膿毒癥早期預警生物標志物的研究進展

許　程　綜述，　徐元宏　審校

膿毒癥早期預警生物標志物的研究進展

許程綜述，徐元宏審校

(安徽醫科大學第一附屬醫院檢驗科，安徽 合肥 230022)

摘要：膿毒癥是指由感染引起的全身炎癥反應綜合征(SIRS)，臨床上證實有細菌存在或有高度可疑感染灶。近期關于膿毒癥早期診斷的研究備受關注。文章結合膿毒癥的發病機制闡述細胞因子、降鈣素原(PCT)、內毒素、高敏C反應蛋白(hs-CRP)、血清淀粉樣蛋白A(SAA)、肝素結合蛋白(HBP)、(1,3)β-D葡聚糖(BG)及半乳甘露聚糖(GM)等標志物診斷早期膿毒癥、評估疾病嚴重程度及判斷預后的研究進展，為膿毒癥早期診斷和治療提供新的思路。

關鍵詞：膿毒癥；細胞因子；降鈣素原；內毒素；高敏C反應蛋白；血清淀粉樣蛋白A；肝素結合蛋白；(1,3)β-D葡聚糖；半乳甘露聚糖

The research progress of early warning biomarker for sepsisXUCheng，XUYuanhong

.(DepartmentofClinicalLaboratory,theFirstAffiliatedHospitalofAnhuiMedicalUniversity,AnhuiHefei230022,China)

Abstract:Sepsis is a kind of systemic inflammatory response syndromes(SIRS) induced by infection, which has been clinically confirmed the presence of bacteria or highly suspicious infections. More and more researchers have paid attention to the early diagnosis of sepsis recently. This review has focused on the capabilities of cytokine, procalcitonin(PCT), endotoxin, high-sensitivity C reactive protein(hs-CRP), serum amyloid protein A(SAA), heparin-binding protein(HBP), (1,3)-beta-D-glucan(BG) and galactomannan(GM) to diagnose sepsis early and assess the severity and prognosis, in order to provide new thoughts for the early diagnosis and treatment of sepsis.

Key words:Sepsis; Cytokine; Procalcitonin; Endotoxin; High-sensitivity C reactive protein; Serum amyloid protein A; Heparin-binding protein; (1,3)-beta-D-glucan; Galactomannan

膿毒癥是指由感染引起的全身炎癥反應綜合征(systemic inflammatory response syndrome，SIRS)，臨床上證實有細菌存在或有高度可疑感染灶。雖然膿毒癥是由感染引起，但是一旦發生，其發生、發展遵循其自身的病理過程和規律，故從本質上講膿毒癥是機體對感染性因素的反應。按嚴重程度可分膿毒癥、嚴重膿毒癥和膿毒性休克。嚴重膿毒癥是指膿毒癥伴有器官功能障礙、組織灌注不良或低血壓；膿毒性休克是指嚴重膿毒癥給予足量的液體復蘇后仍然伴有無法糾正的持續性低血壓，也被認為是嚴重膿毒癥的一種特殊類型。

膿毒癥發生率高，在美國嚴重膿毒癥發病率平均每年增長13.0%～13.3%[1]。近年來，盡管抗感染治療和器官功能支持技術廣泛被應用，但膿毒癥的病死率仍很高，因以膿毒癥的早期診斷和治療對患者的預后至關重要。在此，我們結合膿毒癥的發病機制，對近年來膿毒癥早期預警生物標志物的最新研究進展進行闡述。

一、細胞因子

在膿毒癥的病理生理過程中，大量中性粒細胞和巨噬細胞活化并釋放一系列細胞因子，各細胞因子間相互作用形成網格系統，在調控炎癥的發生、發展中具有重要作用[2]，其中促炎細胞因子——腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factor alpha，TNF-α)、白細胞介素6(interleukin 6，IL-6)、白細胞介素1(interleukin 1，IL-1)和抗炎細胞因子——白細胞介素10(interleukin 10，IL-10)、白細胞介素4(interleukin 4， IL-4)、白細胞介素13(interleukin 13，IL-13)扮演著重要的角色,它們的表達水平影響著膿毒癥的嚴重程度和預后。

TNF-α可引起血管內皮細胞和白細胞黏附，有助于在炎癥部位聚集白細胞，同時激活中性粒細胞釋放多種蛋白水解酶及氧自由基，擴大炎癥反應。有研究發現，對于術后患者，血漿TNF-α水平可用于鑒別膿毒癥和其它SIRS[3]。

IL-6是促炎介質核心成員，能激活T細胞，誘導B細胞分化，參與炎癥反應過程。有文獻報道，新生兒膿毒癥組血IL-6水平明顯高于非膿毒癥組，確診組IL-6水平高于非確診組[4]。UUSITALO-SEPPL等[5]認為IL-6是嚴重膿毒癥獨立預警標志物，特異性優于C反應蛋白(C reactive protein,CRP)。SRISANGTHONG等[6]發現膿毒癥患者血漿IL-6水平與嚴重程度評分及死亡率呈正相關。

IL-10由Tp細胞產生，是目前所發現的重要強效抗炎因子，可廣譜抑制單核細胞和巨噬細胞分泌的炎性介質TNF-α、IL-1、白細胞介素8(interleukin 8，IL-8)等。早期有報道稱IL-10在確診新生兒膿毒癥時特異性達99%，敏感性達17%[7]。但成人IL-10水平與膿毒癥相關性的研究發現卻比較少。

SONG等[8]用內毒素構建膿毒癥動物模型，動態檢測血清細胞因子水平，發現TNF-α在內毒素注射后1 h達高峰，IL-6則在3 h，推測早期聯合檢測TNF-α和IL-6可輔助診斷早期膿毒癥。PACHOT等[9]發現，IL-1和IL-10的血清濃度與膿毒癥患者的病情程度呈正相關，且IL-1或IL-10水平持續升高預示患者病情加重，預后較差。

SCICLUNA等[10]通過全基因組表達分析確定白細胞介素27(interleukin 27，IL-27)是預測危重感染的新型候選診斷生物標志物，血清IL-27濃度≥5.0 ng/mL[11]，對于危重患者感染診斷的特異性和陽性預測值均>90%。作為新興膿毒癥生物標志物，IL-27對膿毒癥的診斷性能有待進一步研究。

二、 降鈣素原(procalcitonin， PCT)

PCT是降鈣素的激素原，由很多器官的不同類型細胞在受到促炎癥反應刺激后分泌，特別是受到細菌引起的刺激。臨床資料顯示，當PCT濃度>0.5 ng/mL時，要考慮患者可能有發展成嚴重膿毒癥或膿毒性休克的危險。LIU等[12]發現PCT濃度達1.000 μg/L，其診斷膿毒癥的敏感性為80.3%，特異性為72.2%。早期有報道，膿毒癥患者4 h即可檢測到PCT，6 h急劇上升并在24 h達到最高水平[13]。RAJKUMARI等[14]認為PCT是早期診斷膿毒癥及治療監測的有效指標。TIAN等[15]則指出，PCT水平可用于鑒別診斷膿毒癥與其它SIRS，評估膿毒癥的嚴重程度。

三、內毒素

膿毒癥病原體主要是革蘭陰性桿菌[16]，最常見為大腸埃希菌，創傷、燒傷和應激等原因均可導致腸黏膜的通透性增加，腸道內細菌和內毒素進入血液，導致膿毒癥。脂多糖(lipopolysaccharide，LPS)是存在于革蘭陰性菌細胞壁上的脂類和多糖復合物，是細菌內毒素致病效應的主要因素。LPS具有廣泛的生物學活性，是全身炎癥反應的重要觸發劑，可以激活體內單核巨噬細胞、內皮細胞、粒細胞等釋放多種炎性介質。

有文獻報道，內毒素活性分析可用于膿毒癥檢測，高內毒素活性水平與患膿毒癥風險增高有關[17]。最新研究發現，與濁度法測定內毒素相比，散射光度法對鑒別膿毒癥和膿毒性休克有較高的敏感性及特異性，是膿毒癥的有效診斷指標[18]。對此，我們還需要更多試驗去論證。

四、高敏CRP(high-sensitivity CRP， hs-CRP)

CRP是由肝臟合成的一種全身性炎癥反應急性期的非特異性標志物，具有激活補體、活化單核/吞噬細胞、參與炎癥反應等生物活性，近期還發現CRP能上調血管內皮細胞黏附分子[19]。目前，CRP被廣泛應用于膿毒癥的診斷，敏感性高，但缺乏特異性。

hs-CRP是臨床實驗室采用超敏感技術能準確檢測的低濃度CRP，是區分低水平炎癥狀態的敏感指標。臨床資料顯示，心肌缺血損傷患者hs-CRP水平常<10 mg/L，hs-CRP>15 mg/L提示炎癥反應。目前，hs-CRP主要應用于新生兒膿毒癥的檢測，在成人中應用極少。ABDOLLAHI等[4]認為hs-CRP對早期診斷新生兒膿毒癥具有重要作用，聯合檢測hs-CRP、IL-6、PCT可有效預測新生兒早期膿毒癥的發生。有文獻報道，hs-CRP≥23.0 mg/L時診斷新生兒膿毒癥的敏感性、特異性、陽性預測值、陰性預測值分別為85.6%、75.0%、93.9%、53.6%[20]。對此，還需要進一步研究探索其臨床應用價值，尋求合理的聯合檢測指標，提高對診斷膿毒癥的特異性。

五、血清淀粉樣蛋白A(serum amyloid A protein， SAA)

SAA是一種急性時相反應蛋白，屬于載脂蛋白家族中的異質類蛋白質。在急性時相反應中，經IL-1、IL-6和TNF刺激，SAA在肝臟中由被激活的巨噬細胞和纖維母細胞合成，可升高到最初濃度的100～1 000倍。與CRP類似，SAA是反映早期炎癥的敏感指標，有助于診斷炎癥、評估其活性、監控其活動。

ARNON等[21]發現SAA在膿毒癥發生時即升高，8 h后達峰值，陰性預測值達100%。有文獻報道稱，SAA是一個新的具有診斷及鑒別診斷意義的炎癥和膿毒癥指標[22]。Meta分析揭示SAA用于診斷新生兒膿毒癥的準確度適中，可以作為新生兒膿毒癥的診斷指標[23]。

六、肝素結合蛋白(heparin-binding protein，HBP)

HBP是唯一存在于中性粒細胞顆粒中的可分泌蛋白質，因具有較強的結合肝素能力被命名為HBP。HBP可調節血管內皮細胞功能，影響其通透性，促進中性粒細胞滲出并脫顆粒，大量HBP釋放，激活單核/巨噬細胞，導致TNF-α和干擾素γ(interferon gamma，IFN-γ)釋放增加，加重炎癥反應。

CHEW等[24]發現膿毒癥患者血漿HBP水平高于非膿毒癥組，HBP水平與疾病嚴重程度有關。更有意義的是，通過對血漿HBP濃度動態監測，可以對嚴重感染者即將發生的休克進行預測[25]。LINDER等[26]認為血漿HBP濃度>15 ng/mL是診斷嚴重膿毒癥的最佳指標，發熱患者高水平血漿HBP濃度預示快速進展的膿毒癥。

七、(1,3)β-D葡聚糖(1,3-beta-D-glucan，BG)和半乳甘露聚糖(galactomannan，GM)

隨著廣譜抗菌藥物的大量使用，近幾十年來，深部真菌感染導致的膿毒癥不斷增加[27]，POSTERARO等[28]對377例膿毒癥患者的調查研究發現，16.8%的膿毒癥由真菌感染引起，14%的病原菌為念珠菌，13%的患者血清BG陽性。GM是曲霉菌特有的細胞壁多糖成分，釋放量與菌量呈正相關，可以反映感染程度。目前，關于BG、GM用于診斷膿毒癥的報道很少，如何將其用于膿毒癥的診斷仍需要進一步研究。

八、總結

綜上所述，早期確診膿毒癥并評估疾病嚴重程度是目前臨床面臨的重大問題。膿毒癥致病機制復雜多樣，以此為背景的膿毒癥早期標志物的研究為膿毒癥的早期診斷和治療提供了新的思路。盡管目前高敏感性和特異性的單一生物標志物仍未被發現，但我們相信隨著人們對膿毒癥生物標志物的研究逐步深入，新的發現將不斷被報道，然后應用于臨床，為膿毒癥早期診斷和治療帶來新的希望。

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(本文編輯：姜敏)

收稿日期：(2014-06-28)

中圖分類號：

文章編號：1673-8640(2015)05-0533-04R446.5

文獻標志碼：ADOI：10.3969/j.issn.1673-8640.2015.05.029

通訊作者：徐元宏，聯系電話：0556-62922125。

作者簡介：許程，女，1990年生，學士，技師，主要從事臨床檢驗診斷學研究。