Presepsin應(yīng)用于膿毒癥診斷和預(yù)后評估的研究進(jìn)展

周燕南，慕婉晴，顧國嶸，姚晨玲

復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院急診科，上海 200032

膿毒癥是由感染引起的全身炎癥反應(yīng)綜合征，2016年拯救膿毒癥運(yùn)動(dòng)指南將其定義為機(jī)體對感染反應(yīng)失調(diào)所致的危及生命的器官功能障礙[1]，其病情兇險(xiǎn)、病死率高，是當(dāng)代急危重癥面臨的主要挑戰(zhàn)之一。而早期識別、早期干預(yù)則有助于降低病死率，改善預(yù)后。在診斷方面，根據(jù)目前膿毒癥-3的診斷標(biāo)準(zhǔn)[2]：臨床上疑似感染的患者，SOFA評分大于或等于2分可診斷為膿毒癥。根據(jù)這一標(biāo)準(zhǔn)，患者需要出現(xiàn)臟器功能衰竭的癥狀才可被診斷為膿毒癥，這一標(biāo)準(zhǔn)在早期識別膿毒癥方面很難滿足臨床需求。近年來，學(xué)者對降鈣素原(PCT)、C-反應(yīng)蛋白(CRP)、白介素6(IL-6)等膿毒癥診斷生化標(biāo)志物進(jìn)行了大量的研究[3-4]，但是這些標(biāo)志物都或多或少存在一定的局限性，不能完全做到對膿毒癥的早起識別和預(yù)后風(fēng)險(xiǎn)評估。2002年，日本科學(xué)家首次發(fā)現(xiàn)膿毒癥患者血清中可溶性白細(xì)胞分化抗原14亞型(presepsin sCD14-ST)水平特異性的增高，隨后大量的研究證實(shí)，presepsin作為一種新型的膿毒癥生物標(biāo)志物對膿毒癥的早期診斷及預(yù)后判斷均有一定的意義[5]。本文就presepsin在膿毒癥的早期診斷和預(yù)后評估價(jià)值方面作一綜述。

1 Presepsin的生物學(xué)特征

單核細(xì)胞是先天免疫的主要效應(yīng)細(xì)胞，其細(xì)胞膜上的受體、輔助受體可與病原體上的配體相結(jié)合，激活一系列信號通路，從而產(chǎn)生免疫效應(yīng)。CD14作為單核細(xì)胞膜上的輔助受體[6]，可識別革蘭陽性及陰性菌的表面成分，包括脂類、糖類等成分。細(xì)菌細(xì)胞膜上最重要的配體為脂多糖(LPS)，LPS并不直接與CD14結(jié)合，需要在脂蛋白結(jié)合蛋白(LBP)的輔助下，與CD14形成CD14-LPS-LBP復(fù)合物，CD14-LPS-LBP復(fù)合物與單核細(xì)胞膜上的Toll樣受體結(jié)合(TLR)。TLR4被激活后，可觸發(fā)細(xì)胞內(nèi)的信號級聯(lián)反應(yīng)，促使單核細(xì)胞分泌大量細(xì)胞因子，如腫瘤壞死因子(TNF)、干擾素(INF)、白細(xì)胞介素-6(IL-6)等，從而發(fā)揮免疫效應(yīng)。

細(xì)菌LPS被結(jié)合后，CD14在人體白細(xì)胞蛋白水解酶的作用下裂解成相對分子質(zhì)量47 000和30 000的片段，肝細(xì)胞分泌的可溶性CD14釋放入血，以及CD14-LPS-LBP復(fù)合物內(nèi)化至溶酶體中，并在組織蛋白酶D的作用下發(fā)生裂解。上述過程導(dǎo)致了單核細(xì)胞膜上CD14的表達(dá)減少，并產(chǎn)生了更小的可溶性肽結(jié)構(gòu)(由63個(gè)氨基酸組成，相對分子量為13 000)，即可溶性白細(xì)胞分化抗原CD14亞型(presepsin sCD14-ST)。

目前對于presepsin產(chǎn)生的具體機(jī)制并不清楚。有研究認(rèn)為，presepsin可能是一種調(diào)節(jié)因子，可通過與B細(xì)胞和T細(xì)胞的相互作用來調(diào)節(jié)體液免疫和細(xì)胞免疫[7]。

2 Presepsin的檢測

對于生化標(biāo)志物而言，除了檢測結(jié)果的靈敏度和特異度，檢測時(shí)長也是決定該生化標(biāo)志物臨床實(shí)用性的關(guān)鍵。目前在presepsin的檢測技術(shù)方面，先后經(jīng)過了多次的改進(jìn)。最初主要采用酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)(enzyme-linked immunosorbent assay，ELISA)來檢測，傳統(tǒng)的兩步ELISA檢測法通過重組CD14分子來檢測presepsin[8]。但是該方法耗時(shí)較長，檢測共計(jì)耗費(fèi)4 h，對于急診以及重癥監(jiān)護(hù)室等病情變化迅速的患者來說，該檢測方法并不適用。之后，為了改進(jìn)檢測時(shí)長的缺陷，一步法ELISA試驗(yàn)應(yīng)運(yùn)而生，該方法通過兩種新型抗-presepsin抗體重組presepsin分子的方法將精確度提高的同時(shí)也將檢測時(shí)長從4 h縮短至1.5 h[8]，大大提高了presepsin的臨床實(shí)用性。當(dāng)前，基于化學(xué)發(fā)光酶聯(lián)免疫分析(chemiluminescent enzyme immunoassay，CLEIA)檢測presepsin的方法，在提高傳統(tǒng)ELISA檢測方法靈敏度的同時(shí)，更是將臨床檢測時(shí)間大大地縮短至17 min，給膿毒癥的早期診斷提供了便利[9]。

3 presepsin在膿毒癥中的應(yīng)用

膿毒癥作為危及生命的急重癥之一，其病死率一直居高不下，早期識別和干預(yù)對于膿毒癥的預(yù)后起著至關(guān)重要的作用。由于膿毒癥病理生理過程的復(fù)雜性，國際上對于膿毒癥的診斷和治療有著指導(dǎo)意義的生物標(biāo)志物并沒有定論。有研究提示，PCT、CRP、IL-6等生物標(biāo)志物均在膿毒癥的疾病發(fā)展過程中有著一定的變化規(guī)律，但是上述標(biāo)志物在膿毒癥的早期識別和預(yù)后判斷方面各有優(yōu)缺點(diǎn)，presepsin作為近年來研究較多的新型生物標(biāo)志物，有研究提示其在膿毒癥的早期診斷和預(yù)后判斷方面有著較好的運(yùn)用前景。

3.1 膿毒癥早期診斷及危險(xiǎn)分層 周文杰等[9]的一項(xiàng)前瞻性研究表明，presepsin、PCT、hs-CRP水平在健康對照組、膿毒癥組和膿毒性休克組中呈遞增趨勢，且presepsin水平與SOFA評分、APACHⅡ評分明顯正相關(guān)。Presepsin、PCT、hs-CRP診斷膿毒癥的AUC分別為0.917、0.691、0.625，提示presepsin預(yù)測膿毒癥的能力明顯優(yōu)于PCT和hs-CRP。對比presepsin、CRP、PCT對膿毒癥診斷價(jià)值的一項(xiàng)薈萃分析[11]顯示，presepsin相對于PCT、CRP對膿毒癥的診斷價(jià)值并沒有明顯差異，但對于ICU的患者來說，presepsin診斷膿毒癥的靈敏度明顯高于PCT(表1)[11]。

多項(xiàng)研究也證實(shí)，嚴(yán)重膿毒癥患者血清presepsin水平明顯高于非嚴(yán)重膿毒癥患者，但兩組患者血清中的PCT水平卻無明顯差異[11-13]，進(jìn)一步提示血清presepsin水平在臨床評估病情的嚴(yán)重程度上可能優(yōu)于PCT。

在presepsin應(yīng)用于膿毒癥的早期診斷方面，不少研究提示presepsin對于膿毒癥的早期診斷有一定的預(yù)測價(jià)值，但是目前對于presepsin預(yù)測膿毒癥的參考界值并沒有定論(表2)[11]。

3.2 指導(dǎo)抗生素的使用 膿毒癥作為病死率極高的危急重癥之一，一旦確診就應(yīng)早期開始抗感染治療。早期抗感染治療有助于降低病死率、延長患者的生存時(shí)間及改善預(yù)后。因此，2016版指南推薦，膿毒癥一旦確診，就應(yīng)開始使用抗生素，而抗生素使用是否恰當(dāng)，往往需要藥敏試驗(yàn)才能得以驗(yàn)證，這就使得膿毒癥患者錯(cuò)過了最佳的治療時(shí)期。有研究[14]發(fā)現(xiàn)，基于血培養(yǎng)或其他部位培養(yǎng)的結(jié)果，在診斷膿毒癥的7 d內(nèi)，沒有得到早期恰當(dāng)抗生素治療的膿毒癥患者中presepsin的水平在不斷地增高。而在7 d后，presepsin水平在培養(yǎng)陰性或培養(yǎng)陽性但使用了恰當(dāng)抗生素治療的膿毒癥患者中可以見到明顯的下降，而在培養(yǎng)陽性又沒有恰當(dāng)使用抗生素的患者中，presepsin水平仍在不斷地增高。這表明，presepsin的水平變化對于監(jiān)測抗生素的使用是否恰當(dāng)有著指導(dǎo)意義。

表1 Presepsin、CRP、PCT對膿毒癥診斷效率的對比[11]

表2 Presepsin對膿毒癥的診斷價(jià)值[11]

3.3 預(yù)后評估中的作用 Presepsin不僅應(yīng)用于膿毒癥的早期識別，研究顯示，presepsin還有助于對膿毒癥的預(yù)后評估。前瞻性研究顯示，對于發(fā)生多器官功能障礙(MODS)的膿毒癥患者來說，入院presepsin水平明顯高于非MODS組，而不同類型器官功能障礙的患者中，presepsin水平差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；但是隨著發(fā)生功能障礙器官數(shù)目的增多，presepsin水平呈上升趨勢；presepsin作為預(yù)測MODS的獨(dú)立危險(xiǎn)因子，其預(yù)測MODS的價(jià)值明顯高于PCT和SOFA評分[15]。Han等[16]的研究提示，以90 d病死率為參考，對于死亡組和存活組的膿毒癥患者來說，PCT的水平變化差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，而presepsin的水平差異具有明顯的統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，且在存活組中presepsin水平隨著時(shí)間的推移逐漸下降，而在死亡組中，presepsin水平仍呈上升趨勢。Serge等[17]的研究同樣支持上述觀點(diǎn)，在研究第1天，死亡組中presepsin水平明顯高于存活組，而PCT水平無明顯差別，且隨著病程的延長，presepsin水平在存活組中逐漸下降，而死亡組中presepsin水平仍在上升。該研究同時(shí)還提示，膿毒癥早期(第2天、第7天)presepsin水平是ICU病死率、28 d病死率及90 d病死率的相關(guān)的獨(dú)立變量，且其在第1、2、7天對ICU存活率的預(yù)測AUC值分別為0.69、0.70、0.74，明顯高于PCT。一項(xiàng)薈萃分析顯示，在入院24 h內(nèi)的第1份血標(biāo)本中，存活組的presepsin水平明顯低于死亡組[18]，且在膿毒癥的疾病程度分層或醫(yī)院不同科室的亞組研究中，同樣能得出上述結(jié)論。Presepsin作為獨(dú)立預(yù)測因素對于膿毒癥的預(yù)后評估有著良好的表現(xiàn)，其聯(lián)合其他生化標(biāo)志物或評分可進(jìn)一步提高對患者預(yù)后的判斷價(jià)值。Carpio等[19]的研究顯示，presepsin作為獨(dú)立因素預(yù)測30 d病死率的AUC值是0.743，但當(dāng)presepsin聯(lián)合MEDS評分時(shí)，其預(yù)測AUC值可提高至0.878。全錦花等[20]的研究提示，presepsin和NEWS評分都是膿毒癥30 d死亡的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，以presepsin>927.5 pg/mL和NEWS評分>6.5分作為界值聯(lián)合預(yù)測的AUC值可達(dá)0.906，對膿毒癥不良預(yù)后的評估具有較好的效能。

3.4 在免疫缺陷并發(fā)細(xì)菌感染及識別病原體中的應(yīng)用 中性粒細(xì)胞作為人體免疫反應(yīng)的重要細(xì)胞，其缺乏大大增加了感染的可能性。感染一旦發(fā)生，將很難控制，甚至發(fā)展為膿毒癥或者死亡。Yusuke等[21]的一項(xiàng)研究比較了presepsin水平在嚴(yán)重粒細(xì)胞缺乏的化療患者中并發(fā)感染的診斷意義。該研究發(fā)現(xiàn)，在中性粒細(xì)胞缺乏(FN)的發(fā)熱患者中，presepsin水平明顯高于中性粒細(xì)胞缺乏(AFN)的非發(fā)熱患者。而在FN患者中，革蘭陰性細(xì)菌感染所致的發(fā)熱中，presepsin水平明顯高于革蘭陽性菌感染，提示presepsin水平在有明顯感染癥狀時(shí)有助于辨別感染的病原體。Stoma等[22]則比較了presepsin、PCT、CRP等生物標(biāo)志物在造血干細(xì)胞移植(hematopoietic stem cell transplantation，HSCT)后并發(fā)粒細(xì)胞缺乏患者中發(fā)生革蘭陰性菌血流感染的診斷價(jià)值。研究發(fā)現(xiàn)，presepsin在診斷革蘭陰性菌感染的靈敏度和特異度均高于PCT和CRP。上述研究肯定了presepsin在粒細(xì)胞缺乏并發(fā)細(xì)菌感染，尤其是革蘭陰性菌感染中的診斷意義。

但在Plesko等[23]的研究中，presepsin相對于CRP、PCT、IL-6在診斷細(xì)菌感染方面有著較低的特異性和陽性預(yù)測值。Elham等[24]的研究同樣證實(shí)在化療并發(fā)粒細(xì)胞缺乏的患者中，presepsin對細(xì)菌感染的診斷并不敏感。雖然presepsin對于粒細(xì)胞缺乏并發(fā)細(xì)菌感染的診斷意義目前并無統(tǒng)一意見，但在缺乏其他有效的診斷標(biāo)志物情況下，在診斷細(xì)菌感染時(shí)，presepsin水平的升高仍有意義。

4 Presepsin水平的影響因素

腎臟作為膿毒癥最易受累的器官之一，其功能損害程度在一定程度上也影響著血清presepsin水平。Junichi等[25]的研究排除了感染因素后，對比終末期腎病患者接受腎移植手術(shù)前后血清presepsin的濃度變化，發(fā)現(xiàn)在接受腎移植手術(shù)前，presepsin濃度明顯高于正常值的上限；而在腎移植術(shù)后，presepsin的水平隨著腎功能的好轉(zhuǎn)呈下降趨勢。該項(xiàng)研究同時(shí)還發(fā)現(xiàn)，presepsin濃度與血肌酐有著明顯的相關(guān)性，表明腎功能在一定程度上影響著血清presepsin濃度。Nagata等[26]的研究同樣支持上述觀點(diǎn)，隨著腎臟損害的加重，血清presepsin逐步上升，其中presepsin在腎臟損害不同時(shí)期的平均濃度分別為G1+G2期：69.8 pg/mL；G3期：107.0 pg/mL；G4期：171.0 pg/mL；G5期：251.0 pg/mL；接受血液透析治療的患者presepsin平均濃度高達(dá)1 160.0 pg/mL。血清presepsin水平的對數(shù)與腎功能的不同時(shí)期(接受血液透析治療組除外)明顯負(fù)相關(guān)。Yoshihiko等[26]的研究發(fā)現(xiàn)，在腎衰竭患者中，膿毒癥組與非膿毒癥組的presepsin的水平差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。Chenevier-Gobeaux等[28]的研究還表明，Presepsin水平除了受腎功能的影響之外，年齡因素也是影響血清presepsin水平的一個(gè)重要因素。在排除了感染的因素后，對比在急診人群中不同年齡組presepsin水平的變化，發(fā)現(xiàn)≥70歲的老年人與年輕人群的血清presepsin水平的差異具有明顯的統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。而與健康對照組相比，presepsin水平的增加往往伴隨著≥70歲的老年人患病率的提高，且隨著年齡的增長，血清presepsin水平也在增高。

5 總結(jié)及展望

關(guān)于presepsin在膿毒癥的早期診斷和預(yù)后判定等方面的研究普遍存在樣本量偏小、研究對象不一等問題，故所得到的觀點(diǎn)并不完全一致，presepsin相較于經(jīng)典的生物標(biāo)志物PCT、CRP的優(yōu)越性并沒有得到充分的證實(shí)，且presepsin對于膿毒癥的診斷界值并沒有形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。雖然，血清presepsin水平受到年齡和腎功能的干擾，但是對于非腎衰竭期的腎功能不全的患者來說，輕至中度的腎功能損害，其對于血清presepsin濃度的影響幾乎是可以忽略的。當(dāng)前presepsin的檢測時(shí)間僅需17 min，可以迅速對于急診以及監(jiān)護(hù)室患者的病情作出判斷，腎功能損害并不能成為presepsin應(yīng)用于臨床的限制。

Presepsin作為近年來新發(fā)現(xiàn)的生物標(biāo)志物，其在檢驗(yàn)方面方便快捷，在膿毒癥的早期診斷、危險(xiǎn)分層、指導(dǎo)抗生素的治療、預(yù)后的判斷、感染病原體的識別等方面也都有著較好的應(yīng)用前景，是一種很有研究價(jià)值的生物標(biāo)志物。