Presepsin應用于膿毒癥診斷和預后評估的研究進展

周燕南，慕婉晴，顧國嶸，姚晨玲

復旦大學附屬中山醫院急診科，上海 200032

膿毒癥是由感染引起的全身炎癥反應綜合征，2016年拯救膿毒癥運動指南將其定義為機體對感染反應失調所致的危及生命的器官功能障礙[1]，其病情兇險、病死率高，是當代急危重癥面臨的主要挑戰之一。而早期識別、早期干預則有助于降低病死率，改善預后。在診斷方面，根據目前膿毒癥-3的診斷標準[2]：臨床上疑似感染的患者，SOFA評分大于或等于2分可診斷為膿毒癥。根據這一標準，患者需要出現臟器功能衰竭的癥狀才可被診斷為膿毒癥，這一標準在早期識別膿毒癥方面很難滿足臨床需求。近年來，學者對降鈣素原(PCT)、C-反應蛋白(CRP)、白介素6(IL-6)等膿毒癥診斷生化標志物進行了大量的研究[3-4]，但是這些標志物都或多或少存在一定的局限性，不能完全做到對膿毒癥的早起識別和預后風險評估。2002年，日本科學家首次發現膿毒癥患者血清中可溶性白細胞分化抗原14亞型(presepsin sCD14-ST)水平特異性的增高，隨后大量的研究證實，presepsin作為一種新型的膿毒癥生物標志物對膿毒癥的早期診斷及預后判斷均有一定的意義[5]。本文就presepsin在膿毒癥的早期診斷和預后評估價值方面作一綜述。

1 Presepsin的生物學特征

單核細胞是先天免疫的主要效應細胞，其細胞膜上的受體、輔助受體可與病原體上的配體相結合，激活一系列信號通路，從而產生免疫效應。CD14作為單核細胞膜上的輔助受體[6]，可識別革蘭陽性及陰性菌的表面成分，包括脂類、糖類等成分。細菌細胞膜上最重要的配體為脂多糖(LPS)，LPS并不直接與CD14結合，需要在脂蛋白結合蛋白(LBP)的輔助下，與CD14形成CD14-LPS-LBP復合物，CD14-LPS-LBP復合物與單核細胞膜上的Toll樣受體結合(TLR)。TLR4被激活后，可觸發細胞內的信號級聯反應，促使單核細胞分泌大量細胞因子，如腫瘤壞死因子(TNF)、干擾素(INF)、白細胞介素-6(IL-6)等，從而發揮免疫效應。

細菌LPS被結合后，CD14在人體白細胞蛋白水解酶的作用下裂解成相對分子質量47 000和30 000的片段，肝細胞分泌的可溶性CD14釋放入血，以及CD14-LPS-LBP復合物內化至溶酶體中，并在組織蛋白酶D的作用下發生裂解。上述過程導致了單核細胞膜上CD14的表達減少，并產生了更小的可溶性肽結構(由63個氨基酸組成，相對分子量為13 000)，即可溶性白細胞分化抗原CD14亞型(presepsin sCD14-ST)。

目前對于presepsin產生的具體機制并不清楚。有研究認為，presepsin可能是一種調節因子，可通過與B細胞和T細胞的相互作用來調節體液免疫和細胞免疫[7]。

2 Presepsin的檢測

對于生化標志物而言，除了檢測結果的靈敏度和特異度，檢測時長也是決定該生化標志物臨床實用性的關鍵。目前在presepsin的檢測技術方面，先后經過了多次的改進。最初主要采用酶聯免疫吸附試驗(enzyme-linked immunosorbent assay，ELISA)來檢測，傳統的兩步ELISA檢測法通過重組CD14分子來檢測presepsin[8]。但是該方法耗時較長，檢測共計耗費4 h，對于急診以及重癥監護室等病情變化迅速的患者來說，該檢測方法并不適用。之后，為了改進檢測時長的缺陷，一步法ELISA試驗應運而生，該方法通過兩種新型抗-presepsin抗體重組presepsin分子的方法將精確度提高的同時也將檢測時長從4 h縮短至1.5 h[8]，大大提高了presepsin的臨床實用性。當前，基于化學發光酶聯免疫分析(chemiluminescent enzyme immunoassay，CLEIA)檢測presepsin的方法，在提高傳統ELISA檢測方法靈敏度的同時，更是將臨床檢測時間大大地縮短至17 min，給膿毒癥的早期診斷提供了便利[9]。

3 presepsin在膿毒癥中的應用

膿毒癥作為危及生命的急重癥之一，其病死率一直居高不下，早期識別和干預對于膿毒癥的預后起著至關重要的作用。由于膿毒癥病理生理過程的復雜性，國際上對于膿毒癥的診斷和治療有著指導意義的生物標志物并沒有定論。有研究提示，PCT、CRP、IL-6等生物標志物均在膿毒癥的疾病發展過程中有著一定的變化規律，但是上述標志物在膿毒癥的早期識別和預后判斷方面各有優缺點，presepsin作為近年來研究較多的新型生物標志物，有研究提示其在膿毒癥的早期診斷和預后判斷方面有著較好的運用前景。

3.1 膿毒癥早期診斷及危險分層 周文杰等[9]的一項前瞻性研究表明，presepsin、PCT、hs-CRP水平在健康對照組、膿毒癥組和膿毒性休克組中呈遞增趨勢，且presepsin水平與SOFA評分、APACHⅡ評分明顯正相關。Presepsin、PCT、hs-CRP診斷膿毒癥的AUC分別為0.917、0.691、0.625，提示presepsin預測膿毒癥的能力明顯優于PCT和hs-CRP。對比presepsin、CRP、PCT對膿毒癥診斷價值的一項薈萃分析[11]顯示，presepsin相對于PCT、CRP對膿毒癥的診斷價值并沒有明顯差異，但對于ICU的患者來說，presepsin診斷膿毒癥的靈敏度明顯高于PCT(表1)[11]。

多項研究也證實，嚴重膿毒癥患者血清presepsin水平明顯高于非嚴重膿毒癥患者，但兩組患者血清中的PCT水平卻無明顯差異[11-13]，進一步提示血清presepsin水平在臨床評估病情的嚴重程度上可能優于PCT。

在presepsin應用于膿毒癥的早期診斷方面，不少研究提示presepsin對于膿毒癥的早期診斷有一定的預測價值，但是目前對于presepsin預測膿毒癥的參考界值并沒有定論(表2)[11]。

3.2 指導抗生素的使用 膿毒癥作為病死率極高的危急重癥之一，一旦確診就應早期開始抗感染治療。早期抗感染治療有助于降低病死率、延長患者的生存時間及改善預后。因此，2016版指南推薦，膿毒癥一旦確診，就應開始使用抗生素，而抗生素使用是否恰當，往往需要藥敏試驗才能得以驗證，這就使得膿毒癥患者錯過了最佳的治療時期。有研究[14]發現，基于血培養或其他部位培養的結果，在診斷膿毒癥的7 d內，沒有得到早期恰當抗生素治療的膿毒癥患者中presepsin的水平在不斷地增高。而在7 d后，presepsin水平在培養陰性或培養陽性但使用了恰當抗生素治療的膿毒癥患者中可以見到明顯的下降，而在培養陽性又沒有恰當使用抗生素的患者中，presepsin水平仍在不斷地增高。這表明，presepsin的水平變化對于監測抗生素的使用是否恰當有著指導意義。

表1 Presepsin、CRP、PCT對膿毒癥診斷效率的對比[11]

表2 Presepsin對膿毒癥的診斷價值[11]

3.3 預后評估中的作用 Presepsin不僅應用于膿毒癥的早期識別，研究顯示，presepsin還有助于對膿毒癥的預后評估。前瞻性研究顯示，對于發生多器官功能障礙(MODS)的膿毒癥患者來說，入院presepsin水平明顯高于非MODS組，而不同類型器官功能障礙的患者中，presepsin水平差異無統計學意義；但是隨著發生功能障礙器官數目的增多，presepsin水平呈上升趨勢；presepsin作為預測MODS的獨立危險因子，其預測MODS的價值明顯高于PCT和SOFA評分[15]。Han等[16]的研究提示，以90 d病死率為參考，對于死亡組和存活組的膿毒癥患者來說，PCT的水平變化差異無統計學意義，而presepsin的水平差異具有明顯的統計學意義，且在存活組中presepsin水平隨著時間的推移逐漸下降，而在死亡組中，presepsin水平仍呈上升趨勢。Serge等[17]的研究同樣支持上述觀點，在研究第1天，死亡組中presepsin水平明顯高于存活組，而PCT水平無明顯差別，且隨著病程的延長，presepsin水平在存活組中逐漸下降，而死亡組中presepsin水平仍在上升。該研究同時還提示，膿毒癥早期(第2天、第7天)presepsin水平是ICU病死率、28 d病死率及90 d病死率的相關的獨立變量，且其在第1、2、7天對ICU存活率的預測AUC值分別為0.69、0.70、0.74，明顯高于PCT。一項薈萃分析顯示，在入院24 h內的第1份血標本中，存活組的presepsin水平明顯低于死亡組[18]，且在膿毒癥的疾病程度分層或醫院不同科室的亞組研究中，同樣能得出上述結論。Presepsin作為獨立預測因素對于膿毒癥的預后評估有著良好的表現，其聯合其他生化標志物或評分可進一步提高對患者預后的判斷價值。Carpio等[19]的研究顯示，presepsin作為獨立因素預測30 d病死率的AUC值是0.743，但當presepsin聯合MEDS評分時，其預測AUC值可提高至0.878。全錦花等[20]的研究提示，presepsin和NEWS評分都是膿毒癥30 d死亡的獨立危險因素，以presepsin>927.5 pg/mL和NEWS評分>6.5分作為界值聯合預測的AUC值可達0.906，對膿毒癥不良預后的評估具有較好的效能。

3.4 在免疫缺陷并發細菌感染及識別病原體中的應用 中性粒細胞作為人體免疫反應的重要細胞，其缺乏大大增加了感染的可能性。感染一旦發生，將很難控制，甚至發展為膿毒癥或者死亡。Yusuke等[21]的一項研究比較了presepsin水平在嚴重粒細胞缺乏的化療患者中并發感染的診斷意義。該研究發現，在中性粒細胞缺乏(FN)的發熱患者中，presepsin水平明顯高于中性粒細胞缺乏(AFN)的非發熱患者。而在FN患者中，革蘭陰性細菌感染所致的發熱中，presepsin水平明顯高于革蘭陽性菌感染，提示presepsin水平在有明顯感染癥狀時有助于辨別感染的病原體。Stoma等[22]則比較了presepsin、PCT、CRP等生物標志物在造血干細胞移植(hematopoietic stem cell transplantation，HSCT)后并發粒細胞缺乏患者中發生革蘭陰性菌血流感染的診斷價值。研究發現，presepsin在診斷革蘭陰性菌感染的靈敏度和特異度均高于PCT和CRP。上述研究肯定了presepsin在粒細胞缺乏并發細菌感染，尤其是革蘭陰性菌感染中的診斷意義。

但在Plesko等[23]的研究中，presepsin相對于CRP、PCT、IL-6在診斷細菌感染方面有著較低的特異性和陽性預測值。Elham等[24]的研究同樣證實在化療并發粒細胞缺乏的患者中，presepsin對細菌感染的診斷并不敏感。雖然presepsin對于粒細胞缺乏并發細菌感染的診斷意義目前并無統一意見，但在缺乏其他有效的診斷標志物情況下，在診斷細菌感染時，presepsin水平的升高仍有意義。

4 Presepsin水平的影響因素

腎臟作為膿毒癥最易受累的器官之一，其功能損害程度在一定程度上也影響著血清presepsin水平。Junichi等[25]的研究排除了感染因素后，對比終末期腎病患者接受腎移植手術前后血清presepsin的濃度變化，發現在接受腎移植手術前，presepsin濃度明顯高于正常值的上限；而在腎移植術后，presepsin的水平隨著腎功能的好轉呈下降趨勢。該項研究同時還發現，presepsin濃度與血肌酐有著明顯的相關性，表明腎功能在一定程度上影響著血清presepsin濃度。Nagata等[26]的研究同樣支持上述觀點，隨著腎臟損害的加重，血清presepsin逐步上升，其中presepsin在腎臟損害不同時期的平均濃度分別為G1+G2期：69.8 pg/mL；G3期：107.0 pg/mL；G4期：171.0 pg/mL；G5期：251.0 pg/mL；接受血液透析治療的患者presepsin平均濃度高達1 160.0 pg/mL。血清presepsin水平的對數與腎功能的不同時期(接受血液透析治療組除外)明顯負相關。Yoshihiko等[26]的研究發現，在腎衰竭患者中，膿毒癥組與非膿毒癥組的presepsin的水平差異無統計學意義。Chenevier-Gobeaux等[28]的研究還表明，Presepsin水平除了受腎功能的影響之外，年齡因素也是影響血清presepsin水平的一個重要因素。在排除了感染的因素后，對比在急診人群中不同年齡組presepsin水平的變化，發現≥70歲的老年人與年輕人群的血清presepsin水平的差異具有明顯的統計學意義。而與健康對照組相比，presepsin水平的增加往往伴隨著≥70歲的老年人患病率的提高，且隨著年齡的增長，血清presepsin水平也在增高。

5 總結及展望

關于presepsin在膿毒癥的早期診斷和預后判定等方面的研究普遍存在樣本量偏小、研究對象不一等問題，故所得到的觀點并不完全一致，presepsin相較于經典的生物標志物PCT、CRP的優越性并沒有得到充分的證實，且presepsin對于膿毒癥的診斷界值并沒有形成統一的標準。雖然，血清presepsin水平受到年齡和腎功能的干擾，但是對于非腎衰竭期的腎功能不全的患者來說，輕至中度的腎功能損害，其對于血清presepsin濃度的影響幾乎是可以忽略的。當前presepsin的檢測時間僅需17 min，可以迅速對于急診以及監護室患者的病情作出判斷，腎功能損害并不能成為presepsin應用于臨床的限制。

Presepsin作為近年來新發現的生物標志物，其在檢驗方面方便快捷，在膿毒癥的早期診斷、危險分層、指導抗生素的治療、預后的判斷、感染病原體的識別等方面也都有著較好的應用前景，是一種很有研究價值的生物標志物。