體外循環(huán)心臟術(shù)后膿毒癥檢測的進(jìn)展

先天性心臟病患兒在心臟手術(shù)后的感染率是其他患兒的2倍，不受控制的感染可能導(dǎo)致膿毒癥，在循環(huán)狀況不穩(wěn)定或術(shù)后休克的患者中死亡率較高[1]。膿毒癥是由于宿主對感染的反應(yīng)失調(diào)而導(dǎo)致危及生命的器官功能障礙，然而，體外循環(huán)下心臟手術(shù)可引發(fā)全身炎性反應(yīng)綜合征(SIRS)，其主要誘因包括血液暴露于非生理性表面、手術(shù)創(chuàng)傷、心肌缺血再灌注損傷以及內(nèi)毒素釋放[2-3]。由于SIRS，傳統(tǒng)的監(jiān)測指標(biāo)在診斷膿毒癥方面可能存在局限性，因此，亟需準(zhǔn)確和敏感的監(jiān)測手段，及時指導(dǎo)臨床治療，評估預(yù)后。

1 降鈣素原

降鈣素原(PCT)是參與SIRS的炎性介質(zhì)，可作為診斷術(shù)后患者是否感染的生物標(biāo)志物[4]。PCT由甲狀腺C細(xì)胞和肺內(nèi)分泌細(xì)胞合成，正常生理狀態(tài)下在血清中檢測不到，其半衰期約為24 h，與腎臟排泄無關(guān)。研究顯示腫瘤壞死因子(TNF)-α以及白細(xì)胞介素(IL)-1和IL-6刺激PCT釋放[5]。因此，PCT在病毒或真菌感染時不會升高，僅在暴露于內(nèi)毒素后才會升高，這使其對細(xì)菌感染具有特異性[6]，具體取決于病原體的侵襲性。此外，病毒感染時釋放的細(xì)胞因子似乎可以降低PCT水平。

與傳統(tǒng)標(biāo)志物相比，PCT的優(yōu)勢在于其對細(xì)菌感染的特異性、損傷后的快速反應(yīng)以及感染經(jīng)控制后可快速下降[7-8]。PCT水平還可能與疾病的嚴(yán)重程度相關(guān)，并且抗炎和免疫抑制狀態(tài)不影響其水平。研究表明，動態(tài)監(jiān)測PCT較單純PCT絕對值預(yù)測術(shù)后感染更為重要，持續(xù)監(jiān)測PCT可能有助于及早發(fā)現(xiàn)感染[9-10]。此外，根據(jù)PCT動態(tài)測定結(jié)果指導(dǎo)抗生素的使用可縮短抗生素療程，而不增加治療失敗的風(fēng)險(xiǎn)[8,11]。

盡管有許多研究評價了PCT 作為感染標(biāo)志物的臨床價值，但這些研究都是在小隊(duì)列的心臟手術(shù)患者中進(jìn)行的，其價值存在爭議。

2 白細(xì)胞分化抗原-64

宿主免疫系統(tǒng)對微生物的有效識別和結(jié)合依賴于結(jié)合在靶細(xì)胞表面的可溶性調(diào)理素。血清中主要的調(diào)理素為免疫球蛋白G (IgG)和補(bǔ)體片段(C3b和C3bi)，一旦連接即可被巨噬細(xì)胞的特異性表面受體識別，并啟動一系列反應(yīng)，激活巨噬細(xì)胞，殺滅病原體。

白細(xì)胞分化抗原-64(CD64)是IgG的Fc段高親和力受體，可以結(jié)合單體IgG-1和IgG-3。CD64在單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞中組成性表達(dá)，但在中性粒細(xì)胞中的表達(dá)僅在感染期。因此，細(xì)菌感染的細(xì)胞免疫應(yīng)答可能會涉及感染早期中性粒細(xì)胞細(xì)胞上Fcγ受體的表達(dá)增加[12]。

中性粒細(xì)胞表面的CD64表達(dá)上調(diào)被認(rèn)為是免疫宿主對細(xì)菌感染反應(yīng)的極早期階段[13]。相反，非感染性炎癥狀態(tài)患者的CD64表達(dá)似乎沒有變化，尤其是中性粒細(xì)胞[14]。因此，以往發(fā)表的臨床數(shù)據(jù)表明中性粒細(xì)胞 CD64指數(shù)具有較高的診斷價值[15-16]。值得注意的是Nuutila 等[17]已證明中性粒細(xì)胞表面CD64的表達(dá)在革蘭氏陽性菌感染中低于革蘭氏陰性菌感染。

有研究提出采用流式細(xì)胞計(jì)數(shù)法對中性粒細(xì)胞表面表達(dá)的CD64行定量檢測，作為膿毒癥的診斷試驗(yàn)，尤其適用于住院的成年患者、新生兒和監(jiān)護(hù)室中的住院兒童[18]。其中較有代表性的2項(xiàng)研究評價了該方法作為成人重癥監(jiān)護(hù)室診斷試驗(yàn)的有效性。Cardell等[19]發(fā)現(xiàn)112 例患者樣本中，中性粒細(xì)胞CD64表達(dá)增加對診斷膿毒癥的敏感性和特異性均>90%。Hsu等[20]在66例患者樣本中發(fā)現(xiàn)，該檢測方法可將嚴(yán)重膿毒癥和感染性休克與SIRS區(qū)分開來，敏感性為89%，特異性為96%。

Djebara等[21]發(fā)現(xiàn)CD64指數(shù)對危重病患者細(xì)菌感染的敏感性較低但特異性較高，尤其是對革蘭氏陽性菌的研究人群(腦膜炎和菌血癥)。CD64指數(shù)對鑒別診斷膿毒癥的敏感性較差的一種解釋是其在開始抗生素治療后便迅速下降。因此，如果抗生素治療充分，則CD64指數(shù)降低，可能為臨床醫(yī)生提供與疾病進(jìn)展有關(guān)的信息。

3 未成熟粒細(xì)胞

心臟手術(shù)與CPB導(dǎo)致術(shù)后循環(huán)中的白細(xì)胞亞群改變，特別是未成熟粒細(xì)胞(IGs)增加。體外循環(huán)后高白細(xì)胞血癥主要因與IGs相關(guān)的中性粒細(xì)胞的增加以及與人類白細(xì)胞DR抗原低表達(dá)(HLA DRdim)相關(guān)的單核細(xì)胞的增加有關(guān)[22-23]。

IGs的增加可能與術(shù)中促炎細(xì)胞因子如IL-6和IL-8的分泌有關(guān)。Orr等[24]發(fā)現(xiàn)炎癥刺激的強(qiáng)度與IGs釋放之間的聯(lián)系，IGs計(jì)數(shù)與感染密切相關(guān)。

粒細(xì)胞成熟首先表達(dá)CD16，然后再表達(dá)CD10。粒細(xì)胞CD16表達(dá)的缺失在諸如膿毒血癥或大手術(shù)的炎癥侵襲過程中有較多報(bào)道，可能促進(jìn)免疫損傷[25]。CD10是一種膜金屬內(nèi)肽酶，可降解各種促炎生物活性肽，減少局部炎癥，改變粒細(xì)胞的激活和遷移特性[26]。因此，其表達(dá)減少可能有助于維持促炎環(huán)境[27]。CD10dim IGs高表達(dá)可增加心臟手術(shù)后繼發(fā)性感染的易感性。Daix等[28]研究表明術(shù)后即刻循環(huán)中CD10dim IGs水平升高，有望用于早期識別接受體外循環(huán)且心臟手術(shù)后有感染并發(fā)癥風(fēng)險(xiǎn)的患者。

4 谷氨酰胺

谷氨酰胺由肌肉細(xì)胞釋放，是代謝應(yīng)激期間重要的營養(yǎng)物質(zhì)。擇期心胸外科手術(shù)后34 %的患者存在低谷氨酰胺血癥，低血漿谷氨酰胺水平與入住重癥監(jiān)護(hù)病房時或術(shù)后細(xì)菌培養(yǎng)的陽性率呈正相關(guān)[29-30]。低血漿谷氨酰胺水平可能是感染后炎性反應(yīng)的結(jié)果，也可能是患者術(shù)前血漿谷氨酰胺水平已經(jīng)降低。

一項(xiàng)研究檢測了9例擇期腹主動脈瘤手術(shù)患者血漿谷氨酰胺水平，血漿谷氨酰胺水平在手術(shù)后幾小時內(nèi)顯著降低，并保持低水平直至術(shù)后7 d[31]，故推測血漿谷氨酰胺水平的下降更可能是手術(shù)的結(jié)果，而不是體外循環(huán)的結(jié)果。

根據(jù)2項(xiàng)大型臨床試驗(yàn)報(bào)告，心臟手術(shù)后感染率為9.5%～17%[32-33]，術(shù)后感染可能影響長期生存。在接受結(jié)腸手術(shù)患者的大型隊(duì)列研究中，與無并發(fā)癥的患者相比，存在感染并發(fā)癥與長期生存率顯著降低相關(guān)[34]。心臟手術(shù)后的感染也會影響生存率，但目前還沒有這方面的研究。術(shù)前檢測血漿谷氨酰胺水平是否能識別感染風(fēng)險(xiǎn)較高的患者，補(bǔ)充谷氨酰胺是否可以改善預(yù)后，尚需進(jìn)一步研究。

5 第二代測序

第二代測序(NGS)技術(shù)的核心思路是通過捕捉新合成核苷酸的標(biāo)記來確定核酸的序列，不僅能夠同時檢測細(xì)菌、真菌、病毒、寄生蟲等各類病原體，還可以檢出毒力基因、耐藥基因的信息，與傳統(tǒng)測序技術(shù)相比，前期使用抗生素對檢測結(jié)果的影響較小。對于肺部疑難病原體，可以不依賴于培養(yǎng)結(jié)果，直接從樣本中獲得病原體的核酸序列信息；對于肺部耐藥病原體，使用全基因組序列數(shù)據(jù)分析大量菌株可以鑒定病原體毒力，并預(yù)測其耐藥譜。

與Sanger 測序相比，NGS 不需要靶特異性引物，其優(yōu)勢在于單次運(yùn)行即可用于所有病原體的鑒定和分型。NGS技術(shù)可在短時間內(nèi)提供高分辨率基因分型，該技術(shù)可在醫(yī)學(xué)微生物實(shí)驗(yàn)室和流行病學(xué)領(lǐng)域中發(fā)揮巨大作用。遺憾的是，NGS尚未有在心臟術(shù)后早期感染方面的研究報(bào)道，有必要在心臟術(shù)后的患者群體中進(jìn)行相關(guān)的探索性研究。

6 小結(jié)

考慮到危重疾病的復(fù)雜性和異質(zhì)性，任何一種檢測方法都不可能持續(xù)預(yù)測細(xì)菌感染的存在。臨床醫(yī)生不應(yīng)該把注意力集中在單一的檢測指標(biāo)上，應(yīng)該結(jié)合術(shù)后早期數(shù)小時乃至數(shù)日內(nèi)各種指標(biāo)的數(shù)值及變化趨勢，患者的臨床狀態(tài)，共同作為診斷的依據(jù)，從而早期診斷感染并給予相應(yīng)的治療。