血清生物學指標診斷急性腸系膜缺血系統評價

陳廷雨，趙軼凡，張 超，田國祥

1. 湖北醫藥學院附屬十堰市太和醫院循證醫學中心（湖北十堰 442000）

2. 解放軍總醫院第七醫學中心老年醫學科（北京 100700）

急性腸系膜缺血（acute mesenteric ischemia，AMI）是一種罕見的血管和胃腸道外科急癥，死亡率較高[1]，其病因包括動脈栓塞、動脈血栓形成、靜脈血栓形成和非閉塞性腸系膜缺血（nonocclusive mesenteric ischemia，NOMI），其中動脈栓塞引起的AMI最為常見[2-4]。AMI患者年齡多為60～70歲，常有心肌梗死等心臟病史，AMI發作時大多以腹痛為主訴[6]，因此所有急性發作性腹痛伴嚴重白細胞增多且有心肌梗死病史的患者都應將AMI納入鑒別診斷。從組織學上來看，缺血損傷始于黏膜并向漿膜延伸，腸黏膜缺血損傷往往是可逆的，一旦發展到跨壁損傷，將導致炎癥、腸道壞死、膿毒癥和多器官衰竭等并發癥，嚴重威脅患者的生命[7]。AMI的臨床診斷癥狀并不明確，剖腹手術可以作為診斷AMI的金標準，但此時患者病情往往趨于晚期，錯過了治療最佳時間，一般預后較差。由于AMI診斷技術和治療的滯后，其病死率高達60%～80%，因此探索能夠早期精準診斷AMI的血清學指標，降低AMI病死率顯得尤為重要。本研究旨在對AMI的經典、新型及其他血清學生物標志物進行系統全面的證據匯總，以期提高AMI的早期診斷與及時干預，以改善患者預后。

1 資料和方法

1.1 納入與排除標準

研究對象為AMI的人群或動物，研究類型僅限于Meta分析與原始研究，不限人體或動物實驗，研究內容至少包括下列AMI診斷標志物中的一項：①經典血清學生物標志物，如L-乳酸、D-乳酸及乳酸脫氫酶（lactate dehydrogenase，LDH）；②新型血清學生物標志物，如D-二聚體、血小板指數（platelet index，PI）、中性粒細胞-淋巴細胞比率（neutrophil-lymphocyte ratio，NLR）、缺血修飾白蛋白（ischaemia-modified albumin，IMA）、I-脂肪酸結合蛋白（intestinal fatty acid binding protein，I-FABP）、α-谷胱甘肽s-轉移酶（α-glutathione-S-transferase , α-GST）、瓜氨酸；③其他標志物。

1.2 文獻檢索策略

計算機檢索PubMed、Embase數據庫，搜集所有評估AMI血清學標志物的文獻，檢索時間為自建庫至2020年8月15日，采用主題詞與自由詞結合的檢索方式，檢索策略見框1。同時手工檢索納入研究的參考文獻與引用的相關研究。

框1 PubMed檢索策略Box 1. Search strategy in PubMed

1.3 文獻篩選、資料提取與證據合成

所有文獻篩選均由兩位研究人員通過獨立“背靠背”形式完成；若有異議，則由第三位研究人員進行判定。資料提取的內容包括納入研究的作者、地區、研究類型、研究結果等。對納入的研究進行定性分析。

2 結果

2.1 文獻篩選流程與結果

初檢獲得相關文獻937篇，經逐層篩選，最終納入28篇文獻進行定性分析，包括5篇Meta分析[8-12]、7篇前瞻性研究[13-19]、8篇回顧性研究[20-27]、4篇橫斷面研究[28-31]和4篇動物實驗[32-35]，文獻篩選流程與結果見圖1，納入文獻基本特征見表1。

表1 納入研究的基本特征Table 1. Basic characteristics of included studies

圖1 文獻篩選流程圖Figure 1. Flow chart of literature screening

2.2 經典標志物

7篇文獻報告了經典標志物，包括2篇Meta分析[8-9]、2篇前瞻性研究[13-14]、1篇回顧性研究[20]和2篇橫斷面研究[28-29]。乳酸在自然界中以兩種不同的異構體存在，即L-乳酸和D-乳酸。L-乳酸主要是糖無氧酵解過程中由丙酮酸在LDH的催化下生成的；D-乳酸是由腸道細菌代謝產生。1項納入1 970例患者的Meta分析研究顯示，L-乳酸診斷AMI的綜合敏感度為0.86[95%CI（0.73，0.94）]，綜合特異度為 0.44[95%CI（0.32，0.55）][8]。1項調查了75例疑似AMI患者的回顧性研究顯示，血清乳酸水平與腸缺血程度的線性關系尚不明確，而高乳酸水平與死亡風險顯著相關，進一步研究表明多種因素可導致血清乳酸水平升高[20]，L-乳酸僅是組織灌注不足的非特異性標志物，無法反映早期特異性AMI。多項橫斷面研究表明，細菌感染、短腸綜合征等均會導致D-乳酸水平升高，因此該標志物無法較好地對AMI與其他急腹癥進行鑒別[28-29]。1項納入了3篇D-乳酸相關文獻的Meta分析顯示，D-乳酸診斷AMI的綜合敏感度和特異度分別為0.72[95%CI（0.59，0.83）]和 0.74[95%CI（0.69，0.79）][9]。1 項前瞻性研究發現D-乳酸診斷AMI的曲線下面積（area under curve，AUC）為 0.51[95%CI（0.23，0.78）]，敏感度為0.39[13]。Block等研究發現LDH診斷AMI的敏感度為 0.70 [95%CI（0.42，0.98）]，特異度為 0.42 [95%CI（0.29，0.55）][14]。綜上，目前證據表明傳統經典標志物的特異度較低，其作為AMI的診斷標志物仍有待進一步研究。

2.3 新型標志物

2.3.1 D-二聚體

4篇文獻報告了D-二聚體，其中Meta分析[10]、前瞻性研究[15]、回顧性研究[21]和動物實驗[32]各1篇。1項納入1 300例疑似AMI患者的Meta分析顯示，D-二聚體診斷AMI的綜合敏感度與特異度分別為0.94[95%CI（0.87，0.97）]、0.50[95%CI（0.40，0.61）]，AUC為0.81[95%CI（0.78，0.84）][10]。Kulu等研究表明D-二聚體診斷AMI的敏感度為0.78，特異度為0.80，AUC為0.85[95%CI（0.72，0.94）][15]。Wistar大鼠相關實驗研究發現D-二聚體血漿水平的診斷意義有限[32]，而Yang等研究表明D-二聚體與腹膜刺激征一起，對排除腸壞死具有一定幫助[21]。

續表1

2.3.2 血小板指數

報告PI的文獻共4篇，包括2篇回顧性研究[22-23]和 2篇 Meta分析[11-12]。在 PI中受到關注的主要是血小板體積（mean platelet volume，MPV）和紅細胞分布寬度（red blood cell distribution width，RDW）。Degerli等研究顯示MPV僅在無伴發疾病的情況下可作為AMI的指標，當AUC為0.69時敏感度為0.70、特異度為0.53[23]。Aktimur等回顧性分析70例患者的臨床資料，結果顯示當MPV截斷值為10.5時，敏感度為0.600，特異度為0.715，AUC為0.715[95%CI（0.642，0.788）]； 當 RDW 截 斷 值 為 13.0時，敏感度為0.671，特異度為0.821，AUC為0.851[95%CI（0.797，0.904）][22]。此外，有研究發現對MPV的測量尚未充分標準化[11]，因此其作為AMI的診斷標志物仍有不足[12]。

2.3.3 中性粒細胞-淋巴細胞比率

1篇回顧性研究報告了NLR[22]。Aktimur等探討了NLR在AMI中的診斷價值，研究發現當截斷值為9.9時，NLR敏感度為0.743，特異度為0.829，AUC 為 0.823[95%CI（0.760，0.885）]，顯示高NLR可能存在診斷價值，此外，NLR和RDW對推薦截斷值的聯合敏感度為0.694，特異度為0.712[22]。因此，可聯合使用NLR、RDW和其他臨床評估以輔助診斷AMI。

2.3.4 缺血修飾白蛋白

1篇Meta分析[9]和1篇回顧性研究[24]對IMA進行了報告。在急性缺血的情況下，白蛋白的金屬結合能力降低，導致出現一種代謝變異，稱為IMA。它是心肌缺血、肺栓塞和腦卒中的敏感而非特異性標志物，對腸缺血診斷也有一定價值。Gunduz 等研究對比了健康人群與腸系膜上動脈（superior mesenteric artery，SMA）血栓栓塞患者的IMA水平，結果顯示SMA組的IMA水平明顯上升[24]。Meta分析結果顯示，IMA診斷AMI的綜合敏感度和特異度分別為0.947[95%CI（0.740，0.999）]和0.864[95%CI（0.651，0.971）][9]。

2.3.5 I-脂肪酸結合蛋白

報告I-FABP的文獻共有5篇，分別是1篇Meta分析[9]、1篇回顧性研究[25]和3篇前瞻性研究[16-18]。I-FABP在腸缺血時由位于腸粘膜絨毛尖端的成熟腸上皮細胞釋放，被認為是絨毛損傷的生物標志物[25]。由于血漿I-FABP的衰減周期較短，因此可實時跟蹤缺血腸細胞損傷。在健康個體的血漿中，I-FABP含量較少，當AMI和炎癥發作后，I-FABP水平迅速上升。Güzel等研究顯示，I-FABP診斷性能較白細胞和D-二聚體高[17]。Treskes等納入13項I-FABP診斷AMI準確性研究的Meta分析顯示，其中7項使用了人類ELISA試劑盒研究合并的敏感度和特異度分別為0.790[95%CI（0.665，0.885）]和0.913[95%CI（0.870，0.946）]，剩余6項研究的合并敏感度和特異度分別為0.750[95%CI（0.679，0.812）]和0.792[95%CI（0.762，0.820）][9]。Uzun等納入了171例患者的研究顯示，當I-FABP的AUC為0.755時，其對AMI的敏感度為0.714，特異度為0.946[16]。有研究指出，I-FABP水平降低并不一定意味著恢復或腸上皮細胞完整，因為部分NOMI患者也可能表現出較低的I-FABP水平，可能與缺血或壞死腸道內腸上皮細胞減少有關[18]。若結合其他生物標志物和嚴重程度指標，I-FABP的預測價值可能會增加。

2.3.6 α-谷胱甘肽s -轉移酶

3篇文獻報告了α-GST，分別是1篇Meta分析[9]、1篇前瞻性研究[19]和1篇橫斷面研究[30]。α-GST是一種解毒酶，參與多種內、外生物的解毒作用，并將其與谷胱甘肽結合，目前被用于肝細胞溶解的診斷[30]。Treskes等回顧性分析了α-GST對AMI的診斷價值，結果顯示α-GST綜合敏感度和特異度分別為0.678[95%CI（0.542，0.795）]和 0.842[95%CI（0.753，0.909）][9]。Gearhart等對比了58例AMI患者的α-GST水平與常規生化指標（乳酸、PH、淀粉酶、堿過量和白細胞計數），研究顯示與常規生化指標（準確率為47%～69%）相比，α-GST（準確率為74%）可以更準確地預測腸缺血[19]。然而，非特異性低血壓合并多器官功能衰竭患者的α- GST也會升高，因此該標志物的特異度尚需進一步的臨床驗證。

2.3.7 瓜氨酸

報告瓜氨酸的文獻為1篇前瞻性研究[15]、2篇回顧性研究[26-27]。瓜氨酸是小腸細胞由谷氨酰胺合成的非蛋白原性氨基酸，其為氮氧化物的前體，參與氨轉化為尿素，并參與精氨酸的合成。研究發現血漿瓜氨酸濃度取決于腸道的合成和腎的消除情況，在急性或慢性腎功能衰竭和腸上皮細胞減少時，瓜氨酸濃度會下降，因此，血漿中瓜氨酸的濃度可用于推斷急性情況下功能正常的腸上皮細胞的數量[26-27]。1項評估了48名患者瓜氨酸水平的前瞻性研究發現，當AUC為0.72[95%CI（0.57，0.84）]時，瓜氨酸診斷AMI的敏感度為0.39，特異度為1.00[15]。

2.4 其他標志物

4篇文獻對其他標志物進行了報告，包括1篇橫斷面研究[31]和3篇動物實驗[33-35]。1項基于新西蘭兔的動物實驗表明，缺血組在缺血第6小時時，脂蛋白相關磷脂酶A2的AUC為1.00，截斷值為63.91 ng/mL，敏感度為0.88，特異度為1.00[33]。Kim等研究顯示在患有慢性心血管疾病的腸缺血患者中，血清基質細胞衍生因子-1截斷值為0.5 pg/mL時，敏感度為0.91，特異度為0.95，AUC為0.95[31]。Schellekens等研究顯示平滑肌蛋白 22 kDa可作為患者腸壁缺血的潛在標志[34]。Lebrun等研究表明在腸系膜損傷模型中，小鼠和人血漿中胰高血糖素樣肽-1（GLP-1）水平均會迅速上升，與其他的生物標志物（I-FABP、D-乳酸或原降鈣素）相比，GLP-1水平增加出現較早，因此該標志物可對疾病的早期診斷提供一定參考[35]。

3 討論

盡管傳統血清標志物如乳酸、LDH等在AMI診斷時特異度和敏感度較低，但其目前仍運用于臨床實踐中，可能是導致AMI較高死亡率的原因之一，因此尋求有效的早期診斷標志物對降低AMI高死亡率具有重要意義。

D-乳酸、I-FABP和IMA等標志物，靈敏度較高且可通過快速診斷的測定方法進行測量[36]。D-二聚體對AMI診斷準確性和特異度的報道并不一致[10,14,21,32]，且D-二聚體也可因其他急腹癥造成，反映該標志物特異度不足。且檢測方法的差異、不同試劑盒的有效性、檢測設備和操作程序的差異，都會影響D-二聚體的檢測結果。一項雄性家兔AMI模型顯示，D-二聚體和新蝶呤的聯合運用可能有助于早期急性腸系膜上動脈閉塞所致AMI的診斷，該研究指出D-二聚體水平可能是判斷急性腸系膜上靜脈血栓臨床進展及預后的有效、早期、特異度血清標志物[38]。

相較于D-二聚體，I-FABP的優點在于具有較好的組織特異度，是診斷AMI較為可靠的參數[17]。對于高度疑似AMI的患者，I-FABP具有良好的診斷準確性，但其敏感度較低[9,16]。也有研究發現I-FABP可能只在AMI早期才有較高的診斷價值[39]。I-FABP對AMI亞型NOMI的診斷價值目前也受到廣泛關注，高水平I-FABP與NOMI發生率相關[18]。有研究表明I-FABP相較于其他生物標志物（白細胞計數、C反應蛋白、乳酸、肌酸激酶和D-二聚體）對NOMI的診斷價值可能更高（AUC=0.805）[40]。值得注意的是，雖然高水平I-FABP患者的NOMI發病率較高，但部分NOMI患者可能是由于缺血或壞死腸道內腸上皮細胞減少而表現出較低的I-FABP水平[18]。一項基于42只雌性Sprague-Dawley大鼠的隨機對照實驗證實了I-FABP與血管粘附蛋白-1（vascular adhesion protein 1，VAP-1）水平均可用于診斷AMI，但VAP-1診斷價值可能更高[41]。

PI（包括MPV和RDW）也被研究證實對AMI具有一定的早期診斷價值，但該指標的特異度仍有待進一步觀察[22-23]。此外，有研究指出MPV的測量尚未充分標準化，MPV能否作為AMI的診斷標志物有待進一步研究[11]。Kulu等研究顯示MPV特異度較高，但其敏感度較低[15]。Satahattin等對44例AMI手術患者進行評估，研究發現術前L-乳酸、D-二聚體、白細胞和NLR的單獨使用對所有AMI亞型（動脈栓塞、動脈血栓、靜脈血栓和NOMI）的診斷均無預測價值[42]。可見這些生物標志物對AMI的診斷價值均較為有限，尚無理想的生物標志物能夠反映AMI的不同類型和階段。

本研究存在一定局限性。首先，各研究AMI的診斷標準尚不統一，包括病理檢查、術中檢查、放射學檢查、實驗室檢查和臨床評估等多種方式；其次，各研究采用的檢測方法與截斷值不同；最后，部分研究樣本量過小且質量較低，這些均可能影響AMI診斷評估的準確性，未來仍需進一步開展高質量的大樣本研究。

綜上所述，AMI經典標志物的特異度和敏感度均較低，而新的血清學生物標志物，如D-二聚體、I-FABP、PI、IMA及瓜氨酸等，在一定程度上可提高AMI的診斷準確性，但診斷價值仍較為有限，尚需高質量、大樣本的研究來予以證實。