膿毒癥患者胃腸功能損傷機(jī)制及血清學(xué)檢測(cè)方法研究進(jìn)展

劉寶棟, 林 華, 陳齊紅

(1. 揚(yáng)州大學(xué)醫(yī)學(xué)院, 江蘇 揚(yáng)州, 225100; 2. 江蘇省泰州市第四人民醫(yī)院 重癥醫(yī)學(xué)科, 江蘇 泰州, 225300;3. 揚(yáng)州大學(xué)附屬蘇北人民醫(yī)院 重癥醫(yī)學(xué)科, 江蘇 揚(yáng)州, 225000;4. 江蘇省揚(yáng)州市江都人民醫(yī)院 重癥醫(yī)學(xué)科, 江蘇 揚(yáng)州, 225200)

膿毒癥為病原微生物等侵入機(jī)體后引起的局部或全身炎癥反應(yīng), 2016年美國(guó)重癥醫(yī)學(xué)會(huì)(SCCM)和歐洲危重病醫(yī)學(xué)會(huì)(ESICM)聯(lián)合發(fā)布了膿毒癥新標(biāo)準(zhǔn)(SEPSIS 3.0), 指出膿毒癥為嚴(yán)重感染所致宿主反應(yīng)失調(diào)引起的致命性器官功能障礙，相關(guān)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)變?yōu)樾蜇炂鞴偎ソ咴u(píng)分(SOFA)[1]?！?021年國(guó)際膿毒癥和膿毒性休克管理指南》[2]指出，膿毒癥和膿毒性休克患者的篩查至關(guān)重要，不推薦將快速序貫器官衰竭評(píng)分(qSOFA)單獨(dú)作為篩查工具，而需結(jié)合多種臨床指標(biāo)及工具如全身炎癥反應(yīng)綜合征(SIRS)標(biāo)準(zhǔn)、生命體征、感染征象、qSOFA或SOFA標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)家早期預(yù)警評(píng)分(NEWS)或改良早期預(yù)警評(píng)分(MEWS)進(jìn)行綜合判斷。炎癥因子可導(dǎo)致外周血管擴(kuò)張，為保證重要臟器血液灌注，胃腸道血管收縮、血供減少，加之再灌注損傷和炎癥因子的作用，胃腸道往往是最先受累和最容易受損的器官[3]。胃腸道內(nèi)細(xì)菌眾多，黏膜屏障損傷可導(dǎo)致細(xì)菌入血，引發(fā)內(nèi)源性感染，造成多器官損傷，形成惡性循環(huán)[4]。膿毒癥患者可出現(xiàn)胃腸道黏膜屏障破壞、菌群失衡、動(dòng)力障礙以及免疫功能降低等相關(guān)表現(xiàn)[5]。目前，胃腸功能損傷嚴(yán)重程度的評(píng)估主要參照急性胃腸損傷(AGI)的分級(jí)方法[6], AGI可分為Ⅰ～Ⅳ級(jí)4個(gè)級(jí)別，級(jí)別越高表示病情越嚴(yán)重。胃腸功能損傷的檢測(cè)手段主要包括器械檢查和血清學(xué)檢測(cè)[7], 血清學(xué)檢測(cè)指標(biāo)包括內(nèi)毒素、D-乳酸、二胺氧化酶、瓜氨酸和脂肪酸結(jié)合蛋白等，但目前尚無(wú)特異性評(píng)估指標(biāo)，故探尋有效的檢測(cè)指標(biāo)意義重大。本文總結(jié)了膿毒癥患者胃腸功能損傷機(jī)制及相關(guān)血清學(xué)檢測(cè)方法的研究進(jìn)展，現(xiàn)綜述如下。

1 胃腸功能損傷機(jī)制

1.1 腸道黏膜屏障破壞

腸道黏膜屏障主要由腸道上皮細(xì)胞及其分泌的黏液和抗菌素等組成，膿毒癥的發(fā)展會(huì)造成腸道菌群失調(diào)，進(jìn)一步導(dǎo)致腸道黏膜屏障的生理功能和解剖結(jié)構(gòu)發(fā)生改變[8]。腸道上皮細(xì)胞的選擇性滲透功能主要通過(guò)大量黏蛋白異構(gòu)體、咬合蛋白和緊密連接蛋白-1(ZO-1)的頂端緊密連接而實(shí)現(xiàn)，膿毒癥發(fā)生后1 h這些緊密連接往往已經(jīng)發(fā)生改變，發(fā)生后6 h腸道通透性即出現(xiàn)增加[9]。膿毒癥患者腸道正常屏障功能破壞后，通透性的增加會(huì)促進(jìn)細(xì)菌及內(nèi)毒素進(jìn)入血液循環(huán)系統(tǒng)[10]。

1.2 腸道菌群生態(tài)失調(diào)

腸道菌群的改變會(huì)增加患者發(fā)生膿毒癥的風(fēng)險(xiǎn)，且對(duì)膿毒癥的最終結(jié)局有一定影響[11]。相關(guān)研究[12]結(jié)果表明，益生菌可通過(guò)長(zhǎng)期定植發(fā)揮其阻斷革蘭氏陰性菌黏附和易位的作用，從而減少新生兒發(fā)生膿毒癥的可能性。膿毒癥發(fā)生過(guò)程中，腸道通常由單一的致病菌和耐藥菌(如梭狀芽孢桿菌和腸球菌)占據(jù)，正常的微生物群如糞桿菌、普雷沃菌等缺失，嚴(yán)重干擾了腸道正常菌群，加之治療時(shí)抗生素的廣泛使用同樣具有破壞性，共同導(dǎo)致了腸道菌群生態(tài)失調(diào)[13]。有研究[14]通過(guò)新的技術(shù)如基因測(cè)序、代謝組學(xué)及宏蛋白質(zhì)組學(xué)分析手段發(fā)現(xiàn)，膿毒癥會(huì)顯著影響腸道菌群，且腸道菌群生態(tài)失調(diào)在膿毒癥相關(guān)器官損傷中起著重要的作用。膿毒性休克患者腸道常見(jiàn)細(xì)菌分析結(jié)果顯示，有益細(xì)菌(雙歧桿菌、乳酸菌)占比明顯降低，而某些致病菌(葡萄球菌)占比較高，表明腸道菌群紊亂與膿毒性休克的發(fā)生及發(fā)展密切相關(guān)[15]。另有研究[16]分析不同人群的糞便菌群后發(fā)現(xiàn)，健康人群菌群以厚壁菌門(mén)和擬桿菌門(mén)為主，變形菌門(mén)占比低于10%, 而重癥監(jiān)護(hù)病房(ICU)患者出現(xiàn)腸道菌群紊亂時(shí)變形菌門(mén)占比會(huì)明顯增高。腸道內(nèi)菌群多種多樣，不同致病菌會(huì)導(dǎo)致不同疾病發(fā)生，除膿毒癥外，一些腫瘤疾病、免疫性疾病、神經(jīng)系統(tǒng)疾病、內(nèi)分泌疾病等的發(fā)生也與腸道菌群的改變有一定關(guān)系[17]。

代謝組學(xué)是對(duì)生物液體、細(xì)胞和組織中的代謝物進(jìn)行分析，可檢測(cè)到生物體內(nèi)細(xì)微改變，深入了解各種生理和病理機(jī)制[18]。目前，代謝組學(xué)方法能夠直接檢測(cè)不同腸道菌群影響下宿主代謝產(chǎn)物的變化情況，為揭示不同腸道菌群的具體致病機(jī)制提供了有效依據(jù)[19]?；诖x組學(xué)及合適的分析方法能夠有效闡明代謝物在宿主-腸道微生物群相互作用中的生物學(xué)意義[20]。有學(xué)者[21]通過(guò)代謝組學(xué)方法分析具體代謝產(chǎn)物的變化，為了解Gpr174在膿毒癥小鼠腸道損傷中的作用機(jī)制提供了可能。隨著代謝組學(xué)的高速發(fā)展，臨床研究人員對(duì)膿毒癥腸道菌群變化的致病機(jī)理將會(huì)有更加科學(xué)和詳盡的認(rèn)識(shí)。

1.3 機(jī)體免疫功能下降

隨著病情發(fā)展，機(jī)體內(nèi)免疫細(xì)胞衰竭，膿毒癥患者免疫系統(tǒng)往往處于癱瘓狀態(tài)，主要表現(xiàn)為T(mén)淋巴細(xì)胞、B淋巴細(xì)胞和樹(shù)突狀細(xì)胞(DC細(xì)胞)耗竭和凋亡，免疫抑制將會(huì)導(dǎo)致多器官衰竭[22]。膿毒癥能夠誘導(dǎo)先天免疫及適應(yīng)性免疫抑制，單核細(xì)胞/巨噬細(xì)胞活化后分泌的活性培養(yǎng)基能夠?qū)е陆M織損傷和纖維化, DC細(xì)胞的成熟受阻可直接導(dǎo)致先天免疫缺陷，后期免疫系統(tǒng)適應(yīng)過(guò)程中相關(guān)受體和配體表達(dá)的上調(diào)將進(jìn)一步導(dǎo)致免疫抑制的發(fā)生[23]。腸道為人體最大的免疫器官之一，其防御功能主要依靠局部的腸道免疫系統(tǒng)，包括上皮內(nèi)淋巴細(xì)胞、固有層淋巴細(xì)胞、派伊氏結(jié)和腸系膜淋巴結(jié)，膿毒癥患者腸道通透性增高與機(jī)體免疫紊亂直接相關(guān)[24]。

2 血清學(xué)檢測(cè)

2.1 內(nèi)毒素

內(nèi)毒素是革蘭氏陰性菌細(xì)胞壁中的一種成分，也稱(chēng)脂多糖。健康人群血漿內(nèi)毒素水平一般為3 pg/mL, 小劑量?jī)?nèi)毒素被釋放入血后，機(jī)體能夠迅速將其清除[25]。正常情況下腸道內(nèi)毒素能有效排出體外，但胃腸功能損傷時(shí)，胃腸道黏膜缺血、壞死，發(fā)生黏膜屏障破壞，大量?jī)?nèi)毒素可被釋放入血，甚至導(dǎo)致腸源性?xún)?nèi)毒素血癥。研究[26]發(fā)現(xiàn)，膿毒癥患者血清內(nèi)毒素水平顯著高于健康對(duì)照者，同時(shí)膿毒癥患者中28 d非存活者的內(nèi)毒素水平較高，且內(nèi)毒素水平與患者qSOFA、SOFA和急性生理學(xué)與慢性健康狀況評(píng)分系統(tǒng)Ⅱ(APACHEⅡ)評(píng)分均呈正相關(guān)。有學(xué)者[27]對(duì)膿毒癥患者的胃腸功能進(jìn)行AGI分級(jí)，并通過(guò)鱟試劑動(dòng)態(tài)比濁法檢測(cè)患者內(nèi)毒素水平，發(fā)現(xiàn)AGI分級(jí)較高的患者內(nèi)毒素水平顯著升高，且相關(guān)評(píng)分及病死率也呈現(xiàn)增高趨勢(shì)。膿毒癥患者往往存在胃腸功能損傷，而內(nèi)毒素能夠反映患者胃腸功能損傷的嚴(yán)重程度，故檢測(cè)內(nèi)毒素水平對(duì)指導(dǎo)臨床治療和預(yù)后評(píng)估具有一定意義。

2.2 D-乳酸

乳酸可分為L(zhǎng)-乳酸和D-乳酸，其中絕大多數(shù)為L(zhǎng)-乳酸，是組織缺氧的反映指標(biāo)，正常水平為0.5～1.0 mmol/L[28], 而D-乳酸在血液中含量極低，健康成人血清D-乳酸水平僅為11～70 nmol/L[29]。但胃腸功能損傷時(shí)，血液中D-乳酸含量可明顯增高，甚至出現(xiàn)D-乳酸血癥或酸中毒等，且D-乳酸在體內(nèi)代謝較慢，故檢測(cè)血液D-乳酸水平可了解胃腸道屏障功能。何志捷等[30]發(fā)現(xiàn), D-乳酸水平與患者胃腸功能障礙密切相關(guān)，并且與病情嚴(yán)重程度一致。有學(xué)者[31]通過(guò)酶聯(lián)免疫吸附法檢測(cè)不同AGI分級(jí)患者D-乳酸水平，發(fā)現(xiàn)D-乳酸可作為AGI分級(jí)的標(biāo)志物。一項(xiàng)針對(duì)老年膿毒癥患者的研究[32]表明，隨著病情嚴(yán)重程度的加重，患者腸道屏障功能減退, D-乳酸等反映腸道功能的指標(biāo)與疾病嚴(yán)重程度呈正相關(guān)，且D-乳酸等指標(biāo)為膿毒癥患者住院30 d死亡的影響因素， 能夠在一定程度上反映患者的最終預(yù)后。但也有研究[33]通過(guò)高效液相色譜法檢測(cè)D-乳酸水平并比較AGI患者治療前后D-乳酸變化情況發(fā)現(xiàn),D-乳酸反映胃腸功能損傷的敏感性欠佳，僅可用于胃腸功能障礙的早期診斷及病情嚴(yán)重程度的初步判斷。檢測(cè)方法的不同可能會(huì)對(duì)相關(guān)指標(biāo)造成一定影響，未來(lái)研究人員還需進(jìn)一步探討D-乳酸對(duì)胃腸功能損傷診治的指導(dǎo)價(jià)值，現(xiàn)階段采用多種臨床指標(biāo)聯(lián)合判斷胃腸功能損傷的方法可能更為有效。

2.3 二胺氧化酶

二胺氧化酶是小腸黏膜上層絨毛中活性較高的細(xì)胞內(nèi)酶，血清二胺氧化酶特異性地位于腸細(xì)胞絨毛的頂端，在組胺及多胺代謝中發(fā)揮作用，可提示腸道機(jī)械屏障的完整性和損傷程度。相關(guān)研究[34]發(fā)現(xiàn)，隨著膿毒癥嚴(yán)重程度的加重，患者二胺氧化酶水平顯著升高，且二胺氧化酶水平越高，患者的最終預(yù)后越差。袁盛偉等[35]比較老年膿毒癥患者二胺氧化酶水平發(fā)現(xiàn)，重度膿毒癥組的二胺氧化酶水平高于輕中度膿毒癥組，且預(yù)后不良組高于預(yù)后良好組，提示二胺氧化酶水平與老年膿毒癥患者的病情嚴(yán)重程度和預(yù)后密切相關(guān)。一項(xiàng)Meta分析[36]也指出，二胺氧化酶能夠反映胃腸功能損害程度，但其標(biāo)本采集及檢測(cè)技術(shù)方面仍需進(jìn)一步完善，可見(jiàn)在規(guī)范標(biāo)本采集的同時(shí)選用合理有效的檢測(cè)技術(shù)同樣重要，能夠有效提高檢測(cè)指標(biāo)反映問(wèn)題的準(zhǔn)確性。總之，二胺氧化酶在膿毒癥患者胃腸功能損傷嚴(yán)重程度及預(yù)后評(píng)估中均有一定的臨床應(yīng)用價(jià)值。

2.4 瓜氨酸

瓜氨酸是一種α-氨基酸，為鳥(niǎo)氨酸以及氨基甲酰磷酸鹽在尿素循環(huán)過(guò)程中產(chǎn)生，或在一氧化氮(NO)合酶催化精氨酸生成NO的過(guò)程中生成，目前主要通過(guò)高壓液相色譜法測(cè)定濃度。檢測(cè)瓜氨酸的最佳時(shí)點(diǎn)為空腹時(shí)或餐后至少3 h, 進(jìn)食會(huì)導(dǎo)致其濃度下降[37]。瓜氨酸正常濃度為30～50 μmol/L, 濃度低于10 μmol/L可作為腸道功能衰竭的客觀依據(jù)[38]。一項(xiàng)針對(duì)530例AGI患者的研究[39]指出，瓜氨酸水平可隨著胃腸道通透性的增加逐步降低, AGI Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ級(jí)患者瓜氨酸水平分別為(14.1±3.6)、(12.7±3.1)、(8.3±2.7)、(5.6±3.4)μmol/L, 差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，且瓜氨酸對(duì)AGI的診斷價(jià)值較高，可有效反映胃腸道功能損傷程度。劉德紅等[40]發(fā)現(xiàn)，膿毒癥患者胃腸功能障礙評(píng)分與瓜氨酸水平呈負(fù)相關(guān)，且存活組患者瓜氨酸水平顯著高于死亡組，提示瓜氨酸不僅能反映膿毒癥患者胃腸功能水平，而且能在一定程度上評(píng)估膿毒癥患者的預(yù)后。劉曉峰等[41]檢測(cè)不同分級(jí)AGI患者的血漿瓜氨酸水平發(fā)現(xiàn)，AGI Ⅰ級(jí)患者瓜氨酸水平顯著高于AGI Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ級(jí)患者，且瓜氨酸水平與患者胃腸功能損傷的嚴(yán)重程度呈負(fù)相關(guān)，并指出瓜氨酸≥12 μmol/L 時(shí)是較為合適的開(kāi)展腸內(nèi)營(yíng)養(yǎng)的時(shí)機(jī)。相關(guān)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)[42]也證實(shí)血漿瓜氨酸水平的降低能反映輕微腸損傷，即瓜氨酸是小腸損傷敏感的生物標(biāo)志物。與絕大多數(shù)指標(biāo)不同的是，瓜氨酸與胃腸功能損傷的嚴(yán)重程度呈負(fù)相關(guān)，且空腹檢測(cè)結(jié)果可能更為準(zhǔn)確。瓜氨酸水平降低能夠提示膿毒癥胃腸功能的嚴(yán)重程度，故尋找恰當(dāng)?shù)拈撝抵笇?dǎo)膿毒癥患者的腸內(nèi)營(yíng)養(yǎng)治療意義重大。

2.5 脂肪酸結(jié)合蛋白

脂肪酸結(jié)合蛋白存在于小腸黏膜、肝臟、心臟、腦、骨骼肌等多種組織中，心肌和骨骼肌中含量最豐富。胃腸道中存在腸型脂肪酸結(jié)合蛋白(I-FABP)、肝型脂肪酸結(jié)合蛋白(L-FABP)和回腸膽汁酸結(jié)合蛋白(I-BABP)3種脂肪酸結(jié)合蛋白，其中I-FABP的升高相對(duì)更能反映腸細(xì)胞損傷，而與其他標(biāo)志物聯(lián)合診斷可能會(huì)進(jìn)一步提高準(zhǔn)確率[43]。胡玉倩[44]研究表示, I-FABP最佳截?cái)嘀禐?23.855 pg/mL, 此時(shí)I-FABP診斷AGI的敏感度為100.0%, 特異度為86.4%, 可作為診斷膿毒癥患兒胃腸功能損傷的血清學(xué)標(biāo)志物。張小彬等[45]通過(guò)酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)檢測(cè)膿毒癥患者與健康人早期血清脂肪酸結(jié)合蛋白水平，發(fā)現(xiàn)膿毒癥患者該指標(biāo)水平顯著高于健康對(duì)照者，膿毒癥患者往往存在胃腸功能損傷，胃腸道通透性較高，表明脂肪酸結(jié)合蛋白能夠作為早期腸道損傷的依據(jù)，且其升高程度與胃腸功能損傷的嚴(yán)重程度有一定相關(guān)性。肖武強(qiáng)等[46]采樣同樣的方法檢測(cè)膿毒癥患者血清I-FABP水平發(fā)現(xiàn), I-FABP能夠反映早期腸組織損傷情況，且膿毒癥患者I-FABP水平較健康對(duì)照者升高，出現(xiàn)胃腸功能損傷的膿毒癥患者I-FABP水平則進(jìn)一步升高。但也有學(xué)者[47]對(duì)大量文獻(xiàn)進(jìn)行系統(tǒng)回顧和薈萃分析后表示，脂肪酸結(jié)合蛋白能夠?yàn)榕R床中存在腸道黏膜損傷患者的診斷提供參考，但其診斷準(zhǔn)確性仍需進(jìn)一步研究證實(shí)。相關(guān)研究[48]顯示，存在胃腸功能障礙的急性胰腺炎患者同樣具有較高的脂肪酸結(jié)合蛋白水平。由此表明，I-FABP可作為胃腸道功能損傷的生物標(biāo)志物和預(yù)后標(biāo)志物，但其對(duì)膿毒癥所致胃腸功能損傷的診斷特異度不高，且準(zhǔn)確性仍需進(jìn)一步深入研究加以證實(shí)，故結(jié)合多種指標(biāo)進(jìn)行綜合判斷更能準(zhǔn)確反映膿毒癥胃腸功能損傷的嚴(yán)重程度。

3 治 療

治療膿毒癥胃腸功能損傷，首先需積極控制原發(fā)病，其次需應(yīng)用益生菌、促胃腸動(dòng)力藥物以及中醫(yī)藥方法。益生菌治療能夠有效改善膿毒癥胃腸功能障礙患者的胃腸道功能，并加快疾病好轉(zhuǎn)和改善預(yù)后[49]。莫沙比利、紅霉素等促胃動(dòng)力藥物對(duì)改善患者胃腸功能有積極作用[50]。針對(duì)胃腸功能障礙的中醫(yī)藥治療手段也十分豐富，針刺治療[51]可通過(guò)控制炎癥、修復(fù)腸道黏膜、改善胃腸動(dòng)力促進(jìn)胃腸功能恢復(fù)，大黃[52]、厚樸合劑[53]、二黃解毒湯[54]、炎調(diào)方[55]等也可有效改善膿毒癥患者胃腸功能損傷的嚴(yán)重程度。

4 總 結(jié)

胃腸功能損傷可直接影響膿毒癥患者的預(yù)后，已受到越來(lái)越多的臨床醫(yī)師的關(guān)注。膿毒癥胃腸功能損傷的機(jī)制是多方面的，多因素共同作用最終導(dǎo)致胃腸功能障礙，其相關(guān)檢測(cè)指標(biāo)較為豐富，但目前缺乏特異性較高的檢測(cè)指標(biāo)，臨床醫(yī)師仍需結(jié)合多種指標(biāo)綜合判斷膿毒癥患者胃腸功能損傷的嚴(yán)重程度。膿毒癥胃腸功能損傷的治療方法較為豐富，在積極治療原發(fā)病的同時(shí)可根據(jù)患者實(shí)際情況選擇合適的治療方案。目前，胃腸功能的評(píng)估主要參照歐洲重癥監(jiān)護(hù)醫(yī)學(xué)會(huì)提出的AGI概念，但尚缺乏客觀的血清學(xué)評(píng)估指標(biāo)，未來(lái)仍需進(jìn)一步研究并發(fā)展檢測(cè)技術(shù)，從而更好地服務(wù)于臨床。