生物指標在敗血癥診治中的研究進展

丁亞蕊 綜述，金冬梅 審校

(哈爾濱醫(yī)科大學(xué)第一附屬臨床醫(yī)院新生兒科，哈爾濱 150001)

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生物指標在敗血癥診治中的研究進展

丁亞蕊 綜述，金冬梅△審校

(哈爾濱醫(yī)科大學(xué)第一附屬臨床醫(yī)院新生兒科，哈爾濱 150001)

敗血癥； 診斷； 生物指標； 降鈣素原

敗血癥仍是目前住院患者死亡的最主要原因之一。在北美和歐洲國家，院內(nèi)敗血癥患者的病死率在28.3%～41.1%[1]。Martin等[2]報道，美國敗血癥的發(fā)病率以每年8.7%的速度增加。我國尚無詳細的敗血癥臨床流行病學(xué)資料，據(jù)推算，每年約有300萬人患敗血癥，50萬人死于敗血癥。由于敗血癥發(fā)病兇險、病死率高，臨床早期診斷和及時治療是降低患者病死率的關(guān)鍵。但是敗血癥與非感染性炎癥的區(qū)分比較困難，而生物標志物可以幫助醫(yī)生解決這一難題。降鈣素原(PCT)是目前最具潛力的生物指標。大量研究顯示，PCT在敗血癥診斷中的價值優(yōu)于C反應(yīng)蛋白(CRP)與白細胞介素-6(IL-6)。然而包括PCT在內(nèi)的所有生物指標在非感染性炎癥中都可以升高，參照這些生物指標診斷敗血癥時應(yīng)將其缺陷考慮在內(nèi)。并且，雖然應(yīng)用聚合酶鏈反應(yīng)(PCR)檢測病原體可以改善治療時機，但PCR檢測結(jié)果為陰性時卻不能排除感染的存在。本文就目前敗血癥診治的各項生物指標進行綜述，為臨床醫(yī)生對敗血癥的早期診治提供幫助。

1 急性期反應(yīng)物

1.1 CRP CRP是一種能與肺炎鏈球菌C多糖體反應(yīng)形成復(fù)合物的急性時相反應(yīng)蛋白，在IL-6和其他細胞因子的刺激下由肝臟合成并釋放入血，其半衰期為19 h。在感染過程中CRP具有促炎與抗炎作用，它能提高分葉核細胞吞噬細菌的能力，既可以消除病原體，又可以抑制機體內(nèi)皮細胞與白細胞的相互作用。CRP在機體細菌感染或急性組織損傷后4～6 h開始升高，36 h達高峰，炎癥后6～12 h可在血液中檢出，隨炎癥因子的增加而升高，與感染程度呈正相關(guān)，且在感染得到有效控制后很快下降。因此，臨床將CRP檢測常規(guī)用于炎性疾病的診斷及治療效果的監(jiān)測。

一項薈萃分析結(jié)果顯示，CRP區(qū)別細菌感染與非感染性炎癥的敏感性僅0.75、特異性僅0.67[3]。在重癥監(jiān)護室(ICU)中，CRP區(qū)別敗血癥與非敗血癥的價值不高。然而，最近一項關(guān)于全身炎癥反應(yīng)綜合征(SIRS)危重患者的研究發(fā)現(xiàn)，CRP水平的高低可以判斷這類患者有無敗血癥。此外，一項葡萄牙社區(qū)獲得性敗血癥的調(diào)查研究顯示，891例患者在有效抗菌藥物治療后的前5 d血清CRP水平明顯下降[4]。然而，CRP水平并不能很好地預(yù)測病死率[5-6]。并且CRP對預(yù)后及血培養(yǎng)陽性率的預(yù)測較PCT和可溶性細胞間黏附分子-1(sICAM-1)差[7]。雖然CRP對急診科嚴重敗血癥的診斷具有一定的價值，但明顯不如PCT和IL-6。此外，CRP水平在創(chuàng)傷、手術(shù)及風(fēng)濕病等非感染性炎癥情況下也可以升高[8]；并且其在輕微感染時升高并不能反映感染的嚴重程度。有關(guān)新生兒CRP水平的研究顯示，新生兒生后數(shù)小時內(nèi)CRP的靈敏度低，這與機體免疫反應(yīng)低、IL-6合成延遲有關(guān)。而且CRP水平與胎齡及出生體質(zhì)量有關(guān)，有研究結(jié)果顯示足月兒生后3 d內(nèi)CRP水平高于早產(chǎn)兒。因此，CRP對新生兒早期感染的診斷價值不高。

1.2 PCT PCT是一種含116個氨基酸的蛋白質(zhì)，相對分子質(zhì)量為13×103，是降鈣素的前體，正常情況下由甲狀腺C細胞分泌產(chǎn)生，經(jīng)細胞內(nèi)蛋白水解酶水解后形成活性成分，其在血循環(huán)中的半衰期為15～20 h。在健康人體內(nèi)，大部分PCT被裂解為降鈣素，血液中能檢測到的PCT水平小于0.1 ng/mL。但是，在感染期間PCT水平發(fā)生變化，大量PCT釋放入血，其水平取決于感染的嚴重程度；且PCT的活躍程度比CRP及細胞因子強，在感染后4～12 h內(nèi)升高。在嚴重的細菌感染及膿毒癥時PCT水平可升高至1 000 ng/mL。

Schuetz等[9]對30項研究共3 244例患者進行薈萃分析，結(jié)果顯示PCT區(qū)別敗血癥與非感染性炎癥的敏感性為77%，特異性為79%。該項研究結(jié)果證實，PCT有利于內(nèi)外科敗血癥患者的早期診斷。PCT水平在0.1～0.5 ng/mL可認為存在細菌感染(如下呼吸道感染)，需要給予抗菌藥物治療[10]。而敗血癥休克患者的PCT水平則高達4～45 ng/mL[11]。此外，PCT下降水平與生存率相關(guān)，其水平居高不降提示預(yù)后不良。通過檢測PCT水平指導(dǎo)抗感染治療，能明顯縮短抗菌藥物的使用時間，并且不影響治療效果[12]。但是，PCT水平在非細菌感染情況下(如嚴重創(chuàng)傷、手術(shù)或心臟驟停)仍然可以升高[13]；且在甲狀腺癌、熱休克、不同免疫治療及一些自身免疫疾病患者的血清中也升高。因此，PCT水平的檢測可以為醫(yī)生診斷敗血癥及指導(dǎo)抗菌藥物的使用提供依據(jù)，但作為生物指標應(yīng)結(jié)合患者的臨床病史進行評估。

2 細胞因子

IL-6由敗血癥初級細胞因子即腫瘤壞死因子(TNF)和IL-1誘導(dǎo)產(chǎn)生。IL-6水平在感染后急速升高，在2 h內(nèi)達到峰值，并且其在血液內(nèi)的持續(xù)時間較TNF和IL-1長。IL-6對感染的快速反應(yīng)使其成為值得關(guān)注的生物指標。在嚴重的精神創(chuàng)傷患者中，合并感染的患者血清IL-6水平較未合并感染的患者高[13]；當(dāng)IL-6水平大于500 pg/mL時，鑒別ICU中敗血癥和SIRS患者的敏感性與PCT相似。雖然PCT、CRP及IL-6對急診敗血癥與疑似敗血癥的診斷價值不高，但相關(guān)研究結(jié)果顯示PCT及IL-6預(yù)測嚴重敗血癥的價值較CRP高。血清IL-6水平與敗血癥的預(yù)后及嚴重性密切相關(guān)；感染控制后IL-6水平下降，可以預(yù)測患者的生存率。然而，一些非細菌感染情況，如重大手術(shù)、嚴重創(chuàng)傷、急危重自身免疫功能障礙、移植物排斥反應(yīng)等也可誘導(dǎo)IL-6釋放。此外，IL-6與腦血管疾病、冠心病、腎病及休克等相關(guān)，在這些疾病發(fā)生時IL-6水平明顯升高。因此，盡管IL-6在敗血癥的病理生理過程中起重要作用，但作為敗血癥的生物指標仍需進一步研究證實。

3 可溶性髓系細胞觸發(fā)受體-1

人髓系細胞表達的觸發(fā)受體-1(TREM-1)在炎性反應(yīng)的觸發(fā)和放大過程中具有重要作用，而可溶性髓系細胞觸發(fā)受體-1(sTREM-1)是TREM-1的分泌亞型，在感染過程中大量釋放于機體內(nèi)，有助于評估機體的炎性反應(yīng)程度。但是，在敗血癥患者的炎性反應(yīng)進程中，sTREM-l的變化情況及其與疾病預(yù)后的關(guān)系目前尚不清楚。近年來，sTREM-1作為敗血癥的新型炎癥標志物已逐漸成為臨床研究的熱點。

sTREM-1是免疫球蛋白超家族中的一員，是一種具有單鏈免疫球蛋白樣的結(jié)構(gòu)域在單核細胞表面表達的Ⅰ型跨膜蛋白，在細菌和真菌感染后其在單核吞噬細胞表面表達增加。有研究報道，血清sTREM-1可作為診斷社區(qū)獲得性肺炎和判斷疾病預(yù)后的一個非常有效的指標，它不依賴于年齡、IL-6等，是一個相對獨立的指標。sTREM-1作為炎癥指標在敗血癥診斷方面具有突出的優(yōu)勢。Gibot等對ICU中76例臨床疑似感染患者進行了研究，敗血癥和敗血癥休克患者血清CRP、PCT和sTREM-1水平明顯升高，其中血漿sTREM-1對敗血癥的識別價值最高，其操作特征曲線下面積為0.93，對敗血癥診斷的敏感性為96%，特異性為89%。此外，Dimopoulou等研究發(fā)現(xiàn)血漿sTREM-1水平與敗血癥的嚴重程度呈正相關(guān)。

4 脂多糖結(jié)合蛋白

脂多糖結(jié)合蛋白(LBP)是存在于健康人和動物血清中的一種糖蛋白，主要由肝細胞合成，相對分子質(zhì)量為60×103，其蛋白質(zhì)部分為456個氨基酸殘基組成的多肽鏈。1986年Tobias等從急性反應(yīng)期的兔血清中發(fā)現(xiàn)并分離LBP，此后研究者相繼從大鼠、人以及其他動物體內(nèi)中分離獲取。LBP因其對細菌內(nèi)毒素即脂多糖(LPS)中的脂質(zhì)A具有高度親和性，易與LPS結(jié)合。LBP還可以作為調(diào)理素，促進單核細胞等吞噬調(diào)理后的LPS和革蘭陰性菌。此外，LBP是一種急性時相反應(yīng)物，它可以形成一種脂多糖復(fù)雜物。LBP結(jié)合到CD14與Toll樣受體-4(TLR-4)上引起前炎癥介質(zhì)與細胞因子釋放[14]。在人血清中LBP的基本濃度為5～10 μg/mL，敗血癥期間LBP水平在24 h內(nèi)升高達峰值30～40 μg/mL[15]，這一特性使得LBP對敗血癥的診斷有一定價值。有研究報道，LBP對SIRS和敗血癥具有良好的鑒別能力。然而，更深入的研究結(jié)果卻沒有證實LBP對炎性反應(yīng)的特異性，也沒有發(fā)現(xiàn)它對敗血癥的診斷作用和對疾病嚴重程度及預(yù)后的評估作用。因此，LBP用于敗血癥的診斷價值仍需更深入的研究證實。

5 可溶性尿激酶型纖溶酶原激活物受體

可溶性尿激酶型纖溶酶原激活物受體(suPAR)是尿激酶型纖溶酶原激活物受體(uPAR)的可溶性形式，存在于健康人及多種疾病患者的血清、血漿、腦脊液、尿液等體液中，可反映機體免疫系統(tǒng)的活化水平，是表達于各種免疫細胞表面的一種膜聯(lián)蛋白。在炎癥刺激下，uPAR可在多種蛋白酶的作用下從細胞表面脫落形成suPAR。suPAR作為新型的標志物，在敗血癥的診斷、病情及預(yù)后的評估方面發(fā)揮了強大的作用。Koch等發(fā)現(xiàn)，重癥患者比健康人群具有更高的血清suPAR水平，且重癥敗血癥患者的血清suPAR水平高于非敗血癥患者。一些觀察性研究結(jié)果闡明了suPAR對敗血癥的診斷價值。而一項回顧性研究分析顯示，suPAR是炎癥的一般指標，因此對敗血癥的診斷價值并不高。但是，有研究證實了suPAR對感染性疾病預(yù)后的價值，高suPAR水平與疾病的病死率增加有關(guān)[16]。研究納入454例接受通氣支持治療的危重患者，發(fā)現(xiàn)患者最后均發(fā)展為急性腎衰竭或死亡，其體內(nèi)suPAR水平均有輕微上升。另有研究者結(jié)合血清suPAR水平和急性生理及慢性健康狀況評分Ⅱ(APACHEⅡ)預(yù)測敗血癥患者的死亡風(fēng)險，研究納入1 914例敗血癥患者，回歸分析顯示APACHE Ⅱ評分大于17分和suPAR>12 ng/mL提示預(yù)后不良[17]。suPAR水平在很大程度上與敗血癥患者的病死率及預(yù)后相關(guān)，對感染患者的不同隊列研究顯示其對預(yù)后具有良好的預(yù)測性能，并且敏感性及特異性較高，操作過程簡單易行。

6 PCR

PCR是一種用于放大擴增特定DNA片段的分子生物學(xué)技術(shù)。敗血癥患者治療起初需要對微生物進行取樣檢查，這些標本包括血培養(yǎng)及來自疑似感染灶處的標本。然而，微生物檢測結(jié)果可能在采樣后72 h不能獲得，并且早期給予經(jīng)驗性抗菌藥物治療使血培養(yǎng)容易出現(xiàn)陰性結(jié)果，造成診斷延誤。因此，當(dāng)疑似敗血癥患者被及時給予抗菌藥物治療時，微生物檢測結(jié)果不能起到關(guān)鍵作用。并且，有研究報道敗血癥患者的血培養(yǎng)陽性率僅為30%[18]。由于適當(dāng)、及時的抗菌藥物治療對敗血癥患者的存活起關(guān)鍵作用，因此一種快速的病原體檢測方法值得受到關(guān)注。PCR可通過檢測細菌和真菌特定的rRNA序列進行鑒別診斷[19]；并且PCR的檢測結(jié)果理論上可在6～8 h內(nèi)獲得，這對敗血癥的早期診治有一定的幫助。

最近一項薈萃分析結(jié)果顯示，PCR對細菌血癥和真菌血癥診斷的敏感性為75%、特異性為92%[20]。由此認為PCR診斷陽性率高，但是其敏感性太低不能排除感染。多重PCR陽性率比血培養(yǎng)陽性率高2倍，但仍有一半以上的敗血癥患者PCR檢測為陰性[21]。此外，PCR對侵入性真菌感染的檢測特別有用，薈萃分析結(jié)果顯示，PCR對侵入性真菌感染診斷的敏感性為95%、特異性為92%[22]。另有研究者進行前瞻性的隨機試驗研究，將PCR應(yīng)用于臨床骨髓移植后患者的真菌檢測，以此檢測結(jié)果指導(dǎo)兩性霉素B的使用，可明顯提高患者的生存率[23]。此外，隨著分子生物學(xué)理論與技術(shù)的迅速發(fā)展，從分子水平對細菌進行分類與鑒別將成為一種趨勢。雖然PCR技術(shù)具有較高的敏感性，但對實驗室和工作人員的要求很高，要成為臨床微生物領(lǐng)域極有價值的診斷方法，需要通過該技術(shù)的規(guī)范使用與操作。并且多重PCR僅能對覆蓋目標序列的病原體作出檢測。因此，PCR技術(shù)用以檢測病原體僅被推薦為傳統(tǒng)培養(yǎng)方法的一個擴展，不能取代傳統(tǒng)的血培養(yǎng)。

7 小 結(jié)

目前沒有一種生物指標或分子生物技術(shù)可以單獨、快速、有效地鑒別敗血癥與非感染性SIRS。此外，目前可用的生物指標主要用以識別細菌感染，而病毒、真菌及寄生蟲同樣可以引起敗血癥。因此，敗血癥的臨床診斷及治療的開始需要結(jié)合患者的疾病史、感染癥狀及器官功能急性障礙的進展情況綜合評估決定。PCT是目前為止研究最多的生物指標和唯一被列入指導(dǎo)治療的生物指標。采用PCR技術(shù)檢測病原體雖然可以縮短抗菌藥物的使用時間，但所得陰性結(jié)果并不能排除感染。未來生物指標的研究可以與臨床療效相結(jié)合，研究其在反映患者臨床療效中的有效性。

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10.3969/j.issn.1672-9455.2015.05.048

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1672-9455(2015)05-0694-03

2014-08-05

2014-10-22)

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