生物標(biāo)記物在全身性感染中的診斷價值

謝劍鋒，楊 毅

(東南大學(xué)附屬中大醫(yī)院重癥醫(yī)學(xué)科，江蘇 南京 210009)

全身性感染是臨床的常見病及多發(fā)病，引起強烈的炎癥反應(yīng)，易導(dǎo)致臟器功能障礙、休克甚至死亡［1］。在收住重癥醫(yī)學(xué)科(intensive care unit，ICU)的患者中，1/3～1/2的患者被診斷為全身性感染［2］。盡管抗生素以及復(fù)蘇治療近年來取得了長足進步，全身性感染仍然是導(dǎo)致重癥患者死亡的重要原因，病死率高達30%以上［3］。早期合理的治療可以明顯改善全身性感染患者的預(yù)后［4］，但是，早期治療依賴于早期診斷。然而，由于缺乏特異性的臨床癥狀及體征，全身性感染的早期診斷以及嚴重性的評估變得非常困難。早期診斷的困難以及在早期對病情的低估，成為了全身性感染治療的兩大主要障礙［5］。探索規(guī)范而有效的診斷方法，實屬當(dāng)務(wù)之急。

機體發(fā)生全身性感染后，生物標(biāo)記物的改變要早于臨床癥狀和體征，在全身性感染早期診斷上可能具有重要的作用。臨床醫(yī)生也一直致力于尋找一種或一組生物標(biāo)記物進行全身性感染的早期診斷。目前約有178種不同的全身性感染的生物標(biāo)記物用于其診斷［6］。目前臨床上常用的包括C反應(yīng)蛋白(CRP)、降鈣素原(PCT)、髓系細胞表達的觸發(fā)受體-1(TREM-1)、白介素6(IL-6)等。作為診斷指標(biāo)，全身性感染的生物標(biāo)記物在臨床上起著重要的作用［7］。但遺憾的是，目前沒有一個生物標(biāo)記物能夠明確單獨用于全身性感染的診斷。因此，臨床醫(yī)生有必要清楚各生物標(biāo)記物的特點以及在感染診斷中的作用，以便更好的運用于臨床。

1 生物標(biāo)記物有助于全身性感染的診斷

1.1 CRP CRP的臨床應(yīng)用已經(jīng)有80年的歷史，是臨床應(yīng)用最廣泛的生物標(biāo)記物之一。CRP是主要由肝細胞合成的急性期蛋白，在炎癥反應(yīng)及組織損傷應(yīng)答中迅速產(chǎn)生，刺激發(fā)生后24～48 h血液循環(huán)中CRP濃度急劇增加，并隨著刺激的消失濃度迅速下降。因此，CRP的血清濃度成為了炎癥反應(yīng)的可靠指標(biāo)并被臨床廣泛關(guān)注。研究［8］證實了CRP水平在全身性感染中明顯升高，并隨著感染的控制逐漸下降。

1.2 PCT PCT是降鈣素的前肽，由116個氨基酸組成，正常情況下PCT血漿水平較低。PCT升高主要與內(nèi)毒素的誘導(dǎo)有關(guān)，反應(yīng)了炎癥反應(yīng)的活躍程度，在全身性感染2～4 h內(nèi)即明顯升高，6～8 h達到高峰。PCT盡管臨床應(yīng)用不足20年，但其全身性感染的診斷價值早就得到證實［9，10］。PCT目前已經(jīng)廣泛運用于臨床，研究［11］證實其診斷價值明顯優(yōu)于CRP。

1.3 TREM-1 TREM-1是免疫球蛋白超家族的成員之一，可選擇性表達于中性粒細胞和高表達于CD14的單核細胞。TREM-1有一個短的細胞內(nèi)結(jié)構(gòu)閾，當(dāng)與某一配體如細菌細胞壁多糖結(jié)合后，可協(xié)同信號轉(zhuǎn)導(dǎo)分子DAP12一起觸發(fā)炎癥細胞因子的分泌并放大宿主對病原體的免疫應(yīng)答。與非感染性應(yīng)答相反，TREM-1在感染性應(yīng)答反應(yīng)中上調(diào)。被激活的吞噬細胞表面脫落的可溶性TREM-1(sTREM-1)可在人體體液(如血液、支氣管肺泡灌洗液等)中被定量測定。Bouchon等［12］首次報告TREM-1作為介導(dǎo)膿毒癥的關(guān)鍵介質(zhì)觸發(fā)并擴大了炎癥反應(yīng)，結(jié)果顯示機體在感染時中性粒細胞和單核/巨噬細胞表面表達TREM-1顯著增加。Gibot針對76例全身性感染的患者進行血清TREM-1的檢測，提示其有較高的診斷價值。

1.4 IL-6 IL-6是介導(dǎo)機體免疫系統(tǒng)對損傷或感染產(chǎn)生初始反應(yīng)的細胞因子，因此在感染早期即可升高。由于能簡單準確的測得血漿中IL-6的水平，因此也常常被用于全身性感染的診斷，且其濃度水平與感染的嚴重程度呈正相關(guān)［13］。一些研究［13，14］也顯示IL-6的血漿濃度水平可以作為患者預(yù)后的預(yù)測指標(biāo)。

1.5 其他 除了以上常用的生物標(biāo)記物之外，很多學(xué)者在致力尋找其他的生物標(biāo)記物，如血清淀粉樣蛋白 A、部分活化凝血活酶時間(APTT)、IL-8、CD25、Toll樣受體2(TLR-2)等等。其中還針對不同病原體進行了生物標(biāo)記物的研究，如針對真菌感染的甘露聚糖、半乳甘露聚糖、(1，3)-β-D-葡聚糖等等;針對病毒感染的γ干擾素誘導(dǎo)蛋白10(IFN-ginducible protein 10，IP-10)等。然而，由于這些生物標(biāo)記物的診斷價值較局限，甚至尚處于動物實驗階段，需要進一步的研究。

2 單一的生物標(biāo)記物診斷價值有限

盡管生物標(biāo)記物在全身性感染的診斷方面有著積極的臨床意義，然而不管是靈敏度還是特異度，單一生物標(biāo)記物的診斷意義仍然不盡如人意。

CRP是臨床最常用的生物標(biāo)記物，然而其特異性較差，臨床上很多情況如手術(shù)、創(chuàng)傷、結(jié)締組織疾病等非感染性炎癥反應(yīng)均能導(dǎo)致CRP明顯增高。CRP并不能區(qū)別感染和非感染導(dǎo)致的機體炎癥反應(yīng)。研究［15］結(jié)果顯示 CRP的診斷精確性范圍較大，靈敏度為 30% ～97.2%，特異度為 75% ～100%，陽性預(yù)計值為31% ～100%，陰性預(yù)計值為81%～97%。從上述結(jié)果可以看出，作為全身性感染的排除性診斷，CRP具有較高的臨床意義。此外，CRP達到峰值濃度的時間較慢，可能會延誤診斷。

PCT是近二十年來發(fā)現(xiàn)的全身性感染的生物標(biāo)記物，已經(jīng)被廣泛運用于臨床，其診斷價值也被證實高于CRP。然而，其準確性仍然受到挑戰(zhàn)。Tang等［16］針對18個關(guān)于PCT診斷全身性感染的研究進行Meta分析發(fā)現(xiàn)，PCT仍然不能有效區(qū)分感染或非感染導(dǎo)致的炎癥反應(yīng)。鑒于PCT升高主要與內(nèi)毒素的誘導(dǎo)有關(guān)，因此對細菌尤其是革蘭氏隱性感染引起的全身性感染有比較重要的價值，而對病毒或真菌引起的全身性感染PCT升高不一定明顯。Cuquemelle等［17］針對 H1NI患者的研究顯示，合并細菌感染的患者PCT明顯升高，而未合并細菌感染的患者PCT無明顯升高。Petrikkos等［18］研究發(fā)現(xiàn)細菌感染導(dǎo)致的PCT升高較真菌感染明顯。研究［8］指出，PCT用于全身性感染的診斷價值，其靈敏度為74.8% ～100%，特異度為70% ～100%，陽性預(yù)計值為55% ～100%，陰性預(yù)計值為56.3% ～97%，結(jié)果仍然不盡如人意。

TREM-1應(yīng)用于臨床的時間相對較晚，目前也沒有廣泛運用于臨床。盡管一些研究證實其對全身性感染的診斷價值，但是Bopp等［16］發(fā)現(xiàn) TREM-1并不能有效鑒別感染或非感染導(dǎo)致的炎癥反應(yīng)。Anand［19］通過監(jiān)測肺泡灌洗液中的TREM-1也發(fā)現(xiàn)其對診斷呼吸機相關(guān)性肺炎的診斷價值較低，其陰性預(yù)計值為85.5%，而陽性預(yù)計值僅為27.6%。由于不同病因以及不同的檢測方法可能是導(dǎo)致不同結(jié)果的原因，因此，TREM-1在膿毒癥診斷中的應(yīng)用價值仍有待更多更大樣本的臨床試驗證實。

其他還有一些全身性感染的生物標(biāo)記物運用于臨床，然而價值均較有限。Pierrakos等［6］針對包括了178種不同的全身性感染生物標(biāo)記物的各類研究進行分析，發(fā)現(xiàn)沒有一個生物標(biāo)記物單獨的診斷價值令人滿意。

3 生物標(biāo)記物的動態(tài)觀察有利于診斷

盡管單一的生物標(biāo)記物的絕對值不能有效的區(qū)分感染或非感染引起的全身炎癥反應(yīng)，但是臨床很多情況下出現(xiàn)的炎癥反應(yīng)如外科手術(shù)、創(chuàng)傷等，基本可以排除感染，而生物標(biāo)記物隨著時間的推移會逐漸降低。如果動態(tài)觀察生物標(biāo)記物的數(shù)值變化，有利于進行全身性感染的診斷。有研究證實創(chuàng)傷患者血清PCT濃度在2～4 h內(nèi)也會迅速增高，并在創(chuàng)傷發(fā)生1 d或2 d達到高峰，但之后顯著下降，而持續(xù)增高或逐漸增高的血清PCT濃度常提示感染。

此外，生物標(biāo)記物的動態(tài)改變還能反應(yīng)全身性感染的變化。隨著感染的加重，生物標(biāo)記物也逐漸升高，反之，隨著感染趨于控制，生物標(biāo)記物也隨之降低。有研究［20］顯示，全身性感染患者如果CRP值較前一天下降大于25%，提示感染趨于控制，其預(yù)測的準確性達97%(敏感性97%，特異性95%)。Georgopoulou等針對289例全身性感染患者觀察早期PCT的變化與預(yù)后的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)在48 h后如果PCT下降大于30%或降至0.25 ng/ml以下，提示感染趨于控制，預(yù)后良好?？梢姡Y(jié)合患者臨床特點，動態(tài)的觀察生物標(biāo)記物可以更加有效的進行全身性感染的診斷。

4 生物標(biāo)記物的聯(lián)合運用可能提高診斷價值

由于目前單一的生物標(biāo)記物的診斷意義較局限，因此很多學(xué)者在致力于尋找新的生物標(biāo)記物的同時，利用各種生物標(biāo)記物的特點，聯(lián)合運用多種生物標(biāo)記物來互補各自的不足，提高診斷的準確性。Pierrakos等［6］通過分析了各種生物標(biāo)記物的診斷價值后，也認為通過聯(lián)合運用生物標(biāo)記物提高全身性感染的診斷準確性值得進一步研究。

根據(jù)生物標(biāo)記物的不同機制，感染后升高的時間以及半衰期等不同特點，選擇合適的生物標(biāo)記物聯(lián)合運用，可能可以提高全身性感染的準確性。一些研究［22，23］也顯示聯(lián)合使用生物標(biāo)記物可以提高全身性感染的診斷價值。最近 Gibot等［24］聯(lián)合PCT、sTREAM-1及CD-64三個生物標(biāo)記物進行全身性感染的診斷，研究發(fā)現(xiàn)聯(lián)合指標(biāo)的診斷價值明顯高于單個指標(biāo)，如果三個指標(biāo)均達到診斷標(biāo)準，其診斷價值的曲線下面積高達0.97?？梢姡?lián)用合適的生物標(biāo)記物可以明顯提高診斷價值，但Gibot的研究所采用的生物標(biāo)記物除PCT外，其余兩種均沒有在臨床上廣泛開展，因此還需要針對目前常用的生物標(biāo)記物聯(lián)合進行研究，以能夠提高臨床的實用性及方便性。

5 小結(jié)

生物學(xué)標(biāo)記物在全身性感染早期診斷、療效評估以及抗生素的使用均顯示出一定的臨床意義。盡管目前全身性感染的生物標(biāo)記物多種多樣，然而單一指標(biāo)都不足以明確診斷，通過生物標(biāo)記物的聯(lián)合應(yīng)用可能是提高準確性的一個重要方法，然而針對目前臨床已經(jīng)廣泛開展的生物標(biāo)記物仍然需要進一步?？傊?，全身性感染的診治一直是臨床醫(yī)生面臨的難題，生物標(biāo)記物的檢測給臨床醫(yī)生提供了新的方法，但必須在了解各個生物標(biāo)記物特性的情況下，通過觀察生物標(biāo)記物值的動態(tài)變化，結(jié)合臨床信息，才能做出更準確的判斷。

［1］Levy MM，F(xiàn)ink M，Marshall JC，et al.2001 SCCM/ESICM/ACCP/ATS/SIS International Sepsis Definitions Conference［J］.Crit Care Med，2003，34:1250-1252.

［2］Vincent JL，Rello J，Marshall J，et al.EPIC II Group of Investigators.International study of the prevalence and outcomes of infection in intensive care units［J］.JAMA，2009，302:2323-2329.

［3］Levy MM，Dellinger RP，Townsend SR，et al.The Surviving Sepsis Campaign:results of an international guideline-based performance improvement program targeting severe sepsis［J］.Intensive Care Med，2010，36:222-231.

［4］Kumar A，Robert D，Wood KE et al.Duration of hypotension before initiation of effective antimicrobial therapy is the critical determinant of survival in human septic shock［J］.Crit Care Med，2006，34:1589-1596.

［5］Shapiro NI，Trzeciak S，Hollander JE，et al.A prospective，multicenter derivation of a biomarker panel to assess risk of organ dysfunction，shock，and death in emergency department patients with suspected sepsis［J］.Crit Care Med，2009，37:96-104.

［6］Pierrakos C，Vincent JL.Sepsis biomarkers:a review［J］.Crit Care，2010，14:R15.

［7］Marshall JC，Reinhart K.Biomarkers of sepsis［J］.Crit Care Med，2009，37:2290-2298.

［8］Simon L，Gauvin F，Amre DK，et al.Serum Procalcitonin and C-Reactive Protein Levels as Markers of Bacterial Infection:A Systematic Review and Meta-analysis［J］.Clin Infect Dis，2004，39:206-217.

［9］Becker KL，Snider R，Nylen ES.Procalcitonin assay in systemic inflammation，infection，and sepsis:clinical utility and limitations［J］.Crit Care Med，2008，36:941-952.

［10］Limper M，de Kruif MD，Duits AJ，et al.The diagnostic role of procalcitonin and other biomarkers in discriminating infectious from noninfectious fever［J］.J Infect，2010，60:409-416.

［11］Uzzan B，Cohen R，Nicolas P，et al.Procalcitonin as a diagnostic test for sepsis in critically ill adults and after surgery or trauma:a systematic review and meta-analysis［J］.Crit Care Med，2006，34:1-8.

［12］Bouchon A，F(xiàn)aechetti F，Weigand MA，et al.TREM-1 amplifies inflammation and is a crucial mediator of septic shock［J］.Nature，2001，410:1103-1107.

［13］Bozza FA，Salluh JI，Japiassu AM，et al.Cytokine profiles as markers of disease severity in sepsis:a multiplex analysis［J］.Crit Care，2007，11:R49.

［14］Yende S，D'Angelo G，Kellum JA，et al.Inflammatory Markers at Hospital Discharge Predict Subsequent Mortality after Pneumonia and Sepsis［J］.Am J Respir Crit Care Med，2008，177:1242-1247.

［15］Terence C，F(xiàn)rank G.Early diagnosis of sepsis using serum biomarkers［J］.Expert Rev Mol Diagn，2011，11:487-496.

［16］Tang BM，Eslick GD，Craig JC，et al.Accuracy of procalcitonin for sepsis diagnosis in critically ill patients:systematic review and metaanalysis［J］.Lancet Infect Dis，2007，7:210-217.

［17］Cuquemelle E，Soulis F，Villers D，et al.Can procalcitonin help identify associated bacterial infection in patients with severe influenza pneumonia?A multicentre study［J］.Intensive Care Med，2011，37:796-800.

［18］Petrikkos GL，Christofilopoulou SA，Tentolouris NK.Value of measuring serum procalcitonin，C-reactive protein，and mannan antigens to distinguish fungal from bacterial infections［J］.Eur J Clin Microbiol Infect Dis，2005，24:272-275.

［19］Anand NJ，Zuick S，Tait JK，et al.Diagnostic Implications of Soluble Triggering Receptor Expressed on Myeloid Cells-1 in BAL Fluid of Patients With Pulmonary Infiltrates in the ICU［J］.Chest，2009，135:641-647.

［20］Vincent JL，Donadello K，Schmit X.Biomarkers in the critically il l patient:C-reactive protein［J］.Crit Care Clin，2011，27:241-251.

［21］Georgopoulou AP，Savva A，Giamarellos-Bourboulis EJ，et al.Early changes of procalcitonin may advise about prognosis and appropriateness of antimicrobial therapy in sepsis［J］.J Crit Care，2011，26:331-337.

［22］Shapiro NI，Trzeciak S，Hollander JE，et al.A prospective，multicenter derivation of a biomarker panel to assess risk of organ dysfunction，shock，and death in emergency department patients with suspected sepsis［J］.Crit Care Med，2009，37:96-104.

［23］Zakariah AN，Cozzi SM，Nuffelen MV，et al.Combination of biphasic transmittance waveform with blood procalcitonin levels for diagnosis of sepsis in acutely ill patients［J］.Crit Care Med，2008，36:1507-1512.

［24］Gibot S，Bene MC，Be'ne'MC，et al，Combination biomarkers to diagnose sepsis in the critically ill patient［J］.Am J Respir Crit Care Med，2012，186:65-71.