肝移植術(shù)后膿毒癥相關(guān)生物學(xué)標(biāo)志物的研究進(jìn)展

游 潘， 高榕悅， 李文雄， 黃立鋒

肝移植(liver transplantation， LT)是一種通過手術(shù)方式將病肝切除，并替換為健康肝臟的方法。近年來，隨著LT手術(shù)技巧的不斷完善、新型免疫抑制劑的出現(xiàn)及廣泛使用，已使其成為治療各種終末期肝臟疾病(包括各種原因?qū)е碌母斡不?、肝衰竭及肝臟惡性腫瘤等)的最好方法。盡管如此，由于LT本身是一種高侵襲性的腹部外科手術(shù)，手術(shù)時(shí)間長，術(shù)中失血、失液量多，血流動(dòng)力學(xué)變化大，加之多數(shù)患者術(shù)前器官功能已嚴(yán)重受損，存在肝昏迷、感染、大量腹水、凝血功能障礙、肝腎綜合征及內(nèi)環(huán)境紊亂等諸多情況，致使其術(shù)后各種并發(fā)癥的發(fā)生率仍居高不下。其中，膿毒癥仍是LT術(shù)后的主要并發(fā)癥之一，也是導(dǎo)致患者病情加重和死亡的重要原因。

1 LT與膿毒癥

膿毒癥是指機(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。最近健康指標(biāo)與評估研究所(IHME)的一項(xiàng)關(guān)于膿毒癥全球負(fù)擔(dān)的研究[1]估算，2017年全球有4890萬例膿毒癥事件，其中1100萬例膿毒癥患者死亡。另有研究[2]證實(shí)，在接受住院治療患者中膿毒癥的發(fā)生率為每年189例/10萬人(病死率為26.7%)；而ICU接受治療的患者膿毒癥發(fā)病率為每年58例/10萬人(病死率為41.9%)。LT術(shù)后，由感染加重引起的膿毒癥較為常見。據(jù)報(bào)道，膿毒癥目前仍是美國非冠狀動(dòng)脈重癥監(jiān)護(hù)病房(ICU)患者的主要死亡原因。

由于肝病患者術(shù)前大都長期使用免疫抑制劑治療原發(fā)疾病，其免疫功能通常會(huì)受損。加之LT手術(shù)本身的復(fù)雜性，肝移植受者較其他移植受者更容易發(fā)生各類病原體感染。此外，移植術(shù)后大劑量激素及免疫抑制的使用，也會(huì)加劇LT受者對感染的易感性。但由于LT受者較普通人群的特殊性，導(dǎo)致目前對膿毒癥進(jìn)行早期識別存在諸多困難。譬如，終末期肝病(ESLD)患者的癥狀和體征，如轉(zhuǎn)氨酶升高、長期低血壓、凝血功能異常及肝性腦病等，通常與膿毒癥癥狀難以區(qū)分；在肝移植術(shù)中，機(jī)體會(huì)經(jīng)受劇烈的缺血-再灌注損傷(包括冷缺血及熱缺血再灌注損傷)打擊，持續(xù)釋放大量炎癥因子，若同時(shí)合并術(shù)后肝功能延遲恢復(fù)(EAD)，會(huì)導(dǎo)致機(jī)體長時(shí)間處于分布性休克狀態(tài)；此外，LT術(shù)后常持接受激素和免疫抑制劑治療，也會(huì)使得已發(fā)生膿毒癥患者的臨床癥狀不典型或難以識別。

綜上，對LT術(shù)后新發(fā)膿毒癥進(jìn)行早期識別，仍是當(dāng)前該領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。本文旨在回顧當(dāng)前與LT術(shù)后膿毒癥相關(guān)的研究成果，系統(tǒng)比較其優(yōu)缺點(diǎn)，以期篩選對LT術(shù)后膿毒癥診斷效能更高的生物學(xué)標(biāo)志物，進(jìn)而為其早期臨床防治提供理論依據(jù)。

2 肝移植術(shù)后膿毒癥相關(guān)生物學(xué)標(biāo)志物

2.1C-反應(yīng)蛋白(CRP) CRP于1930年被Tillet和Francis首先發(fā)現(xiàn)，是一種由肝臟合成的五聚體蛋白，其水平可隨炎癥反應(yīng)而升高。作為一種急性期反應(yīng)性蛋白，在炎癥/感染過程中，主要由炎癥因子白細(xì)胞介素-6(IL-6)作用于負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)錄CRP的基因后誘導(dǎo)生成[3]。研究證實(shí)，成人LT術(shù)后，CRP水平在感染組與非感染組(對照組)間存在顯著差異。據(jù)報(bào)道[4]，CRP水平對成人或兒童肝移植術(shù)的炎癥反應(yīng)具有較高的敏感性，但其特異性較低。相較于降鈣素原(PCT)而言，CRP在診斷肝移植術(shù)后膿毒癥并無太多優(yōu)勢，然而，CRP峰值對于預(yù)測兒童肝移植術(shù)后感染的價(jià)值卻優(yōu)于PCT[5-6]。進(jìn)一步研究[7]發(fā)現(xiàn)，除兒童LT術(shù)后第6天外，臨床疑似感染組與非感染組間的CRP值并無顯著差異。Yu等[8]研究發(fā)現(xiàn)，CRP對于預(yù)測肝移植后30天的臨床細(xì)菌感染(CSI)具有實(shí)用價(jià)值，且與終末期肝病患者體內(nèi)脂多糖(LPS)濃度呈正相關(guān)，因此可將CRP整合于肝移植術(shù)前風(fēng)險(xiǎn)評估工具中，以便優(yōu)化此類患者臨床監(jiān)測方案。另一項(xiàng)研究[9]表明，使用峰值CRP排除LT術(shù)后48 h內(nèi)感染，可能會(huì)產(chǎn)生更多假陰性病例。因此，不能將CRP用于肝移植術(shù)后早期感染性并發(fā)癥的排除性診斷，而應(yīng)盡可能結(jié)合其他因素進(jìn)行病情的評估。

2.2降鈣素原(PCT)

在人體內(nèi)，前降鈣素原(pre-procalcitonin)首先由甲狀腺C細(xì)胞進(jìn)行合成；隨后，該合成肽可被內(nèi)肽酶切割成25個(gè)氨基酸的信號序列，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為PCT。此外，肝、胰、腎、肺、腸，以及白細(xì)胞等非甲狀腺C細(xì)胞的組織也可合成部分PCT，其中，尤以肝臟合成PCT能力為著。但在無細(xì)菌感染情況下，這些組織合成PCT的能力相對較弱[10]。在健康人血液中，PCT分泌總量較少(≤0.05 ng/mL)。一般認(rèn)為，血清PCT濃度會(huì)在細(xì)菌感染情況下增高，而在病毒感染或其他非特異性感染時(shí)保持較低水平。因此，PCT通常被視為診斷體內(nèi)細(xì)菌感染的重要生物學(xué)標(biāo)志物[11]。

據(jù)文獻(xiàn)[11]報(bào)道，在一些晚期肝臟疾病患者中，即使沒有細(xì)菌感染，其PCT基線水平也會(huì)上升，這表明PCT與肝臟有較為復(fù)雜的關(guān)系。此外，在LT術(shù)后患者中，連續(xù)動(dòng)態(tài)監(jiān)測PCT有助于診斷細(xì)菌感染，同時(shí)也可對細(xì)菌感染和急性細(xì)胞排斥反應(yīng)加以甄別。通常認(rèn)為，PCT是鑒別移植術(shù)后細(xì)菌感染、病毒感染和同種異體排斥反應(yīng)的特異性生物學(xué)標(biāo)志物參數(shù)。但隨著研究的不斷加深，PCT的缺陷也逐漸暴露。有研究[9]表明，在ICU中PCT對監(jiān)測LT術(shù)后感染用處甚微，術(shù)后感染患者的PCT水平甚至顯著低于無感染者，尤其是在術(shù)后前2天。此結(jié)果與先前諸多研究相悖。Zant 等[4]進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，在LT術(shù)后早期，IL-6在預(yù)測術(shù)后膿毒癥方面的表現(xiàn)要強(qiáng)于PCT。

多種混雜因素造成PCT在LT術(shù)后早期感染監(jiān)測中缺乏臨床實(shí)用價(jià)值，其中包括術(shù)前受體狀態(tài)(體重指數(shù))、術(shù)中大量輸血、術(shù)后肝功能恢復(fù)程度及供體微生物感染狀況等[9]。此外，由于LT手術(shù)創(chuàng)傷較大，術(shù)中會(huì)阻斷下腔靜脈血供，導(dǎo)致術(shù)后PCT水平非特異性升高[12]。還有研究發(fā)現(xiàn)，肝移植術(shù)后某些藥物的應(yīng)用也會(huì)影響PCT表達(dá)水平。例如，移植術(shù)后患者應(yīng)用前列腺素E1(PGE1)可明顯降低PCT水平；術(shù)后應(yīng)用抗胸腺細(xì)胞球蛋白(ATG)可促進(jìn)PCT的合成。目前尚缺乏關(guān)于手術(shù)時(shí)長和術(shù)后應(yīng)用免疫抑制對PCT影響的研究。有學(xué)者[13]發(fā)現(xiàn)，若LT術(shù)前患者血清PCT > 0.5 ng/mL，術(shù)后膿毒癥發(fā)生率可顯著升高；Takanobu等[13]也發(fā)現(xiàn)，術(shù)前連續(xù)監(jiān)測PCT水平，可用來預(yù)測術(shù)后感染相關(guān)并發(fā)癥。提示在臨床實(shí)踐中，可通過重新評估受者術(shù)前狀況，相應(yīng)推遲體內(nèi)PCT水平較高人群接受LT手術(shù)的時(shí)間。

2.3中性粒細(xì)胞/淋巴細(xì)胞比率(neutrophil-to-lymphocyte ratio， NLR) NLR是基于全血細(xì)胞計(jì)數(shù)值的全身炎癥指標(biāo)。一般情況下，血液中中性粒細(xì)胞計(jì)數(shù)會(huì)隨著炎癥疾病進(jìn)展而增加。在某些特殊情況下(如嚴(yán)重感染、惡病質(zhì))，中性粒細(xì)胞計(jì)數(shù)不會(huì)增加，從而導(dǎo)致在評估疾病進(jìn)展時(shí)出現(xiàn)“假陰性”的情況。而淋巴細(xì)胞計(jì)數(shù)則反映患者的免疫狀態(tài)，通常會(huì)隨著炎性疾病的進(jìn)展而下降，但其下降速度相對緩慢，并不能及時(shí)反映體內(nèi)感染變化的程度[14]。據(jù)報(bào)道[15]，NLR在預(yù)測患者生存率方面要優(yōu)于二者單獨(dú)使用時(shí)，與其他特異性標(biāo)志物相比，NLR的獲取成本不高，且易于臨床操作。研究[16-17]發(fā)現(xiàn)，NLR可作為預(yù)測膿毒癥預(yù)后的生物學(xué)標(biāo)志物，并可用來評估膿毒癥的嚴(yán)重程度，其表達(dá)水平會(huì)在膿毒性休克患者體內(nèi)顯著增加。此外，Boram等[18]研究表明，在LT術(shù)后，與非急性細(xì)胞排斥患者相比，發(fā)生急性細(xì)胞排斥患者的NLR值更低。一項(xiàng)前瞻性研究[19]發(fā)現(xiàn)，肝硬化患者的NLR和CRP是其發(fā)生感染和30天內(nèi)死亡的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。綜上，NLR值可用來區(qū)分移植術(shù)后膿毒癥和急性細(xì)胞排斥反應(yīng)，還可聯(lián)合其他生物學(xué)標(biāo)志物，以提高其診斷效能。

2.4T細(xì)胞克隆性 T淋巴細(xì)胞是移植物排斥反應(yīng)和機(jī)體抵御病原體的核心免疫細(xì)胞，T細(xì)胞受體(TCR)是T淋巴細(xì)胞在胸腺發(fā)育時(shí)所形成的受體之一。免疫反應(yīng)抗原結(jié)合過程發(fā)生在TCR的互補(bǔ)決定區(qū)(CDR)，其中TCR-β CDR3具有特異性，可通過量化TCR-β CDR3來評估T細(xì)胞克隆譜系的分布。目前對T細(xì)胞克隆性(T-cell clonality)進(jìn)行量化評估,在腫瘤和自身免疫性疾病的免疫監(jiān)測中具有指導(dǎo)意義，但其在移植后感染并發(fā)癥監(jiān)測方面的應(yīng)用尚不多見[20]。在一項(xiàng)回顧性研究[21]中， 研究人員通過免疫序列分析、PCR等技術(shù)手段對LT術(shù)后患者TCR-β CDR3進(jìn)行量化分析，結(jié)果證實(shí)，T細(xì)胞克隆性可作為預(yù)測LT術(shù)后并發(fā)膿毒癥風(fēng)險(xiǎn)的生物學(xué)標(biāo)志物。但目前對其確切機(jī)制知之甚少，尚需更多研究加以闡明。

2.5CD14+/HLA-DR表達(dá)比率 人類白細(xì)胞抗原-DR(HL-DR)存在于CD14+單核細(xì)胞表面。有研究[22]利用流式細(xì)胞儀檢測CD14+/HLA-DR表達(dá)比率，并用受試者工作特征(ROC)曲線分析其臨床意義。研究結(jié)果顯示，對于LT術(shù)后可能合并感染的患者，通過連續(xù)監(jiān)測CD14+/HLA-DR表達(dá)比率，可作為判斷其病情和預(yù)后的指標(biāo)。其中，CD14+/HLA-DR表達(dá)比率低于36.35%，可作為診斷術(shù)后感染的預(yù)警值，而低于31.97%可作為診斷膿毒性休克的臨界值。

2.6B型利鈉肽(BNP) BNP是利鈉肽家族成員之一，在心臟容量負(fù)荷增加時(shí)，心室肌對心壁張力壓力升高做出反應(yīng)，從而將BNP釋放入血，造成其水平升高。有研究[23]發(fā)現(xiàn)，與非膿毒癥患者相比，膿毒癥患者的血清BNP水平較高，并且其水平對膿毒性休克患者有較好的預(yù)測價(jià)值。另一項(xiàng)研究[24]中，研究者通過測量四個(gè)時(shí)間點(diǎn)[分別是進(jìn)入無肝期前60 min(T1)、進(jìn)入無肝期后30 min(T2)、移植肝再灌注后30 min(新肝期，T3)及肝移植術(shù)后第1天(T4)]的血清BNP水平，通過統(tǒng)計(jì)研究和分析，最后選用T2和T4兩時(shí)間點(diǎn)組建聯(lián)合BNP(combined B-type natriuretic peptide, cBNP)預(yù)測模型。結(jié)果顯示，cBNP可用來預(yù)測LT術(shù)后患者是否有較高病死率風(fēng)險(xiǎn)。此外，如果不能獲得這兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)的血清BNP水平，也可單獨(dú)選取T4時(shí)間點(diǎn)的血清BNP水平用來預(yù)測。因此，筆者認(rèn)為可以進(jìn)一步探究LT術(shù)后血清BNP水平與術(shù)后膿毒癥發(fā)生的關(guān)系。

2.7可溶性CD14亞型

可溶性CD14亞型 (presepsin)是一種分子量為13 kDa的蛋白，是脂多糖結(jié)合蛋白復(fù)合物的受體，由單核細(xì)胞吞噬細(xì)菌產(chǎn)生。一項(xiàng)回顧性研究[25]發(fā)現(xiàn)，在LT術(shù)后第5天及第7天的可溶性CD14亞型水平可用來診斷術(shù)后感染相關(guān)并發(fā)癥。還有研究[26]發(fā)現(xiàn)，在病毒或真菌感染患者中，可溶性CD14亞型水平未見明顯增加。很多學(xué)者[27]認(rèn)為，除PCT外，可溶性CD14亞型可作為一種具有廣泛應(yīng)用前景新的診斷膿毒癥的生物學(xué)標(biāo)志物，可將其單獨(dú)或與其他生物學(xué)標(biāo)記物聯(lián)合使用，以此來提高診斷和預(yù)測細(xì)菌感染所至膿毒癥的敏感度和特異度。目前關(guān)于可溶性CD14亞型監(jiān)測LT術(shù)后膿毒癥的報(bào)道較少，其診斷效能也需更多研究來證實(shí)。

2.8鈣衛(wèi)蛋白(calprotectin) 鈣衛(wèi)蛋白屬于S100鈣結(jié)合蛋白家族成員，是S100A8和S100A9的異型復(fù)合物，又稱髓樣相關(guān)蛋白(MRP8/14)或白細(xì)胞蛋白L1，在各種炎癥和自身免疫性疾病中其表達(dá)水平可顯著升高[28]。鈣衛(wèi)蛋白大量存在于中性粒細(xì)胞胞漿中，并可表達(dá)于單核細(xì)胞膜上，它可通過與內(nèi)皮細(xì)胞相互作用募集炎癥細(xì)胞，被認(rèn)為是一種有效的炎癥生物學(xué)標(biāo)志物[29]。目前糞便鈣衛(wèi)蛋白在炎癥性腸病中的診斷價(jià)值已得到公認(rèn)，近年來，有報(bào)道[30-31]稱，血清鈣衛(wèi)蛋白在感染性疾病及膿毒癥患者體內(nèi)均有升高。此外，研究者[32]發(fā)現(xiàn)，膽汁鈣衛(wèi)蛋白和乳鐵蛋白可作為LT術(shù)后膽道損傷所致膿毒癥的新型標(biāo)記物，用來區(qū)分可逆和不可逆性膽道并發(fā)癥。筆者認(rèn)為，可通過動(dòng)態(tài)觀察LT術(shù)后血清鈣衛(wèi)蛋白水平變化，以加深對其在LT術(shù)后膿毒癥診斷和預(yù)測價(jià)值方面的理解。

2.9鐵相關(guān)標(biāo)記物 鐵相關(guān)標(biāo)記物主要包括血清鐵、鐵蛋白和鐵調(diào)素。血清鐵來源于細(xì)胞內(nèi)或細(xì)胞外，可作為微生物的營養(yǎng)物質(zhì)。鐵調(diào)素是一種由肝細(xì)胞產(chǎn)生的急性期肽，其作用是調(diào)節(jié)細(xì)胞外鐵的穩(wěn)態(tài)。據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)[33]記載，LT術(shù)后部分感染可出現(xiàn)鐵調(diào)素和鐵蛋白表達(dá)增加，同時(shí)伴有血清鐵的下降。除此之外，即便在宿主免疫功能低下時(shí)，由感染激活的急性低鐵血癥也是一種普遍存在的宿主防御機(jī)制。因此，可進(jìn)一步研究鐵相關(guān)標(biāo)記物與LT術(shù)后膿毒癥的關(guān)系，同時(shí)鐵代謝途徑也有望成為對感染進(jìn)行干預(yù)的潛在靶點(diǎn)。

3 小結(jié)

隨著LT術(shù)后膿毒癥相關(guān)生物學(xué)標(biāo)志物研究的逐步深入，各類標(biāo)志物的特點(diǎn)及應(yīng)用價(jià)值被不斷評估和認(rèn)識。目前，傳統(tǒng)生物學(xué)標(biāo)志物大多均不能較好識別LT術(shù)后新發(fā)膿毒癥患者，因而也不能確定抗生素啟動(dòng)的合適時(shí)機(jī)。而現(xiàn)有的新興生物標(biāo)志物與LT相關(guān)研究較少，還需要進(jìn)一步探索。此外，受應(yīng)用激素及免疫抑制劑影響，LT患者的膿毒癥臨床癥狀較難識別，即便使用Sepsis-3.0標(biāo)準(zhǔn)，也很難快速識別LT術(shù)后新發(fā)膿毒癥。因此，利用何種方法診斷LT術(shù)后早期膿毒癥仍是現(xiàn)在的研究熱點(diǎn)。研究[34]發(fā)現(xiàn)，若LT術(shù)后患者體內(nèi)CRP、PCT和IL-6水平均顯著升高，則可極大地提高患者膿毒癥診斷的陽性率。還有研究[35]發(fā)現(xiàn)，聯(lián)合指標(biāo)預(yù)測LT術(shù)后膿毒癥的ROC曲線下面積(AUC)要優(yōu)于單個(gè)指標(biāo)。因此，除不斷發(fā)掘新的標(biāo)志物外，將新舊標(biāo)志物聯(lián)合應(yīng)用也不失為一種行之有效的思路。