新型生化標志物在膿毒癥心肌損傷中的診斷價值研究進展

黃輝權，黃民建，龍少好

廣西壯族自治區百色市人民醫院重癥醫學科，廣西百色 533000

膿毒癥通常表示患者對真菌、 細菌或者病毒感染的反應失衡，進而引發機體多器官功能障礙，并直接危及生命安全。 而膿毒癥休克患者中出現心肌損傷的概率占25%～50%左右，且心肌損傷成是膿毒癥預后不良的主要原因， 同時將患者病死率提升至70%，成為危害患者身心安全的主要疾病[1-2]。以往常見的心肌損傷標志物有心肌肌鈣蛋白（cTn）以及B型腦鈉肽（BNP）等，雖然能夠對膿毒癥心肌損傷進行診斷， 但其特異度較低， 因此臨床迫切需要準確性、敏感性及特異度更高的標志物，為后續臨床治療方案的制訂提供一定指導意義[3]。 近幾年，隨著醫療水平的進步，新型生化標志物被發現，但其在膿毒癥心肌損傷上的具體機制尚未明確[4]。因此該文對新型生化標志物在膿毒癥心肌損傷中的診斷價值進行分析，為早期診斷、及時治療提供參考依據。

1 新型生化標志物

1.1 心型脂肪酸結合蛋白（H-FABP）

曾在20 世紀70 年代， 哺乳動物脂肪酸結合蛋白被發現， 其可促進細胞對脂肪酸的吸收以及細胞中轉運，并控制細胞生長、有絲分裂、細胞分化[5]。 由于H-FABP 作為小型胞質蛋白，廣泛存在于心肌細胞內，一旦心肌細胞受損后，可快速進入血液循環。目前臨床關于H-FABP 在急性冠脈綜合征、心功能不全中的報道較多， 隨后臨床將其運用在膿毒癥以及膿毒癥休克患者的死亡風險預測中， 獲得了較高的應用價值[6]。有研究選擇嚴重膿毒癥患者作為觀察對象，分別測定其H-FABP 水平，結果發現高水平H-FABP 患者并發心功能障礙的概率更高， 且HFABP 檢查的敏感性為83%、特異度為73%左右，提示H-FABP 可成為預測膿毒癥發生心功能障礙的重要指標[7]。 另有研究選擇膿毒癥心肌損傷患者進行觀察， 發現其入院后的H-FABP 水平明顯高出單純膿毒癥患者，證實H-FABP 在判斷膿毒癥心肌損傷上意義重大[8]。

1.2 微小RNAs（miRNAs）

miRNAs 作為內源性非編碼小RNA， 其中包含多個核苷酸，廣泛存在于汗液、尿液或者血液內，能夠對轉錄后基因表達發揮抑制作用， 并促進靶向mRNA 降解，同時利用免疫抑制、炎癥反應、免疫細胞分化或者凋亡來控制膿毒癥的發生發展[9]。臨床針對膿毒癥患者進行觀察，發現其miRNA-495 水平降低成為評估膿毒癥心肌功能障礙的風險因素之一。另選擇盲腸穿刺結扎后的膿毒癥大鼠模型， 對其中心功能不全大鼠注入miRNA-495 激動劑后，可顯著改善心功能[10]。 研究報道中，測定膿毒癥患者的miRNA-21-3p 水平，結果發現膿毒癥心肌損傷患者的表達水平明顯高出單純膿毒癥患者，同時與N 末端腦鈉肽前體水平呈現正相關性[11]，因此miRNA-21-3p 成為評估膿毒癥心肌損傷的主要標志物。 臨床經研究可得，miRNA-23b、miRNA-146a、miRNA-495、miRNA-223 均可促進膿毒癥患者心功能改善，而miRNA-133a、miRNA-495、miRNA-497、miRNA-21-3p、miRNA-155-5p、miRNA-499a-5p、miRNA-133a-3p 均能夠評估膿毒癥患者的心肌受損程度。 由此可見，miRNAs 可成為膿毒癥心肌損傷的生化指標之一，也可成為治療心肌損傷的主要方案，但具體機制還需臨床做進一步的探究。

1.3 高遷移率族蛋白1（HMGB-1）與組蛋白

HMGB-1 作為心肌細胞在脂多糖下產生的損傷相關分子模式，一旦與TLR4 發生結合反應后，且相關細胞中活性氧水平增加即可導致心功能障礙，由此看出，HMGB-1 利用TLR4 以及活性氧的作用使得鈣離子從肌漿網中產生， 并引發肌漿網內鈣離子減少，同時顯著降低肌肉收縮力[12]。 動物實驗中，選擇膿毒癥小鼠模型進行觀察，發現HMGB-1 水平對膿毒癥小鼠心肌細胞凋亡的影響較大， 可成為膿毒癥心肌病上重要的分子標志物[13]。

組蛋白和DNA 構成的核小體成為真核生物染色質的主要部分， 正常情況下核小體在循環血液上的表達較低，一旦細胞凋亡后，核小體從細胞進入外周血，從而使得血漿內組蛋白水平增加。由于膿毒癥患者通常因為感染導致全身器官受損，并促進組蛋白產生，而進入細胞外的組蛋白可造成鈣離子內流，使得細胞氧化還原系統異常，導致線粒體功能障礙。另外細胞外組蛋白與Toll 樣受體發生結合反應后，可促進線粒體膜電位降低，且細胞中腺苷三磷酸水平明顯減少。當微生物與病原體在宿主機體中被Toll 樣受體的模式識別， 其在免疫細胞以及心肌細胞等細胞內表達，并與脂多糖等病原分子模式相互影響，最終造成核因子κB 激活，并導致促炎因子出現。 隨著臨床不斷深入研究， 發現組蛋白水平與心肌損傷程度呈現正相關性， 尤其是組蛋白H4 在評估膿毒癥心肌損傷上的靈敏度及特異性較高，值得推廣。

1.4 妊娠相關血漿蛋白A（PAPPA）

PAPPA 最早發現于孕婦血清內，通常在妊娠期間，從孕婦胎盤合體滋養層細胞、蛻膜細胞、巨噬細胞、纖維細胞或者內皮細胞中產生，成為金屬結合蛋白酶的鋅脂多肽超家族成員之一[14]。 臨床已有關于PAPPA 與不穩定型動脈粥樣硬化斑塊的報道，可增加胰島素樣生長因子活性， 并促進白介素-1β 以及腫瘤壞死因子-α 在斑塊內產生，最終形成動脈粥樣硬化[15]。 隨后臨床研究發現，膿毒癥患者的PAPPA與BNP 呈現正相關性[16]。 報道中選擇膿毒癥患者作為觀察對象，經檢測發現其中高水平PAPPA 患者的心功能指標較低水平PAPPA 患者更低[17]。 但值得注意的是，膿毒癥患者使用胰島素、肝素、腎臟替代治療或者血管損傷等因素均可影響機體PAPPA 水平。

1.5 中性粒細胞明膠酶相關載脂蛋白（NGAL）

NGAL 作為內源性抑菌蛋白，主要從巨噬細胞、中性粒細胞或者腎小管細胞中產生， 其水平主要表示中性粒細胞的活性能力， 且在天然免疫細菌感染上具有重要意義。 臨床曾指出，NGAL 高表達成為評估冠狀動脈預后不良的重要標志[18]，與健康者相比，慢性心力衰竭患者的NGAL 水平更高，因此證實NGAL水平升高即為嚴重心臟功能障礙，經尿液檢測NGAL可明顯提升診斷心力衰竭的特異度。 臨床選擇膿毒癥患者進行觀察， 發現患者NGAL 水平與LVEF 呈現負相關性，但與cTnI、BNP 呈現正相關性[19]。 另外與低水平NGAL 患者相比， 高水平NGAL 患者發生心電圖異常、心肌功能障礙的風險更高[20]。

2 膿毒癥3.0 診斷標準及多種生化標志物聯合

曾在1991、2001 年， 美國相關學會分別制定了膿毒癥1.0 以及2.0 診斷標準，但其中2.0 的標準要點較多且復雜， 可操作性較差， 難以在臨床推廣使用，雖然1.0 與2.0 的靈敏度較高，但其特異度較低，極易造成診斷過度現象。 近幾年，膿毒癥3.0 診斷標準被提出， 其將疾病定義為針對感染的宿主反應失調引發的致命性器官功能障礙， 同時取消嚴重膿毒癥概念，將膿毒癥休克定義成膿毒癥亞型，表示感染造成的循環衰竭以及細胞代謝異常， 并選擇快速SOFA 評分成為疾病篩查的方式。 目前，大部分膿毒癥心肌損傷的研究過程中， 均是按照膿毒癥1.0 以及2.0 標準判斷，因此隨著3.0 標準的更新，選擇新型生化標志物評估膿毒癥心肌損傷成為關鍵， 必要時還可聯合多種生化標志物進行預測， 從而有效提升診斷結果的準確性， 為后續治療方案的制訂及預后評估提供參考。

由于膿毒癥心肌損傷的發生機制與Toll 樣受體、細胞因子、鈣通道異常、病原相關分子模式、線粒體功能障礙、損傷相關分子等存在一定關聯，經單一生化標志物診斷的效果較為局限，因此臨床可選擇多種生化標志物進行聯合檢查，進一步提升診斷結果的準確性及特異度[21]。臨床報道中選擇cTnI、miRNA-497、肌酸激酶聯合診斷膿毒癥心肌損傷患者，發現其AUC較單一標志物更高[22]。 但目前臨床關于多種標志物聯合診斷的報道較少，還需要臨床作進一步探究。

3 討論

綜上所述， 膿毒癥心肌損傷作為危害人們身心健康以及生存質量的常見病， 若未能夠早期診斷并及時提供有效治療，隨著疾病持續加重，可危及生命安全。 以往臨床多選擇常規心肌損傷標志物進行診斷，但其特異度較低，可能造成誤診漏診現象，甚至耽誤最佳治療時機。隨后新型生化標志物被發現，其中 包含H-FABP、miRNAs、HMGB-1、PAPPA、NGAL等，均可成為判斷膿毒癥合并心肌損傷的重要指標，必要時還可聯合使用， 進一步提升診斷結果的準確性，為后續治療方案的制訂提供一定指導意義。