摘要
背景
Cathelicidin/LL-37在人體免疫防禦反應中起著重要作用。暴露於炎症誘導損傷的早產兒未成熟器官是導致常見早產相關並發症的關鍵因素。先前的研究表明,與足月嬰兒相比,氣管吸入和母乳中的LL37濃度在早產兒中較低。一項成人研究顯示,LL-37水平降低是患者發展為嚴重慢性阻塞性肺疾病(COPD)的一個危險因素。然而,關於人臍帶血LL37在早產兒中的調節及其與早產並發症的關係,我們知之甚少。本研究旨在探討早產兒臍血中LL37的濃度及其與早產並發症的相關性。
方法
納入了2017年6月至2021年8月在研究醫院出生的單例嬰兒。收集產婦和新生兒的臨床特征。采用酶聯免疫吸附法測定出生後48 ~ 72 h臍血中LL37水平、促炎因子白細胞介素-6 (IL-6)、腫瘤壞死因子-a (TNF-a)及血清中LL37水平。比較早產兒和足月兒血清中LL37水平,探討可能影響LL37水平的圍產期因素,分析LL37水平與早產結局的關係。
結果
早產兒臍血LL37水平低於足月新生兒。早產兒臍血LL37水平與胎齡呈正相關。產前給早產兒類固醇可降低臍帶血LL37水平。支氣管肺發育不良(BPD)患者LL37水平明顯較低。多線回歸分析顯示,臍血中LL37水平較高是BPD的獨立保護因素。促炎因子IL-6濃度與LL37呈負相關。
結論
臍帶血LL37水平在妊娠期升高,圍產期使用類固醇後降低。臍帶血LL37水平較高的極早產兒患BPD的風險較低。促炎細胞因子IL-6的調控可能與LL37對BPD的保護作用有關。
背景
Cathelicidin/LL-37是已知的唯一一種人類Cathelicidin,屬於最重要的人類抗菌肽家族,在人類免疫防禦反應中發揮著重要作用,包括調節先天免疫和炎症誘導的組織修複[1,2,3.,4,5,6,7].LL37在炎症相關疾病中的作用仍有爭議。此前對成人的研究顯示,LL-37水平降低可能是患者發展為嚴重慢性阻塞性肺疾病(COPD)的高風險因素[8,也會導致關節炎[9].暴露於炎症機製是與早產有關的並發症的基石[10,11,12].在早產並發症中,支氣管肺發育不良(BPD)仍是導致新生兒死亡和發病率的主要早產並發症[10,11,12].持續的產前和產後炎症在支氣管肺發育不良(BPD)的發病機製中起著至關重要的作用[12].在成人COPD研究中,發現LL37水平較低與NF-κB激活較高相關,因此有助於慢性炎症反應[8].此前的研究顯示,母體和臍帶血漿LL37水平之間存在顯著相關性[13].與足月嬰兒相比,早產兒氣管吸出物和母乳中的LL37濃度較低[14,15],呼吸道感染期間氣管抽吸中LL37水平升高[15].然而,目前對早產兒臍帶血LL37及其與早產並發症的關係以及其潛在機製知之甚少。本研究旨在探討早產兒臍血中LL37的濃度及其與早產兒並發症發生的相關性。
方法
患者登記
這是一項前瞻性隊列研究。本研究納入了2017年6月至2021年8月在廣東省婦幼醫院出生的單胎嬰兒。納入標準:(a)在研究醫院出生的新生兒;(b)單例出生;(c)取得新生兒監護人的書麵同意。排除標準:(a)有重大先天性異常;(b)母親乙型肝炎(HBsAg和/或HBeAg)和C病毒(抗- hcv)、梅毒、人類免疫缺陷病毒(HIV)(抗-HIV-1和抗-HIV-2)和抗巨細胞病毒、風疹、弓形蟲和單純皰疹病毒的IgM抗體陽性或母親感染,如絨毛膜羊膜炎和敗血症(絨毛膜羊膜炎、TORCH(弓形蟲、風疹病毒、巨細胞病毒、單純皰疹病毒和其他)綜合征呈陽性[16]。(c)嚴重圍產期窒息(定義為Apgar評分0-3分持續5分鍾以上,臍帶血氣體pH值< 7.00,或兩者兼有)[17].
臨床資料收集
產婦的臨床資料包括年齡、妊娠糖尿病、妊娠高血壓、胎膜早破和產前給藥類固醇。
新生兒臨床資料包括性別、胎齡、出生體重、分娩方式和輕度窒息。
根據2001年尤尼斯·肯尼迪·施賴弗國家兒童健康和人類發展研究所(NICHD, Bethesda, MD)提出的診斷標準,支氣管肺發育不良(BPD)被定義為至少28天的含氧量為21%的治療。其嚴重程度將在經後36周或出院回家時進行評估。輕度BPD,定義為在評估時呼吸室內空氣。中度BPD定義為需要< 30%的補充氧,重度BPD定義為需要≥30%的補充氧或氣道正壓。如果嬰兒當時仍在研究中心住院,建議在出生第一周、出生第14 - 28天之間以及經後年齡34 - 36周之間進行頭顱超聲檢查。壞死性小腸結腸炎(NEC)可在手術、屍檢中診斷,或在x光片上發現腸氣、肝膽氣體或腹內遊離空氣[18].根據國際分級記錄早產兒視網膜病變(ROP)的各階段。培養陽性敗血症由血液或腦脊液培養陽性定義。所有臨床診斷均根據標準參考文獻定義[17].
臍血采集及LL37濃度檢測
收集出生後48-72小時血液常規檢查的臍帶血和棄血,然後在低溫離心機(RT, Beckman, USA)中4攝氏度重力500克離心8分鍾。從臍血中分離血清,評估LL37 (ng/ml)和IL6、TNF-a (pg/ml)濃度。隻有在常規護理中臨床需要時才采集血液樣本。酶聯免疫吸附測定(ELISA)試劑盒(LL-37 ELISA試劑盒,elabscience, E-ELH2438c, 6KMWT3F5HA;人IL-6/白細胞介素-6酶聯免疫吸附測定試劑盒(武漢EIAab Science),貓(e0079h);人腫瘤壞死因子(TNF-a/腫瘤壞死因子a)酶聯免疫吸附測定試劑盒(chinese e0133h)
統計分析
連續變量報告均值和標準差,類別變量報告數量和百分比。分類變量的組比較采用非參數檢驗、Fisher確切檢驗或卡方檢驗(視情況而定)進行。兩組間連續值的差異用非配對Student 's t檢驗進行比較。Pearson/Spearman相關性用於確定LL37水平與變量之間的相關性。采用多元線性回歸分析評估新生兒/產婦因素對LL37水平的預測貢獻或各因素對BPD的貢獻。采用單樣本Kolmogrov-Smirnov檢驗估計變量的分布特征。所有的統計檢驗都是雙尾的p-值< 0.05認為有統計學意義。所有統計分析均采用SPSS 21.0 (IBM)軟件進行。
結果
研究人群
2017年6月至2021年8月期間,共有245名嬰兒參加了這項研究。足月新生兒80例(29.8%),早產新生兒165例(70.2%),其中小於32孕周(GA)的極早產新生兒112例。足月新生兒與早產新生兒在胎齡、出生體重、分娩方式、產婦年齡、產婦妊娠並發症、產前類固醇使用等方麵差異有統計學意義(表2)1).
臍血和血清LL37水平
入選的55名足月嬰兒和134名早產兒(102名極早產兒小於32 GA)臍帶血LL37水平可用。早產兒臍血LL37水平明顯低於足月新生兒(P= 0.01,無花果。1A).在134名臍帶血LL37有效水平的早產兒中,75名嬰兒在出生後48-72小時血清LL37有效水平。早產兒出生後48 ~ 72 h血清LL37水平高於臍帶血(P= 0.01,n= 75,無花果。1B).進一步,我們研究了可能影響早產兒臍帶血中LL37濃度的因素。多元回歸分析顯示,產前使用類固醇可降低臍帶血LL37水平(B = -126.695,p= 0.027,n= 134,表2).早產兒出生後48-72小時血清LL37水平不受圍產期因素的顯著影響(補充表1,n= 75)。GA水平降低與臍血LL37水平降低相關(B = 45.560,p= 0.004,n= 134,表2).進一步的線性相關分析顯示,臍血LL37水平與孕齡呈正相關(R= 0.347,P< 0.0001,n= 134,無花果。1C)。
臍帶血中ll37的水平和極早產兒的結局
極早產兒的主要特點及早產並發症見補充表2.為了研究LL37水平與極早產兒預後之間的關係,我們比較了被診斷有以下常見並發症(包括BPD、NEC、腦室內出血(IVH)、ROP、敗血症)的極早產兒組和未被診斷有以下常見並發症的極早產兒組的LL37水平。我們發現後來發生BPD的新生兒臍帶血中LL37的水平低於沒有BPD的新生兒(p= 0.001)。其他並發症中LL37的差異無統計學意義(n= 102,表3.).
極早產新生兒臍帶血中LL37和BPD水平
為了進一步研究臍帶血LL37和極早產兒BPD的保護作用,我們采用多元回歸分析,包括可能影響BPD發生率的圍產期因素。結果表明,較高水平的LL37是BPD的獨立保護因子。n= 102,表4).此外,我們還進行了多元回歸分析,並測試了臍帶血LL37和BPD嚴重程度(無BPD、輕度、中度和重度BPD)在孕36周或出院回家時評估的相關性。我們發現敗血症是嚴重BPD的一個危險因素,具有較大GA和較高臍帶血LL37的嬰兒發展為嚴重BPD的風險較小(表5).
臍帶血中LL37和炎症細胞因子的水平
圍產期炎症在支氣管肺發育不良的發病中起著至關重要的作用。促炎過程影響未發育的早產兒肺。因此,我們分析了臍帶血LL-37與促進BPD-IL-6和TNF-a發展的常見促炎細胞因子之間的相關性。102名極早產兒有LL37、IL-6和TNF-a水平結果。我們發現IL-6水平與LL37水平呈正相關(R= -0.391,p< 0.0001,n= 102,無花果。1D). TNF-a與LL37水平無顯著相關性(R= 0.120,p= 0.230,n= 102,無花果。1E)。
討論
早產兒經常暴露於肺部感染、有創機械通氣和高氧等損傷,導致肺部炎症調節異常[19,20.,21,22].抗菌肽LL37是唯一已知的人類抗菌肽[1,2,3.].它是肺部炎症反應係統的效應分子[23].本研究首先調查了早產兒臍血LL37水平及其與早產並發症的關係。結果表明:(1)妊娠期臍血LL37水平升高;(2)產前使用類固醇降低臍帶血LL37;(3) LL37是BPD發生的獨立保護因子。臍帶血LL37水平較高的極早產兒患嚴重BPD的風險也較低,這種保護作用可能與調節炎症反應有關。
在人類中,抗菌肽LL-37被認為是主要的殺菌肽,因為它提供了抵禦感染的第一道防線,並在新生兒,特別是早產兒的先天免疫調節中發揮著至關重要的作用[4,24,25].之前的幾項研究評估了新生兒LL-37的水平[1,2,3.,4,5,13,14,15].既往研究顯示,足月新生兒臍帶血中性粒細胞中LL37的平均水平遠低於成人血液[4].Susan Schaller證明,與足月嬰兒相比,早產兒在氣管吸出物中LL37減少,支氣管肺泡灌洗液LL37在感染反應中的上調可能代表了呼吸防禦係統的一種效應分子[15].G. Velázquez-Sámano顯示痰液中LL-37的增加與較少的呼吸道感染相關[26].但在早產兒中,LL37在其較不成熟的免疫係統中發揮更重要作用的研究較少[3.,4,27].我們的研究首次發現臍帶血LL37水平在妊娠期間升高。早產兒的LL37水平明顯低於足月兒。考慮到LL37的免疫調節和抗菌作用[1,2,3.,4,13,14,15],較低的LL37可能導致早產兒更容易發生敗血症和過度炎症反應。其增加可被認為是對急性炎症或感染性損傷的一種反應。
在進一步的多元回歸分析中,我們發現產前使用類固醇可以降低臍帶血中LL37的水平,但對48-72小時後的血清LL37水平沒有影響。48 ~ 72 h後血清LL37水平高於臍帶血。既往研究表明,LPS暴露後可誘導LL37 [5].出生後後期LL37水平升高可能與促炎的宮外微環境的調節有關,對早產新生兒具有良好的反饋作用。
炎症誘導損傷被認為是所有這些導致早產並發症的多因素原因的共同因素[6,7,8].新生兒未成熟免疫係統,特別是早產兒,在損傷性接觸後表現出更強的促炎特征[27,28].一項針對成人的研究表明,LL-37水平降低可能是嚴重慢性阻塞性肺病(COPD)患者發展的高風險因素,該疾病也被描述為慢性肺部炎症[6].其潛在機製可能是LL37可以抑製核因子-kappa B,從而減輕炎症細胞因子網絡的表達。在其他針對成人的研究中,低LL-37被發現與慢性透析、敗血症和結核病等多種疾病的不良預後有關[29,30.,31].然而,由於新生兒的免疫係統與成人不同,新生兒的情況可能不一樣。目前還沒有對BPD患者進行過研究。由於LL37水平隨著胎齡(GA)的降低而降低,極早產兒發生早產相關並發症的風險更高,我們比較了不同並發症中的脊髓LL37水平,以了解LL37與早產結局的相關性。我們發現這些非常早產的新生兒後來發生BPD的臍帶血LL37較低,多元回歸分析顯示,較高的LL37是發生BPD和嚴重BPD的獨立保護因素。與輕度或中度BPD兒童相比,重度BPD兒童住院死亡率更高,呼吸係統預後較差,長期神經發育結局較差[32].提示LL37可促進早產兒肺發育,為其在預防早產兒BPD中的轉化應用奠定了基礎。
炎症反應與異常肺發育之間的聯係已得到很好的證實[10,19].炎症介質,在有創機械通氣、高氧暴露和膿毒症後的肺損傷過程中增加,似乎是BPD發病的一個重要組成部分[20.,32].早產兒免疫係統不成熟導致肺炎症調節異常[10,33].因此,我們檢測了臍帶血LL37與兩種主要促炎細胞因子IL-6和TNF-a濃度的關係。我們的研究顯示IL-6水平與臍帶血LL37呈負相關,而TNF-α水平與之無關。受損的肺組織釋放趨化因子和炎症細胞因子,如白介素IL-6 [33,34,35].多項研究表明,在最終發展為BPD的人類早產兒的呼吸過程中,IL-6在很早就升高[33,34,35].也有研究表明,間充質細胞與肺泡上皮細胞之間的串擾可能受到白介素IL-6的幹擾,從而中斷肺損傷後的修複過程[34].LL37可能調節IL-6,這可能是LL37改善極早產兒呼吸結局的潛在機製。LL37調控IL-6的機製有待進一步研究。
限製
這項研究有幾個局限性。首先,在納入的112名小於32周的極早產嬰兒中,隻有102名嬰兒有LL37水平檢測結果,10名嬰兒臍帶血中LL37水平檢測失敗。因此,當我們分析LL37水平與預後之間的關係時,僅納入102例有LL37結果的嬰兒。由於我們使用出生後48-72小時常規血檢棄血進行酶聯免疫吸附試驗,僅在常規護理中臨床需要時采集血樣。因此,並不是所有入選的嬰兒都有LL37水平的結果。其次,112名出生時小於32周發生GA的嬰兒中,隻有14名出生時小於28周發生GA。進一步的研究應該包括更多的極早產兒,他們通常有更高的BPD和並發症的風險。第三,呼吸道感染情況下LL37升高,這是一個急性炎症反應過程[15成人BPD或COPD為慢性肺部炎症過程。我們發現出生後48-72小時血清LL37與BPD無相關性。在出生後不同時間點測量LL37,分析LL37與慢性肺炎症的關係,還需要進一步研究。
結論
妊娠期臍帶血LL37水平升高,圍生期使用類固醇後降低。較高的臍帶血LL37是BPD發展和嚴重BPD的獨立保護因子。LL37對BPD及其嚴重程度的保護作用可能是由促炎細胞因子IL-6的抑製作用介導的。這些結果為LL37在早產兒BPD中的轉化應用奠定了臨床基礎。
數據和材料的可用性
本研究中使用和/或分析的數據集可根據合理要求從通訊作者處獲得。
縮寫
- il - 6:
-
白細胞介素- 6
- TNF-a:
-
腫瘤壞死因子a
- 桶:
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支氣管肺的發育不良
- 乙肝病毒:
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乙型肝炎病毒
- 丙肝病毒:
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丙型肝炎病毒
- 艾滋病毒:
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人類免疫缺陷病毒
- IgM:
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免疫球蛋白M
- 火炬傳遞:
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弓形蟲、風疹病毒、巨細胞病毒、單純皰疹病毒等
- 美國兒童健康與人類發展研究所:
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尤尼斯·肯尼迪·施賴弗國家兒童健康和人類發展研究所
- NEC公司:
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壞死性小腸結腸炎
- 羅普:
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視網膜病變的早產
- ELISA:
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酶聯免疫吸附試驗
- IVH:
-
腦室內出血
- 遺傳算法:
-
孕齡
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確認
沒有確認。
保證人的角色
研究的資助方在研究設計、數據收集或分析、決定發表或準備手稿中沒有任何作用。通訊作者有權查閱研究中的所有數據,並對提交發表的決定負有最終責任。
資金
基金資助:國家重點研發計劃項目(no. 2021yfc2701700)、國家自然科學基金項目(no. 82101817)、廣東省自然科學基金項目(批準號:2021yfc2701700);2021 a1515012121)。廣州市科技計劃項目(批準號:201814822)。202102080104)。
作者信息
作者和聯係
貢獻
(一)研究構思和設計:YJ和RZX。(二)行政支持:所有作者。(三)研究資料或患者的提供:所有作者。(四)數據采集與整理:YLL、wzp、YY、QZ、WJL。(五)數據分析與解釋:楊潔、M WH、L ZP、W W、ZZC、RZX。(六)稿件撰寫:RZX、WW。(七)審稿:所有作者閱讀並審稿。
相應的作者
道德聲明
倫理批準和同意參與
本研究經廣東省婦女兒童醫院倫理委員會(202001174)批準,所有受試者均同意參加研究。
所有方法都是根據1964年《赫爾辛基宣言》及其後來的修正案或類似的道德標準進行的。
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所有作者同意發表這篇文章。
同意出版
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額外的信息
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補充信息
額外的文件1:
補充表1。出生後48-72小時影響血漿中LL37濃度的圍產期因素的多元回歸分析模型補充表2。早產兒並發症主要發生在< 32周和< 28周。
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任,周,莫,魏,楊,李。et al。早產兒臍血抗菌肽LL37水平及其與早產並發症的關係斜體字J Pediatr48歲的111(2022)。https://doi.org/10.1186/s13052-022-01295-6
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DOI:https://doi.org/10.1186/s13052-022-01295-6
關鍵字
- 抗菌肽
- LL37
- 早產兒
- 早產的並發症