脓毒症模型。 (一个- - - - - -C)的血清水平syndecan-1、ICAM-1和愤怒都达到1 h有限合伙人滴剂后肺脓毒症组。 肺动脉以外脓毒症组的血清生物标志物在4 h-12 h syndecan-1 CLP达到顶峰后,ICAM-1 48 h, 12 h愤怒。 (D- - - - - -F)这些结果在很大程度上类似炎症生物标记(IL-17、il - 6和TNF-α)。 数据显示为均值±SD (n = 6小鼠每组)。*P< 0.05和__P< 0.01,肺脓毒症与肺动脉以外败血症、学生t以及。 中电控股:盲肠的结扎和穿刺; ICAM:细胞间细胞粘附分子; IL:白介素; 有限合伙人:脂多糖; 愤怒:受体高级糖化终端产品; 肿瘤坏死因子:肿瘤坏死因子。
病人的特点
血清中位数Del-1水平在84名患者和20名健康对照组分别为174.0(范围113.7 - -534.4)µg /毫升和88.2(范围73.5 - -120.5)µg /毫升,分别为(P= 0.001; 无花果。7一个)。 最优截止血清Del-1水平预测90天的病人的死亡率375.96µg /毫升。
患者分为低Del-1组(血清Del-1 < 375.96µg /毫升; n = 57)和高Del-1集团(血清Del-1≥375.96µg /毫升; n = 27)。 这两组的基线特征和临床结果如表所示1。 组相似的年龄,性别,和Charlson发病率指数。 肺动脉以外脓毒症患者的比例往往是高Del-1组高(23%比41%;P= 0.09)。 高Del-1组得分显著高于沙发(10[范围,7 - 12)和12(范围,10 - 14);P= 0.02)和迪拜国际资本得分(3(范围、2 - 4)和4(范围3 - 6);P当承认ICU = 0.02)。 同样,有趋势APACHEⅱ评分更高,更高比例的脓毒性休克患者,接受机械通气的病人的比例高Del-1组。 高Del-1组显著降低血小板计数、凝血酶原时间(%)。 最初的血清乳酸也是更高的高Del-1组,但差异无统计学意义(P= 0.08)。
临床结果在低Del-1和高Del-1组
没有差别的复苏或感染组(见补充表之间的目标实现S1); 然而,90天的死亡率高Del-1组显著高于低Del-1组(40% vs . 74%;P= 0.004; 表格1)。 此外,有趋势28天高死亡率和再住院高Del-1组(表1)。 亚组分析,不包括肺脓毒症表现出显著差异在90天的死亡率高Del-1集团的支持(见补充表S2)。 kaplan meier生存曲线的低和高Del-1组织图所示。7 b(P= 0.004)。
血清Del-1水平和死亡率之间的联系
多元分析显示低血小板高的一个重要协会90天的死亡率。 高血清Del-1水平往往是伴随着更高的死亡率(调整后的优势比,1.87; 95%置信区间,0.995 - -3.50;P= 0.052; 看到补充表S3); 亚组分析显示,这种关系只是统计上显著的肺动脉以外脓毒症组(见补充表S4)。 血清的auc Del-1预测28和90天的死亡率为0.63 (95% CI, 0.49 - -0.76)和0.65 (95% CI, 0.53 - -0.77),分别。 然而肺动脉以外脓毒症组,血清的auc Del-1预测28和90天的死亡率为0.84 (95% CI, 0.62 - -1.00)和0.70 (95% CI, 0.47 - -0.93),分别。 这些都是大于APAHCE二世和沙发的auc得分(见补充表S5)。
炎性细胞因子和血清Del-1
与血清il - 6水平相关性弱Del-1水平(见补充表S6)。 血清il - 6水平明显高于高Del-1组比低Del-1组(见补充表S7)。
讨论
本研究的主要发现如下。 首先,减少内皮glycocalyx和冲刷的Del-1观察脓毒症的动物模型。 第二,动物模型血清Del-1增加根据脓毒症的严重程度,随着时间的推移和表达谱的血清Del-1肺动脉以外和肺脓毒症模型之间是不同的。 第三,血清Del-1败血症的病人比在控制,和高血清Del-1与更严重的败血症和更高的死亡率。 本研究扩展了以前的研究报告表明Del-1扮演着一个重要的角色在两个急性和慢性炎症8,10,24,25,26。
一些病理生理的过程与结构和功能相关glycocalyx的错乱27,28。 强有力的协会glycocalyx退化和疾病之间也可能存在脓毒症29,30.。 目前的研究表明,与膜结合分子glycocalyx和硫酸乙酰肝素等,Del-1形成了内皮。 在这项研究中,endothelium-derived Del-1显示抑制leukocyte-endothelial交互在脓毒症的动物模型。 在腐败的条件下,内皮细胞的表达特定分子不太明显,建议glycocalyx脱落。 此外,血清Del-1脓毒症的严重程度的增加而增加,并与预后有关。 这些发现支持这一概念,内皮功能障碍在脓毒症的病理生理学有突出的作用。
炎症反应导致危及生命的multiorgan障碍在脓毒症的过程中5。 多项研究表明,炎性刺激,如有限合伙人,TNF-α,有助改善炎症粘连物损伤你的心脏的和IL-17,导致表达受体,减少表达inflammation-inhibiting Del-1等信号8,9,10,24,26,31,32。 在这项研究中,有一个减少Del-1表达式在各种组织感染性老鼠相比,控制老鼠。 这一发现与先前的报道是一致的,表达式的Del-1组织炎症的影响8,10,24,25,26,31,33。 有趣的是,Del-1表达减少肾上腺组织感染性老鼠。 促炎细胞因子诱导的肾上腺Del-1缺乏可以促进白细胞在肾上腺和随后的积累影响肾上腺功能的脓毒症24。 这种现象可能导致的死亡率增加患者高血清Del-1肾上腺功能障碍在感染性休克的存在有很高的死亡率34,35。 不幸的是,我们没有数据在血清和尿白蛋白/肌酐和血清皮质酮和ACTH浓度可能有助于确定肾或肾上腺功能障碍在脓毒症的动物模型和人类。 因此,需要验证性研究。
虽然有几个报告Del-1在人体组织内的表达8,10,24,25,26,没有报告Del-1水平的血液。 问题组织生物标志物包括获得重复的问题样品和他们的成本。 不同于其他组织,血液样本可以很容易获得。 我们证明glycocalyx在脓毒症的破坏和减少可能解放Del-1从内皮细胞和细胞外基质,允许它进入血液,导致增加血清Del-1水平。 这一发现与先前的观察,血清水平的整合syndecan-1和循环葡糖氨基葡聚糖是增加患者的重要疾病14,30.,36。 在这方面进一步的调查是必要的。
进一步翻译从动物到人类当前的结果,得到了血液样本从重症脓毒症患者和健康对照组。 在脓毒症患者血清Del-1明显高于对照组。 此外,高血清Del-1与更严重的疾病,器官功能障碍和死亡率。 有趣的是,DIC得分更高,低血小板计数,降低凝血酶原时间(%)观察患者血清Del-1高。 磷脂酰丝氨酸的微粒的形成伴随着外化必不可少的促凝血的作用37和Del-1参与phosphatidylserine-expressing微粒的间隙38。 因此,内皮损伤导致Del-1损耗(高血Del-1水平)可能导致促凝血的状态,与病理上增加微粒的生成。 Leukocyte-platelet骨料伴随着增加炎症基因的表达和促凝血的效果39。 Del-1还能抑制形成leukocyte-platelet骨料通过阻断Mac-1之间的交互和糖蛋白Ib40。 最后,脱落的glycocalyx仅导致严重创伤患者凝血障碍和出血性休克41。 总的来说,这些发现表明,内皮脱落导致Del-1损耗可能与sepsis-induced有关凝血障碍。
目前的研究表明,血清的早期增加Del-1 (1 h)峰值在有限合伙人滴剂和后期增加血清Del-1(峰值12-48 h) CLP后可能反映炎症反应。 这些发现在很大程度上类似的内皮损伤和促炎细胞因子的生物标志物。 有限合伙人的hypertriglyceridemic效果一样迅速发生2 h后管理42。 与此同时,在脓毒症的老鼠模型,多个基因参与脂质代谢调节CLP后6 h43。 在这项研究中,患者的肺动脉以外脓毒症的比例更高高Del-1和血清Del-1水平和死亡率之间的关系成为了肺动脉以外脓毒症更加明显。 此外,亚组分析显示血清Del-1能够预测肺动脉以外脓毒症的死亡率。 虽然收集到的样本在ICU承认,不太可能血清Del-1水平分析了脓毒症发病数小时之后,这表明我们的结果更反映血清与肺动脉以外Del-1脓毒症的关系比肺脓毒症。
脓毒症诊断是根据临床标准,并不反映其病理生理学1。 因此,脓毒症可能非常异构对治疗的反应不同。 例如,著名的等。 确定ARDS患者反应不同的流体管理44。 我们的发现证明sepsis-induced内皮功能障碍的进一步证据。 血清Del-1水平可以识别不同的subphenotypes glycocalyx脓毒症的治疗目标。 几项研究在出血性休克、缺血再灌注损伤表明,政府的新鲜冷冻血浆,七氟烷或氢化可的松glycocalyx减少脱落45,46,47。 可溶性Del-1 neutrophil-mediated炎性疾病的潜在治疗8,10,26,40。 此外,最近的一项研究发现Del-1因素促进骨髓形成稳态和炎症条件下尤其如此48,49。 这可能是重要的,因为嗜中性白血球减少症是一个主要的脓毒症患者预后预测指标。 Del-1可能有用的诊断和治疗败血症,但需要进一步评估。
解释本研究时必须考虑一些局限性。 首先,尽管高血清Del-1和脓毒症的严重程度之间的关系是健壮的,它并没有完全阐明内皮功能障碍导致的机制通过增加血清Del-1。 例如,Del-1可能是脓毒症期间从肾上腺释放出来。 然而,它似乎是合理的,从内皮glycocalyx Del-1棚屋。 我们发现Del-1与内皮细胞表面蛋白多糖,并脱离heparinase或PI-PLC治疗支持这一假设。 还需要进一步的研究来确定血清Del-1的来源。 全球第二,气管内的滴剂LPS引起的肺部炎症和损伤,但它不一定代表着“肺脓毒症”模式。 第三,人类研究回顾设计,增加了选择性偏差的风险,这项研究的样本量相对较小可能是负责非标准的一些结果。 第三,截断值375.96µg /毫升有点武断。
综上所述,我们得出这样的结论:血清Del-1可能是一个有用的内皮功能障碍的生物标志物,败血症,sepsis-induced器官功能障碍。
数据可用性
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