骨髓炎患儿血清组织蛋白酶G、乳铁蛋白表达与疾病严重程度的相关性

李佳鑫 王树人 单志涛 王特哈斯

骨髓炎是临床中常见的一种感染性骨科疾病，其发病原因与化脓性细菌侵袭机体血液循环，影响骨髓内结缔组织，是一种感染性骨科炎症，一部分患者是因为细菌对邻近软组织进行侵染发展形成，也有一部分是因为开放性骨折导致的感染［1-2］。学龄儿童发生骨髓炎的概率较大，一旦治疗不及时，会对机体骨结构产生破坏，对儿童的生长发育产生严重的影响，其生理、病理性变化常常伴随不可逆性，最终导致残疾［3］。乳铁蛋白（lactoferrin，lf）主要是通过上皮细胞分泌产生，属于一种铁结合糖蛋白，起作用主要体现在抗病毒和抗氧化，同时发挥抑菌作用，通过免疫调节参与多种生理、病理过程［4］。已经有研究证实，lf 对成骨细胞增殖具有一定的促进作用［5］，但是关于在骨髓炎中的相关研究较少。组织蛋白酶G（Cathepsin G，ctsg）是组织蛋白酶家族中的重要成员，主要存在于中性粒细胞、肥大细胞、单核细胞中，参与病原体清除过程，在细胞因子水解以及细胞表面受体激活、脱落中具有参与作用［6］。目前临床中主要采用抗生素、手术对骨髓炎患儿进行治疗，但是患儿的预后状况较差。本文旨在研究骨髓炎患儿血清ctsg、lf 表达与疾病严重程度的相关性，为儿童骨髓炎临床诊断提供实验依据。

1 对象与方法

1.1 研究对象

选取2020年11月至2021年11月在黑龙江中医药大学附属第一医院就诊的骨髓炎患儿60 例，分为骨髓炎组，男35 例，女25 例，平均年龄（6.18±4.90）岁，平均病程（5.23±4.00）d，根据患病部位分为骨干骨髓炎30 例，干骺端骨髓炎30 例，其中包括预后良好20 例，预后不良40 例。选取同时期在本院健康体检患儿50 名，分为正常组，男25 例，女25例，平均年龄（7.13±4.85）岁。两组性别比例、年龄比较，差异无统计学意义（P＞0.05），具有可比性。

纳入标准：所有患儿均符合《中华小儿外科杂志》［7］中关于骨髓炎的诊断标准：局部压痛，肢体活动受限、屈曲状，患儿伴有发热、烦躁不安、哭闹等，感染败血症；所有患儿均经过CT、MRI 检查、血清生化确诊；本文研究患儿家属均知情，签署知情同意书，经过医院伦理委员会审批。排除标准：结核性骨髓炎患儿；白血病患儿；精神异常患儿；化脓性关节炎患儿；骨干肉瘤、骨样瘤患儿；退变性关节病等合并其他骨科疾病患儿；蜂窝组织炎、凝血功能异常患儿。

1.2 方法

1.2.1 检测ctsg、lf 水平

抽取两组研究对象入院当天空腹静脉血5 mL，转速3 000 rpm 离心10 min 后离心半径10 cm，提取上层血清。采用酶联免疫吸附试验检测：将提前稀释好的血液标本100 μL 加入相应的微孔板反应空中，第1 孔只加样品稀释液为零孔，混合均匀，37℃孵育90 min，甩去孔内液体，吸干水分；每孔加入准备好的抗体0.1 mL，在37℃孵育60 min，底物四甲基联苯胺（TMS）空白孔不加；甩去孔内液体，每孔中加入90 μL PBS，浸泡1～2 min，甩去孔内液体，吸干水分；每孔中加入90 μL TMS，避光放置15～20 min；每孔中加入90 μL TMS 终止液，即蓝色变为黄色。分光光度计测量450 mm 处OD值，分析ctsg、lf 水平。酶联免疫吸附试验试剂盒由深圳市科润达生物工程有限公司提供。

1.2.2 急性生理学与慢性健康状况评分系统Ⅱ（Acute physiology and chronic health status scoring system Ⅱ，APACHE Ⅱ）分评估［8］

APACHEⅡ评分系统主要包括年龄、急性生理学（APS）、慢性健康状况评分组成，其中APS 包括12项生理参数，总分为三者之和，最高分为71 分，＞15分表示患者为重症，15 分以下表示患者为非重症。

1.2.3 预后评估

采用危重评分（Pediatric Critical Illness Score，PCIS，PCIS）［9］、儿童死亡危险评分（Pediatric Risk of Mortality，PRISM）［10］评估骨髓炎患儿预后，PCIS评分主要包括8 项内容，总分为80 分，患儿得分越低说明病情越严重。PRISM 评分总分为100 分，患儿得分越低说明病情越危重。PCIS 评分为80～70 分，PRISM 评分为100-90 分表示患儿优良预后；PCIS 评分为＜70 分，PRISM 评分为＜90 分表示患儿不良预后。

1.3 统计学处理

采用SPSS 20.0 软件进行数据处理。计量资料以（）表示，组间比较采用独立样本t检验，相关性采用Pearson相关性分析，P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 骨髓炎患儿与正常儿童ctsg、lf 表达水平比较

与正常组相比，骨髓炎组ctsg 表达水平升高，lf 表达水平下降，差异有统计学意义（P＜0.05）。见表1。

表1 骨髓炎患儿与正常儿童ctsg、lf 表达水平比较（±s）Table 1 Comparison of CTSG and LF expression levels between osteomyelitis children and normal children（±s）

表1 骨髓炎患儿与正常儿童ctsg、lf 表达水平比较（±s）Table 1 Comparison of CTSG and LF expression levels between osteomyelitis children and normal children（±s）

组别正常组骨髓炎组t 值P 值n 50 60 ctsg（ng/mL）32.25±12.36 260.26±26.96 55.140 0.001 lf（mg/mL）7.90±2.18 5.25±1.03 8.367 0.001

2.2 不同APACHEⅡ分值患儿ctsg、lf 表达水平比较

与0-15 分组相比，大于15 分组ctsg 表达水平升高，lf 表达水平下降，差异有统计学意义（P＜0.05）。见表2。

表2 不同APACHEⅡ分值ctsg、lf 表达水平比较（±s）Table 2 Comparison of expression levels of CTSG and LF in different APACHE ⅱscores（±s）

表2 不同APACHEⅡ分值ctsg、lf 表达水平比较（±s）Table 2 Comparison of expression levels of CTSG and LF in different APACHE ⅱscores（±s）

APACHEⅡ0～15 分＞15 分t 值P 值n 22 38 ctsg（ng/mL）188.90±10.11 301.57±20.23 24.360 0.001 lf（mg/mL）7.60±1.10 3.89±0.66 16.370 0.001

2.3 不同预后患儿ctsg、lf 表达水平比较

与不良预后相比，预后优良患儿ctsg 表达水平降低，lf 表达水平升高，差异有统计学意义（P＜0.05）。见表3。

表3 不同预后患儿ctsg、lf 表达水平比较（±s）Table 3 Comparison of CTSG and LF expression levels in children with different prognoses（±s）

表3 不同预后患儿ctsg、lf 表达水平比较（±s）Table 3 Comparison of CTSG and LF expression levels in children with different prognoses（±s）

APACHEⅡ不良预后优良预后t 值P 值n 40 20 ctsg（ng/mL）321.71±30.37 137.36±10.63 26.260 0.001 lf（mg/mL）4.02±0.89 7.71±1.26 13.130 0.001

2.4 骨髓炎患儿ctsg、lf 水平与APACHEⅡ分相关性比较

ctsg 与APACHEⅡ分呈正相关（r=0.814，P=0.001）；lf 与APACHEⅡ分呈负相关（r=-0.786，P=0.001）。见图1。

图1 ctsg、lf 水平与APACHEⅡ分相关性比较Figure 1 Comparison of correlation between CTSG，LF levels and APACHE ⅱ

3 讨论

骨髓炎主要分为急性和慢性，急性骨髓炎是通过细菌内毒素对机体生理、病理进行诱导导致发病，其主要发病机制为大量炎症介质以及细胞因子释放，引起免疫系统紊乱，炎症反应失调［11］。慢性骨髓炎病理变化主要体现在骨内有脓液，肉芽组织产生，出现死骨和硬化骨等，感染病灶出现，炎症不断扩散，引起炎性反应，慢性骨髓炎患者进行药物治疗后，局部炎症消失，但是病情常反复发作［12］。相关研究显示，较轻的骨髓炎患者因为长时间炎症不治愈，引起肌肉萎缩，关节变得僵硬，对肢体功能、外观等产生严重的影响，病情严重的会导致癌症发生，影响患者的生活质量和生命安全［13］。

lf 作为一种非血红色铁结合蛋白，具有抗病毒、抗细菌活性的作用，抑制炎性细胞产生，对细胞的增殖、分化具有促进作用，同时能促进肠道益生菌生长［14］。且lf 能有效的显示机体中中性粒细胞总数及转化率，有研究指出，lf 浓度的高低反应中性粒细胞动力学，提示lf 与中性粒细胞成熟度有关［15］。lf 对铁诱导的脂质过氧化过程有一定的抑制作用，抑制丙二醛、超氧离子产生，避免中性粒细胞受损；同时lf 通过抑制氢氧根基团，从而保护周围组织不受损伤［16-17］。在本文研究结果显示，骨髓炎患儿lf 水平较低，提示lf 水平可能参与骨髓炎发病过程。＞15 APACHEⅡ分值患儿lf 表达水平下降明显，提示lf 水平高低与骨髓炎患儿严重程度有关。预后不良患儿lf 表达水平低，提示骨髓炎患儿病情越来越严重，患儿预后状况也越来越差。

ctsg 作为一种常见的丝氨酸类蛋白酶，对IL-1β、TNF-α、IL-8 等细胞因子具有活化水解作用，参与炎症因子免疫应答过程，进而发挥促炎和抗炎功能［18］。ctsg 通过对蛋白酶激活受体（PAR）N 末端细胞外结构域进行加工，促进PAR 受体活化，通过降低凝血酶受体活性，参与凝血平衡以及炎症反应过程［19］。本文研究结果显示，在骨髓炎患儿血清中ctsg 表达水平较高，提示骨髓炎患儿发病可能与ctsg 水平有关。相关研究显示，当气道被金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌感染，气道中的上皮细胞以及骨髓细胞会对病原体产生影响，导致大量的中性粒细胞被释放，在气道募集，大量粘液产生，炎症性反应加重［20-21］。在本文研究中＞15 APACHEⅡ分值患儿ctsg 表达水平显著升高，说明ctsg 水平与骨髓炎患儿病情严重程度有关，参与疾病发展。ctsg 过渡活化会激活机体中的细胞间黏附分子1、TNF-α 等，内皮细胞通透性增加，血管屏障功能障碍较为严重［22］。在本文研究中，预后优良患儿ctsg 表达水平较低，说明ctsg 水平的高低影响骨髓炎患儿预后。

综上所述，在骨髓炎患儿血清中，ctsg、lf 呈表达异常，而且ctsg、lf 表达高低与病情严重程度以及患儿预后具有紧密联系。由此可知，ctsg、lf应用于骨髓炎患儿的检测当中，能够明显提高临床预测效果，可为临床治疗骨髓炎提供有效的使用价值。