創傷后膿毒癥早期預測診斷生物標志物的研究進展

姬書青 趙偉 馬華星

(1.貴州醫科大學，貴州 貴陽 550004；2.貴州醫科大學附屬醫院急診外科，貴州 貴陽 550004)

創傷是一種復雜的疾病，涉及機體多個器官、系統及組織的協調反應，它是在神經內分泌免疫網絡調節下，多種炎癥介質、細胞因子、神經遞質和激素等效應分子共同作用下的綜合性病理生理過程；其嚴重威脅著人類的健康，已成為45歲以下青年的主要死因[1]。在創傷造成的患者死亡中，其死亡率呈現三個高峰，約3/5在創傷現場出現傷后即刻死亡(1 h內)，而2/5在醫院內發生死亡(其中包含傷后數小時內出現的過早死亡以及傷后幾天至數周出現的晚期死亡)，近80%的創傷晚期死亡患者是由膿毒癥和器官功能障礙引起[2]。隨著醫療技術的不斷發展，創傷患者的總體死亡率已有很大降低，但創傷后膿毒癥發病率仍居高不下[3]；在過往的研究中，創傷后膿毒癥的發生率從1.4%～14.4%不等，其病死率也不低于30%[4]，因此早期預測創傷膿毒癥的發生，并對高危患者進行早期精準干預，是降低膿毒癥發病率及改善患者預后的關鍵[5]。目前診斷創傷膿毒癥的金標準仍是血液細菌培養，但病原學檢測周期長、陽性率低且標本易受環境因素感染；同時創傷膿毒癥患者在早期缺乏顯著和特征性臨床表現、實驗室和影像學檢測等，無法進行早期診斷，從而丟失了早期精確治療的黃金時間，進一步限制了創傷救治成功率[6]。

目前針對創傷膿毒癥早期預測的方法主要有創傷患者人口基線信息(年齡、性別、損傷嚴重程度、既往健康情況等)、創傷嚴重程度評分(ISS、APACHE II、SOFA、GCS、RTS等)、生理生化指標、遺傳因素和基于大數據的數學預測模型開發等方面。尋求多種單變量指標聯合預測及診斷創傷膿毒癥已成為一個新研究方向[7]。本文將對已開展的創傷膿毒癥預警診斷評分及生物標志物研究進展進行綜述，為創傷膿毒癥預警診斷評分開發和臨床應用提供思路。

1 創傷患者人口基線信息

國內外大量臨床觀察研究及動物實驗研究證實高齡、休克、損傷嚴重程度增加等因素與創傷膿毒癥的高發生率及不良預后密切相關[8]；Heiko Trentzsch[9]和M?rsK[10]等人均研究發現，在創傷后男性比女性更易并發膿毒癥。動物實驗中也證實雌激素可以提升免疫能力，在降低創傷膿毒癥的發生率有一定作用[11]。也有證據表明，在創傷中存在白細胞基因組反應與性別相關的差異，其中近300個基因在性別差異表達[12]。雖然單獨應用這些已被證實的危險因素在創傷膿毒癥早期預警方面存在不足，但仍可將它們作為危險變量配合多種生物標志物在聯合預測診斷中發揮作用[13]。

2 創傷嚴重程度量化評估指標

目前臨床常用創傷患者量化評估指標：損傷嚴重程度評分(Injury severity score，ISS)、修正創傷評分(Revised trauma score，RTS)、序貫器官衰竭(Sequential organ failure assessment，SOFA)評分、急性生理與慢性健康評估II(APACHE II)評分、格拉斯哥昏迷(GCS)評分，可以快速評估患者傷情嚴重程度，并可間接反映傷患并發膿毒癥及其不良預后風險。在過去近30年有關膿毒癥的研究中，我們先后歷經了Sepsis1.0、Sepsis2.0及Sepsis3.0三個階段[14]。Sepsis3.0更新了膿毒癥診斷標準為感染+快速序貫性器官衰竭評分(qSOFA)≥2分，它可反映伴有膿毒癥低灌注或休克癥狀的嚴重膿毒癥患者不良預后[15]。快速SOFA評分(qSOFA)評估指標均為床邊易獲取的臨床變量，即呼吸頻率≥22次/分，收縮壓≤100 mmHg和精神狀態的變化(GCS≤13分)，qSOFA評分與死亡率之間存在良好的相關性，qSOFA評分≥2分在院疑似感染患者整體死亡率接近10%。然而大量研究表明，qSOFA較SIRS作為全身感染篩查指標有較好的特異性，但其敏感性不足[16]。近年來，有研究表明創傷嚴重程度評分聯合某些生物標志物可早期預測創傷膿毒癥的發生及不良預后風險，但目前尚缺少多中心、大樣本研究驗證，這仍需進一步驗證。

3 創傷膿毒癥的相關生物標記物

3.1血漿生物標志物 降鈣素原(Procalcitonin，PCT)是一種由116個氨基酸構成的三肽，它由甲狀腺濾泡旁C細胞生成和分泌，目前已被證明可作為細菌感染及膿毒癥發生的生物標志物[17]。正常生理條件下其水平極低，當發生細菌感染時，在細菌內毒素和促炎細胞因子作用下，PCT水平可在數小時內增加1000倍，且半衰期較短，感染被控制后它可快速下降，而許多其他生物標志物在急性期仍處于高水平，這就使得PCT在膿毒癥診斷標志物方面優于C-反應蛋白等標志物[18]。此外，動態監測PCT水平有助于病情評估和指導抗生素應用等，其臨床意義已得到廣泛認可[19]。

單核細胞趨化蛋白1(Monocyte chemoattractant protein-1，MCP-1)是一種分泌型單鏈蛋白質,為CC趨化因子家族成員之一。MCP-1是新近發現預測膿毒癥患者炎癥級聯反應的另一因素。它主要又單核細胞產生，通過G蛋白偶聯受體途徑誘導趨化性產生,調節單核巨噬細胞遷移及浸潤，募集至炎性病灶參與炎癥的發生[20]。在膿毒癥、炎癥性腸病和肺炎等炎癥性疾病的發病機制中，MCP-1也起著重要作用[21]。在Barre M等[22]的研究中，膿毒癥患者第一天和第三天的MCP-1水平均能較好地反映不良預后情況，并與IL-6有同等地預后價值。同時，王裕昌等[23]研究展示了血漿MCP-1水平對早期診斷創傷后膿毒癥是有意義的，早期血漿MCP-1濃度可較好評估創傷膿毒癥的風險，且ISS聯合MCP-1對創傷膿毒癥有優于單獨使用時的最佳預后價值。這也支持了血漿MCP-1水平可以用作預測創傷患者膿毒癥發生的生物標志物。

除了臨床目前已應用的血漿標志物外，近年來研究者又發現了一批可用于創傷膿毒癥早期預警及預后的血漿血漿生物標志物，如肝素結合蛋白(HBP)[24]、Syndecan-1(CD138，Synd-1)[25]、氨基末端腦鈉肽前體(NT-proBNP)[26]、白介素 17(IL-17)[27]、中性粒細胞與淋巴細胞計數比率(NLR)[28]、硫氧還原蛋白(Thioredoxin，TRX)[29]、可溶性髓樣細胞觸發受體-1(sTREM-1)[30]、血清淀粉酶樣蛋白A(Serum amyloid-like protein-A,SAA)[31]、可溶性尿激酶纖維蛋白溶解酶原激活物受體(suPAR)[32]等。然而這些研究大多缺乏前瞻性、多中心、大樣本創傷人群研究和臨床驗證，因而其敏感度及特異度均存在不足。

3.2細胞生物標志物 外周血單個核細胞(PBMC)主要由淋巴細胞(T細胞、B細胞、NK細胞等)和單核細胞組成。以往研究表明抑制淋巴細胞凋亡可提高膿毒癥動物模型的存活率，在隨后的臨床研究中通過分析外周血淋巴細胞凋亡和免疫功能狀態成分，證明了膿毒癥患者免疫抑制和不良預后相關，進一步驗證了淋巴細胞凋亡和免疫功能參數模型較單個生物標志物具有更好的特異性和敏感性[33]。王裕昌[34]等進行的一項重要研究表明，創傷膿毒癥患者凋亡性PBMC較非膿毒癥的比例更高，且PBMC百分比與創傷患者的ISS、APACHE-II、IL-10等水平存在著顯著的相關性。因此，PBMC的凋亡也可作為創傷后膿毒癥的預警生物標志物。

3.3基因相關類生物標志物 基因多態性是機體對疾病易感性、疾病表型和藥物治療反應差異性的原因之一。創傷雖與機體遺傳背景無關，但由創傷誘發的機體反應，特別是決定膿毒癥和器官功能障礙等的炎癥級聯反應卻和遺傳因素十分密切。研究發現，個體遺傳因素的差異性是決定創傷膿毒癥易患性和預后的主要因素。近年來，隨著國內外關于創傷膿毒癥易感基因多態性的研究不斷拓展和深入，與創傷膿毒癥相關的遺傳信息將會進一步被挖掘，這使得從基因方面探尋影響創傷膿毒癥風險的生物標志物成為新的研究熱點。

CD40也稱為腫瘤壞死因子受體超家族5(TNFRSF-5)，是屬于TNF受體超家族中的II型跨膜受體蛋白，編碼CD40的基因位于20號染色體(q12-q13.2)中，CD40基因rs1883832位點野生基因型為CC，并存在CT和TT兩種變異型。目前已經發現CD40基因多態性與多種免疫相關疾病有關[35]。劉志良[36]等發現CD40 rs1883832多態性與膿毒癥易感性存在潛在相關性，進一步驗證發現，CD40 rs1883832 T等位基因可增加膿毒癥易患風險。雖然該研究仍需進行大樣本、多中心的驗證研究，但CD40基因有望成為未來診斷和預測創傷后膿毒癥及監測臨床治療反應的生物標志物。

MicroRNA(miRNA)是內源性非編碼小RNA，長度約為21～25個核苷酸。miRNA可以抑制轉錄后基因的表達或促進靶向mRNA的降解，同時可在外周血或汗液等其它體液中被檢測到[37]。自Vasilescu[38]首次報道了血漿中miRNA-150可作為診斷膿毒癥的生物標志物。隨后，miRNA又被陸續報道出：mi RNA-182、mi RNA-486、mi RNA-122、mi RNA-193b、mi RNA-483-5p、mi RNA-15a、mi RNA-16、mi RNA-223、mi RNA-15b、mi RNA-4772-3p等多個mi RNA水平可在膿毒癥時上調，而miRNA失調(上調或下調)也有助于膿毒癥的發生和發展，所以目前已確定了膿毒癥潛在的多種miRNA生物標志物[39-40]。但由于miRNA在檢測中缺乏標準化的樣本收集和數據統計分析等，它尚未在臨床應用。如果未來能尋找到更加優化的檢測手段，miRNA用于診斷、評估和優化創傷膿毒癥治療中將會是一個很好的生物標志物。

4 展 望

目前國內外已有研究者將創傷患者人口基線信息、創傷嚴重程度評分及多種生物標志物聯合開發新的評分模型早期預警創傷膿毒癥的發生，并取得一定進展；但這些研究多是單中心、小樣本，尚未能在臨床推廣應用。但借助統計手段結合多種生物標志物開發出快速、準確且臨床適用性強的早期預警模型成為新的研究熱點。將來的工作需逐漸完善創傷數據庫建立，不斷優化創傷膿毒癥預警模型，并進行前瞻性、多中心、大樣本的創傷人群驗證研究，提高預警模型的敏感度及特異度，同時通過大數據分析對創傷易感人群進行早期預警診斷，早期精準干預等，進一步提高創傷的總體救治成功率。