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背景和目的:肝硬化患者容易继发不同程度细菌感染,增加亡风险。肝硬化继发感染后,临床特征、外周循环免疫功能和肠道微生态均改变,因此如何早期鉴别和及时干预对于控制肝硬化疾病进程,降低死亡风险尤为关键。方法:1.建立前瞻性观察性研究队列,收集患者流行病学资料、实验室检查、微生物学资料,设计终点为死亡、接受肝移植或失去随访。同时采用sepsis-3、SIRS、qSOFA诊断脓毒症,分别评价其对肝硬化合并感染病人入院后28天、90天、1年和2年的死亡影响。2.收集肝硬化患者临床资料,根据住院期间是否合并感染、并发脓毒症分为肝硬化非感染组、感染组和脓毒症组,分别检测外周血循环白细胞及其亚群、细胞因子、补体和免疫球蛋白水平。采用多因素COX回归分析其与肝硬化合并不同程度感染患者的预后关系。3.收集肝硬化患者粪便标本,采用实验室健康对照,利用二代测序技术的宏基因组学方法,分析肝硬化非感染、肝硬化感染非脓毒症和肝硬化脓毒症患者肠道菌群变化。结果:1.共有1291例肝硬化患者纳入研究,其中303例(23.5%)患者住院期间发生细菌或真菌感染。肝硬化患者住院期间发生细菌感染的危险因素包括近3月内出现腹水(Oddsratio,OR=3.26,95%CI:2.13-5.01,p<0.001)、近 3 月内出现肝性脑病(OR=2.33,95%CI:1.30-4.15,p = 0.004)、近3月内发生细菌感染(OR=26.95,95%CI:12.60-57.67,p<0.001)、入院时发生耐药菌感染(OR=54.54,95%CI:17.12-173.76,p<0.001)、利尿剂使用(OR=2.52,95%CI:1.38-4.61,p = 0.003);而保护因素为住院期间予以输注人血白蛋白(OR=0.48,95%CI:0.29-0.80,p = 0.004)。住院期间继发第二次感染的危险因素包括近3月内发生腹水(OR=3.81,95%CI:1.99-7.29,p<0.001)、入院时发生细菌感染(OR=22.94,95%CI:10.8 8-48.37,p<0.001)、发生耐药菌感染(OR=17.59,95%CI:6.13-50.47,p<0.001),有创性穿刺(OR=2.06,95%CI:1.01-4.21,p= 0.047),和使用利尿剂(OR=7.77,95%CI:1.64-35.90,p = 0.010)。肝硬化患者入院后28天死亡危险因素包括患者年龄(HR=1.02,95%CI:1.01-1.05,p = 0.027),医院获得性感染(HR=2.06,95%CI:1.03-4.12,p = 0.040)和肝脏 MELD 评分(HR=1.12,95%CI:1.10-1.15,p<0.001)。而 90 天死亡危险因素包括患者年龄(HR=1.03,95%CI:1.01-1.05,p<0.001)、社区获得性感染(HR=1.69,95%CI:1.11-2.57,p = 0.014)、肝脏 MELD 评分(HR=1.12,95%CI:1.10-1.14,p<0.001)和 SIRS大于 2 分(HR=1.92,95%CI:1.14-3.21,p = 0.013)。1年死亡危险因素包括患者年龄(HR=1.03,95%CI:1.02-1.04,p<0.001)、社区获得性感染(HR=1.70,95%CI:1.24-2.34,p = 0.001)、肝脏 MELD 评分(HR=1.10,95%CI:1.08-1.12,p<0.001)和 SIRS 大于 2 分评分(HR=1.68,95%CI:1.12-2.53,p = 0.012),而血钠水平(HR = 0.97,95%CI:0.94-0.99,p= 0.015)是其保护因素。2年死亡风险因素包括患年龄(HR=1.03,95%CI:1.01-1.04,p<0.001)、社区获得性感染(HR=1.73,95%CI:1.29-2.32,p<0.001)、肝脏 MELD 评分(HR=1.10,95%CI:1.07-1.11,p<0.001)和 SIRS 大于 2 分(HR=1.63,95%CI:1.11-2.38,p = 0.014),血钠水平(HR=0.97,95%CI:0.95-0.99,p = 0.014)是其保护因素。2.122例肝硬化患者中,非感染组69例,感染非脓毒症组30例,肝硬化合并脓毒症组23例。免疫球蛋白(IgA、IgG和IgM)和补体(C3和C4)水平在肝硬化合并感染时无明显改变;肝硬化合并细菌感染时,IL-6明显升高(p = 0.017);而肝硬化合并脓毒症时IL-6、IL-10、IL-17a明显升高(p = 0.001、p = 0.0498和p =0.030);脓毒症与感染非脓毒症相比,IL-2、IL-10、IL-17a明显升高(p = 0.008、p = 0.038和p = 0.009)。在白细胞亚群分析发现肝硬化合并脓毒症患者成熟中性粒细胞和未成熟粒细胞明显升高(p = 0.021和p = 0.018)。而脓毒症与感染非脓毒症相比,成熟中性粒细胞、总单核细胞、未成熟粒细胞和总原始细胞则明显升高(p= 0.001、p = 0.005、p = 0.002 和 p = 0.036)。低 C3 水平和高 IL-17A 水平是肝硬化合并细菌感染患者入院后28天和90天死亡的危险因素。3.选取47例健康对照者,收集33例肝硬化患者资料,其中肝硬化非感染患者21例,肝硬化感染非脓毒症6例,肝硬化脓毒症6例。与健康对照人群相比,肝硬化患者在19个门水、331个属水平和449个种水平发生变化,其中种水平表现为其中柔嫩菌群普拉梭菌(Faecalibacterium prausnitzii)(score = 5.60,p =0.0007)、人体普氏菌(Prevotella copri)(score =4.99,p =0.0004)、挑剔真杆菌(Eubacterium eligens)(score = 5.18,p<0.0001)、Bacteroides plebeius(score = 5.02,p<0.0001)降低,而活泼瘤胃球菌(Ruminococcus gnavus)(score = 5.31,p =0.0066)升高、大肠杆菌(Escherichia coli)(score = 5.78,p =0.0168)升高。肝硬化感染组与非感染组相比,门水平无明显差异,在5个属水平、34个种水平存在差异,种水平中表现为布氏瘤胃球菌(Ruminococcus bromii)(score =4.07,p = 0.03387)、Roseburia hominis(score =3.90,p = 0.0477)和丁酸杆菌(butyrate-producing bacterium)SS3/4(score =4.24,p = 0.0107)明显降低。肝硬化脓毒症与非脓毒症相比,门水平表现为放线菌门升高,属水平表现为Akkermansia菌属(score=3.55,p = 0.0465)、脱硫弧菌(Desulfovibrio)(score =2.27,p = 0.0465)和柯林斯菌属(Collinsella)(score=2.14,p = 0.0090)明显升高水平升高;而种水平表现为胃瘤球菌(Ruminococcus gnavus)(score =4.57,p = 0.0472)降低,而阿克莫氏菌(Akkermansia muciniphila)(score =4.12,p = 0.0465)、霍氏真杆菌(Eubacterium hallii)(score =3.10,p =0.0472)、Biforme 菌(score =3.10,p = 0.0472)等明显升高。结论:1.肝硬化病人容易合并细菌感染,院内感染的高危因素包括近期伴随腹水、肝性脑病、细菌感染等失代偿事件、入院时合并耐药菌感染和利尿剂使用等。医院获得性感染增加肝硬化患者近期死亡风险,而社区获得性感染增加中远期死亡风险。采用sepsis-3和qSOFA标准诊断肝硬化脓毒症在反映肝硬化患者死亡风险方面不优于SIRS标准。2.肝硬化合并感染时患者免疫功能发生变化,其外周血细胞因子在早期以IL-6升高,而随着感染疾病进展到脓毒症,IL-10和IL-17A则明显升高。同时低C3水平和高IL-17a水平与肝硬化合并感染患者入院后28天和90天的死亡相关。3.本研究通过二代测序技术的宏基因组学方法对肝硬化合并不同程度感染患者粪便菌群进行全面分析,发现肝硬化感染患者Ruminococcus bromii、Roseburia hominis、butyrate-producing bacterium-SS3/4明显减少,而肝硬化脓毒症患者中虽然 Ruminococcus gnavus 降低,但 Akkermansia muciniphila、Eubacterium hallii、Biforme等反而增加,为下一步肝硬化继发感染肠道微生态的机制研究奠定了基础。