PD-1+CD3+T细胞对脓毒症患者30天死亡率的预测价值及其与APACHE II和SOFA评分的协同作用

《Scientific Reports》：Predictive value of PD-1+CD3+ T cells for 30-day mortality in patients with sepsis

本研究针对脓毒症免疫抑制状态下缺乏有效预后标志物的问题，探讨了PD-1在CD3+T细胞上的表达与30天死亡率的关系。通过流式细胞术检测180例患者发现，非存活组PD-1+CD3+T细胞显著升高，且与APACHE II/SOFA评分联合可将预测AUC提升至0.815。该研究为脓毒症免疫分型提供了新型生物标志物，有望指导个体化免疫治疗。

　　

当人体的免疫系统在对抗感染时出现功能紊乱，就会引发一种危及生命的疾病——脓毒症（sepsis）。这种疾病不仅发病迅猛，而且死亡率居高不下，成为全球公共卫生领域的重大挑战。更令人担忧的是，脓毒症患者往往会出现免疫抑制状态，这意味着他们的免疫系统无法有效清除病原体，反而容易遭受二次感染，直接导致预后恶化。

在脓毒症的复杂发病机制中，T淋巴细胞的功能失调尤为关键。作为适应性免疫应答的核心力量，T细胞的数量减少和功能衰竭（称为"T细胞耗竭"）被认为是免疫抑制的核心环节。而程序性死亡蛋白-1（programmed cell death protein-1, PD-1）作为重要的免疫检查点分子，在T细胞耗竭过程中扮演着重要角色。当PD-1与其配体PD-L1/PD-L2结合后，会抑制T细胞的活化和功能，从而削弱机体对抗病原体的能力。

尽管已有研究关注PD-1在不同T细胞亚群（如CD4⁺、CD8⁺T细胞）上的表达，但针对CD3⁺T细胞这一代表全部成熟T淋巴细胞的总群体研究相对缺乏。CD3⁺T细胞能够全面反映机体T细胞免疫状态，且检测更为简便快捷，具有重要的临床转化价值。正是基于这一背景，由天津医科大学总医院急诊科柴艳芬教授团队领衔的研究小组开展了这项创新性研究，成果发表在《Scientific Reports》期刊上。

研究方法概述

本研究采用前瞻性观察性队列设计，连续筛查2023年1月至2024年4月期间入住ICU的脓毒症患者。最终纳入180例符合脓毒症3.0诊断标准的患者，其中117例存活，63例在30天内死亡。研究人员在患者入ICU24小时内收集临床资料，包括APACHE II评分、SOFA评分等疾病严重程度指标。关键实验技术包括：流式细胞术检测T淋巴细胞亚群及PD-1表达水平，采用FACS Canto? II流式细胞仪分析至少50,000个淋巴细胞；统计学分析使用SPSS和GraphPad Prism软件，通过多因素logistic回归、ROC曲线和生存分析等方法评估PD-1⁺CD3⁺T细胞的预后价值。

患者基本特征

研究人群的中位年龄为71岁，男性占58.9%。肺部感染是最主要的感染来源（72.78%），其次是腹部感染（12.78%）和尿路感染（5%）。与非存活者相比，存活者组在年龄（69岁 vs 74岁）、淋巴细胞计数（0.70 vs 0.50×10⁹/L）、冠心病患病率（12.0% vs 25.4%）以及GCS评分（12 vs 8）等方面存在显著差异。更重要的是，非存活者组的APACHE II评分（22 vs 14）和SOFA评分（7.00 vs 5.00）显著高于存活者组，提示疾病严重程度与预后密切相关。

T淋巴细胞亚群及PD-1表达分析

研究团队通过流式细胞术深入分析了T淋巴细胞的分布特征。结果显示，非存活者组的CD3⁺T细胞（51.62% vs 59.41%）和CD4⁺T细胞（27.12% vs 35.00%）比例显著低于存活者组，而CD8⁺T细胞比例在两组间无显著差异。这一发现表明，脓毒症患者的T细胞减少主要表现为CD3⁺和CD4⁺T细胞群体的缺失。

在PD-1表达分析中，研究人员发现了更为显著的差异：非存活者组CD3⁺、CD4⁺和CD8⁺T细胞上的PD-1表达水平均显著高于存活者组。特别是CD3⁺PD-1⁺T细胞的比例在非存活者组达到34.12%，明显高于存活者组的26.52%。相关性分析进一步显示，CD3⁺T细胞比例与CD4⁺（r=0.669）和CD8⁺T细胞（r=0.498）均呈正相关，而PD-1在CD3⁺T细胞上的表达与在CD4⁺（r=0.895）和CD8⁺T细胞（r=0.801）上的表达也高度一致，这表明以CD3⁺T细胞为整体评估指标具有很好的代表性。

CD3⁺和PD-1⁺CD3⁺T细胞与疾病严重程度的相关性

通过热图分析，研究人员探讨了免疫指标与疾病严重程度评分之间的关系。结果显示，CD3⁺T细胞比例与PCT（r=-0.211）、APACHE II评分（r=-0.232）和SOFA评分（r=-0.204）均呈负相关，表明T细胞减少与疾病严重程度密切相关。然而，PD-1在CD3⁺T细胞上的表达与这些评分指标无显著相关性，提示PD-1表达可能独立于传统严重程度评分，提供独特的预后信息。

脓毒症患者预后的危险因素

多因素logistic回归分析确定了影响脓毒症患者预后的独立危险因素。在调整了年龄、冠心病、CD3⁺T细胞比例、GCS评分等混杂因素后，PD-1⁺CD3⁺T细胞（OR=1.02）、APACHE II评分（OR=1.14）和SOFA评分（OR=1.20）被确定为30天死亡率的独立预测因子。这一发现表明，即使考虑了传统的疾病严重程度评分，PD-1⁺CD3⁺T细胞仍然提供独立的预后信息。

剂量反应关系分析进一步强化了这一结论。随着PD-1⁺CD3⁺T细胞比例的三分位升高，患者死亡风险显著增加。在完全调整的模型中，最高三分位组患者的死亡风险是最低三分位组的3.07倍（95% CI：1.18-7.94），且趋势检验具有统计学意义（P=0.021）。这种明显的剂量反应关系为PD-1⁺CD3⁺T细胞与预后之间的因果关系提供了有力支持。

脓毒症患者死亡风险的预测价值

ROC曲线分析评估了各指标对30天死亡率的预测能力。单独使用时，APACHE II评分的AUC值最高（0.784），其次是SOFA评分（0.706）和PD-1⁺CD3⁺T细胞（0.623）。然而，当三者联合使用时，预测效能显著提升，AUC值达到0.815，Youden指数为0.553，明显优于任何单一指标。

内部验证通过1000次bootstrap重采样证实了这一组合模型的稳定性，AUC保持在0.80（95% CI：0.71-0.89），分类准确率为75.5%。这些数据表明，PD-1⁺CD3⁺T细胞与传统评分系统的结合能够提供更准确的预后判断。

脓毒症患者的生存分析

基于ROC曲线确定的最佳截断值（36.56%），研究人员将患者分为PD-1⁺CD3⁺T细胞高表达组和低表达组进行生存分析。结果显示，高表达组患者的30天生存率显著低于低表达组（HR=2.481，P<0.001）。更重要的是，当使用PD-1⁺CD3⁺T细胞、APACHE II和SOFA评分三者的联合预测概率（截断值为0.41）进行分层时，预测概率高于截断值的患者死亡风险更是高达6.516倍（P<0.001）。这一结果凸显了多指标联合分层的临床价值。

研究结论与意义

这项研究首次系统评估了PD-1在CD3⁺T细胞上的表达对脓毒症患者预后的预测价值，并证实其与APACHE II和SOFA评分具有协同作用。研究结果表明，PD-1⁺CD3⁺T细胞升高不仅是一个生物标志物，更可能代表了一种特定的免疫内型——以T细胞耗竭和功能免疫抑制为特征的患者亚群。这类患者可能无法有效清除原发性感染，且对院内感染易感性增加，因此死亡率显著升高。

从临床转化角度，这一发现具有双重意义：一方面，PD-1⁺CD3⁺T细胞可作为脓毒症免疫分型的实用工具，帮助识别高风险患者；另一方面，它为未来开展靶向免疫检查点的个体化治疗试验提供了理论依据。例如，高PD-1表达的患者可能从PD-1/PD-L1抑制剂等免疫辅助治疗中获益。

然而，研究者也客观指出了本研究的局限性，包括单中心设计、单时间点检测以及排除了伴有慢性合并症的患者等。未来需要多中心、大样本的研究，结合动态监测和细胞因子谱分析，进一步验证这一生物标志物的临床价值。

总之，这项研究为脓毒症的免疫机制研究和临床预后评估提供了新的视角，推动了我们向脓毒症精准医疗目标迈出的重要一步。通过简单可靠的流式细胞术检测，临床医生可以更早识别高风险患者，为个体化治疗决策提供依据，最终改善脓毒症患者的预后。