支气管肺泡灌洗液组织蛋白酶S水平与肺炎相关急性呼吸窘迫综合征严重程度及预后的相关性研究

doi:10.3877/cma.j.issn.1674-6880.2025.05.005

中华危重症医学杂志(电子版) ›› 2025, Vol. 18 ›› Issue (05) : 390 -396. doi: 10.3877/cma.j.issn.1674-6880.2025.05.005

论著

支气管肺泡灌洗液组织蛋白酶S水平与肺炎相关急性呼吸窘迫综合征严重程度及预后的相关性研究

宗晓龙¹, 周芷晴², 王金莹², 胡慧卿², 李端阳², 王潇², 孙钰¹, 李真玉²^,^†(

)

¹300211　天津，天津医科大学第二医院检验科
²300211　天津，天津医科大学第二医院急诊医学科

收稿日期:2024-11-07 出版日期:2025-10-31
通信作者: 李真玉
基金资助:
国家临床重点专科急诊医学科建设项目(津卫医政便函[2023]421号); 天津市高层次人才选拔培养工程"青年医学新锐"人才项目(津人才2018[19])

Association of bronchoalveolar lavage fluid cathepsin S levels with severity and prognosis of patients with pneumonia-related acute respiratory distress syndrome

Xiaolong Zong¹, Zhiqing Zhou², Jinying Wang², Huiqing Hu², Duanyang Li², Xiao Wang², Yu Sun¹, Zhenyu Li²^,^†()

¹Department of Clinical Laboratory, The Second Hospital of Tianjin Medical University, Tianjin 300211, China
²Department of Emergency Medicine, The Second Hospital of Tianjin Medical University, Tianjin 300211, China

Received:2024-11-07 Published:2025-10-31
Corresponding author: Zhenyu Li

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引用本文：

宗晓龙, 周芷晴, 王金莹, 胡慧卿, 李端阳, 王潇, 孙钰, 李真玉. 支气管肺泡灌洗液组织蛋白酶S水平与肺炎相关急性呼吸窘迫综合征严重程度及预后的相关性研究[J/OL]. 中华危重症医学杂志(电子版), 2025, 18(05): 390-396.

Xiaolong Zong, Zhiqing Zhou, Jinying Wang, Huiqing Hu, Duanyang Li, Xiao Wang, Yu Sun, Zhenyu Li. Association of bronchoalveolar lavage fluid cathepsin S levels with severity and prognosis of patients with pneumonia-related acute respiratory distress syndrome[J/OL]. Chinese Journal of Critical Care Medicine(Electronic Edition), 2025, 18(05): 390-396.

目的

探讨组织蛋白酶S（CTSS）与肺炎相关急性呼吸窘迫综合征（p-ARDS）严重程度和预后的关系。

方法

采用单中心前瞻性观察研究设计，将2022年7月至12月天津医科大学第二医院ICU连续收治的23例p-ARDS患者作为p-ARDS组，选择同期呼吸病房收治的10例单纯性肺炎患者作为肺炎组。收集两组患者配对的支气管肺泡灌洗液（BALF）和血清样本，采用Luminex^®磁珠多重检测试剂盒检测样本CTSS、白细胞介素6（IL-6）、IL-8和肺表面活性蛋白D（SP-D）含量水平。按临床诊断、肺损伤严重程度和临床结局对研究对象进行分组比较，采用受试者工作特征（ROC）曲线分析、Spearman相关分析和logistic回归分析评估CTSS临床价值。

结果

p-ARDS组患者按肺损伤严重程度分轻度10例、中度9例、重度4例，其中10例患者于入院28 d内死亡，病死率为43.5%（10/23）。p-ARDS组BALF的CTSS（CTSS^BALF）水平高于肺炎组[94（76，103）×10³ ng/L vs. 15（5，54）×10³ ng/L，Z = 4.152，P < 0.001]；而组间血清CTSS（CTSS^血清）水平比较，差异无统计学意义[6（4，10）× 10³ ng/L vs. 6（4，7）× 10³ ng/L，Z = 0.407，P = 0.684]。ROC曲线分析显示CTSS^BALF水平对p-ARDS和肺炎具有较好的鉴别价值[曲线下面积（AUC）为0.961，95%置信区间（CI）（0.829，0.998），P < 0.001]。随着肺损伤严重程度增加，CTSS^BALF水平逐渐递增，且与氧合指数呈负相关（r = -0.689，P < 0.001）。根据p-ARDS患者入院28 d临床结局，将23例p-ARDS患者分为死亡组（10例）和生存组（13例）。p-ARDS死亡组患者CTSS^BALF水平显著高于生存组（Z = 2.729，P = 0.006）。Logistic回归分析结果显示，CTSS^BALF与p-ARDS组患者入院28 d临床结局有独立相关趋势，但结果未达到显著水平[比值比= 1.409，95%CI（0.974，2.038），P = 0.069]。

结论

CTSS^BALF可能作为p-ARDS诊断分级和预后评估的生物标志物。

关键词: 急性呼吸窘迫综合征, 肺损伤, 肺炎, 组织蛋白酶S, 支气管肺泡灌洗液

Objective

To investigate the association between cathepsin S (CTSS) and the severity and prognosis of pneumonia-related acute respiratory distress syndrome (p-ARDS).

Methods

This study was a single-center prospective observational study. Twenty-three patients with p-ARDS admitted to the intensive care unit of the Second Hospital of Tianjin Medical University between July 2022 and December 2022 were included as the p-ARDS group. Ten patients with pneumonia alone who were admitted to the respiratory ward during the same period were selected as the pneumonia group. Matched bronchoalveolar lavage fluid (BALF) and serum samples were collected from both groups. The levels of CTSS, interleukin 6 (IL-6), IL-8, and lung surfactant protein D (SP-D) were determined using a Luminex^® magnetic bead multiplex kit. The levels of CTSS were compared based on clinical diagnosis, severity of lung injury, and clinical outcomes. The clinical utility of CTSS was assessed using the receiver operating characteristic (ROC) curve, Spearman correlation, and logistic regression analyses.

Results

Among the p-ARDS group, 10 patients were classified with mild lung injury, 9 with moderate lung injury, and 4 with severe lung injury. Within 28 days of admission, 10 patients in the p-ARDS group died, resulting in a mortality rate of 43.5% (10/23). The level of CTSS in BALF (CTSS^BALF) was higher in the p-ARDS group than in the pneumonia group [94 (76, 103) × 10³ ng/L vs. 15 (5, 54) × 10³ ng/L, Z = 4.152, P < 0.001], whereas there was no significant difference in serum CTSS levels between the two groups [6 (4, 10) × 10³ ng/L vs. 6 (4, 7) × 10³ ng/L, Z = 0.407, P = 0.684]. ROC curve analysis demonstrated that the CTSS^BALF level could effectively distinguish p-ARDS from common pneumonia [area under the curve (AUC) = 0.961, 95% confidence interval (CI) (0.829, 0.998), P < 0.001]. The CTSS^BALF levels were observed to increase with the worsening severity of lung injury and were negatively correlated with the oxygenation index (r = -0.689, P < 0.001). According to the clinical outcomes at 28 days after hospitalization, the 23 p-ARDS patients were divided into a death group (10 cases) and a survival group (13 cases). Among the p-ARDS patients, the non-survivors showed significantly higher CTSS^BALF levels compared to survivors (Z = 2.729, P = 0.006). Logistic regression analysis revealed a trend of an independent correlation between CTSS^BALF and 28-day mortality, but the result did not reach statistical significance [odds ratio = 1.409, 95%CI (0.974, 2.038), P = 0.069].

Conclusions

CTSS^BALF may serve as a valuable biomarker for diagnostic grading and prognostic assessment of patients with p-ARDS.

Key words: Acute respiratory distress syndrome, Lung injury, Pneumonia, Cathepsin S, Bronchoalveolar lavage fluid

表1 p-ARDS组和对照组肺炎患者基线资料和临床特征比较

指标	p-ARDS组（n = 23）	对照组（n = 10）	t/χ²/Z值	P值
年龄（岁， ± s）	71 ± 12	65 ± 10	1.483	0.148
男性（例）	16	5	-	0.433
合并症（例）
糖尿病	10	3	-	0.701
高血压	10	4	-	1.000
慢性肾功能不全	5	2	-	1.000
实验室指标
WBC[× 10⁹/L，M（P₂₅，P₇₅）]	12.1（8.5，14.8）	6.4（4.3，9.6）	2.429	0.015
HGB（g/L， ± s）	119 ± 25	114 ± 22	0.568	0.574
PLT[× 10⁹/L，M（P₂₅，P₇₅）]	200（114，233）	231（189，328）	1.293	0.196
ALB（g/L， ± s）	30 ± 5	36 ± 4	3.330	0.002
TBIL[μmol/L，M（P₂₅，P₇₅）]	15.5（9.3，22.3）	9.9（7.4，19.4）	1.489	0.137
CREA[μmol/L，M（P₂₅，P₇₅）]	90.9（61.2，191.2）	68.5（54.9，91.5）	1.430	0.153
D-二聚体[mg/L，M（P₂₅，P₇₅）]	2.68（1.45，5.02）	0.88（0.49，1.55）	2.742	0.006
病原学检查（例）			-	0.284
细菌	20	8
病毒	1	2
未检出	2	0
BALF采集时间（d， ± s）	2.1 ± 0.7	2.1 ± 0.9	0.041	0.968
特殊治疗（例）
肝素治疗	17	3	-	0.026
激素治疗	14	2	-	0.057

表1 p-ARDS组和对照组肺炎患者基线资料和临床特征比较

指标	p-ARDS组（n = 23）	对照组（n = 10）	t/χ²/Z值	P值
年龄（岁， ± s）	71 ± 12	65 ± 10	1.483	0.148
男性（例）	16	5	-	0.433
合并症（例）
糖尿病	10	3	-	0.701
高血压	10	4	-	1.000
慢性肾功能不全	5	2	-	1.000
实验室指标
WBC[× 10⁹/L，M（P₂₅，P₇₅）]	12.1（8.5，14.8）	6.4（4.3，9.6）	2.429	0.015
HGB（g/L， ± s）	119 ± 25	114 ± 22	0.568	0.574
PLT[× 10⁹/L，M（P₂₅，P₇₅）]	200（114，233）	231（189，328）	1.293	0.196
ALB（g/L， ± s）	30 ± 5	36 ± 4	3.330	0.002
TBIL[μmol/L，M（P₂₅，P₇₅）]	15.5（9.3，22.3）	9.9（7.4，19.4）	1.489	0.137
CREA[μmol/L，M（P₂₅，P₇₅）]	90.9（61.2，191.2）	68.5（54.9，91.5）	1.430	0.153
D-二聚体[mg/L，M（P₂₅，P₇₅）]	2.68（1.45，5.02）	0.88（0.49，1.55）	2.742	0.006
病原学检查（例）			-	0.284
细菌	20	8
病毒	1	2
未检出	2	0
BALF采集时间（d， ± s）	2.1 ± 0.7	2.1 ± 0.9	0.041	0.968
特殊治疗（例）
肝素治疗	17	3	-	0.026
激素治疗	14	2	-	0.057

表2 p-ARDS组和对照组肺炎患者BALF和血清生物标志物水平比较[M（P₂₅，P₇₅）]

组别	例数	CTSS^BALF（×10³ ng/L）	CTSS^血清（× 10³ ng/L）	CTSS比值（BALF/血清）	SP-D^BALF（× 10³ ng/L）	IL-6^BALF（ng/L）	IL-8^BALF（× 10³ ng/L）
p-ARDS组	23	94（76，103）^a	6（4，10）	13.7（8.7，20.6）	25.2（13.1，48.1）	408（174，807）	5.9（4.9，6.4）
对照组	10	15（5，54）^a	6（4，7）	2.0（1.1，10.8）	10.4（6.5，16.8）	46（32，333）	2.9（1.9，5.4）
Z值		4.152	0.407	3.369	2.311	2.997	2.429
P值		< 0.001	0.684	0.001	0.021	0.003	0.015

表2 p-ARDS组和对照组肺炎患者BALF和血清生物标志物水平比较[M（P₂₅，P₇₅）]

组别	例数	CTSS^BALF（×10³ ng/L）	CTSS^血清（× 10³ ng/L）	CTSS比值（BALF/血清）	SP-D^BALF（× 10³ ng/L）	IL-6^BALF（ng/L）	IL-8^BALF（× 10³ ng/L）
p-ARDS组	23	94（76，103）^a	6（4，10）	13.7（8.7，20.6）	25.2（13.1，48.1）	408（174，807）	5.9（4.9，6.4）
对照组	10	15（5，54）^a	6（4，7）	2.0（1.1，10.8）	10.4（6.5，16.8）	46（32，333）	2.9（1.9，5.4）
Z值		4.152	0.407	3.369	2.311	2.997	2.429
P值		< 0.001	0.684	0.001	0.021	0.003	0.015

图1 CTSS^BALF、CTSS比值、IL-6^BALF、IL-8^BALF和SP-D^BALF区分p-ARDS和单纯性肺炎的ROC曲线注：CTSS.组织蛋白酶S；BALF.支气管肺泡灌洗液；IL-6.白细胞介素6；SP-D.肺表面活性蛋白D；p-ARDS.肺炎相关急性呼吸窘迫综合征；ROC.受试者工作特征

表3 CTSS^BALF、CTSS比值、IL-6^BALF、IL-8^BALF和SP-D^BALF对p-ARDS和单纯性肺炎的鉴别诊断价值

变量	AUC	95%CI	P值	临界值	敏感度（%）	特异度（%）	阳性似然比	阴性似然比
CTSS^BALF（× 10³ ng/L）	0.961	0.829 ~ 0.998	< 0.001	55.6	86.9	90.0	8.690	0.146
CTSS比值	0.874	0.712 ~ 0.963	< 0.001	3.5	95.7	70.0	3.190	0.061
IL-6^BALF（ng/L）	0.830	0.660 ~ 0.938	0.003	67.8	91.3	70.0	3.043	0.124
IL-8^BALF（× 10³ ng/L）	0.770	0.591 ~ 0.898	0.015	3.1	95.7	60.0	2.393	0.072
SP-D^BALF（× 10³ ng/L）	0.757	0.576 ~ 0.888	0.021	21.2	56.5	90.0	5.650	0.483

表3 CTSS^BALF、CTSS比值、IL-6^BALF、IL-8^BALF和SP-D^BALF对p-ARDS和单纯性肺炎的鉴别诊断价值

变量	AUC	95%CI	P值	临界值	敏感度（%）	特异度（%）	阳性似然比	阴性似然比
CTSS^BALF（× 10³ ng/L）	0.961	0.829 ~ 0.998	< 0.001	55.6	86.9	90.0	8.690	0.146
CTSS比值	0.874	0.712 ~ 0.963	< 0.001	3.5	95.7	70.0	3.190	0.061
IL-6^BALF（ng/L）	0.830	0.660 ~ 0.938	0.003	67.8	91.3	70.0	3.043	0.124
IL-8^BALF（× 10³ ng/L）	0.770	0.591 ~ 0.898	0.015	3.1	95.7	60.0	2.393	0.072
SP-D^BALF（× 10³ ng/L）	0.757	0.576 ~ 0.888	0.021	21.2	56.5	90.0	5.650	0.483

图2 CTSS^BALF与氧合指数、IL-6、IL-8和D-二聚体的相关性分析注：1 mmHg = 0.133 kPa；CTSS.组织蛋白酶S；BALF.支气管肺泡灌洗液；IL-6.白细胞介素6

表4 CTSS^BALF预测p-ARDS患者28 d死亡风险的logistic回归分析

自变量	回归系数	标准误	Wald值	OR值	95%CI	P值
CTSS^BALF（× 10⁴ ng/L）	0.343	0.189	3.304	1.409	0.974 ~ 2.038	0.069
SOFA评分（分）	0.589	0.297	3.939	1.802	1.007 ~ 3.222	0.047

表4 CTSS^BALF预测p-ARDS患者28 d死亡风险的logistic回归分析

自变量	回归系数	标准误	Wald值	OR值	95%CI	P值
CTSS^BALF（× 10⁴ ng/L）	0.343	0.189	3.304	1.409	0.974 ~ 2.038	0.069
SOFA评分（分）	0.589	0.297	3.939	1.802	1.007 ~ 3.222	0.047

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Association of bronchoalveolar lavage fluid cathepsin S levels with severity and prognosis of patients with pneumonia-related acute respiratory distress syndrome

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