沈恩芳,歐陽松茂
(1. 贛南醫(yī)科大學第一臨床醫(yī)學院;2. 贛南醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院,江西 贛州 341000)
膿毒癥是由于宿主對感染的反應(yīng)失調(diào)而導(dǎo)致的危及生命的器官功能障礙[1]。最新的流行病學研究,全球有約4 890 萬膿毒癥患者,其中1 100 萬人死于膿毒癥,相當于全年總死亡人數(shù)的19.7%[2]。據(jù)不完全統(tǒng)計,約72%的膿毒癥患者由于延遲治療或延后診斷發(fā)展為嚴重膿毒癥,其中17%的患者發(fā)展為膿毒性休克。盡管有有效的抗生素和完善的生命支持治療,但膿毒性休克的死亡率仍然很高[3]。因此,早期識別膿毒癥至關(guān)重要,生物標志物可幫助臨床醫(yī)師更快、更及時地診斷膿毒癥,理想的生物標志物應(yīng)該具有便于檢測、操作簡便、特異度高、高敏感性等特點[3-4],但目前相關(guān)生物標志物是否能很好地對膿毒癥進行早期診斷,仍無定論[5-6]。本文就膿毒癥相關(guān)生物標志物的研究進展進行綜述。
中性粒細胞CD64(Neutrophil CD64,nCD64)是免疫球蛋白Fc 部分的高親和力受體。nCD64 是免疫球蛋白超家族的一員,主要分布于單核細胞、巨噬細胞、樹突狀細胞等抗原提呈細胞表面[6]。當人體受到感染或體內(nèi)存在大量細菌內(nèi)毒素時,nCD64就會暴露在脂多糖、補體系統(tǒng)分子、白細胞介素8(Interleukin-8,IL-8)、白細胞介素12(Interleukin-12,IL-12)、干擾素γ、腫瘤壞死因子α、粒細胞集落刺激因子等細胞因子上[7-8]。在靜止期時,nCD64 的表達很低,正常人中性粒細胞上僅發(fā)現(xiàn)不到2 000 個nCD64分子。但其一旦被激活,可在細菌感染的1 h內(nèi)升高,并可在24 h 內(nèi)保持高水平,當刺激解除后,又可以在7 d后回歸基線水平[9-10]。且nCD64在體外研究的血液樣本中相對穩(wěn)定,較容易被流式細胞儀檢測到,因此nCD64 的穩(wěn)定特性使其適合作為診斷指標。一項研究[11]提示,對比nCD64 和CRP 對早期膿毒癥預(yù)測的準確性,其結(jié)果優(yōu)于C-反應(yīng)蛋白(Creactive protein,CRP)和降鈣素原(Procalcitonin,PCT),證明nCD64是一種早期預(yù)測膿毒癥的有用工具,但由于該研究樣本量較小,且數(shù)據(jù)收集不全面等因素,該實驗結(jié)果可能存在一定誤差。同時,有研究[12]顯示,在比較細菌和真菌感染的膿毒癥患者nCD64 表達水平中,nCD64 水平濃度變化并未顯示出顯著差異,這表明nCD64 的濃度水平變化不能區(qū)分患者是否為細菌或真菌感染,但同樣因為其研究病例數(shù)較少,僅有20 多例數(shù)據(jù),所以可能存在一定偶然性。nCD64對于膿毒癥的早期預(yù)測仍存在一定爭議[11,13]。將nCD64與CRP或PCT進行比較的研究數(shù)量很少,需要更多的研究來進行對比驗證。同時,nCD64的最佳截斷值目前尚不清楚,值得進一步研究。
降鈣素原是由116個氨基酸組成的在甲狀腺濾泡旁細胞產(chǎn)生的降鈣素前肽。與降鈣素不同,PCT缺乏激素活性,其水平在健康人中幾乎檢測不到(<0.033 ng·mL-1)[14],僅已知在甲狀腺髓樣癌和小細胞肺癌患者中升高[3]。但PCT 在細菌感染患者中水平迅速上升,并可在感染后6 h檢測到,在18~24 h達到峰值,并保持高水平長達48 h[15]。同時,PCT不僅與感染的發(fā)生有關(guān),也與感染的嚴重程度有關(guān)。因為在全身感染過程中,PCT 主要通過2 種途徑產(chǎn)生:一種是由內(nèi)毒素或其他微生物毒性代謝產(chǎn)物誘導(dǎo)的直接途徑,另一種是由各種炎癥介質(zhì)如IL-6、腫瘤壞死因子α 等誘導(dǎo)的間接途徑。研究表明,膿毒癥患者的PCT 值顯著高于全身炎癥反應(yīng)綜合征(Systemic inflammatory response syndrome,SIRS)患者,與SIRS 患者平均PCT 相比,膿毒癥患者平均PCT(3.495 ng·mL-1)更高[5]。雖然PCT 對膿毒癥的診斷價值高,但我們知道,膿毒癥最常見的感染源來自肺部,其次是尿路感染、胃腸道感染,因此當感染刺激機體后,PCT 在不同部位的濃度存在很大差異,致使PCT 對膿毒癥早期預(yù)測的截斷值存在很大爭議。另外一項研究[7]表明,PCT 在區(qū)分膿毒癥和膿毒性休克中差異無統(tǒng)計學意義,因此,PCT是否能早期單獨預(yù)測膿毒癥仍存在很大爭議。
C-反應(yīng)蛋白是一種急性反應(yīng)期蛋白,由肝臟在應(yīng)激狀態(tài)下合成。在正常健康狀態(tài)下,CRP 水平通常處于較低水平,但當體內(nèi)出現(xiàn)炎癥、感染或組織損傷時,CRP 可在12~18 h 內(nèi)上升,循環(huán)半衰期約為19 h[4]。診斷感染的CRP 臨界值為5~10 mg·dL-1。有研究[2]顯示,CRP 作為預(yù)測因子對膿毒癥早期預(yù)測的敏感性為84.3%,特異性為46.15%,陽性預(yù)測值為84%,陰性預(yù)測值為42.8%。由此看出,CRP 作為膿毒癥生物標志物的主要缺點是其特異性較低,但如果在病程早期進行測定,CRP 對排除膿毒癥確有較高的陰性預(yù)測價值。另外,CRP>100 mg·dL-1通常反應(yīng)在細菌感染上,而水平<100 mg·dL-1則更多反應(yīng)于真菌感染。但在各種風濕性疾病、炎癥性腸病、血液病和移植物抗宿主病中,CRP 水平也會升高,因此,對于膿毒癥的早期診斷,也會出現(xiàn)假陽性可能[15]。
人類白細胞抗原-DR(Human leukocyte antigen-DR,HLA-DR)是一種在抗原提呈細胞上表達的糖基化細胞表面膜蛋白,在單核細胞上也有組成性表達。HLA-DR 在感染中的主要作用是T 輔助細胞的抗原呈遞,導(dǎo)致促炎細胞因子的釋放[16-17]。正常情況下,單核細胞和巨噬細胞表達的HLA-DR 水平范圍從每個細胞結(jié)合15 000 個抗體到高達60 000 個抗體;健康受試者中常用的HLA-DR下限為15 000個抗體[18]。在健康狀態(tài)下,有大于90%的單核細胞HLA-DR(Monocytic human leukocyte antigen-DR,mHLA-DR)可通過染色顯影,即染色呈陽性[19],然而,在膿毒癥患者中,當HLA-DR 低表達時,CD4+T淋巴細胞未被激活,導(dǎo)致機體既不能刺激B 細胞產(chǎn)生特異性抗體,也不能增加CD8+T 淋巴細胞的產(chǎn)生,而這一免疫途徑受損,可導(dǎo)致免疫抑制。一項研究[20]顯示,存活組和死亡組之間的初始mHLA-DR表達是相似的,但2 d 后,死亡組的mHLA-DR 顯著下降。因此可以看出,抗原呈遞細胞表面HLA-DR的豐度可作為免疫能力的標志[16]。同時,膿毒癥患者死后脾臟活檢中也顯示mHLA-DR 抗原提呈細胞低表達[17],這也可以間接證明,HLA-DR 的低表達與膿毒癥的死亡率呈正相關(guān),且當單核細胞上HLA-DR表達小于30%時與不良預(yù)后具有高相關(guān)性[21]。因此可以認為,mHLA-DR 下調(diào)使單核細胞抗原提呈能力降低,可導(dǎo)致膿毒癥患者致命結(jié)局。同時,mHLA-DR 低表達可被認為是膿毒癥的可靠標志物和預(yù)測因子[7]。另外,多項研究顯示,mHLA-DR 下調(diào)不僅是死亡率的預(yù)測因子,還與繼發(fā)感染的風險相關(guān),同時mHLA-DR 的表達動力學與感染部位及病原體類型無關(guān)[21-23]。因此,通過對mHLA-DR 的測定可較早明確患者是否為膿毒癥,但mHLA-DR 測量還有一些缺陷,其細胞染色必須在取樣后2~4 h內(nèi)完成[7],而且由于缺乏標準化的、經(jīng)過分析驗證的方法,導(dǎo)致無法廣泛應(yīng)用[18]。
白細胞介素6(Interleukin-6,IL-6)是巨噬細胞、內(nèi)皮細胞和T 細胞產(chǎn)生的在感染或組織損傷期間釋放的一種促炎細胞因子,作用于肝臟,誘導(dǎo)急性期蛋白合成和產(chǎn)生抗體的B 細胞增殖,并激活T 淋巴細胞分化[24]。在機體遭到感染時,細胞因子風暴期間,大量不同的活性免疫介質(zhì)迅速產(chǎn)生,比如:IL-1、IL-6、IL-18、干擾素γ和腫瘤壞死因子α,尤其是IL-6升高明顯,因此可將IL-6 水平升高作為細胞因子風暴的標志[25]。IL-6在巨噬細胞等先天免疫細胞檢測到損傷相關(guān)分子模式或病原體相關(guān)分子模式后迅速表達,并早于PCT和CRP升高。研究表明,在穩(wěn)定條件下IL-6水平為0.2~7.8 pg·mL-1,在機體感染后的2 h即可達到峰值,而且持續(xù)時間較長,而在患有膿毒癥的成人中,IL-6 濃度可達到1 600 pg·mL-1[26]。MCELVANEY O J 等[27]提出,IL-6是判斷早期膿毒癥的理想指標。還有研究[26]表明,持續(xù)高水平的IL-6對早期診斷膿毒癥和判斷膿毒癥的嚴重程度有一定價值。但IL-6 對感染反應(yīng)的大小在絕對意義上也因患者而異,且與年齡有關(guān)。此外,運動、晝夜節(jié)律的改變、伴隨的藥物治療和免疫代謝疾?。ㄈ绶逝郑┮矔绊懷h(huán)IL-6 濃度和IL-6 的釋放[27]。因此,現(xiàn)在IL-6 僅作為膿毒癥早期識別的中等質(zhì)量有效指標,而一般不作為單獨預(yù)測膿毒癥的生物標志物。
目前生物標志物對于膿毒癥的早期診斷仍存在一定爭議。⑴nCD64、mHLA-DR 作為有較高敏感性和特異度的生物標志物,其截斷值與預(yù)測膿毒癥的準確性目前仍在探索中,同時研究的樣本量較少,實驗存在一定異質(zhì)性。⑵作為臨床中常見的生物標志物,PCT 對膿毒癥的診斷和指導(dǎo)抗生素使用存在一定指導(dǎo)意義,但其因為在不同組織部位的濃度值不同,導(dǎo)致診斷膿毒癥的截斷值范圍存在一定爭議。⑶nCD64 與PCT、CRP 的聯(lián)合使用對膿毒癥早期診斷的敏感性、特異度、陽性率、陰性率、陽性似然比、陰性似然比是否比單用一個生物標志物更高,目前研究樣本仍較少,需要更大的樣本量支撐。⑷CRP、IL-6 對膿毒癥的診斷和治療具有一定指導(dǎo)意義,但由于敏感性和特異度不高,一般不作為單獨預(yù)測膿毒癥的生物標志物。