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背景:随老龄化现象日益凸显,压力性损伤(Pressure injury)的发生率和患病率逐年升高,现已成为全球性医疗保健问题之一。尽管对压力性损伤现存的危险因素采取了预防措施,但其发生率还在增加,仍存在极大的残余风险。因此,在管理传统危险因素的基础上,寻找并阐释可干预相关因素对预测和治疗压力性损伤十分必要。传统认为,压力性损伤主要由压力介导的缺血再灌注损伤(Ischemia reperfusion injury,IRI)引起。最近研究发现,多种IRI疾病的发生进展与其铁代谢紊乱密切相关。铁是人体代谢所必需的金属元素,但过量游离铁通过芬顿反应(Fe2++H2O2→Fe3++OH·+OH-)产生羟自由基,加剧体内的氧化应激,导致细胞、组织损伤。压力性损伤作为一种IRI疾病,其发生和进展与铁代谢紊乱的相关性尚不清楚。目的:探讨分析压力性损伤发生和进展与铁代谢紊乱的相关性,构建小鼠压力性损伤模型初步探索铁代谢紊乱导致其组织损伤的机制。方法:本研究包括两部分内容。第一部分为基于人群的病例对照研究:(1)局部组织收集,于2019年12月-2021年12月在青岛大学附属医院收集了20例行伤口清创手术的3期和4期压力性损伤患者废弃伤口组织,并根据组织病理特征不同将其分为伤口边缘组织和伤口坏死组织;收集20例行骨折内固定物取出术的非压力性损伤患者的废弃正常组织作为对照组。通过苏木精伊红染色(Hematoxylin eosin staining,HE staining)、普鲁士蓝染色(Prussian blue staining,Perl’s Blue staining)、电感耦合等离子体质谱(Inductively coupled plasma mass spectrometry,ICP-MS)和酶联免疫吸附测定试剂盒(Enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)检测比较伤口组织和正常组织中铁代谢相关指标:铁离子、转铁蛋白(Transferrin)、铁蛋白(Ferritin)水平差异性。(2)血清收集,收集病例组196例压力性损伤患者和对照组196例非压力性损伤患者血清和临床信息。病例组分为1期压力性损伤、2期压力性损伤、3期压力性损伤和4期压力性损伤四个亚组。临床信息包括人口学资料(性别、年龄)和临床资料(血清转铁蛋白在内的多项实验室检测指标、合并症、压力性损伤患病史、受压部位疼痛情况、意识状态、呼吸形式、二便失禁状态以及压力性损伤伤口相关信息);以是否发生压力性损伤为因变量,利用二元logistic回归分析压力性损伤发生与铁代谢指标水平的相关性,以压力性损伤不同分期为因变量,利用有序logistic回归分析压力性损伤进展与与铁代谢指标的相关性;利用血清白蛋白水平对压力性损伤与血清转铁蛋白的相关性进行分层分析。第二部分为动物实验:构建压力性损伤小鼠模型(n=6/组),以建模成功当天为实验第0天,在建模第1、3、7、14天收集压力性损伤模型小鼠的血清和伤口肌肉组织,在实验第0天收集正常小鼠的血清和肌肉组织;利用ICP-MS和ELISA评价其铁代谢相关指标(铁离子、转铁蛋白和铁蛋白)水平差异性,验证压力性损伤与铁代谢紊乱的相关性;通过RNA测序技术和转录组学分析探讨在压力性损伤发生进展过程中调控其铁代谢紊乱的关键基因和通路。结果:第一部分,病例对照研究结果:(1)染色结果显示:与正常人源组织对比,伤口边缘组织和坏死组织均无正常的骨骼肌纤维结构且均有不同程度的炎症细胞浸润和铁离子沉积(P<0.05)。ICP-MS结果显示:伤口边缘组织和坏死组织中的铁离子分别是正常组织的4.42倍和2.63倍(P<0.05);另外,边缘组织的铁离子浓度显著高于坏死组织,约为其1.99倍(P<0.05);ELISA分析显示,伤口边缘组织的转铁蛋白浓度显著高于正常组织,约为其1.41倍(P<0.05),其他组间比较差异无统计学意义(P>0.05);正常组织、伤口边缘组织和坏死组织的铁蛋白浓度差异无统计学意义(P>0.05)。(2)经过与压力性损伤发生和进展相关的传统因素协变量调整后,血清转铁蛋白水平与压力性损伤发生呈负相关(Adjusted OR=0.020,P<0.001),与其进展也呈负相关(Adjusted OR=0.014,P<0.001);分层分析显示,在血清白蛋白正常组和偏低组,经协变量调整后,血清转铁蛋白水平仍与压力性损伤发生呈负相关(Adjusted OR=0.041,Adjusted OR=0.016,P<0.001),与其进展呈负相关(Adjusted OR=0.074,Adjusted OR=0.107,P<0.05)。第二部分,动物实验结果:(1)组织铁代谢指标分析结果,除Model_1d小鼠外,其他时间点压力性损伤模型小鼠伤口铁离子浓度均显著高于正常小鼠(P<0.05);所有时间点模型小鼠伤口组织中转铁蛋白和铁蛋白水平均显著高于正常小鼠(P<0.05)。(2)血清铁代谢指标分析结果,Model_1d和3d小鼠血清转铁蛋白水平显著低于正常小鼠(P<0.05),Model_7d和14d小鼠与正常小鼠血清转铁蛋白水平差异无统计学意义(P>0.05);除Model_14d小鼠,Model_1d、3d、和7d小鼠血清铁蛋白水平均显著低于正常小鼠(P<0.05)。(3)转录组学分析结果,压力性损伤小鼠伤口组织中转铁蛋白、铁蛋白轻链1、血红素加氧酶的靶基因显著上调表达(P<0.05);靶基因对应的生物学功能在血管生成、氧化应激反应、细胞铁离子稳态、转铁蛋白转运等方面显著富集,在缺氧诱导因子-1信号通路、铁死亡、坏死性凋亡等信号通路上显著富集(P<0.05)。结论:(1)压力性损伤存在局部和循环铁代谢紊乱。(2)压力性损伤患者血清转铁蛋白显著低于非压力性损伤患者,随着压力性损伤从1期向4期进展,患者伤口深度和严重程度递增,血清转铁蛋白逐渐降低。(3)血清转铁蛋白水平与压力性损伤的发生和进展呈负相关。