膿毒癥早期識別及評估預后的生物標志物的研究進展

陳師林 王蘭 鄧亞萍

[摘要] 膿毒癥是一組高發病率、高死亡率的臨床綜合征，早期識別和診斷是改善其預后的關鍵。生物標志物有助于客觀評價病理生理過程、診斷疾病、監測療效和評估預后。為了更好地指導臨床診治，尋求新的生物標志物是非常必要的。近年來已有許多學者就膿毒癥生物標志物方面做了很多工作，大部分研究都集中在對吞噬細胞膜上表達的分子、細胞因子及急性期蛋白等的研究，本文即對相關生物標志物的近期研究展開論述。

[關鍵詞] 膿毒癥；生物標志物；綜述

[中圖分類號] R631 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673-7210（2019）04（a）-0052-04

Research progress of biomarkers for early identification and prognosis evaluation in sepsis

CHEN Shilin1 WANG Lan2 DENG Yaping2

1.Department of Pneumology，Dongzhimen Hospital， Beijing University of Chinese Medicine， Beijing 100700， China； 2.Department of Emergency， Dongzhimen Hospital， Beijing University of Chinese Medicine， Beijing 100700， China

[Abstract] Sepsis is a group of clinical syndromes with high incidence and high mortality. Early recognition and diagnosis is the key to improve its prognosis. Biomarkers can evaluate the physiopathologic mechanism objectively， contribute to diagnose disease， monitor curative effect and predict prognosis. In order to better guide clinical diagnosis and treatment， it is necessary to seek new biomarkers. In recent years， many scholars have done a lot of work on sepsis biomarkers. Most of the researches focus on the molecules expressed on the phagocytic cell membrane， cytokines and acute phase proteins. This paper is to discuss the recent researches on related biomarkers.

[Key words] Sepsis； Biomarkers； Review

最初的膿毒癥定義（Sepsis 1.0）[1]，即由感染引起的全身炎癥反應綜合征（SIRS）。而根據Sepsis 3.0的新定義，膿毒癥為宿主對感染的反應失調而導致危及生命的器官功能障礙[2]。在如今重癥監護管理時代，膿毒癥仍然是重癥監護病房（ICUs）的主要死亡原因之一[3]。膿毒癥復雜的病理生理機制導致大量生物標志物釋放，通過測定更多的生物標志物，宿主對感染的反應可被更好地評估，從而更好地指導臨床治療[4]。在過去的二十年里，大量膿毒癥相關的標志物被報道出來，由于研究中缺乏一致的基線，這些生物標志物診斷的準確性仍然不清楚[5]。許多學者都致力于研究不同種類生物標志物在膿毒癥早期診斷、評估預后等方面的作用。一般來說，膿毒癥的生物標志物可以根據它們作為全身炎癥介質的作用進行分類[6]：①吞噬細胞膜上表達的分子[髓樣細胞觸發受體-1（TREM-1）、CD14受體、CD163受體]；②細胞因子，如白細胞介素（IL）-6、IL-8、IL-10；③急性期蛋白，如降鈣素原（PCT）或C反應蛋白（CRP）。以下將對上述相關生物標志物的近期研究展開論述。

1 細胞表面可溶性受體

1.1 可溶性TREM-1（sTREM-1）

TREM-1屬于表達在中性粒細胞（N）、單核巨噬細胞等細胞表面上的免疫球蛋白超家族受體，sTREM-1是TREM-1的可溶性形式，是基質金屬蛋白酶裂解TREM-1的產物[7]。盡管針對TREM-1作用的研究，許多觀點不一致，但它在調控T細胞增殖、激活抗原遞呈細胞過程中發揮的作用已得到公認[8]。TREM-1可以使炎性反應對機體的影響增強，同其配體結合后，在脂多糖（LPS）及細菌等共同作用下，使髓過氧化物酶、促炎因子、炎癥趨化因子釋放，在炎性反應的發生發展過程中發揮著重要的作用[9]。羅運山等[10]研究表明sTREM-1不僅可以作為診斷感染和膿毒癥的早期指標，而且血漿sTREM-1水平的動態變化還可以評估膿毒癥患者的預后。在臨床上可動態監測sTREM-1并進行可溶性髓樣細胞觸發受體-1清除率（sTREM-1c）分析，更有助于判斷病情嚴重程度、評估療效及判斷預后。黃丹等[11]研究說明血漿sTREM-1、PCT水平在膿毒癥的早期診斷方面具有更高的臨床價值。

1.2 可溶性CD14 （sCD14）及其片段Presepsin

CD14分子是脂多糖-脂多糖結合蛋白（LPS-LBP）的受體，位于多形核細胞、單核細胞和巨噬細胞等細胞膜上，它可以識別革蘭陰性菌的LPS以及其他細菌產物，在介導炎癥級聯反應過程中起著重要作用。CD14存在膜CD14（mCD14）與可溶性CD14（sCD14）兩種亞型。sCD14是介導內皮細胞和上皮細胞炎性反應的重要物質。血液中的蛋白酶可將其降解，降解產物中由N端64個氨基酸構成的片段即為Presepsin[12]。Presepsin被認為是宿主對細菌感染的反應產生的，對膿毒癥早期診斷、病情評估、預后判斷以及指導抗生素應用等方面具有較好的應用前景[13]。Presepisn是近年來被廣泛關注的一種新型標志物，盡管Presepsin的診斷價值被國內外文獻廣泛報道，但仍然缺乏研究對其進行精確的評價。韋國華等[14]Meta分析結果表明，Presepsin診斷膿毒癥的綜合受試者工作特征曲線（SROC）下AUC為0.91，敏感度為0.86，特異度為0.82，顯示出較高的臨床價值。多數研究證實Presepsin、PCT、sTREM-1這三種標志物對膿毒癥的診斷價值比較差異無明顯統計學意義。

1.3 可溶性CD163（sCD163）

CD163是一種清道夫受體蛋白，由吞噬細胞表達，可識別血紅蛋白-珠蛋白復合物的抗原位點，參與血紅蛋白的代謝，清除血液中的毒素；并可參與單核細胞-內皮相互作用和抑制T淋巴細胞應答。血液中sCD163水平可作為炎癥性疾病的生物標志物應用于臨床。2009年，Fabriek等[15]發現sCD163在體外具有固有免疫功能，可以識別整個細菌。然而，sCD163及其相關信號通路在體內的作用仍不清楚。Feng等[16]研究結果表明血清sCD163在膿毒癥診斷中優于PCT和CRP，并可鑒別膿毒癥的嚴重程度。sCD163水平對于動態評估膿毒癥預后更敏感。

2 細胞因子（CK）

CK是一類具有生物活性的低分子蛋白物質的統稱，是細胞免疫反應中重要的多效調節因子，在膿毒癥復雜的病理生理機制中起著關鍵作用，可作為其預后的評估指標，還可改善膿毒癥的臨床結果[17]。其中用于膿毒癥診斷、炎性反應嚴重程度及患者預后評估的細胞因子有IL-6、IL-8和IL-10。IL-6是一種促炎因子，IL-8是一種主要的趨化因子，而IL-10則是一種重要的抗炎因子[18]。

2.1 IL-6

IL-6在細菌感染過程中產生，被作為膿毒癥的重要標志物。它是主要由單核細胞和巨噬細胞合成，可刺激促腎上腺皮質激素（ACTH）合成、誘導B細胞分化、激活T細胞[19]。它除對炎癥細胞及血管內皮細胞具有直接激活和毒性作用外，還能誘導急性期蛋白合成，從而催化和放大毒性作用和炎性反應，對組織細胞造成損害[20]。IL-6除了具有促炎作用，也被證明具有抗炎作用。它可抑制腫瘤壞死因子（TNF）-α和IL-1的釋放，并且可提高血液循環中抗炎因子的水平，如白介素-1受體拮抗劑（IL-1Ra）、可溶性腫瘤壞死因子受體（sTNFRs）、IL-10、TGF-α以及皮質醇等。

2.2 IL-8

IL-8是TH1細胞分泌的小分子基礎蛋白，屬于趨化因子家族中的一員，是一個強有力的N化學引誘物，被作為評估膿毒癥患者病情嚴重程度的生物標志物。其可促進炎癥細胞增殖并趨化炎癥細胞，介導與炎性反應相關的免疫應答。在感染狀態下，內毒素、白三烯（LTs）、TNF和IL-8等對N有趨化、激活作用，誘導其向感染部位游走并促使大量炎癥因子的釋放，其中趨化作用最為強烈的是IL-8。白細胞的活化程度直接與感染病灶局部組織中IL-8水平有關[21]。

2.3 IL-10

IL-10是一種由單核細胞、巨噬細胞、B淋巴細胞、T淋巴細胞和自然殺傷細胞等多種免疫細胞產生的細胞因子。許多研究揭示了IL-10的抗炎作用，在體外，IL-10抑制免疫細胞產生TNF-α、IL-1、IL-6、干擾素-α（IFN-α）、粒細胞巨噬細胞集落刺激因子（GM-CSF）等促炎介質。此外，IL-10刺激IL-1Ra和sTNFRs的產生，從而中和IL-1和TNF的促炎作用。這些結果在體內實驗也得到了支持。在以腹腔注射LPS的方式建立小鼠膿毒癥模型的實驗中發現，即使在造模30 min后注射重組IL-10蛋白，仍可保護小鼠避免發生致死性內毒素血癥。然而，在盲腸結扎穿孔（CLP）造模過程中使用中和IL-10的抗體，部分增加了死亡率；在CLP造模后12 h抑制IL-10，能顯著改善生存率。這說明不同時間予以抗IL-10抗體干預膿毒癥小鼠，可對結果產生不同影響，這也提示IL-10可在膿毒癥過程中產生有利或不利的影響[17]。

3 急性期蛋白

3.1 PCT

PCT主要在甲狀腺的C細胞中合成，血液中的水平非常低。它是檢測感染相關疾病最可靠的生物標志物之一，其可用性在一項基于Sepsis 2.0定義的研究中得到了證實[22]。PCT可由細菌內毒素、LPS直接刺激產生，也可通過誘導TNF-α、IL-1、IL-2、IL-6等炎癥因子產生，從而促使甲狀腺外組織大量釋放[23]。PCT濃度升高（>0.5～2.0 ng/mL）對膿毒癥有較好的陽性預測價值[24]。若血液中PCT濃度正常或很低，基本可排除全身細菌感染或膿毒癥。在病毒或寄生蟲、支原體等病原體感染時，血漿PCT水平并不會明顯升高[25]。在扁桃體炎、軟組織感染、膿腫、甚至闌尾炎或膽囊炎等局部細菌感染中，PCT濃度也不會明顯上升[26]。國外多個研究小組報道了用PCT指導抗生素的使用[4，27]。而且，PCT指導抗生素治療已被一些發達國家列入膿毒癥診療指南[28-29]。

3.2 CRP

急性時相反應蛋白CRP被認為是一種有臨床價值的炎癥標志物和指標。其在炎性反應和防御病原體入侵過程中起著重要作用。CRP主要由IL-1、IL-6、TNF-α及糖皮質激素（GC）等誘導合成，可激活補體并使巨噬細胞的吞噬作用增強。其可與受損細胞、凋亡碎片、細菌、真菌、寄生蟲等病原微生物相結合，在與上述物質結合后，CRP被C1q補體識別，進而激活經典補體途徑[30]，在機體的固體免疫中起著重要的保護作用。CRP是否能作為早期診斷膿毒癥或菌血癥的良好生物標志物，仍存在爭議[7]。同CRP比較而言，對于診斷膿毒癥和細菌感染，PCT常常被報道比CRP更具有特異性。PCT比CRP更早開始升高，并比CRP更迅速地恢復到正常水平，從而更早地診斷和更好地監測疾病進展[31]。

4 總結與展望

本文通過對膿毒癥生物標志物的研究進展進行論述，以期獲得能早期識別膿毒癥并評估其預后的指標，便于臨床檢測，以更好地指導臨床診治，減少其發病率及死亡率。然而，目前尚且需要大量基礎及臨床研究對膿毒癥的生物標志物進行更深入的探究，以驗證其臨床實用性及可操作性。

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（收稿日期：2018-08-10 本文編輯：蘇 暢）