膿毒癥早期預(yù)警生物標(biāo)志物的研究進展

許　程　綜述，　徐元宏　審校

膿毒癥早期預(yù)警生物標(biāo)志物的研究進展

許程綜述，徐元宏審校

(安徽醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院檢驗科，安徽 合肥 230022)

摘要：膿毒癥是指由感染引起的全身炎癥反應(yīng)綜合征(SIRS)，臨床上證實有細(xì)菌存在或有高度可疑感染灶。近期關(guān)于膿毒癥早期診斷的研究備受關(guān)注。文章結(jié)合膿毒癥的發(fā)病機制闡述細(xì)胞因子、降鈣素原(PCT)、內(nèi)毒素、高敏C反應(yīng)蛋白(hs-CRP)、血清淀粉樣蛋白A(SAA)、肝素結(jié)合蛋白(HBP)、(1,3)β-D葡聚糖(BG)及半乳甘露聚糖(GM)等標(biāo)志物診斷早期膿毒癥、評估疾病嚴(yán)重程度及判斷預(yù)后的研究進展，為膿毒癥早期診斷和治療提供新的思路。

關(guān)鍵詞：膿毒癥；細(xì)胞因子；降鈣素原；內(nèi)毒素；高敏C反應(yīng)蛋白；血清淀粉樣蛋白A；肝素結(jié)合蛋白；(1,3)β-D葡聚糖；半乳甘露聚糖

The research progress of early warning biomarker for sepsisXUCheng，XUYuanhong

.(DepartmentofClinicalLaboratory,theFirstAffiliatedHospitalofAnhuiMedicalUniversity,AnhuiHefei230022,China)

Abstract:Sepsis is a kind of systemic inflammatory response syndromes(SIRS) induced by infection, which has been clinically confirmed the presence of bacteria or highly suspicious infections. More and more researchers have paid attention to the early diagnosis of sepsis recently. This review has focused on the capabilities of cytokine, procalcitonin(PCT), endotoxin, high-sensitivity C reactive protein(hs-CRP), serum amyloid protein A(SAA), heparin-binding protein(HBP), (1,3)-beta-D-glucan(BG) and galactomannan(GM) to diagnose sepsis early and assess the severity and prognosis, in order to provide new thoughts for the early diagnosis and treatment of sepsis.

Key words:Sepsis; Cytokine; Procalcitonin; Endotoxin; High-sensitivity C reactive protein; Serum amyloid protein A; Heparin-binding protein; (1,3)-beta-D-glucan; Galactomannan

膿毒癥是指由感染引起的全身炎癥反應(yīng)綜合征(systemic inflammatory response syndrome，SIRS)，臨床上證實有細(xì)菌存在或有高度可疑感染灶。雖然膿毒癥是由感染引起，但是一旦發(fā)生，其發(fā)生、發(fā)展遵循其自身的病理過程和規(guī)律，故從本質(zhì)上講膿毒癥是機體對感染性因素的反應(yīng)。按嚴(yán)重程度可分膿毒癥、嚴(yán)重膿毒癥和膿毒性休克。嚴(yán)重膿毒癥是指膿毒癥伴有器官功能障礙、組織灌注不良或低血壓；膿毒性休克是指嚴(yán)重膿毒癥給予足量的液體復(fù)蘇后仍然伴有無法糾正的持續(xù)性低血壓，也被認(rèn)為是嚴(yán)重膿毒癥的一種特殊類型。

膿毒癥發(fā)生率高，在美國嚴(yán)重膿毒癥發(fā)病率平均每年增長13.0%～13.3%[1]。近年來，盡管抗感染治療和器官功能支持技術(shù)廣泛被應(yīng)用，但膿毒癥的病死率仍很高，因以膿毒癥的早期診斷和治療對患者的預(yù)后至關(guān)重要。在此，我們結(jié)合膿毒癥的發(fā)病機制，對近年來膿毒癥早期預(yù)警生物標(biāo)志物的最新研究進展進行闡述。

一、細(xì)胞因子

在膿毒癥的病理生理過程中，大量中性粒細(xì)胞和巨噬細(xì)胞活化并釋放一系列細(xì)胞因子，各細(xì)胞因子間相互作用形成網(wǎng)格系統(tǒng)，在調(diào)控炎癥的發(fā)生、發(fā)展中具有重要作用[2]，其中促炎細(xì)胞因子——腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factor alpha，TNF-α)、白細(xì)胞介素6(interleukin 6，IL-6)、白細(xì)胞介素1(interleukin 1，IL-1)和抗炎細(xì)胞因子——白細(xì)胞介素10(interleukin 10，IL-10)、白細(xì)胞介素4(interleukin 4， IL-4)、白細(xì)胞介素13(interleukin 13，IL-13)扮演著重要的角色,它們的表達水平影響著膿毒癥的嚴(yán)重程度和預(yù)后。

TNF-α可引起血管內(nèi)皮細(xì)胞和白細(xì)胞黏附，有助于在炎癥部位聚集白細(xì)胞，同時激活中性粒細(xì)胞釋放多種蛋白水解酶及氧自由基，擴大炎癥反應(yīng)。有研究發(fā)現(xiàn)，對于術(shù)后患者，血漿TNF-α水平可用于鑒別膿毒癥和其它SIRS[3]。

IL-6是促炎介質(zhì)核心成員，能激活T細(xì)胞，誘導(dǎo)B細(xì)胞分化，參與炎癥反應(yīng)過程。有文獻報道，新生兒膿毒癥組血IL-6水平明顯高于非膿毒癥組，確診組IL-6水平高于非確診組[4]。UUSITALO-SEPPL等[5]認(rèn)為IL-6是嚴(yán)重膿毒癥獨立預(yù)警標(biāo)志物，特異性優(yōu)于C反應(yīng)蛋白(C reactive protein,CRP)。SRISANGTHONG等[6]發(fā)現(xiàn)膿毒癥患者血漿IL-6水平與嚴(yán)重程度評分及死亡率呈正相關(guān)。

IL-10由Tp細(xì)胞產(chǎn)生，是目前所發(fā)現(xiàn)的重要強效抗炎因子，可廣譜抑制單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞分泌的炎性介質(zhì)TNF-α、IL-1、白細(xì)胞介素8(interleukin 8，IL-8)等。早期有報道稱IL-10在確診新生兒膿毒癥時特異性達99%，敏感性達17%[7]。但成人IL-10水平與膿毒癥相關(guān)性的研究發(fā)現(xiàn)卻比較少。

SONG等[8]用內(nèi)毒素構(gòu)建膿毒癥動物模型，動態(tài)檢測血清細(xì)胞因子水平，發(fā)現(xiàn)TNF-α在內(nèi)毒素注射后1 h達高峰，IL-6則在3 h，推測早期聯(lián)合檢測TNF-α和IL-6可輔助診斷早期膿毒癥。PACHOT等[9]發(fā)現(xiàn)，IL-1和IL-10的血清濃度與膿毒癥患者的病情程度呈正相關(guān)，且IL-1或IL-10水平持續(xù)升高預(yù)示患者病情加重，預(yù)后較差。

SCICLUNA等[10]通過全基因組表達分析確定白細(xì)胞介素27(interleukin 27，IL-27)是預(yù)測危重感染的新型候選診斷生物標(biāo)志物，血清IL-27濃度≥5.0 ng/mL[11]，對于危重患者感染診斷的特異性和陽性預(yù)測值均>90%。作為新興膿毒癥生物標(biāo)志物，IL-27對膿毒癥的診斷性能有待進一步研究。

二、 降鈣素原(procalcitonin， PCT)

PCT是降鈣素的激素原，由很多器官的不同類型細(xì)胞在受到促炎癥反應(yīng)刺激后分泌，特別是受到細(xì)菌引起的刺激。臨床資料顯示，當(dāng)PCT濃度>0.5 ng/mL時，要考慮患者可能有發(fā)展成嚴(yán)重膿毒癥或膿毒性休克的危險。LIU等[12]發(fā)現(xiàn)PCT濃度達1.000 μg/L，其診斷膿毒癥的敏感性為80.3%，特異性為72.2%。早期有報道，膿毒癥患者4 h即可檢測到PCT，6 h急劇上升并在24 h達到最高水平[13]。RAJKUMARI等[14]認(rèn)為PCT是早期診斷膿毒癥及治療監(jiān)測的有效指標(biāo)。TIAN等[15]則指出，PCT水平可用于鑒別診斷膿毒癥與其它SIRS，評估膿毒癥的嚴(yán)重程度。

三、內(nèi)毒素

膿毒癥病原體主要是革蘭陰性桿菌[16]，最常見為大腸埃希菌，創(chuàng)傷、燒傷和應(yīng)激等原因均可導(dǎo)致腸黏膜的通透性增加，腸道內(nèi)細(xì)菌和內(nèi)毒素進入血液，導(dǎo)致膿毒癥。脂多糖(lipopolysaccharide，LPS)是存在于革蘭陰性菌細(xì)胞壁上的脂類和多糖復(fù)合物，是細(xì)菌內(nèi)毒素致病效應(yīng)的主要因素。LPS具有廣泛的生物學(xué)活性，是全身炎癥反應(yīng)的重要觸發(fā)劑，可以激活體內(nèi)單核巨噬細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、粒細(xì)胞等釋放多種炎性介質(zhì)。

有文獻報道，內(nèi)毒素活性分析可用于膿毒癥檢測，高內(nèi)毒素活性水平與患膿毒癥風(fēng)險增高有關(guān)[17]。最新研究發(fā)現(xiàn)，與濁度法測定內(nèi)毒素相比，散射光度法對鑒別膿毒癥和膿毒性休克有較高的敏感性及特異性，是膿毒癥的有效診斷指標(biāo)[18]。對此，我們還需要更多試驗去論證。

四、高敏CRP(high-sensitivity CRP， hs-CRP)

CRP是由肝臟合成的一種全身性炎癥反應(yīng)急性期的非特異性標(biāo)志物，具有激活補體、活化單核/吞噬細(xì)胞、參與炎癥反應(yīng)等生物活性，近期還發(fā)現(xiàn)CRP能上調(diào)血管內(nèi)皮細(xì)胞黏附分子[19]。目前，CRP被廣泛應(yīng)用于膿毒癥的診斷，敏感性高，但缺乏特異性。

hs-CRP是臨床實驗室采用超敏感技術(shù)能準(zhǔn)確檢測的低濃度CRP，是區(qū)分低水平炎癥狀態(tài)的敏感指標(biāo)。臨床資料顯示，心肌缺血損傷患者hs-CRP水平常<10 mg/L，hs-CRP>15 mg/L提示炎癥反應(yīng)。目前，hs-CRP主要應(yīng)用于新生兒膿毒癥的檢測，在成人中應(yīng)用極少。ABDOLLAHI等[4]認(rèn)為hs-CRP對早期診斷新生兒膿毒癥具有重要作用，聯(lián)合檢測hs-CRP、IL-6、PCT可有效預(yù)測新生兒早期膿毒癥的發(fā)生。有文獻報道，hs-CRP≥23.0 mg/L時診斷新生兒膿毒癥的敏感性、特異性、陽性預(yù)測值、陰性預(yù)測值分別為85.6%、75.0%、93.9%、53.6%[20]。對此，還需要進一步研究探索其臨床應(yīng)用價值，尋求合理的聯(lián)合檢測指標(biāo)，提高對診斷膿毒癥的特異性。

五、血清淀粉樣蛋白A(serum amyloid A protein， SAA)

SAA是一種急性時相反應(yīng)蛋白，屬于載脂蛋白家族中的異質(zhì)類蛋白質(zhì)。在急性時相反應(yīng)中，經(jīng)IL-1、IL-6和TNF刺激，SAA在肝臟中由被激活的巨噬細(xì)胞和纖維母細(xì)胞合成，可升高到最初濃度的100～1 000倍。與CRP類似，SAA是反映早期炎癥的敏感指標(biāo)，有助于診斷炎癥、評估其活性、監(jiān)控其活動。

ARNON等[21]發(fā)現(xiàn)SAA在膿毒癥發(fā)生時即升高，8 h后達峰值，陰性預(yù)測值達100%。有文獻報道稱，SAA是一個新的具有診斷及鑒別診斷意義的炎癥和膿毒癥指標(biāo)[22]。Meta分析揭示SAA用于診斷新生兒膿毒癥的準(zhǔn)確度適中，可以作為新生兒膿毒癥的診斷指標(biāo)[23]。

六、肝素結(jié)合蛋白(heparin-binding protein，HBP)

HBP是唯一存在于中性粒細(xì)胞顆粒中的可分泌蛋白質(zhì)，因具有較強的結(jié)合肝素能力被命名為HBP。HBP可調(diào)節(jié)血管內(nèi)皮細(xì)胞功能，影響其通透性，促進中性粒細(xì)胞滲出并脫顆粒，大量HBP釋放，激活單核/巨噬細(xì)胞，導(dǎo)致TNF-α和干擾素γ(interferon gamma，IFN-γ)釋放增加，加重炎癥反應(yīng)。

CHEW等[24]發(fā)現(xiàn)膿毒癥患者血漿HBP水平高于非膿毒癥組，HBP水平與疾病嚴(yán)重程度有關(guān)。更有意義的是，通過對血漿HBP濃度動態(tài)監(jiān)測，可以對嚴(yán)重感染者即將發(fā)生的休克進行預(yù)測[25]。LINDER等[26]認(rèn)為血漿HBP濃度>15 ng/mL是診斷嚴(yán)重膿毒癥的最佳指標(biāo)，發(fā)熱患者高水平血漿HBP濃度預(yù)示快速進展的膿毒癥。

七、(1,3)β-D葡聚糖(1,3-beta-D-glucan，BG)和半乳甘露聚糖(galactomannan，GM)

隨著廣譜抗菌藥物的大量使用，近幾十年來，深部真菌感染導(dǎo)致的膿毒癥不斷增加[27]，POSTERARO等[28]對377例膿毒癥患者的調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，16.8%的膿毒癥由真菌感染引起，14%的病原菌為念珠菌，13%的患者血清BG陽性。GM是曲霉菌特有的細(xì)胞壁多糖成分，釋放量與菌量呈正相關(guān)，可以反映感染程度。目前，關(guān)于BG、GM用于診斷膿毒癥的報道很少，如何將其用于膿毒癥的診斷仍需要進一步研究。

八、總結(jié)

綜上所述，早期確診膿毒癥并評估疾病嚴(yán)重程度是目前臨床面臨的重大問題。膿毒癥致病機制復(fù)雜多樣，以此為背景的膿毒癥早期標(biāo)志物的研究為膿毒癥的早期診斷和治療提供了新的思路。盡管目前高敏感性和特異性的單一生物標(biāo)志物仍未被發(fā)現(xiàn)，但我們相信隨著人們對膿毒癥生物標(biāo)志物的研究逐步深入，新的發(fā)現(xiàn)將不斷被報道，然后應(yīng)用于臨床，為膿毒癥早期診斷和治療帶來新的希望。

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(本文編輯：姜敏)

收稿日期：(2014-06-28)

中圖分類號：

文章編號：1673-8640(2015)05-0533-04R446.5

文獻標(biāo)志碼：ADOI：10.3969/j.issn.1673-8640.2015.05.029

通訊作者：徐元宏，聯(lián)系電話：0556-62922125。

作者簡介：許程，女，1990年生，學(xué)士，技師，主要從事臨床檢驗診斷學(xué)研究。