新型感染標(biāo)志物的臨床應(yīng)用及研究進(jìn)展

(1 青島大學(xué)醫(yī)學(xué)部醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)學(xué)系，山東 青島 266071； 2 青島大學(xué)附屬青島市市立醫(yī)院檢驗(yàn)科; 3 青島市婦女兒童醫(yī)院急診科)

感染可以發(fā)生在人體的任何組織或器官，涉及幾乎所有的臨床科室，嚴(yán)重危害人類健康。據(jù)報(bào)道，2013年美國(guó)因感染造成920萬人死亡，約占死亡人數(shù)的17%。目前，多數(shù)感染性疾病的治愈都與其是否在早期被準(zhǔn)確診斷關(guān)系密切。然而，由于感染的多樣性和復(fù)雜性，僅憑臨床癥狀、體征及影像學(xué)檢查等，其診斷依據(jù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。因此，臨床實(shí)驗(yàn)室開展感染相關(guān)指標(biāo)檢測(cè)對(duì)感染性疾病，尤其是急癥感染的診斷尤為關(guān)鍵。當(dāng)機(jī)體受到細(xì)菌、病毒等病原生物及其他損傷因子刺激時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一系列相應(yīng)的系統(tǒng)性防御反應(yīng)，此時(shí)血液中某些物質(zhì)含量會(huì)特異性顯著上升或下降，這些大幅度改變的炎性物質(zhì)可作為臨床實(shí)驗(yàn)室輔助診斷的指標(biāo)，稱為感染相關(guān)生物標(biāo)志物(簡(jiǎn)稱感染標(biāo)志物)。以往傳統(tǒng)的感染檢測(cè)指標(biāo)如白細(xì)胞計(jì)數(shù)及分類、內(nèi)毒素、紅細(xì)胞沉降率等[1]，因特異性差、早期反應(yīng)慢、易受其他因素影響等缺點(diǎn)，限制了其對(duì)臨床診斷的指導(dǎo)作用。因此，尋找快速、準(zhǔn)確、特異且敏感的新型感染標(biāo)志物具有重要意義。本文就近年來已經(jīng)開始在臨床應(yīng)用及研究相對(duì)充分、有臨床應(yīng)用前景的新型感染標(biāo)志物綜述如下。

1 C反應(yīng)蛋白(CRP)

CRP是于1930年首先由TILLETT等[2]發(fā)現(xiàn)，因可與肺炎鏈球菌莢膜C-多糖發(fā)生反應(yīng)而得名。CRP基因位于人類1號(hào)染色體，是穿透素家族成員，共有224個(gè)氨基酸，相對(duì)分子質(zhì)量約12 000。CRP具有促炎和抗炎特性，與配體結(jié)合后主要激活補(bǔ)體系統(tǒng)和單核巨噬細(xì)胞系統(tǒng)發(fā)揮清除病原體作用[3]。在正常情況下血清中CRP含量極低，一般<10 mg/L，感染發(fā)生后在白細(xì)胞介素6(IL-6)、腫瘤壞死因子等介導(dǎo)下，主要由肝細(xì)胞大量合成，濃度可升高1 000倍。CRP的半衰期為19 h，經(jīng)肝臟清除。目前檢測(cè)方法主要有免疫比濁法、化學(xué)發(fā)光法、電化學(xué)發(fā)光法及放射免疫等。

血清CRP對(duì)區(qū)分病毒和細(xì)菌感染具有高度敏感性和一定特異性[4]，其濃度與感染的嚴(yán)重程度相關(guān)性良好，可用作中性粒細(xì)胞減少癥患者感染的標(biāo)志物。CRP還可用于監(jiān)測(cè)抗生素的治療效果，動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)CRP可以控制抗生素的使用[5]。近年來研究顯示CRP還與其他多種疾病關(guān)系密切。例如，CRP水平能提高Ranson評(píng)分預(yù)測(cè)急性胰腺炎嚴(yán)重性和預(yù)后的準(zhǔn)確性；CRP/白蛋白比值可作為惡性腫瘤的預(yù)后指標(biāo)[6]。此外，臨床實(shí)驗(yàn)室采用超敏感檢測(cè)技術(shù)檢測(cè)到的低濃度CRP(超敏CRP，hs-CRP)對(duì)于心、腦血管疾病的預(yù)測(cè)以及預(yù)后都非常有價(jià)值[7]。但CRP對(duì)感染診斷的靈敏度較高而特異度較低，且存在延遲反應(yīng)。

2 肝素結(jié)合蛋白(HBP)

HBP也稱為天青殺素(AZU)或陽離子抗菌蛋白(CAP37)，由SHAFER等[8]于1984年首先分離，其基因位于人類19號(hào)染色體，由222個(gè)氨基酸組成，含3個(gè)N-糖基化位點(diǎn)。HBP可誘導(dǎo)激活單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞，對(duì)炎癥反應(yīng)具有放大作用并可導(dǎo)致血管滲漏和水腫形成。HBP在中性粒細(xì)胞成熟過程中已經(jīng)被合成并儲(chǔ)存。健康人血漿HBP濃度很低，一般不超過10 μg/L，當(dāng)有細(xì)菌感染時(shí)，中性粒細(xì)胞被激活，導(dǎo)致HBP大量釋放。目前HBP的檢測(cè)方法主要有ELISA法和免疫印跡法等。

HBP對(duì)于細(xì)菌感染有較高的診斷價(jià)值，檢測(cè)HBP水平可以幫助鑒別細(xì)菌性和病毒性感染，且更有助于早期采取有效的診療措施，因此有望在近期進(jìn)入臨床應(yīng)用。HBP可用于各個(gè)系統(tǒng)細(xì)菌性感染的診斷，如細(xì)菌性腦膜炎[9]、尿路感染[10]、軟組織感染等。最近研究發(fā)現(xiàn)支氣管肺泡灌洗液中的HBP水平可以幫助肺部感染的診斷[11]。中國(guó)嚴(yán)重膿毒癥/膿毒性休克治療指南(2014)認(rèn)為HBP可以作為嚴(yán)重膿毒癥/膿毒性休克的一種早期預(yù)測(cè)和預(yù)后診斷的標(biāo)志物[12]。HBP所誘導(dǎo)的血管滲漏和水腫是導(dǎo)致休克發(fā)生的重要因素。此外，血漿HBP的濃度與呼吸衰竭、循環(huán)衰竭的發(fā)生、發(fā)展以及預(yù)后均有關(guān)[13]。HBP的肝素結(jié)合特性可作為肝素治療膿毒癥新的潛在靶點(diǎn)。

3 血清淀粉樣物質(zhì)A(SAA)

SAA因與繼發(fā)性淀粉樣變性的蛋白有關(guān)從而得名。SAA由ROSENTHAL等[14]在1976年首先從血清中分離出，其基因位于人類11號(hào)染色體，由104個(gè)氨基酸組成，屬于急性時(shí)相蛋白超家族，相對(duì)分子質(zhì)量為12 000，半衰期約為24 h，肝臟是其主要合成和降解場(chǎng)所。SAA是一種細(xì)胞因子，可以調(diào)節(jié)先天性和適應(yīng)性免疫、參與膽固醇轉(zhuǎn)運(yùn)和代謝，還在宿主防御中起作用。SAA與革蘭陰性菌結(jié)合，起調(diào)理素并誘導(dǎo)吞噬作用[15]。生理情況下，血清SAA水平<10 mg/L，當(dāng)機(jī)體受到感染等刺激后，其水平可增高達(dá)1 000倍。目前SAA檢測(cè)方法主要包括化學(xué)發(fā)光法、放射免疫法、ELISA、免疫比濁法等。

SAA可在所有炎性疾病中高度表達(dá)，在細(xì)菌感染和病毒感染的早期均會(huì)升高，而且可以影響炎癥過程[16]。也有研究發(fā)現(xiàn)SAA可成為抗菌劑，即作為細(xì)菌的直接調(diào)理劑或干擾病毒感染宿主細(xì)胞[17]。此外，SAA還具有抗病毒的活性[18]。HOGARTH等[19]發(fā)現(xiàn)對(duì)于感染性疾病SAA可提示預(yù)后，并在監(jiān)測(cè)感染性疾病的急性期反應(yīng)方面比CRP更加敏感，同時(shí)，也比CRP、降鈣素原(PCT)更能準(zhǔn)確可靠地幫助診斷新生兒敗血癥[20]。此外，大量研究結(jié)果還顯示，SAA也參與了繼發(fā)性淀粉樣變性病、動(dòng)脈粥樣硬化、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎以及惡性腫瘤等疾病的致病過程。

4 PCT

PCT是激素降鈣素的前體，于1992年首次發(fā)現(xiàn)，由116個(gè)氨基酸組成，相對(duì)分子質(zhì)量13 000，基因定位于人類11號(hào)染色體上。PCT可抑制花生四烯酸介導(dǎo)的前列腺素和血栓烷的合成，在單核細(xì)胞的黏附和遷移過程中發(fā)揮重要作用，也是一種重要的炎癥調(diào)節(jié)因子[21]。生理情況下，甲狀腺C細(xì)胞產(chǎn)生極少量PCT，濃度<0.1 μg/L；嚴(yán)重感染時(shí)，可升高1 000倍，且高峰期持續(xù)8～24 h，肝臟、腎臟等多種類型組織細(xì)胞都可產(chǎn)生PCT。PCT的半衰期約24 h，目前多采用放射免疫學(xué)分析法、免疫化學(xué)發(fā)光法(ILMA)、免疫比濁法、免疫層析法等進(jìn)行檢測(cè)。

PCT水平對(duì)于細(xì)菌感染診斷的靈敏度和特異度均較高[22]，且不受免疫抑制治療的影響[23]。PCT水平較低對(duì)于排除血流感染具有重要意義[24]。病毒感染時(shí)血清PCT水平較低，可能是由于IFN抑制PCT合成所致。PCT水平與感染嚴(yán)重程度相關(guān)，動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)血清PCT可為膿毒血癥患者嚴(yán)重程度及病情變化提供參考，并可了解抗生素治療效果和作為感染結(jié)束的標(biāo)志物[22，25]。PCT對(duì)于創(chuàng)傷、手術(shù)后感染[26]、腫瘤、自身免疫疾病等的診斷也有一定參考意義，但對(duì)局部細(xì)菌感染的診斷價(jià)值不理想。

5 IL-6

IL-6是一種多效性細(xì)胞因子，不僅調(diào)節(jié)免疫和炎癥反應(yīng)，還影響造血、代謝和器官發(fā)育。IL-6是炎癥和肝臟急性期反應(yīng)的關(guān)鍵遞質(zhì)，可誘導(dǎo)肝臟產(chǎn)生CRP、SAA、纖維蛋白原、鐵調(diào)素等[27]。IL-6可增加血管滲透性，促使炎癥細(xì)胞向組織中募集而加重組織損傷[28]，并在對(duì)細(xì)菌感染的應(yīng)答中起重要作用。目前臨床實(shí)驗(yàn)室的檢測(cè)方法主要有ELISA法、電化學(xué)發(fā)光、放射免疫分析等。IL-6在炎癥反應(yīng)過程中升高較早，細(xì)菌感染后3 h即能達(dá)到峰值，尤其對(duì)于發(fā)熱嬰兒，可作為預(yù)測(cè)嚴(yán)重細(xì)菌感染的重要標(biāo)志物[29]。IL-6可能是乙型肝炎患者疾病活動(dòng)性和治療效果的有用指標(biāo)[30]，且其水平與慢性HCV和HIV感染相關(guān)[31]。有研究表明IL-6在自身免疫性疾病的發(fā)病機(jī)制中發(fā)揮重要作用，例如系統(tǒng)性紅斑狼瘡、克羅恩病等，此外，在某些腫瘤性疾病中也有IL-6的異常表達(dá)[32-33]。

6 親環(huán)素A(CypA)

CypA是一種相對(duì)分子質(zhì)量為20 000的伴侶蛋白質(zhì)，屬于親免素蛋白家族，是免疫抑制藥物環(huán)孢素A的體內(nèi)結(jié)合蛋白，可以調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)折疊和運(yùn)輸，一般采用ELISA法、免疫組織化學(xué)方法等進(jìn)行檢測(cè)。CypA與多種病毒感染相關(guān)。HCV可以利用CypA的異構(gòu)酶或者分子伴侶活性在肝細(xì)胞中復(fù)制[34]，CypA是環(huán)孢素抗HCV感染的細(xì)胞內(nèi)靶點(diǎn)，也是HCV感染的一種必需輔助因子。CypA對(duì)HBV感染也很重要，可能是作為能夠識(shí)別HCV和HBV蛋白，促進(jìn)病毒感染和復(fù)制的細(xì)胞內(nèi)在傳感器起作用。CypA可以調(diào)節(jié)HIV-1病毒體的感染性[35]。CypA在人巨細(xì)胞病毒感染、流感病毒感染中發(fā)揮重要作用[36-37]。另外，CypA在冠狀動(dòng)脈疾病、糖尿病等疾病進(jìn)程中也發(fā)揮重要作用，可能是糖尿病患者血管炎癥的重要促炎刺激物，并有可能成為冠狀動(dòng)脈疾病的重要標(biāo)志物。

7 其他有望成為臨床感染診斷的新型生物標(biāo)志物

7.1 腎上腺髓質(zhì)素前體(Pro-ADM)

ADM具有抗感染和炎癥調(diào)節(jié)的作用，但其本身生成后迅速?gòu)难貉h(huán)中消除，故檢測(cè)困難。但其前體Pro-ADM半衰期長(zhǎng)且在血液循環(huán)中生物活性穩(wěn)定。檢測(cè)Pro-ADM可直接反映血液中ADM的水平。Pro-ADM可作為膿毒癥的預(yù)測(cè)標(biāo)志物，隨膿毒癥患者病情加重體內(nèi)Pro-AMD會(huì)逐漸升高，其診斷的靈敏度、特異度均較高，準(zhǔn)確性優(yōu)于CRP和PCT。Pro-ADM在局部細(xì)菌感染患者中也明顯增高。此外，Pro-ADM也可作為重癥感染患者風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和預(yù)后診斷的有效標(biāo)志物[38]。

7.2 可溶性髓系細(xì)胞表達(dá)觸發(fā)受體-1(sTREM-1)

TREM-1是免疫球蛋白超家族受體17成員之一，介導(dǎo)對(duì)細(xì)菌、真菌等的成分及代謝產(chǎn)物的急性期反應(yīng)。sTREM-1是TREM-1的可溶性形式，由激活的巨噬細(xì)胞釋放。sTREM-1出現(xiàn)較早、半衰期短，且在非感染性炎癥疾病中幾乎不表達(dá)，因此可作為細(xì)菌感染的一個(gè)潛在的生物標(biāo)志物[39]。感染患者sTREM-1升高與疾病的嚴(yán)重程度和預(yù)后相關(guān)。sTREM-1水平的動(dòng)態(tài)變化可以預(yù)測(cè)膿毒癥早期患者的結(jié)局[23]。

7.3 sCD14亞型(sCD14 ST)

CD14是脂多糖-脂多糖結(jié)合蛋白復(fù)合物(LPS-LBP復(fù)合物)的受體。sCD14 ST由于與膿毒癥相關(guān)，故命名為Presepsin。sCD14 ST水平升高早于IL-6和PCT，在感染發(fā)病后約3 h達(dá)到峰值且只有吞噬細(xì)胞吞噬細(xì)菌后其水平才升高，而非任何炎癥狀態(tài)均升高。sCD14 ST在血循環(huán)中較穩(wěn)定，目前可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)快速定量檢測(cè)[40]。研究表明，在診斷細(xì)菌感染時(shí)， sCD14 ST的靈敏度以及特異度等也優(yōu)于PCT[41]。因此，作為一種新的潛在的膿毒癥生物學(xué)標(biāo)志物，sCD14 ST在臨床膿毒癥的早期診斷、預(yù)后判斷中有較高的應(yīng)用價(jià)值[42]。

7.4 脂多糖結(jié)合蛋白(LBP)

LBP是一種由肝細(xì)胞和腸上皮細(xì)胞合成的可溶性急性時(shí)相蛋白。LBP可與革蘭陰性菌細(xì)胞壁脂多糖(LPS)結(jié)合，刺激機(jī)體釋放IL-1、IL-6、腫瘤壞死因子等炎性因子，導(dǎo)致炎癥反應(yīng)失控及免疫防御功能下降，引起膿毒癥等[43]。研究發(fā)現(xiàn)其具有濃度依賴性的雙重作用，低濃度的LBP能增強(qiáng)LPS誘導(dǎo)的單核細(xì)胞激活，而濃度的急性升高則會(huì)抑制LPS誘導(dǎo)的細(xì)胞刺激[44]。但LBP僅能反映機(jī)體的急性炎癥反應(yīng)，而不能作為預(yù)后判斷的指標(biāo)。

感染是所有臨床醫(yī)學(xué)學(xué)科面臨的重要問題，尤其對(duì)于新生兒、兒童和成人的急癥感染，早期診斷對(duì)于早期治療和降低病死率至關(guān)重要。敏感、特異的感染標(biāo)志物可幫助臨床進(jìn)行診斷或鑒別診斷、指導(dǎo)治療、提示預(yù)后等，而即時(shí)檢驗(yàn)等快速檢測(cè)技術(shù)的建立則為感染標(biāo)志物的臨床應(yīng)用及發(fā)展提供了契機(jī)。本文根據(jù)目前國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究報(bào)道，對(duì)CRP、HBP、SAA、PCT、IL-6、CypA等新型感染標(biāo)志物進(jìn)行了總結(jié)，這些感染標(biāo)志物有的已經(jīng)在臨床推廣應(yīng)用，有的即將進(jìn)入臨床實(shí)驗(yàn)室，有的尚處在前期研究過程中。值得注意的是，目前尚沒有任何一個(gè)單一的標(biāo)志物具備很高的診斷特異度和靈敏度，仍需與傳統(tǒng)的指標(biāo)相結(jié)合，而進(jìn)行多個(gè)指標(biāo)的聯(lián)合檢測(cè)，將提高對(duì)感染性疾病的診斷水平[1]。

總之，尋找新型感染標(biāo)志物以及快速準(zhǔn)確的檢驗(yàn)方法的意義不言而喻。近年來，各種實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展，尤其是蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)的突飛猛進(jìn)，為新型感染標(biāo)志物的篩選以及大規(guī)模應(yīng)用于臨床提供了可能。