外周血未成熟粒細胞在疾病診斷和預后中的研究進展*

張洪濤,烏仁稍,周 波,徐 倩 綜述,曹 賢審校

鄂爾多斯市中心醫院康巴什部檢驗科,內蒙古鄂爾多斯 017000

外周血未成熟粒細胞通常在健康個體中檢測不到,但可以借助炎癥細胞的通道提前釋放到外周血中。未成熟粒細胞計數及其百分比與部分疾病的診斷及預后等相關,本文針對這些內容進行總結,以便對醫生診斷和治療疾病提供幫助。

1 粒細胞的分化發育

粒細胞在骨髓中產生和分化,一個原始粒細胞經過增殖和發育最終生成8～32個分葉核粒細胞。在骨髓中發育成熟的粒細胞進入外周血或組織中發揮防御功能[1]。粒細胞的發育可以分為以下6個階段:原始粒細胞、早幼粒細胞、中幼粒細胞、晚幼粒細胞、桿狀核粒細胞和分葉核粒細胞。正常情況下外周血中以分葉核粒細胞為主,有少量桿狀核粒細胞。但是某些情況下,如感染、懷孕、血液病、腫瘤、失血和冠心病時,外周血可出現未成熟粒細胞,這一現象通常認為是骨髓造血功能增強,骨髓屏障被破壞或者髓外造血導致。

粒細胞的發育過程及發育的特殊階段越來越受到人們的關注。隨著全自動血液分析儀的發展,外周血未成熟粒細胞的檢出越來越多見。因此,外周血出現未成熟粒細胞不再是血液疾病的專屬指標,并且逐漸被各個專業所重視。外周血出現未成熟粒細胞在許多疾病中均有報道,未成熟粒細胞計數及其百分比與部分疾病的病程和預后相關,對外周血未成熟粒細胞的研究也有助于正確理解粒細胞的功能。

2 外周血未成熟粒細胞在疾病中的作用

EVRARD等[2]在對粒細胞及其分化進行研究時發現,炎癥反應和應激反應時小鼠骨髓和脾中的粒系前體細胞會增多,從而使粒細胞得到補充。粒系前體細胞指的是具有向粒細胞發育的細胞,其階段是早于未成熟粒細胞的。EVRARD等[2]研究還證明,粒細胞相關表面標記CD101為陰性的粒系前體細胞數量與小鼠腫瘤的發生密切相關,粒細胞在人體免疫監視過程中發揮重要作用,能夠抑制腫瘤發生,目前的資料證實粒細胞可能還發揮相反的作用。CETIN等[3]回顧性分析57例慢性腎臟病2～4期兒童和46例正常對照者,認為未成熟粒細胞百分比是兒童慢性腎臟病透析前的感染指標,并且認為處在4期的患兒未成熟粒細胞百分比高于2期和3期,并與預后相關。未成熟粒細胞是新生兒感染診斷時的有效指標,但是成人的參考范圍不適合新生兒,應該建立新生兒的參考范圍。未成熟粒細胞計數及百分比升高的臨床意義引發了很多思考:如何看待疾病發展過程中未成熟粒細胞計數及百分比的波動,是疾病本身的過程還是疾病加重的表現?面對未成熟粒細胞計數及百分比的變化是否需要采取措施使其正常?為此,本文選取一些文章進行總結,希望能對正確了解未成熟粒細胞在疾病中的變化有幫助。

2.1未成熟粒細胞在闌尾炎中的意義 兒童闌尾炎的發生及闌尾炎的嚴重程度與未成熟粒細胞計數的高低有較大關系。DOGAN等[4]通過數據分析證實,未成熟粒細胞計數高的患者更容易進展為穿孔,再結合其他指標能夠幫助醫生判斷闌尾炎是否能夠發展為重癥。üNAL[5]通過研究438例成人闌尾炎患者認為,未成熟粒細胞計數及其百分比是診斷闌尾炎非常特異的指標,然而其靈敏度較低,但是未成熟粒細胞計數對于診斷復雜性闌尾炎是可靠的指標。PARK等[6]通過分析405例成人闌尾炎患者的白細胞計數、中性粒細胞百分比、未成熟粒細胞百分比和C反應蛋白水平認為,未成熟粒細胞百分比與其他指標,如白細胞計數、中性粒細胞百分比、C反應蛋白水平等相比沒有特別大的診斷價值。ALTINER等[7]分析65歲以上闌尾炎患者的實驗室檢查結果發現,未成熟粒細胞和總膽紅素對復雜性闌尾炎和闌尾炎穿孔的診斷有較高的特異度和靈敏度,并且這2項指標檢測快速、費用低。闌尾炎是較常見的一類急腹癥,未成熟粒細胞在診斷闌尾炎的過程中有一定的價值,總體上認為未成熟粒細胞計數較高與闌尾炎的嚴重程度相關。

2.2未成熟粒細胞在急性胰腺炎中的意義 急性胰腺炎是多種病因導致的胰酶提前激活,胰腺組織自身消化引起的炎癥性疾病,在這個過程中中性粒細胞及免疫系統釋放促炎介質,引起全身炎癥反應綜合征(SIRS),是胰腺炎病理過程的重要組成部分。胰腺炎的臨床表現輕重不一,重癥胰腺炎常常危及生命,及早診斷有助于胰腺炎的治療及預后。KARAKULAK等[8]通過分析未成熟粒細胞百分比診斷重癥胰腺炎的受試者工作特征曲線得出結論:判斷重癥胰腺炎時未成熟粒細胞百分比的最佳截斷值為1.1%,特異度為38.89%,靈敏度為95.00%。未成熟粒細胞百分比達到1.8%時住院患者病死率增高,特異度和靈敏度分別為50.00%和97.12%。譚超超等[9]對1 973例急性胰腺炎患者的研究認為,未成熟粒細胞是預測急性胰腺炎患者發生SIRS的潛在指標。UGURLU等[10]對582例胰腺炎患者的實驗室數據進行分析,結果顯示,降鈣素原、未成熟粒細胞百分比、白細胞計數、C反應蛋白、清蛋白及C反應蛋白/清蛋白能夠預測急性壞死性胰腺炎,多項指標聯合檢測判斷重癥胰腺炎的可操作性有待臨床驗證。發生急性胰腺炎時,嚴重的病理過程如細胞因子的釋放、內皮細胞的損傷等,可能導致急性呼吸窘迫綜合征(ARDS)。及早識別急性胰腺炎并發ARDS可以改善其臨床預后。HUANG等[11]通過對1 933例急性胰腺炎患者的分析,發現其中143例合并ARDS,認為未成熟粒細胞計數是一項很好的標志物,能夠提前發現急性胰腺炎及并發ARDS。通過以上報道可以看出,未成熟粒細胞計數及百分比是發生胰腺炎和判斷重癥時比較可靠的一項指標,然而實際應用時的可操作性還需長時間驗證,但是未成熟粒細胞計數及其百分比升高可以提示醫生重點關注。

2.3未成熟粒細胞在膿毒癥中的意義 膿毒癥是由病原微生物(病毒、細菌、真菌、支原體等)侵入機體,引起機體出現器官功能障礙的SIRS,其發生率高,病情兇險,病死率高。膿毒癥指南(第三版)中定義膿毒癥為序貫器官功能衰竭評分≥2分,評分系統涉及參數較多[12],主要由宿主對感染反應失調引起。膿毒癥的早期診斷和治療對改善患者預后至關重要。目前膿毒癥的診斷金標準為血培養,但是血培養受較多因素限制,陽性率不高,耗時較長,不能快速得出結果。KAROM等[13]對急診科膿毒癥患者的相關炎癥指標,如乳酸鹽、白細胞計數、中性粒細胞計數、未成熟粒細胞計數、降鈣素原等進行分析認為,上述指標對早期診斷膿毒癥并沒有幫助。AYRES等[14]通過研究301例患者的未成熟粒細胞百分比認為,未成熟粒細胞百分比低于2.0%時可以排除膿毒癥的診斷,有較高的特異度(90.9%),這對膿毒癥的排除很重要。為了更好地區分膿毒癥和其他炎癥性疾病,MEGHRAOUI-KHEDDAR等[15]通過使用質譜流式細胞術分析42項細胞表面標志物認為,在表達CD64的未成熟粒細胞中存在CD123+或PD-L1+的兩群細胞,這兩群細胞能夠作為診斷膿毒癥的特異性標志物,能夠很好地區分膿毒癥和其他炎癥性疾病。然而質譜流式細胞術價格昂貴,不易實現,通過普通流式細胞術也能夠檢測到上述兩群細胞,這一檢測方法可以稱為膿毒癥診斷的里程碑。BHANSALY等[16]認為,在膿毒癥的早期診斷中,未成熟粒細胞計數及其百分比是出現最早、最特異的指標,優于降鈣素原和乳酸,并且隨著疾病的發展,其診斷的特異度和靈敏度均會增高。新生兒膿毒癥是一個世界性的問題,不僅是發展中國家存在的問題,發達國家也面臨較大的挑戰,而且新生兒膿毒癥的首發癥狀和指標并不特異,如果有比較特異的指標將會給疾病帶來較好的結果。JETHANI等[17]通過對80例膿毒癥患兒的分析認為,未成熟粒細胞計數與總中性粒細胞計數比值、中性粒細胞計數和C反應蛋白水平對診斷疾病有很好的預測作用。通過復習以上文章的觀點,作者認為,外周血未成熟粒細胞計數的變化對膿毒癥的診斷和治療作用還需要結合其他指標共同分析,而且對外周血未成熟粒細胞的研究也不局限于數值的高低變化,還可以通過更為先進的手段檢測未成熟粒細胞的表型等,更精確地分析未成熟粒細胞的各個亞群,從而能夠更準確地診斷和治療。

2.4未成熟粒細胞在燒傷患者中的意義 JEON等[18]通過對嚴重燒傷患者的研究認為,未成熟粒細胞百分比可以作為預測嚴重燒傷患者發展為膿毒癥的指標。VAN DER GEEST等[19]對重癥監護病房患者的相關炎癥指標進行分析認為,未成熟粒細胞百分比可以作為判斷感染的有效指標。燒傷患者由于皮膚大面積損傷,創面感染,以及體液丟失,導致器官功能紊亂,容易誘發膿毒癥。2012年,我國醫師協會燒傷分會提出燒傷膿毒癥診斷指南,包括了許多指標和臨床表現,其中外周血的評估指標有白細胞計數、中性粒細胞計數、未成熟粒細胞百分比和降鈣素原等。HAMPSON等[20]追蹤63例燒傷患者的血液指標認為,中性粒細胞、未成熟粒細胞計數和血漿游離DNA可作為燒傷后膿毒癥的早期診斷指標。燒傷患者感染的可能性非常大,病情變化也比較快,因此,及時識別感染對燒傷患者尤為重要,這時未成熟粒細胞計數升高可以給醫生提示作用,從而預防疾病惡化。

2.5未成熟粒細胞在心臟手術后的意義 心臟手術患者因為體外循環和手術本身可能會導致術后SIRS,然而根據傳統指標難以區分感染性和非感染性。PORIZKA等[21]研究認為,未成熟粒細胞和降鈣素原能夠很好地區分感染性和非感染性SIRS,二者聯合應用能夠提高診斷SIRS的靈敏度。心臟外科體外循環術后患者白細胞種類會發生改變,未成熟粒細胞也會增高。有學者通過多色流式細胞學方法分析59例患者術后外周血細胞(包括粒細胞、單核細胞、淋巴細胞、樹突細胞和漿細胞)的變化,結果提示59例患者術后單核細胞表面HLA-DR表達減弱,未成熟粒細胞計數增高,自然殺傷(NK)細胞和T淋巴細胞減少,其中12例患者表現出二次感染,但是在這一部分患者中只有未成熟粒細胞計數增高。DAIX等[22]研究認為,未成熟粒細胞計數可作為判斷心臟體外循環術后感染的早期指標。因此,未成熟粒細胞計數可以作為判斷心臟術后感染的一項較為特異的指標。

2.6未成熟粒細胞在腫瘤中的意義 近年來隨著對中性粒細胞的研究,許多學者發現,粒細胞在腫瘤的發生和發展過程中發揮著非常重要的作用。有學者通過對小鼠癌癥模型和癌癥患者外周血的研究發現,外周血中有成熟低密度中性粒細胞和未成熟低密度中性粒細胞,這些細胞在腫瘤的發生過程中起重要作用[23-24]。 BOZAN等[25]通過對83例乳腺癌患者的研究發現,未成熟粒細胞百分比與中性粒細胞計數的變化能夠精確預測乳腺癌的腋窩淋巴結轉移。SHAUL等[26]分析癌癥與中性粒細胞相關的研究認為,中性粒細胞在癌癥的發生過程中起到正反方面的作用。因此推測,與腫瘤發生相關的中性粒細胞可以作為今后癌癥治療的靶點。HAJIZADEH等[27]研究發現,中性粒細胞參與乳腺癌的發生,并且可能會作為癌癥治療的靶點。粒細胞是機體免疫系統中重要的一員,在免疫監視、免疫防御和免疫自穩中發揮作用,但是,隨著人們對腫瘤的認識,發現粒細胞中可能會有一群起相反作用的細胞與腫瘤的發生密切相關,這也是今后治療腫瘤應關注的重點。

外周血中的未成熟粒細胞還包括骨髓源性抑制細胞(MDSC)、低密度中性粒細胞等,這些細胞有其特有的免疫表型和功能,在腫瘤和免疫系統的研究及人類認識疾病中發揮重要作用。

MDSC主要通過抑制T淋巴細胞和NK細胞的功能來發揮免疫作用。中性粒細胞中MDSC的免疫表型通常為CD11b+CD14-CD66b+,形態與未成熟中性粒細胞相似。除了來源于中性粒細胞的MDSC,還有單核細胞來源的MDSC,其表型為CD11b+CD14+HLA-DRlow/CD15-。白細胞介素(IL)-6是MDSC重要的調控因子,可以影響腫瘤細胞的增殖、存活和侵襲[28]。MDSC在結直腸癌、白血病、淋巴瘤等疾病的進展中發揮重要作用。

楊艷敏等[29]通過比較直腸癌患者MDSC、RORαmRNA、IL-17E mRNA等的表達,認為這些指標在直腸癌患者中明顯增高。CASSETTA等[30]通過多中心研究發現,癌癥患者粒細胞來源的MDSC增多較炎癥反應患者更明顯,肝癌發病率高,許多患者對目前的治療不敏感。MA等[31]研究認為,MDSC在肝癌中會發生免疫抑制作用,從而導致疾病產生,并且認為MDSC將會成為今后肝癌治療的靶點。

癌癥發病的原因較多,病理過程復雜,單獨一項指標并不能全面解釋癌癥的過程。MDSC作為一種未成熟粒細胞,在癌癥的發生和治療過程中發揮重要作用。目前有很多關于MDSC與疾病相關的研究,這些研究將會對癌癥的治療有很大幫助。

2.7未成熟粒細胞在其他疾病中的意義 NARCI等[32]通過分析149例上消化道出血患者(其中20例死亡,129例好轉)的相關數據認為,未成熟粒細胞計數升高與上消化道出血病死率相關。在中晚期健康孕婦中也能檢測到未成熟粒細胞計數升高,而且晚孕期高于中孕期,分娩后2～5 d恢復正常[33]。未成熟粒細胞百分比與不良妊娠結局發生相關,而且對不良妊娠發生的特異性最大[34]。脊髓損傷患者手術后24 h內未成熟粒細胞計數和降鈣素原水平升高對判斷早期繼發感染有很高的靈敏度和特異度,術后量化這些指標有助于早期識別有感染高風險的患者[35]。未成熟粒細胞計數升高往往提示疾病發展或者預示感染發生,在日常工作中應及時注意未成熟粒細胞計數,以便能提前應對疾病發生變化。

3 總 結

粒細胞是人體免疫系統的組成部分,發揮抗感染作用,粒細胞壽命為6～8 h,在血液中能夠迅速發揮抗感染作用。粒細胞可以通過胞漿中的嗜天青顆粒和中性顆粒等釋放溶菌酶、氧自由基等發揮殺傷作用,也可以通過粒細胞表面表達的黏附分子來發揮殺傷作用。粒細胞增多最常見的原因是感染,然而除感染外,在應激反應、腫瘤、消化道出血、妊娠等情況下也會導致外周血粒細胞計數增高,并且可能會引起骨髓中未成熟粒細胞提前釋放到外周血。通過對以上相關研究的總結可以看出,外周血未成熟粒細胞計數升高可能會預示疾病加重或預后不良。外周血出現未成熟粒細胞需要引起重視,但是目前對外周血未成熟粒細胞計數升高的研究還比較表淺。未成熟粒細胞出現的根本原因與其在疾病過程中發揮的具體作用,以及對免疫系統的影響還沒有很明確,尤其是未成熟粒細胞在腫瘤的發生和發展過程中所起的作用并不明朗,但是相關研究越來越多。如MDSC也是未成熟髓系細胞中的一員,其與結直腸癌的發生相關,并且有較為肯定的免疫表型[36]。此外,通過密度梯度離心分離出的低密度中性粒細胞等在腫瘤的發生過程中也發揮較大作用。不論采用什么方法來研究未成熟粒細胞,都將對人們更好地了解疾病非常有幫助。