膿毒癥早期診斷生化標志物的研究進展

王洪霞（綜述），陳 兵（審校）

（天津醫科大學第二醫院急診科，天津 300211）

膿毒癥是導致危重病的常見原因，美國的患病率為總人口的0.3%，每年全球有超過1800例嚴重膿毒癥病例，且患者數目每年以1.5%速度遞增［1］。膿毒癥給個人、家庭、社會帶來了巨大的負擔。如何早期甄別高危人群、合理分配資源、適時使用有針對性的治療手段是危重癥領域所面臨的問題。因此，目前迫切需要特異性的生化標志物用以準確區分膿毒癥和其他危重狀況引起的嚴重炎性反應，對膿毒癥作出迅速準確的診斷。

1 C反應蛋白

C反應蛋白（C-reactive protein，CRP）可以與肺炎球菌的多聚糖片段C發生反應并沉淀，其由5個亞單位通過非共價結構組成穩定的環形結構，能夠對抗蛋白水解作用［2］。CRP 系急性時相蛋白，不僅能夠與細菌、真菌等微生物的多聚糖結合，而且可激活補體系統，促進噬菌作用。CRP由肝實質細胞產生，正常人群水平在10 mg/L以下，感染發生后4～6 h即開始升高，36～50 h達高峰，峰值可達正常參考值的數百倍，感染消除后其水平急驟下降，1周內可恢復至正常，而在病毒感染時無顯著升高，這為早期感染類型的鑒別提供了極其重要的依據。因此，作為相關的非特異性炎性標志物被廣泛應用。但CRP對膿毒癥的診斷價值差異較大。Castelli等［2］報道血漿水平＞50 mg/L可資鑒別感染性炎癥和其他類型的炎癥。Póvoa等［3］認為CRP最大日變異量＞41 mg/L時可較好地預測感染是否發生，靈敏度為92.1%，特異度 72.4%。然而，Luzzani等［4］認為CRP在膿毒癥的診斷價值并不高，其靈敏度為69%，特異度為61%。CRP值明顯升高可能提示嚴重膿毒癥，但不能較好區分膿毒癥的嚴重程度。其他炎癥性疾?。ㄈ鐭齻?、創傷、大手術、惡性腫瘤等）也可導致CRP明顯升高。

2 白細胞介素6

循環和組織中細胞因子水平增高是機體炎性反應的表現，細胞因子反應迅速，測定簡單。白細胞介素（interleukin，IL）6是細胞因子的核心成員，于1980年被發現，1986年被統一命名為IL-6，它是由212個氨基酸組成的多功能糖蛋白，主要由單核-巨噬細胞、T細胞和纖維母細胞合成，是機體感染后炎性反應早期釋放的介質［4］。一般認為，膿毒癥時IL-6有重要的預測價值，盡管在膿毒癥中IL-6的病理、生理作用有爭議，但由于IL-6緩慢而穩定的動力學特征，容易在血液標本中被檢測，從而成為膿毒癥中一個重要的細胞因子生物標志物。Santana Reyes等［5］研究顯示，IL-6水平在全身炎性反應綜合征和膿毒癥之間的差別不大，診斷膿毒癥的靈敏度（67%）和特異度（65%）也不高。而Caini等［6］研究表明，膿毒癥患者血IL-6水平明顯增高，且膿毒癥的嚴重程度及預后與其增高幅度相關，IL-6水平持續增高者多器官功能障礙綜合征的發生率和病死率明顯增加，如以25 ng/L為截斷值時，對膿毒癥有較高的診斷價值，其靈敏度為81.1%，特異度為78.9%。

3 降鈣素原

降鈣素原（procalcitonin，PCT）是最近研究最多的一個標志物，被許多學者認為是最有前途的感染標志物。PCT有116個氨基酸，相對分子質量為14.5×103，由于細胞因子（腫瘤壞死因子 α、IL-6 或脂多糖）刺激使其在不同的細胞和組織中均有表達，如神經元、中性粒細胞、肝臟和腦細胞。感染后2 h即可在血漿中迅速檢測到，24～48 h分泌達高峰。PCT的正常參考值為＜0.5 μg/L，嚴重感染時可升高2000倍，且感染嚴重程度與 PCT的增高幅度相關［7］。同CRP一樣，病毒感染并不引起 PCT增高。研究表明［2］，膿毒癥時PCT明顯升高，并能很好地區分全身炎性反應綜合征和膿毒癥，膿毒癥患者中血漿PCT的峰值出現在發病后1 d。這種動力學特性使得對膿毒癥的診斷價值比CRP要早24～48 h，同時證明PCT的最佳截斷值為0.47μg/L，在此截斷值上，其靈敏度、特異度分別為83%、81%。但也有部分研究者質疑PCT對膿毒癥的診斷和預后的準確性，認為PCT并不與感染嚴重程度相一致。最近Tang等［8］就PCT對膿毒癥診斷價值進行了薈萃分析，總結出PCT的診斷價值不高，平均靈敏度和特異度只有71%，受試者工作特征曲線下面積也只有0.78。因此，不建議廣泛應用PCT作為危重患者感染的診斷標準。

4 B型尿鈉肽前體N末端

膿毒癥早期常出現血流動力學改變和心臟功能障礙。尿鈉肽在調節血管內環境的穩定和液體量方面有重要作用，在促進尿鈉增多和利尿方面充當血管擴張劑，對血管組織發揮抗細胞分裂作用。尿鈉肽作為促鈉排泄家族的成員，主要是由心臟對容量負荷誘導的心肌舒張反應分泌。尿鈉肽的激素原由心肌細胞產生后可裂解為生物活性肽和N末端殘留物。當心臟受到機械負荷和神經介質刺激時，尿鈉肽前體合成增加，尿鈉肽、B型尿鈉肽前體N末端共同釋放入血液循環中，而B型尿鈉肽前體N末端在血液循環中比尿鈉肽有更長的半衰期，這使得它具有更好的敏感性和特異性。Ueda等［9］研究證明，在膿毒性休克或嚴重膿毒癥患者血漿中尿鈉肽水平較正常對照組［（7.0 ±0.3）ng/L］明顯升高，膿毒性休克患者的峰值在入院第2天時達到（987±160）ng/L。Brueckmann等［10］在統計了57例膿毒癥患者的數據后發現，血漿B型尿鈉肽前體N末端水平在嚴重膿毒癥時可作為一個早期心功能障礙和心肌抑制有用的生物指標，如果截斷值定在3360 ng/L，其靈敏度為75%，特異度為90.2%。

5 腎上腺髓質素前體中段

腎上腺髓質素（adrenomedullin，ADM）由52種氨酸肽組成，是一種最有效的血管擴張因子，同時有調節免疫和代謝特性。ADM通過增加和調節補體活性而具有殺菌活力，因此膿毒癥時血清ADM水平通常升高。但對循環血中ADM釋放水平進行測量較困難，因為它可迅速從循環中清除。此外，循環中的ADM被結合蛋白掩蓋，因此不能采用免疫測量分析法。通過翻譯加工，ADM起源于一個較大的前體肽，在該前體肽的加工期間產生了一些具有不同生物活性的肽類，稱為ADM前體中段。后者在血循環中更穩定，可直接反映迅速減弱的ADM活性肽水平，這在膿毒性休克患者中得到驗證［11］。Christ-Crain等［12］研究了101例危重病患者和160例健康志愿者，發現危重住院患者中，從無感染發展到膿毒癥、嚴重膿毒癥和膿毒性休克，ADM前體中段有一個逐漸升高的過程。ADM前體中段在3.9 nmol/L時具有最佳的預測準確性，在此截斷值上，靈敏度為83.3%，特異度為87.8%，這種預測的準確性優于CRP、PCT。

6 內皮素1前體

內皮素1（endothelins1，ET-1）是由多種細胞合成、擁有21個氨基酸的血管活性肽。它通常由未受損的脈管系統和內皮細胞合成，是到目前為止證實最有效的血管活性肽。在疾病狀態下，內皮細胞損傷導致ET-1水平增加，這種肽也可由心肌細胞和心肌成纖維細胞合成。研究表明，血管痙攣、血管損傷、血管重塑、炎癥等與ET-1有關［13］。膿毒癥時，內毒素和其他微生物產物釋放入血液中，刺激內皮細胞增加ET-1的產生，導致局部血管收縮［14］。但因為ET-1的不穩定性及與受體和蛋白的緊密結合，使對其測量較困難。ET-1來源于ET-1前體，后者具有較高的穩定性，可作為間接評價ET-1釋放的可靠指標［15］。

7 可溶性髓樣細胞觸發受體1

Bouchon等［16］于2000年鑒定出人體髓樣細胞觸發受體1（triggering receptor expressed on myeloid cells-1，TREM-1）是一個相對分子質量為30×103的糖蛋白，屬于免疫球蛋白超家族，其編碼基因位于人染色體6p21.2。TREM-1選擇性地表達于中性粒細胞和部分單核細胞。2001年，Bouchon等［17］首次研究報道TREM-1作為介導膿毒性休克的關鍵介質觸發并擴大了炎性反應，顯示機體在細菌或真菌感染時中性粒細胞和單核-巨噬細胞表面表達TREM-1顯著增加，脫落入血即sREM-1。sTREM-1在血液中與未知的TREM-1配體結合，抑制了配體與細胞膜上TREM-1的結合，最終阻止了炎癥信號的轉導。這可能是TREM-1炎癥信號通路激活的調節方式之一。研究證明，在區分膿毒癥和非感染性炎癥時，sTREM-1是一個非常有意義的早期參數［18］。檢測血漿sTREM-1水平診斷膿毒癥和膿毒性休克均非常準確，當血漿sTREM-1水平高于60 ng/L時，比其他臨床和實驗室診斷指標（如CRP、PCT等）更能準確地預示感染和膿毒癥，其靈敏度和特異度分別為96%、89%，入院第1天血漿sTREM-1水平與膿毒癥嚴重程度相關［19］。Gibot等［20］進一步對膿毒癥患者進行連續的sTREM-1水平檢測發現，死亡組患者入院第1天血漿sTREM-1水平明顯低于存活組，但隨著病程的發展，死亡者血漿sTREM-1水平保持穩定甚至上升，而存活組的血漿sTREM-1水平進行性下降。這表明sTREM-1不僅是診斷感染和膿毒癥的早期指標，而且血漿sTREM-1水平的變化趨勢可以預示膿毒癥患者的預后。

8 結語

膿毒癥、嚴重膿毒癥和膿毒性休克是反映機體內一系列病理生理改變及臨床病情嚴重程度變化的動態過程。早期積極干預其發生、發展有助于并發癥的防治。目前膿毒癥的早期準確診斷及與非感染性全身炎性反應綜合征的區別，仍是臨床醫師所面對的難題，盡管有多個感染的生化標志物，但尚無特別理想的。

［1］Martin GS，Mannino DM，Eaton S，et al.The epidemiology of sepsis in the United States from 1979 through 2000［J］.N Engl J Med，2003，348（16）:1546-1554.

［2］Castelli GP，Pognani C，Cita M，et al.Procalcitonin，C-reactive protein，white blood cells and SOFA score in ICU:diognosis and monitoring of sepsis［J］.Minerv Anestesiol，2006，72（1）:69-80.

［3］Póvoa P，Coelho L，Almeida E，et al.Early identification of intensive care unit acquired infections with daily monitoring of C-reaction protein:a prospective observational study［J］.Crit Care，2006，10（2）:R63.

［4］Luzzani A，Polati E，Dorizzi R，et al.Comparison of procalcitonin and C-reactive protein as markers of sepsis［J］.Crit Care Med，2003，31（6）:1737-1741.

［5］Santana Reyes C，García-Mu?oz F，Reyes D，et al.Role of cytokines（interleukin-1beta，6，8，tumor necrosis factor-a，and soluble receptor of interleukin-2）and C-reactive protein in the diagnosis of neonatal sepsis［J］.Acta Paediatr，2003，92（3）:221-227.

［6］Caini S，Koldkjaer OG，Pederson C，et al.Procalcitonin，lipopolysaccharide-binding protein，interleukin-6 and C-reactive protein in community-acquired infections and sepsis:a prospective study［J］.Crit Care，2006，10（2）:R53.

［7］Gattas DJ，Cook DJ.Procalcitonin as adiagnostic test for sepsis:health technology assessment in the ICU［J］.Crit Care，2003，18（1）:52-58.

［8］Tang BM，Eslick GD，Craig JC，et al.Accuracy of procalcitonin for sepsis diagnosis in critically ill patients:systematic review and meta-analysis［J］.Lancet Infect Dis，2007，7（3）:210-217.

［9］Ueda S，Nishic K，Akai Y，et al.Prognostic value of increased plasma levels of brain natriuretic peptide in patients with with septic shock［J］.Shock，2006，26（2）:134-139.

［10］Brueckmann M，Huhle G，Lang S，et al.Prognosis value of plasma N-terminal pro-brain natriuretic peptide in patients with severe sepsis［J］.Circulation，2005，112（4）:527-534.

［11］Struck J，Tao C，Morgenthale NG，et al.Indentification of an Adrenomedullinprecursor fragment in plasma of sepsis pateins［J］.Peptides，2004，24（8）:369-1372.

［12］Christ-Crain M，Morgenthale NG，Struck J，et al.Mid-regionalpro adrenomedullin as a prognostic marker in sepsis:an abservational study［J］.Crit Care，2005，9（6）:R816-R824.

［13］Tanowitz HB，Huang H，Jelicks LA，et al.Role of endothelin-1 in the pathogenesis of chronic chagasic heart disease［J］.Infect Immun，2005，73（4）:2496-2503.

［14］Kuklin V，Kirov M，Sovershaev M，et al.Tezosentan-induced attenuation of lung injury in endotoxemic sheep is associated with reduced activation of protein kinase C［J］.Crit Care，2005，9（3）:R211-R217.

［15］Struck J，Morgenthaler NG，Bergmann A.Prteolytic processing pattern of the endothetin-1 precursor in vivo［J］.Peptides，2005，25（12）:2482-2486.

［16］Bouchon A，Dietrich J，Colonna M.Cutting edge:inflammatory responses can be triggered by TREM-1，a novel receptor expressed on neutrophils and monocytes［J］.J Immunol，2000，164（10）:4991-4995.

［17］Bouchon A，Facchetti F，Weigand MA，et al.TREM-1 amplifies inflammation and is a crucial mediator of septic shock［J］.Nature，2001，410（4）:1103-1107.

［18］Gibot S，Kolopp-Sarda MN，Bene MC，et al.Plasma level of a triggering receptor expressed on myeloid cells:its diagnostic accuracy in patients with suspected sepsis［J］.Ann Intern Med，2004，141（1）:9-15.

［19］Dimopoulou I，Orfanos SE，Pelekanou A，et al.Serum of patients with septic shock stimulates the expression of TREM-1 on U937 monocytes［J］.Infl Amm Res，2009，58（3）:127-132.

［20］Gibot S，Cravoisy A，Kolopp-Sarda MN，et al.Time-course of sTREM（soluble triggering receptor expressed on myeloid cells）-1，procalcitonin，and C-reactive protein plasma concentrations during sepsis［J］.Crit Care Med，2005，33（4）:792-796.