生物標志物對尿源性膿毒血癥臨床預警的研究進展

朱澄村,程 帆,寧金卓

(武漢大學人民醫院泌尿外科,武漢 430060)

膿毒血癥是世界范圍內導致住院患者死亡的重要原因之一。人們對膿毒血癥的流行病學特點、發病機制、病理生理等尚未完全認識。直到最近膿毒血癥被確定為宿主對感染的免疫反應失調引起的危及生命的器官功能障礙，新修訂的定義旨在強調器官功能障礙的作用[1]。盡管做了很多努力，但診斷膿毒血癥的金標準仍難以確定。目前診斷主要依賴于非特異性生化標準和病原體檢測，這會導致診斷不確定，治療延遲以及抗生素使用不合理，不能準確識別可能受益于免疫調節療法的患者[2]。通常，膿毒血癥的改善結果取決于及時使用抗生素、液體復蘇和感染源控制。感染的診斷通常是基于陽性培養物或炎性生物標志物。但微生物培養結果需要數天才能獲得，而膿毒血癥的死亡率會隨著每小時有效治療的延遲而增加。因此，臨床上亟需一類標志物來幫助篩選、診斷、決策治療方案以及評估風險、監測治療反應。宿主反應涉及數百種介質和單分子，其中許多已被提議作為膿毒血癥的生物標志物。理想的生物標志物需滿足膿毒血癥研究和管理的需求和期望。至今已有200多種生物標志物被提出作為膿毒血癥早期輔助診斷的指標，但只有少數可能在臨床實踐中有用[3]。所以尋找更好的早期生物標志物以及時預測病情，提高臨床醫師的預見性和處理能力，對尿源性膿毒血癥的臨床和診治有重要指導意義。目前，有不少研究在探尋，希望找出最佳的生物預警標志物。現就當下比較有效的幾種生物標志物的預警效能進行闡述。

1 內毒素

革蘭陰性菌的細胞壁上存在一種由脂多糖和蛋白質組成的復合物，即內毒素，許多感染性疾病的發生都與內毒素關系密切。細菌死亡或裂解后易釋放出內毒素，機體中內毒素的含量直接影響病情的嚴重程度。有研究顯示，內毒素在膿毒血癥的發病過程中發揮著關鍵作用，是膿毒血癥的主要觸發劑，臨床約50%的膿毒血癥性休克是由內毒素引起的，可直接或間接導致多種嚴重并發癥[4-5]。臨床研究發現，革蘭陰性菌能夠引起75%以上的泌尿系感染，如果感染未得到有效控制，可以進一步發展為尿源性膿毒血癥。因此，內毒素對于膿毒血癥的診斷具有較高價值[6]。有研究發現，膿毒血癥組內毒素的含量明顯高于對照組，其有效節點含量與試劑盒提供的參考值基本相同，快速檢測患者體內內毒素的含量對于膿毒血癥的診斷和預后判斷有重要價值[7]。綜上，內毒素有助于指導尿源性膿毒血癥的早期診治。

2 降鈣素原

降鈣素原( procalcitonin，PCT) 是由116個氨基酸組成的無激素活性的降鈣素前體肽物質，主要由甲狀腺濾泡旁C細胞產生。PCT的水平在正常人群中是非常穩定的，其水平常低于100 ng/L。一般情況下，PCT可通過直接或間接的方式產生，包括受內毒素或脂多糖刺激直接產生，也可因多種信號分子反饋刺激組織間接產生。研究發現，患者發生膿毒血癥時機體內PCT的水平變化是比較有規律的，2～4 h開始緩慢增加，6～8 h迅速升高，12～48 h達到高峰，此后持續數日[8-9]。PCT的動力學不受腎功能不全或腎臟替代療法的影響[10]。當細菌感染時，外周血中PCT的水平顯著升高，其他類型感染或非感染時變化甚微。如果PCT動態增高，表明合并有細菌感染，反之要考慮非細菌感染因素。PCT升高的程度與細菌感染的程度呈正相關[10]。PCT還可以指導抗生素的治療周期。當PCT的水平降低并保持在較低的水平時，抗生素可以較早停止使用；從峰值開始，當PCT的水平降至<500 ng/L時或從峰值下降80%時，則可以安全地停止使用用于非局部感染的抗生素，表明細菌感染已經穩定并有效控制[11]。多中心隨機研究發現，PCT的水平變化可以反映抗菌治療效果，監測PCT的水平可以縮短抗生素的治療周期，減少不良反應，且不影響患者的治療效果[12]。PCT不但可用于細菌感染的早期診斷，還能對病情進展及治療效果進行動態評估，是目前臨床用于評估膿毒血癥病情使用頻率最高的指標之一。

PCT在膿毒血癥中的作用也存在一定的局限性。有研究認為，PCT的水平與膿毒血癥的嚴重程度或死亡率無關，其特異性僅略微優于C反應蛋白(C-reactive protein，CRP)，并且血清PCT鑒別診斷全身炎癥反應綜合征、膿毒血癥以及敗血癥的價值仍有待進一步研究[13]。

3 可溶性CD14亞型

CD14是一種脂多糖-結合蛋白復合體受體，其通過激活多種信號轉導通路而活化炎癥級聯反應，引起全身炎癥。膿毒血癥是一種復雜的綜合征，初始階段是炎癥期，此時必須建立適當的病因治療和足夠的支持治療；第二階段是可能發生多器官衰竭的時期。可溶性CD14亞型(soluble CD14subtype，sCD14-ST)在這兩個階段均具有獨特特征。sCD14-ST的水平變化常發生在IL-6和PCT水平升高以及膿毒血癥發生之前，與其他標志物相比，在靈敏度和特異度方面具有優勢[14]。研究發現，膿毒血癥組sCD14-ST的水平與嚴重膿毒血癥組比較差異有統計學意義(P<0.05)，而PCT的水平比較差異無統計學意義[14]。Masson等[15]研究發現，sCD14-ST是一種強有力的循環生物標志物，可用于早期判斷膿毒血癥的嚴重程度及患者預后。在膿毒血癥患者中，幸存者sCD14-ST的水平與死亡者比較差異有統計學意義，sCD14-ST是死亡風險的早期標志物，與臨床危險因素無關，且具有較PCT更好的預測效能[15]。雖然sCD14-ST在全身炎癥反應綜合征、膿毒血癥及敗血癥中有重要價值，但其應用于臨床還需要更進一步的研究[16]。未來應著重研究sCD14-ST的水平與急性生理學和慢性健康狀況Ⅲ評分及死亡率的相關性。

4 CRP

CRP在人體非特異性免疫系統中扮演著重要角色，通過與細胞膜上的多種物質結合，從而誘發機體經典補體途徑，調節單核/巨噬系統效能，提高白細胞的吞噬功能。CRP由白細胞介素誘導，在肝臟合成，可在6～8 h內升高。當病原體入侵時，CRP在36～50 h后達到峰值，當病情趨向好轉，機體組織及器官逐漸恢復，CRP會下降到正常值[17]。在膿毒血癥早期，CRP在判斷膿毒血癥嚴重程度及評估預后方面有著較高的價值，可作為膿毒血癥危險程度的判斷指標[18]。CRP檢測機體炎癥反應的靈敏度較高，但其并不是感染性疾病的特異性指標，非感染性炎癥時(如組織損傷、手術創傷、心肌梗死)CRP也會升高。因此，CRP并不能作為膿毒血癥的獨立危險因素，且其時效性也較差[19-20]。雖然目前CRP診斷膿毒血癥的價值已基本被PCT所取代，但其聯合PCT等生物標志物可早期預警膿毒血癥。

5 血清淀粉樣蛋白P成分

血清淀粉樣蛋白P成分(serum amyloid P component，SAP) 屬于pentraxin超家族糖蛋白成員，是由10個分子量為23 000～25 000的亞單位通過非共價鍵結合而成的α1糖蛋白，其作為先天免疫系統的組成部分，以鈣依賴性方式與染色質、凋亡和壞死的細胞以及微生物結合，是一種正常血清蛋白。SAP主要是在肝臟合成，在人體血液中的含量為40 mg/L。嬰幼兒時期SAP含量很低，隨著年齡的增長而逐漸升高，成年后達正常的最高值，一般情況下女性的含量較男性低[21]。Kelly等[22]研究發現，膿毒血癥患者中，死亡患者與存活患者的SAP曲線變化分離明顯。這是SAP用于預測膿毒血癥相關死亡的首次報道。SAP具有較好的預測膿毒血癥及敗血癥患者死亡率的能力，其還可以與膿毒血癥死亡風險臨床分級和其他生物標志物結合。未來應進一步驗證SAP診斷膿毒血癥的價值及預后效能，評估SAP的實際變化值與理論預測變化相結合的臨床表現。

6 可溶性尿激酶型纖溶酶原激活物受體

尿激酶型纖溶酶原激活物受體(urokinase-type plasminogen activator system，uPAR)常表達于成纖維細胞、內皮細胞等多種細胞的表面，在炎癥刺激下，經多種活化酶的作用，從細胞表面脫落形成可溶性尿激酶型纖溶酶原激活物受體(soluble urokinase-type plasminogen activator receptor，suPAR)。suPAR廣泛存在于人類的血液、唾液及尿液中，suPAR與uPAR結合可能參與調節細胞的黏附和遷移[23]。suPAR的水平在膿毒血癥患者中變化明顯，其含量的高低可間接反映膿毒血癥的嚴重程度[23]。研究發現，在存活的膿毒血癥患者中，suPAR的水平持續下降，而在死亡的患者中其長期維持在一個較高的水平，這說明高水平的suPAR提示膿毒血癥患者病情嚴重，若suPAR持續不降，表明治療效果欠佳，患者預后差；反之則預后好[24]。因而可通過檢測suPAR的動態變化預測患者的病情轉歸，評估患者預后。

一項多中心研究發現，suPAR的水平與膿毒血癥的嚴重程度相關，且suPAR是30 d病死率唯一的獨立預測因子[25]。有學者認為，對住院患者病死率的預測上，suPAR優于PCT和CRP；但在評估患者預后方面，準確度弱于急性生理學和慢性健康狀況評分和序貫器官衰竭評分；在判斷治療效果方面，suPAR的變化對早期膿毒血癥患者有一定的參考意義，但該結果需要更多臨床研究去佐證[26]。也有學者認為suPAR不能有效指導膿毒血癥患者用藥[27]。雖然suPAR不能像序貫器官衰竭評分和急性生理學和慢性健康狀況評分Ⅱ兩大經典評分系統一樣廣泛用于評估疾病的嚴重程度，但是其能夠為臨床醫師對膿毒血癥治療效果的預判性提供重要的現實依據，提高醫師對疾病的預見性。suPAR有助于泌尿外科醫師早期識別高危尿源性膿毒血癥患者，以早期有效治療，提高患者的生存率。

7 可溶性髓系細胞觸發受體1

髓系細胞觸發受體1(triggering receptor expressed on myeloid cells-1，TREM-1)是一種促炎癥因子，主要在中性粒細胞、單核細胞/巨噬細胞等多種髓系細胞表達，當患者發生膿毒性休克時，其作為一種關鍵媒介，誘發瀑布式炎癥反應。可溶性髓系細胞觸發受體1(soluble triggering receptor expressed on myeloid cells-1，sTREM-1) 是TREM-1的可溶性亞型，一旦機體發生感染，其會從髓系細胞釋放，進入體液或血液中。TREM-1的含量在細菌或真菌感染時增加。當Toll樣受體2或4與配體結合時，sTREM-1上調，引發細胞內級聯反應，導致白細胞介素1、白細胞介素8、腫瘤壞死因子α表達，中性粒細胞脫粒和氧化爆發式的增加使得TREM-1的敏感度上調，其與配體的結合增強了對病原體的炎癥反應[28]。sTREM-1通過金屬蛋白酶的介導釋放到血清中。sTREM-1與TREM-1配體結合，減弱TREM-1介導的炎癥反應[29]。脂多糖可以刺激中性粒細胞分泌金屬蛋白酶。研究發現，sTREM-1在鑒別診斷全身炎癥反應綜合征與敗血癥方面具有適度的診斷性能，總靈敏度為79%，特異度為80%[30]。此外，膿毒血癥時血漿中sTREM-1的表達水平與感染的嚴重程度密切相關[31]。在感染的情況下，sTREM-1在肺泡、腹膜液、腦脊液及尿液中的水平升高，其可作為細菌感染的可靠指標[31]。但除感染外，在其他病癥如炎癥性腸病、動脈粥樣硬化、癌癥等中sTREM-1的水平也升高[32]。所以，sTREM-1作為膿毒血癥理想標志物還有待商榷。

8 結 語

理想的膿毒血癥生物標志物不僅可以區分感染的類型(如細菌感染、非細菌感染)，還能夠準確及時評估疾病的嚴重程度，預測患者的預后。上述所闡述的內毒素、PCT、sCD14-ST、CRP等生物標志物是目前研究并用于診斷和預測尿源性膿毒血癥的最佳生物標志物。雖然有些已經在臨床普及，有些正處在試驗階段，但這并不影響其在尿源性膿毒血癥中發揮作用。雖然各指標均存一定的缺陷與爭議，但在臨床工作中可以利用已經明確的功能，取長補短，綜合分析掌握尿源性膿毒血癥患者的病情。探尋一個通用而又精準的生物標志物，為膿毒血癥患者的治療提供指導，達到最佳的預警效果是學者們需要努力的方向。