膿毒癥與相關(guān)生物分子關(guān)系的研究

陸 政

（廣西壯族自治區(qū)人民醫(yī)院重癥醫(yī)學(xué)科二病區(qū)，廣西 南寧 530021）

膿毒癥（sepsis）多由于肺炎、腹膜炎、膽管炎、泌尿系統(tǒng)感染、蜂窩織炎、腦膜炎、膿腫等引起，其病原微生物主要包括細(xì)菌、真菌、病毒及寄生蟲(chóng)等[1]。目前關(guān)于膿毒癥的具體發(fā)生機(jī)制仍未完全闡明，其進(jìn)展過(guò)程涉及到復(fù)雜的全身炎癥網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)、免疫功能障礙、凝血功能異常、組織損傷以及宿主對(duì)不同病原微生物及其毒素的異常反應(yīng)等多個(gè)方面，最終可造成機(jī)體多系統(tǒng)、器官發(fā)生病理改變，如腎損傷、肺功能損傷、心肌細(xì)胞損傷等[2，3]。隨著分子生物學(xué)和現(xiàn)代生物技術(shù)的不斷發(fā)展人們發(fā)現(xiàn)多種生物標(biāo)志物在膿毒癥的早期診斷、病情及預(yù)后判斷，療效評(píng)估中發(fā)揮重要作用。因此深入了解膿毒癥病理生理機(jī)制中不同生物標(biāo)志物的意義及價(jià)值，對(duì)于膿毒癥及其并發(fā)癥的早期識(shí)別及干預(yù)，降低患者病死率及提高患者生活質(zhì)量有積極意義?，F(xiàn)就近幾年來(lái)對(duì)膿毒癥的診斷和預(yù)后有一定價(jià)值的主要標(biāo)志物及其應(yīng)用作一綜述。

1 膿毒癥與CRP

C 反應(yīng)蛋白（CRP）由5 個(gè)完全相同的非糖基化的亞單位非共價(jià)聯(lián)結(jié)，而每個(gè)亞單位由206 個(gè)氨基酸殘基組成，屬于炎癥反應(yīng)的標(biāo)志物之一，一般急性感染時(shí)可檢測(cè)其水平升高[4]。CRP 主要在肝臟中合成，目前研究認(rèn)為，CRP 的生物學(xué)功能主要是通過(guò)與凋亡、壞死的細(xì)胞或人侵的細(xì)菌、真菌、寄生蟲(chóng)等的磷酯成分結(jié)合，進(jìn)而激活補(bǔ)體和單核吞噬細(xì)胞系統(tǒng)，最終使機(jī)體清除病原體[5]。在膿毒癥患者中，CRP水平最高可達(dá)350～400 mg/L，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)機(jī)體正常水平的幾十倍，因而其可作為膿毒癥的監(jiān)測(cè)標(biāo)志物[6，7]。陳巧霞等[8]研究顯示，膿毒癥患者的血清CRP 水平明顯升高，同時(shí)，亞組分析顯示，與重癥組患者相比，輕癥組患者血清CRP 水平低于重癥組，而存活組患者的血清CRP 水平低于病死組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，該研究認(rèn)為，血清CRP 在鑒定膿毒癥患者疾病程度及預(yù)測(cè)患者生存狀況方面具有一定的價(jià)值?；艨∶鞯萚9]研究了超敏C 反應(yīng)蛋白對(duì)膿毒癥患兒預(yù)后的預(yù)測(cè)價(jià)值，該研究結(jié)果顯示，hs-CRP 可以用于評(píng)估膿毒癥患兒28 天死亡情況，且其為患兒死亡的獨(dú)立影響因素。另外有研究顯示[10]，對(duì)膿毒癥患者連續(xù)48 h 內(nèi)檢測(cè)其血清CRP 水平可以較好地指導(dǎo)臨床治療方案的制定，主要因?yàn)?8 h 血清CRP 水平可以鑒別患者感染類(lèi)型，因而可以有效指導(dǎo)臨床抗生素的應(yīng)用，同時(shí)還可評(píng)估抗生素的使用效果?？傊鳛榧毙愿腥镜难装Y標(biāo)志物，血清CRP 檢測(cè)方便且價(jià)格低廉，目前臨床上使用該指標(biāo)評(píng)估膿毒癥患者的研究較多，且已取得了公認(rèn)的價(jià)值，認(rèn)為其有助于膿毒癥的診斷、治療效果的評(píng)估，以及預(yù)測(cè)患者的預(yù)后[11]。綜上所述，血清CRP 具體測(cè)量簡(jiǎn)便及價(jià)格低廉等優(yōu)勢(shì)，可以有助于診斷膿毒癥、評(píng)估抗生素的使用效果并預(yù)測(cè)患者的預(yù)后。但是對(duì)于膿毒癥患者出ICU 當(dāng)日的CRP 絕對(duì)濃度水平是否與院內(nèi)死亡率有關(guān)的問(wèn)題仍存在爭(zhēng)議。

2 膿毒癥與血漿游離DNA

血漿游離DNA（cfDNA）指存在于血液、腦脊液中具有較低分子量的、片段化的，由凋亡細(xì)胞、壞死細(xì)胞釋放的DNA。機(jī)體健康的狀態(tài)下，cfDNA 在細(xì)胞壞死或凋亡后數(shù)小時(shí)內(nèi)便會(huì)被清除，其水平在機(jī)體中處于較低水平。當(dāng)發(fā)生感染并且最終進(jìn)展為膿毒癥時(shí)，機(jī)體抗炎與促炎反應(yīng)失衡，各類(lèi)炎癥介質(zhì)的相互作用可導(dǎo)致機(jī)體多器官損傷，進(jìn)而導(dǎo)致細(xì)胞被動(dòng)裂解增加，cfDNA 釋放增加；同時(shí)，器官損傷導(dǎo)致的功能下降使其清除cfDNA 能力減弱，最終可造成cfDNA 含量急劇升高[12]。有研究發(fā)現(xiàn)[13]，cfDNA 水平與患者機(jī)體損傷程度呈正相關(guān)。因而有研究將cfDNA 作為評(píng)估膿毒癥的生物標(biāo)志物。孟強(qiáng)等[14]研究發(fā)現(xiàn)，與非感染全身炎性反應(yīng)綜合征患者相比，膿毒癥患者血漿游離DNA 水平明顯升高，而在膿毒癥患者中，存活組患者的血漿游離DNA 水平高于死亡組患者，ROC 曲線顯示，cf-DNA 診斷膿毒癥的曲線下面積分別為0.884，其敏感性和特異性分別為81.2%、82.4%。說(shuō)明cf-DNA 在膿毒癥的診斷上有一定的優(yōu)勢(shì)，并且可用于評(píng)估膿毒癥的嚴(yán)重程度。黃天寶等[15]研究顯示，膿毒癥組和嚴(yán)重膿毒癥組患者cf-DNA 水平均高于健康對(duì)照組，同時(shí)，嚴(yán)重膿毒癥組患者cf-DNA 水平高于膿毒癥組。進(jìn)一步進(jìn)行相關(guān)性分析顯示，cf-DNA 水平與膿毒癥患者病情嚴(yán)重程度呈正相關(guān)，該研究還指出，與PCT、APACHEⅡ評(píng)分相比，cf-DNA 單獨(dú)預(yù)測(cè)膿毒癥的價(jià)值最高。目前有認(rèn)為，cf-DNA＞8939 GE/ml 時(shí)可用于診斷膿毒癥，其敏感性與特異性均超過(guò)75%[16]?？傮w來(lái)說(shuō)，cf-DNA 可用于評(píng)估膿毒癥，但其臨床實(shí)用性與便捷性還存在一定的不足，如與PCT、CRP 等指標(biāo)相比，cf-DNA 的檢測(cè)相對(duì)復(fù)雜，且較為耗時(shí)，期待隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，cf-DNA 的檢測(cè)將更加便捷。

3 膿毒癥與長(zhǎng)鏈非編碼RNA

大部分長(zhǎng)鏈非編碼RNA（lncRNA）是由RNA 聚合酶Ⅱ催化轉(zhuǎn)錄而來(lái)的，但其序列保守性不高且表達(dá)豐度較低，在組織和細(xì)胞中表現(xiàn)出較強(qiáng)的特異性。lncRNA 長(zhǎng)度在200～100000 個(gè)核苷酸之間，其可通過(guò)間接調(diào)節(jié)IL-1β、TNF-α 等的表達(dá)來(lái)調(diào)控心肌細(xì)胞的損傷。最新研究顯示[17]，多器官功能障礙是該病的主要特點(diǎn)之一，其中心功能障礙屬于膿毒癥患者最嚴(yán)重的并發(fā)癥，多數(shù)情況下可造成患者死亡。因此，有學(xué)者提出利用lncRNA 來(lái)監(jiān)測(cè)膿毒癥患者心肌損傷情況，進(jìn)而評(píng)估患者的疾病狀態(tài)。隋欣烔等[18]關(guān)于的動(dòng)物試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，膿毒癥急性肺損傷小鼠肺組織中l(wèi)ncRNA PACER 的相對(duì)表達(dá)量高于正常小鼠。過(guò)表達(dá)PACER 慢病毒感染后，人單核細(xì)胞THP-1和小鼠巨噬細(xì)胞RAW 264.7 炎癥因子IL-6 和TNF-α 的水平均明顯升高，其靶基因環(huán)氧合酶2（COX-2）相對(duì)表達(dá)量亦明顯上調(diào)。轉(zhuǎn)染PACERsiRNA 后，炎癥因子IL-6 和TNF-α 的表達(dá)水平明顯下降，COX-2 的相對(duì)表達(dá)量平亦明顯下調(diào)。脂多糖誘導(dǎo)小鼠急性肺損傷后，經(jīng)尾靜脈注射PACERsiRNA 慢病毒敲低PACER 表達(dá)后，小鼠血清中炎癥因子IL-6 和TNF-α 的水平明顯下降，肺組織損傷程度明顯減輕。該項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，lncRNA PACER 在膿毒癥急性肺損傷人體和小鼠肺組織中高表達(dá)，lncRNA PACER 可誘導(dǎo)膿毒癥急性肺損傷炎癥反應(yīng)的發(fā)生，而通過(guò)敲低PACER 的表達(dá)可明顯減輕膿毒癥小鼠肺組織損傷程度，提示lncRNA PACER 有望成為臨床防治膿毒癥急性肺損傷的潛在靶點(diǎn)。徐巍等[19]的研究發(fā)現(xiàn)，膿毒癥患者血清lnc RNAHOTAIR的相對(duì)表達(dá)量明顯高于健康體檢者；同時(shí)，lnc RNA-HOTAIR 診斷膿毒癥的敏感度、特異度及準(zhǔn)確率均高于PCT，提示通過(guò)實(shí)時(shí)定量PCR 檢測(cè)膿毒癥患者血清lnc RNA-HOTAIR 水平可用于臨床指導(dǎo)治療及評(píng)估膿毒癥患者的病情嚴(yán)重程度?？傊?，關(guān)于膿毒癥與長(zhǎng)鏈非編碼RNA，目前研究大多主要從lncRNA 間接調(diào)控心肌細(xì)胞損傷的途徑展開(kāi)，但其具體的機(jī)制目前尚無(wú)統(tǒng)一結(jié)論，后續(xù)仍需大量研究進(jìn)一步證實(shí)[20]。總體來(lái)看，基于目前的研究成果，膿毒癥與長(zhǎng)鏈非編碼RNA 的關(guān)系并未完全明確，因此臨床上還需要加強(qiáng)對(duì)lncRNA 的研究，進(jìn)一步揭示lncRNA 在膿毒癥當(dāng)中的機(jī)理，從而尋找具體特異性的lncRNA，并將其作為輔助診斷、治療及評(píng)估膿毒癥的生物標(biāo)志物；另外一方面，還應(yīng)該開(kāi)發(fā)以相關(guān)lncRNA 為治療靶點(diǎn)的特效藥，從而改善膿毒癥患者的臨床結(jié)局，提高其治愈率。

4 膿毒癥與程序性死亡受體

程序性死亡受體（PD-1）是一種重要的免疫抑制分子，其可通過(guò)向下調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)對(duì)人體細(xì)胞的反應(yīng)，以及通過(guò)抑制T 細(xì)胞炎癥活動(dòng)來(lái)調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)并促進(jìn)自身耐受。這有助于預(yù)防自身免疫性疾病，但也可以防止免疫系統(tǒng)滅殺腫瘤細(xì)胞。在膿毒癥的相關(guān)研究中，有學(xué)者發(fā)現(xiàn)膿毒癥小鼠早期階段其免疫系統(tǒng)受到一定程度的抑制，而免疫系統(tǒng)的抑制可防止機(jī)體“炎性風(fēng)暴”的發(fā)生[21]。隨著相關(guān)研究的不斷深入，人們發(fā)現(xiàn)可以通過(guò)人為干預(yù)部分參與免疫調(diào)節(jié)的蛋白質(zhì)來(lái)調(diào)節(jié)膿毒癥患者的炎癥反應(yīng)[22]。研究發(fā)現(xiàn)[23]，膿毒癥患者血清中存在一類(lèi)PD-L1+抑制表型中性粒細(xì)胞亞型，其可通過(guò)細(xì)胞-細(xì)胞直接接觸的方式抑制T 細(xì)胞的功能。同時(shí)，在膿毒癥的基礎(chǔ)研究中，阻斷抑制性免疫檢查點(diǎn)與免疫細(xì)胞接觸已被證明可改善先天性和適應(yīng)性免疫細(xì)胞功能，進(jìn)而增強(qiáng)宿主對(duì)感染的抵抗能力。研究發(fā)現(xiàn)[24]，與健康人相比，膿毒癥患者入住ICU 第1 天、第3～4 天及第7～8 天的單核細(xì)胞PD-L1 表達(dá)和CD8+T 淋巴細(xì)胞均明顯升高；而當(dāng)患者病情改善后，其樹(shù)突細(xì)胞PD-L1 表達(dá)有升高趨勢(shì)，但尚未發(fā)現(xiàn)其與健康人群存在差異。該研究認(rèn)為，膿毒癥患者PD-L1/PD-1 的上調(diào)表達(dá)可能是引起免疫抑制的主要因素?；谏鲜龃罅垦芯浚袑W(xué)者提出[25]，臨床上也許可以通過(guò)調(diào)節(jié)PD-L1/PD-1 的表達(dá)水平來(lái)改善膿毒癥患者的免疫抑制狀態(tài)，從而有效改善患者預(yù)后，最終降低患者的死亡率。因此，基因表達(dá)的完整性取決于轉(zhuǎn)錄、翻譯、蛋白質(zhì)空間構(gòu)象的改變等一系列過(guò)程，而蛋白質(zhì)是mRNA 翻譯后的加工產(chǎn)物，對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行人為的干預(yù)修飾會(huì)直接影響基因的表達(dá)。作為CD28 超家族成員，通過(guò)調(diào)節(jié)PD-1 與其受體的結(jié)合則可調(diào)節(jié)膿毒癥患者炎癥反應(yīng)的嚴(yán)重程度。未來(lái)，相關(guān)研究可以從該思路出發(fā)，探索開(kāi)發(fā)可以調(diào)節(jié)或影響PD-1 與其受體的結(jié)合的相關(guān)藥物，進(jìn)而改善膿毒癥患者的炎癥反應(yīng)，最終達(dá)到治療膿毒癥的目的。

5 總結(jié)

在膿毒癥發(fā)生發(fā)展過(guò)程中，全身炎癥反應(yīng)、免疫功能障礙、組織損傷等多個(gè)路徑均參與其中，其病理機(jī)制復(fù)雜，臨床治療難度較大。目前人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)PCT、CRP 等常規(guī)生物標(biāo)志物在膿毒癥診斷及治療過(guò)程中的重要作用；同時(shí)，血漿游離DNA、長(zhǎng)鏈非編碼RNA 及程序性死亡受體等免疫分子也被發(fā)現(xiàn)在膿毒癥中發(fā)揮著重大作用，可通過(guò)多種途徑參與疾病的發(fā)生發(fā)展。而隨著生物分子技術(shù)的發(fā)展，這些生物標(biāo)志物在膿毒癥的早期診斷、病情及預(yù)后判斷，療效評(píng)估中可起到關(guān)鍵性的作用，如輔助疾病的診療，指導(dǎo)臨床應(yīng)用抗生素，調(diào)節(jié)機(jī)體免疫功能，改善器官損傷等。未來(lái)，相信將會(huì)有更多的生物分子被發(fā)現(xiàn)，而膿毒癥患者的病死率將進(jìn)一步降低。