創(chuàng)傷后膿毒癥早期預測診斷的研究進展

孫家莉 鄧志紅 楊傳俊 甘樂彬 彭國璇 鄧進

1貴州醫(yī)科大學（貴陽550004）；2貴州醫(yī)科大學臨床學院（貴陽550004）；3貴州醫(yī)科大學附屬醫(yī)院急診科（貴陽550004）

創(chuàng)傷是世界范圍中青壯年發(fā)病和死亡的主要原因，也是造成經(jīng)濟損失的主要原因之一［1-2］，創(chuàng)傷造成的死亡率呈現(xiàn)出三個高峰，53%發(fā)生在事故現(xiàn)場（傷后立即死亡），7.5%發(fā)生在急診科（傷后數(shù)小時內(nèi)），39.5%發(fā)生在醫(yī)院（傷后幾天或幾周）。醫(yī)院內(nèi)死亡即創(chuàng)傷后遲發(fā)性死亡，80%是由于膿毒癥或多器官衰竭引起［3］。降低膿毒癥的發(fā)病率和病死率始于早期快速準確的預測診斷［4］。目前早期預測診斷創(chuàng)傷后膿毒癥的方法主要是生物標志物、患者人口統(tǒng)計學特征（如年齡、性別、種族）和損傷特征（如損傷嚴重程度、損傷機制、損傷數(shù)量、入院時低血壓）［5］。早期預測診斷膿毒癥有助于患者的后續(xù)干預和治療，有助于降低死亡率和改善預后［6］。但由于無菌性炎癥引起的全身炎癥反應綜合征（systemic inflammatory response syndrome，SIRS）和膿毒癥患者的臨床特征有很多重疊之處，導致了兩者容易混淆，而且缺乏標準化的定義，進而影響臨床實踐中的早期診斷［7］。

2014年，膿毒癥3.0 定義被提出，即機體對感染反應失調導致的危及生命的器官功能障礙［8］。其強調感染導致宿主產(chǎn)生內(nèi)穩(wěn)態(tài)失調、存在潛在致命性風險、需要緊急識別和干預。就目前創(chuàng)傷后膿毒癥的研究較少，根據(jù)最新的Sepsis-3 定義，更加強調可靠的生物標志物的重要性，理想的創(chuàng)傷后膿毒癥生物標志物需具有明確的診斷和預測價值（高敏感性和高特異性），可進行快速、經(jīng)濟有效的床旁檢測，并經(jīng)得起多中心試驗的驗證。膿毒癥生物標志物是在宿主對感染的反應過程中產(chǎn)生的。目前已有近200 種膿毒癥生物標志物的研究報道，但對創(chuàng)傷后膿毒癥生物標志物的研究相對較少，且部分結果存在爭議［7］。且膿毒癥不僅僅是一個基于實驗室的診斷，新的臨床研究表明，膿毒癥新的定義和創(chuàng)傷嚴重程度綜合評分對膿毒癥的早期識別和診斷具有重要意義［9］。因此，單一的生物標志物難以實現(xiàn)有效診斷及預測。現(xiàn)多種生物標志物聯(lián)合檢測是創(chuàng)傷后膿毒癥研究的一個新方向，也是近年來研究的熱點。筆者將對已經(jīng)報道與創(chuàng)傷后膿毒癥相關創(chuàng)傷順序器官衰竭評分及多種生物標志物進行綜述。

1 創(chuàng)傷嚴重程度評分

在創(chuàng)傷后24 h 內(nèi)計算以下功能嚴重程度評分：損傷嚴重程度評分（ISS）、修訂后的創(chuàng)傷評分（RTS）、急性生理和慢性健康評估Ⅱ（APACHEⅡ）、順序器官衰竭評估（SOFA）和格拉斯哥昏迷量表（GCS），可評估患者的臨床嚴重程度，并間接地評估創(chuàng)傷后膿毒癥患者的死亡風險。JONES等［10］提出采用SOFA 評分作為預測伴有膿毒癥低灌注或膿毒癥休克癥狀的嚴重膿毒癥患者預后的工具。SOFA 評分快速版本，即qSOFA，只評估3 個容易在“床邊”獲得的臨床變量，即收縮壓≤100 mmHg、呼吸頻率≥22 次∕min 和精神狀態(tài)的變化（GCS ≤13 或其他變化）?！? qSOFA 可快速檢測膿毒癥患者，并與10%的死亡率相關。然而，最近的科學研究對qSOFA 的作用提出了質疑，并將其與以前的SIRS 診斷標準進行了比較。qSOFA ≥2 似乎具有較高的特異性，但敏感性較低。創(chuàng)傷嚴重程度綜合評分加上臨床特征也可用于預測嚴重創(chuàng)傷患者膿毒癥的發(fā)生，這將有待進一步驗證。

2 與創(chuàng)傷后膿毒癥相關生物標志物

2.1 細胞因子類標志物

2.1.1 原降鈣素（procalcitonin，PCT）PCT 是降鈣素激素的前體，由甲狀腺C 細胞生理合成。在正常生理條件下，血清PCT 水平較低（0.1 ng∕mL）。PCT 分泌是炎癥反應的一個組成部分。目前，PCT是研究最多、最有前途的膿毒癥生物標志物。其是對C 反應蛋白和其他傳統(tǒng)膿毒癥標志物的一種改進，全身性感染似乎導致PCT 升高較明顯，而在局部感染、病毒感染中升高較低或幾乎可以忽略不計［11］；經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，血清或血漿中PCT 被發(fā)現(xiàn)在創(chuàng)傷后膿毒癥早期發(fā)生發(fā)展中明顯升高。UZZAN等［12］通過25 項研究以及Meta 分析結果發(fā)現(xiàn)PCT的整體診斷準確率明顯高于C 反應蛋白，得出結論PCT 是嚴重膿毒癥和膿毒癥休克的良好生物診斷標志物，應納入膿毒癥診斷指南和重癥監(jiān)護病房的臨床實踐中。然而，到目前為止，PCT 與嚴重創(chuàng)傷患者損傷的嚴重程度或損傷部位之間的關系尚未明確。在LEE 等［13］的研究中，PCT 在感染后6 ～12 h 內(nèi)開始上升，當感染被宿主的免疫系統(tǒng)和抗生素控制時，PCT 每天下降一半。但是，PCT 作為創(chuàng)傷患者膿毒癥的早期預測標志物其差異無統(tǒng)計學意義。就目前的相關研究結果，由于樣本量較少，結果上存在爭論，仍需進一步研究。

2.1.2 巨噬細胞遷移抑制因子（migration inhibitory factor，MIF）MIF 是新近發(fā)現(xiàn)的預測創(chuàng)傷后膿毒癥患者炎癥反應的另一因素。它作為一種類似化學因子的細胞因子，招募白細胞并將其遷移到受感染的區(qū)域［12］。MIF 在免疫和非免疫系統(tǒng)中均有表達，儲存在腦垂體、T 細胞和巨噬細胞中，MIF 的主要功能包括巨噬細胞功能調節(jié)、淋巴細胞免疫、內(nèi)分泌功能，還可拮抗糖皮質激素的免疫抑制和抗炎活性。在感染性休克、類風濕、炎癥性肺病、腎小球腎炎、炎癥性腸病等急性炎癥性疾病的發(fā)病機制中，MIF 均起著至關重要的作用［13］。近年來，在BERNHAGEN 等［14］的臨床試驗研究中，ISS ≥15 中發(fā)現(xiàn)膿毒癥組MIF 平均水平高于非膿毒癥組，兩組初始C 反應蛋白、乳酸、PCT 水平無顯著差異。在沒有感染的嚴重創(chuàng)傷的早期階段，MIF可反映這種免疫抑制狀態(tài)，被認為是嚴重創(chuàng)傷患者膿毒癥的預測標志物之一。同時，CHO 等［15］的研究展示了MIF 對預測早期創(chuàng)傷后膿毒癥是有意義的，MIF 水平在創(chuàng)傷患者中的應用有可能為急診醫(yī)師診斷創(chuàng)傷后膿毒癥的發(fā)生提供幫助。這支持了MIF 表達水平可能是創(chuàng)傷患者發(fā)生膿毒癥風險預測的有效指標。

2.1.3 白細胞介素-17（interleukin-17，IL-17）IL-17（也叫IL-17A），是一種重要的細胞因子，與組織炎癥的嚴重程度有關。IL-17通過激活NF-κB MAPKs和C∕EBP 瀑布通道誘導炎性細胞因子、趨化因子、抗菌肽、基質蛋白酶的生產(chǎn)［16］。ABDELKADER等［17］的研究中，納入100 例成年嚴重創(chuàng)傷患者，在重癥監(jiān)護病房（ICU）入院時測定血清IL-17 水平，膿毒癥組血清IL-17 水平明顯高于非膿毒癥組。嚴重創(chuàng)傷患者血清IL-17 預測膿毒癥的最佳截止值≥53.8 pg∕mL；該截止值敏感性為60.7%，特異性為76.4%，同時，血清IL-17 水平升高與ICU 28 d 死亡率升高相關。因此，IL-17 可作為預測創(chuàng)傷后膿毒癥一種潛在因子。ALI 等［18］也將IL-17 作為預測創(chuàng)傷后膿毒癥前瞻性隊列研究，結果顯示，在IL-17、IL-6、TNF-α這3 種炎癥血清學研究對比中，只有IL-17 與嚴重創(chuàng)傷患者膿毒癥易感性有獨特且獨立的相關性，IL-17 的產(chǎn)生可能與創(chuàng)傷后膿毒癥的發(fā)生風險增加有關。

2.2 蛋白及蛋白相關類生物標志物

2.2.1 硫氧還蛋白（thioredoxin，TRX）TRX 是一種在炎癥條件下誘導產(chǎn)生的的內(nèi)源性抗氧化蛋白，是細胞內(nèi)還原狀態(tài)的主要促進因子。雖然TRX 在正常情況下作為細胞內(nèi)蛋白發(fā)揮作用，但在氧化應激和炎癥狀態(tài)下，TRX 被誘導并釋放到血漿中［19］。在細胞外，TRX 是一種有效的抗氧化劑，可調節(jié)炎癥、細胞生長和凋亡。TRX 調節(jié)多種炎癥過程，包括趨化、炎癥細胞活化和凋亡［20］。在SHOZUSHIMA 等［21］的動物研究中顯示，TRX 能促進血管內(nèi)皮細胞生長因子信號傳導和再生上皮化，并激活缺血損傷小鼠的傷口閉合。ERIKSSON等［22-23］在一級創(chuàng)傷中心中通過采集創(chuàng)傷患者第1 天和第3 天及健康志愿者血漿樣本進行檢測研究后發(fā)現(xiàn)，與健康志愿者相比，創(chuàng)傷患者的初始TRX 增加了3 倍。在包括TRX、C 反應蛋白、損傷嚴重程度、大量輸血和入院血壓在內(nèi)的Logistic 回歸分析中，TRX 是唯一與創(chuàng)傷后膿毒癥獨立相關的變量；TRX 水平與受傷嚴重程度、到達時休克和大量輸血有關。TRX 與創(chuàng)傷后膿毒癥的發(fā)展獨立相關。因此，TRX 有望成為預測創(chuàng)傷后膿毒癥的早期生物標志物。

2.2.2 可溶性CD14 亞型（presepsin）Presepsin是sCD14 亞型（sCD14- st）的另一個名稱，presepsin是機體對細菌感染的反應而產(chǎn)生的。盡管目前還不清楚presepsin 是如何在體內(nèi)產(chǎn)生的。但目前研究結果認為，presepsin 可能是一種具有較高敏感性和特異性的膿毒癥診斷生物標志物［24］。近年來，許多研究探討了presepsin 在膿毒癥診斷中的潛力，對于presepsin 是否能提供足夠的鑒別能力，得出了相互矛盾的結論。SPANUTH 等［25］研究了急診患者入院時的presepsin 濃度，發(fā)現(xiàn)膿毒癥患者的presepsin 濃度明顯高于健康人，重度膿毒癥患者的presepsin 濃度明顯高于膿毒癥患者。此外，presepsin 濃度與APACHEⅡ評分和SOFA 評分呈正相關。最近的一項研究表明，在ICU 治療的第1 周內(nèi)，對嚴重膿毒癥和膿毒性休克患者的presepsin 水平的測量顯示出診斷和預后價值。與PCT、IL-6、CRP、白細胞比較，presepsin 對ICU 入院后第1、3、8 天膿毒癥、嚴重膿毒癥及膿毒癥休克具有診斷價值。它還揭示了預測短期和長期死亡率的預后能力［26］。而且，presepsin 既不受創(chuàng)傷后早期感染的影響，也不受創(chuàng)傷后7 d 內(nèi)免疫反應延遲的影響，因此，presepsin 是診斷嚴重膿毒癥和膿毒癥休克的一種很有前途的生物標志物［27］。但presepsin 的研究結果需考慮到其他標記物和個別患者的臨床背景，還需要進一步的研究來驗證目前的發(fā)現(xiàn)。

2.3 RNA 及RNA 相關類生物標志物

2.3.1 微小核糖核酸（microRNA）microRNA是一類由19 ～24 個核苷酸組成的短的非編碼RNA［28］。在嚴重創(chuàng)傷后，生化和生理失衡，miRNAs 在血液或其他體液中的表達發(fā)生顯著變化。SUN 等［29］研究了microRNA 在NF-kB 通路中的作用，顯示了microRNA-181b 在炎癥和膿毒癥中調節(jié)NF-kB 通路。PUSKARICH 等［30］進行的另一項重要研究顯示，在膿毒癥患者中，microRNA-150 和microRNA-342-5p 活性降低；而microRNA-486 和microRNA-182 表達增加。FEJES 等［31］進行的一項類似研究發(fā)現(xiàn)，膿毒癥患者與microRNA-233 的降低相關。BLASS 等［32］研究中指出10 種可作為膿毒癥生物標志物的miRNA：let-7b、miRNA-15b、miRNA-16、miRNA-210、miRNA-324-3p、miRNA-484、miRNA-486-5p、miRNA-340 和miRNA-324-3p。近年來，大量研究證實了miRNA 的表達可能對膿毒癥的診斷具有重要意義。且由于microRNA 具有疾病特異性、相對穩(wěn)定性、易獲得性等特點，被認為是未來診斷和預測創(chuàng)傷后膿毒癥及監(jiān)測臨床治療反應的生物標志物。但由于缺乏一種操作簡便、分析快速和安全可靠的檢測技術，它尚未被納入臨床實踐檢測中［33］。

2.3.2 細胞外囊泡（extracellular vesicles，EVs）細胞外囊泡是活化和凋亡細胞釋放的，大小約30 nm 至數(shù)微米的小膜泡［34-35］，可分為三大類：凋亡體、外泌體和微囊泡（MVs）。其功能包括：細胞的自動調節(jié)、遺傳信息傳遞、促凝集作用、免疫調節(jié)等。目前，關于EVs 在膿毒癥中研究才剛剛開始。研究表明，在膿毒癥期間，游離的EVs 水平升高，表現(xiàn)出促炎和促凝特性［36］。多項研究顯示，EVs 水平在炎癥性疾病中增強，特別是補體激活以失調的方式發(fā)生時，包括嚴重創(chuàng)傷、膿毒癥、出血和感染性休克中，補體C5a 受體C5aR1 在膿毒癥休克患者MVs 上的表達增強，提示其在膿毒癥預后中發(fā)揮重要作用。此外，C5aR1 受到抑制后，EVs 與膿毒癥患者的生存率呈負相關。進一步的研究發(fā)現(xiàn)，與健康志愿者相比，26 例嚴重膿毒癥患者的血液白細胞中C5aR1 的基因表達增加了20 倍，因此，在膿毒癥的分子診斷中，具有特異性的EVs 可考慮作為一種新型生物標志物。特別是其中的微囊泡相關誘導型一氧化氮合酶（MV-A iNOS），在將其作為膿毒癥發(fā)病的新型血漿生物標志物的研究中，包括人類臨床研究和動物研究，等離子體iNOS 作為一種獨立的檢測手段和一種新型的膿毒癥生物標志物的組成部分，支持了循環(huán)微泡中的細胞外血漿MV-A iNOS 與膿毒癥的發(fā)生密切相關的觀點，可以作為膿毒癥發(fā)生的早期癥狀前預警信號［37-39］。在膿毒癥中，活化或受損的細胞向細胞外空間釋放各種細胞成分，如損傷相關分子模式（DAMPs）、EVs 等，這些成分在先天免疫系統(tǒng)和組織修復中發(fā)揮著關鍵作用［40］。鑒于膿毒癥和EVs 都是兩個非常復雜的領域，現(xiàn)有關于EVs 在創(chuàng)傷膿毒癥中預測作用的證據(jù)有限，需要進一步深入研究并進行佐證。

3 展望

目前創(chuàng)傷后膿毒癥的早期預測及診斷是一個持續(xù)性的挑戰(zhàn)，而現(xiàn)有研究結果一致認為創(chuàng)傷后膿毒癥是遠期死亡的主要原因，因此，需要一類早期、準確、可靠的生物標志物預測膿毒癥的發(fā)生和指導針對膿毒癥的治療，這些生物標志物的研究對于早期預測、診斷及膿毒癥的預后具有重要意義。雖然目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)多種創(chuàng)傷后膿毒癥早期預測相關生物標志物，但這些都不是“理想”的生物標志物，可能需要結合其他的生物標志物、人口統(tǒng)計學特征及損傷評分等。因此，多生物標志物聯(lián)合檢測成為目前一個研究的趨勢和熱點。未來的工作需要以全新的視角來關注臨床多中心多生物標志物聯(lián)合預測創(chuàng)傷后膿毒癥風險。這種模式可能有助于克服單一生物標志物常見的低敏感性和特異性的限制。