肝素結(jié)合蛋白在感染性疾病中的應(yīng)用研究進(jìn)展

張萬乾， 王想福， 任有亮， 鄭卉卉

（1.甘肅中醫(yī)藥大學(xué)，甘肅 蘭州 730000；2.甘肅省中醫(yī)院脊柱微創(chuàng)骨科，甘肅 蘭州 730050；3.重慶醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院，重慶 400000）

感染性疾病是一類嚴(yán)重威脅人類健康的疾病，其初期癥狀缺乏特異性，往往會(huì)導(dǎo)致診斷延誤，是導(dǎo)致危重癥患者死亡的主要原因[1]。因此，對(duì)感染性疾病的早期識(shí)別至關(guān)重要。肝素結(jié)合蛋白（heparin-binding protein，HBP）是一種新型感染標(biāo)志物?！吨袊?guó)嚴(yán)重膿毒癥/膿毒性休克治療指南（2014）》[2]指出，HBP可作為膿毒癥，特別是嚴(yán)重細(xì)菌感染的早期診斷標(biāo)志物。本文就HBP的結(jié)構(gòu)、功能及其在感染性疾病中的作用進(jìn)行闡述，以期為感染性疾病的診治提供參考。

1 HBP 概述

HBP是存在于中性粒細(xì)胞嗜苯胺藍(lán)顆粒和分泌顆粒中的一種蛋白質(zhì)分子，最初是因殺菌功能和與肝素結(jié)合的能力而引起學(xué)者們的關(guān)注。1984年，SHAFER等[3]從中性粒細(xì)胞顆粒中分離出帶有正電荷且具有殺菌活性的蛋白質(zhì)，將其命名為CAP37。1989年，GABAY等[4]從中性粒細(xì)胞顆粒中分離出具有殺菌活性的天青殺素和嗜苯胺藍(lán)蛋白。1991年，F(xiàn)LODGAARD等[5]分別從人和豬中性粒細(xì)胞顆粒中分離出具有肝素結(jié)合能力的蛋白，將其命名為“heparinbinding protein”。2001年，一項(xiàng)針對(duì) HBP 的體外實(shí)驗(yàn)使學(xué)者們開始關(guān)注HBP的炎癥趨化活性[6]。2010年后，HBP開始被應(yīng)用于感染性疾病的診斷[7]。

2 HBP的結(jié)構(gòu)

HBP是胰蛋白酶樣絲氨酸蛋白家族的一員，具有殺菌活性且?guī)д姾?，主要在中性粒?xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中產(chǎn)生。HBP為單鏈蛋白結(jié)構(gòu)，分別將251個(gè)氨基酸前體中的N端去除26個(gè)氨基酸殘基、C端去除3個(gè)氨基酸殘基，由剩下的222個(gè)氨基酸殘基構(gòu)成，其相對(duì)分子質(zhì)量為24 000[8]。HBP主要沉淀于內(nèi)皮細(xì)胞中，可誘導(dǎo)內(nèi)皮滲透增加，激活單核細(xì)胞沿著內(nèi)皮滾動(dòng)，發(fā)揮對(duì)炎癥反應(yīng)和血管滲漏的調(diào)節(jié)作用[9]。HBP對(duì)內(nèi)毒素脂質(zhì)A成分具有較強(qiáng)的親和力，可與內(nèi)毒素結(jié)合[10]。HBP與肝素也有很強(qiáng)的親和力，兩者結(jié)合后，其活性會(huì)被抑制。

3 HBP的功能

3.1 調(diào)節(jié)血管內(nèi)皮細(xì)胞功能

HBP可以調(diào)節(jié)血管內(nèi)皮細(xì)胞功能，增加其通透性，導(dǎo)致血漿滲透和水腫，這是炎癥反應(yīng)的特征性表現(xiàn)之一。有研究結(jié)果顯示，多形核白細(xì)胞的游走伴隨著血漿的滲漏，在血漿漏出后，多形核白細(xì)胞可移行至組織中并脫顆粒，釋放出更多的HBP[11]。

3.2 調(diào)節(jié)單核/巨噬細(xì)胞功能

HBP可使單核/巨噬細(xì)胞發(fā)生趨化并被激活，增強(qiáng)機(jī)體對(duì)感染或損傷的免疫反應(yīng)，增強(qiáng)炎癥反應(yīng)。有研究證實(shí)，HBP增強(qiáng)單核細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞黏附的作用可被HBP受體阻斷，這些受體包括CD18抗體、百日咳毒素、甲?；氖荏w抑制劑[12]。

3.3 調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡

HBP進(jìn)入細(xì)胞后可聚集在線粒體區(qū)域，通過線粒體途徑，參與調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡，線粒體外膜上的Bak、Bax和Bcl-2參與了該過程的信號(hào)通路，與細(xì)胞的應(yīng)激反應(yīng)一致[13]。這表明HBP與嚴(yán)重的細(xì)菌感染密切相關(guān)，或可作為臨床診斷的指標(biāo)和藥物治療靶標(biāo)。

4 HBP在感染性疾病診斷中的作用

4.1 HBP診斷肺部感染和肺損傷的臨床價(jià)值

STJ?RNE ASPELUND等[14]收集了29例肺移植受者的113份支氣管肺泡灌洗液（bronchoalveolar lavage fluid，BALF）樣本，他們發(fā)現(xiàn)在感染過程中，BALF中的所有生物標(biāo)志物水平均顯著升高，而發(fā)生排斥反應(yīng)的患者BALF中生物標(biāo)志物的水平與非感染患者相當(dāng)；在HBP臨界值為150 ng/mL時(shí)，診斷感染的敏感性為75%，特異性為92%，陽性預(yù)測(cè)值為92%，陰性預(yù)測(cè)值為76%，HBP可作為肺移植患者肺部感染的診斷標(biāo)志物。LIN等[15]的研究結(jié)果顯示，急性肺損傷（acute lung injury，ALI）、急性呼吸窘迫綜合征（acute respiratory distress syndrome，ARDS）患者血漿HBP水平明顯高于心源性肺水腫（cardiac pulmonary edema，CPE）患者，HBP診斷ALI、ARDS的敏感性為75.0%，特異性為78.2%，HBP可作為鑒別診斷ALI、ARDS與CPE的生物標(biāo)志物，但HBP是否可用于指導(dǎo)臨床管理ALI、ARDS還有待進(jìn)一步研究。

4.2 HBP診斷重癥胰腺炎繼發(fā)感染的臨床價(jià)值

萬東文[16]的研究結(jié)果顯示，HBP、白細(xì)胞介素（interleukin，IL）8、降鈣素原（procalcitonin，PCT）聯(lián)合檢測(cè)診斷重癥急性胰腺炎（severe acute pancreatitis，SAP）繼發(fā)感染的特異性可達(dá) 96.67%，且 HBP 的特異性（93.33%）、敏感性（56.67%）、準(zhǔn)確性（76.67%）均高于IL-8、PCT，陽性預(yù)測(cè)值和陰性預(yù)測(cè)值分別為88.33%和73.33%，因此HBP可作為SAP繼發(fā)感染的診斷指標(biāo)。邱飛等[17]的研究結(jié)果顯示，SAP繼發(fā)細(xì)菌感染組血清HBP水平明顯高于SAP未繼發(fā)細(xì)菌感染組（P<0.05）；HBP診斷SAP繼發(fā)細(xì)菌感染的敏感性為84.0%、特異性為87.0%，而PCT的敏感性為66.2%，特異性為81.0%；在SAP繼發(fā)細(xì)菌感染患者中，血清HBP與PCT呈正相關(guān)（r=0.71，P<0.01）。他們認(rèn)為HBP可作為SAP繼發(fā)細(xì)菌感染的輔助診斷指標(biāo)，與傳統(tǒng)炎癥因子PCT相比，HBP水平升高更明顯，診斷SAP繼發(fā)細(xì)菌感染的價(jià)值更高。

4.3 HBP診斷顱內(nèi)感染和腦膜炎的臨床價(jià)值

陳若虹等[18]檢測(cè)了64例顱內(nèi)感染患者腦脊液白細(xì)胞（white blood cell，WBC）計(jì)數(shù)、HBP和PCT水平，結(jié)果顯示細(xì)菌性感染組腦脊液HBP高于病毒性感染組、隱球菌感染組和對(duì)照組（P<0.05），腦脊液HBP水平診斷細(xì)菌性顱內(nèi)感染的敏感性和特異性分別為73.9%和87.8%，在病毒性和隱球菌性顱內(nèi)感染的鑒別診斷中也有一定的價(jià)值，優(yōu)于腦脊液WBC計(jì)數(shù)等傳統(tǒng)指標(biāo)。KANDIL等[19]的研究結(jié)果顯示，細(xì)菌性腦膜炎患者腦脊液HBP水平和血清HBP水平均顯著高于病毒性腦膜炎患者和腦脊液檢查正常者，以56.7和45.3 ng/mL分別作為腦脊液HBP和血清HBP診斷細(xì)菌性腦膜炎的臨界值，診斷準(zhǔn)確性為100%，且血清HBP水平與腦脊液HBP水平呈顯著正相關(guān)（r=0.93，P=0.000），因此血清HBP或可作為鑒別診斷細(xì)菌性腦膜炎與病毒性腦膜炎的潛在標(biāo)志物。

4.4 HBP 診斷尿路感染（urinary tract infection，UTI）的臨床價(jià)值

王迪等[20]采用受試者工作特征（receiver operating characteristic，ROC）曲線分析了尿液HBP診斷UTI的效能，結(jié)果顯示，尿液HBP診斷UTI的曲線下面積（area under curve，AUC）為0.948，最佳臨界值為69.20 ng/mL，敏感性為89.9%，特異性為89.1%，診斷效能優(yōu)于目前臨床常用的尿液白細(xì)胞酯酶、亞硝酸鹽和WBC計(jì)數(shù)（AUC分別為0.836、0.671 和 0.897），因此尿液HBP或可作為判斷UTI的新型標(biāo)志物。KJ?LVMARK等[21]的研究結(jié)果顯示，尿液HBP水平診斷UTI的敏感性為89.2%，特異性為89.8%，陽性預(yù)測(cè)值為90.2%，陰性預(yù)測(cè)值為88.8%；與WBC計(jì)數(shù)、IL-6相比，HBP鑒別診斷膀胱炎和腎盂腎炎的效能更優(yōu)?？傊蛞篐BP輔助診斷UTI的敏感性和特異性均較好，可作為UTI的診斷標(biāo)志物。

4.5 HBP對(duì)細(xì)菌性感染疾病的診斷價(jià)值

王卓等[22]的研究結(jié)果顯示，HBP可快速、準(zhǔn)確地診斷新生兒早期細(xì)菌感染，其準(zhǔn)確性高于C反應(yīng)蛋白（C-reactive protein，CRP）、PCT、WBC計(jì)數(shù)等常用指標(biāo)，HBP、CRP及PCT聯(lián)合檢測(cè)診斷新生兒早期細(xì)菌感染的敏感性為80.1%，特異性為81.5%，提示三者聯(lián)合檢測(cè)對(duì)新生兒早期細(xì)菌感染的診斷有一定價(jià)值。ZANFALY等[23]選取了90例有敗血癥跡象的患者，根據(jù)12 h后的病情發(fā)展情況分為膿毒癥組（41例）、嚴(yán)重膿毒癥組（29例）和膿毒性休克組（20例），分別在入選時(shí)和12 h后采集所有患者血液樣本并檢測(cè)血漿HBP水平，結(jié)果顯示，嚴(yán)重膿毒癥組和膿毒性休克組在監(jiān)測(cè)到循環(huán)衰竭跡象前，血漿HBP水平持續(xù)升高12 h；血漿HBP水平診斷嚴(yán)重?cái)⊙Y和膿毒癥的AUC為0.950，最佳臨界值為31.6 ng/mL，敏感性為85.7%，特異性為87.8%，陽性預(yù)測(cè)值為89.4%，陰性預(yù)測(cè)值為83.7%；與膿毒癥組比較，嚴(yán)重膿毒癥組和膿毒性休克組12 h后的血漿HBP水平顯著升高（P<0.001）。因此，HBP可作為早期預(yù)測(cè)和診斷膿毒癥的標(biāo)志物。

5 HBP與傳統(tǒng)炎癥指標(biāo)的比較

目前，臨床用于判斷感染的傳統(tǒng)炎癥指標(biāo)，如WBC計(jì)數(shù)、CRP、PCT、紅細(xì)胞沉降率（erythrocyte sedimentation rate，ESR）、IL-6，單項(xiàng)應(yīng)用時(shí)均存在一定的局限性。因此，在臨床實(shí)際工作中，一般需結(jié)合多個(gè)指標(biāo)、多次檢測(cè)結(jié)果以及臨床資料綜合分析，才能對(duì)感染性疾病的病情嚴(yán)重程度作出準(zhǔn)確判斷，制定治療方案，進(jìn)行預(yù)后評(píng)估。

WBC對(duì)人體具有重要的保護(hù)功能，其檢測(cè)簡(jiǎn)便，但由于WBC計(jì)數(shù)結(jié)果個(gè)體差異較大，且易受多種因素影響，在感染性疾病的診斷中局限性較大[24]。CRP是區(qū)分細(xì)菌感染和病毒感染的有效指標(biāo)[25]，主要用于急性感染的鑒別診斷、抗菌藥物療效觀察等[26]。但CRP對(duì)感染的診斷缺乏特異性[27]。有研究結(jié)果顯示，HBP相對(duì)于CRP能更快速、有效地輔助診斷呼吸道局部細(xì)菌感染[28]。PCT在健康人血清中的水平非常低，只有在細(xì)菌釋放毒素導(dǎo)致感染后才會(huì)升高，可以及時(shí)反映全身炎癥反應(yīng)的活躍程度[29]。但有一些非感染情況也會(huì)引起 PCT的急劇升高，而HBP相對(duì)于PCT在血流感染早期升高更快，特異性更強(qiáng)[30]。ESR可判斷機(jī)體是否存在炎癥因子，但ESR并不是某一種疾病的特異性診斷指標(biāo)[31]。IL-6是急性期炎癥反應(yīng)的重要介質(zhì)，在炎癥反應(yīng)中出現(xiàn)升高趨勢(shì)的時(shí)間早于CRP、PCT等炎癥因子，可用于輔助早期診斷急性感染[32]。有研究結(jié)果顯示，聯(lián)合檢測(cè)血清HBP、IL-6對(duì)發(fā)熱患者的臨床診斷有重要價(jià)值[33]。與目前使用的其他感染性疾病指標(biāo)相比，HBP與細(xì)菌感染的關(guān)系更為密切，對(duì)感染性疾病的早期預(yù)警、預(yù)測(cè)評(píng)估及療效觀察均具有重要的臨床價(jià)值。

6 結(jié)語

綜上所述，HBP是中性粒細(xì)胞釋放的一種顆粒蛋白，其產(chǎn)生和釋放的機(jī)制還需要進(jìn)一步研究。HBP作為一個(gè)臨床新型的炎癥標(biāo)志物，具有高敏感性及高特異性的優(yōu)點(diǎn)，如何將HBP與傳統(tǒng)炎癥標(biāo)志物結(jié)合，以尋找可更加快速、特異、靈敏地診斷感染性疾病的指標(biāo)，仍需要進(jìn)一步研究[34]。隨著對(duì)HBP研究的深入，HBP有望在感染性疾病的鑒別診斷中發(fā)揮更大的作用。