孫珊，宋愛(ài)琴

（青島大學(xué)附屬醫(yī)院 兒童重癥醫(yī)學(xué)科，山東 青島 266555）

2011年，美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院（NIH）將生物標(biāo)志物定義為能客觀地測(cè)量和評(píng)估生理、病理過(guò)程或藥物毒作用的指標(biāo)[1]。大量生物標(biāo)志物被廣泛應(yīng)用于臨床[2]。2016年Sepsis 3.0 將膿毒癥定義為由于機(jī)體對(duì)感染的免疫反應(yīng)失調(diào)而引起的危及生命的器官功能障礙[3]。膿毒癥診療的嚴(yán)峻形勢(shì)，提示開(kāi)發(fā)更多特異性生物標(biāo)志物的重要性。本文對(duì)近年新型生物標(biāo)志物的研究結(jié)果進(jìn)行歸納總結(jié)，尋找其在膿毒癥診治中應(yīng)用價(jià)值和意義。

1 單一的生物標(biāo)志物

1.1 可溶性髓樣細(xì)胞觸發(fā)受體-1

髓樣細(xì)胞觸發(fā)受體-1（triggering receptor expressed on myeloid cells-1,TREM-1）是在中性粒細(xì)胞、單核-吞噬細(xì)胞表面特異表達(dá)的炎癥性免疫球蛋白超家族成員。TREM-1 與信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子DAP12 相結(jié)合，觸發(fā)炎癥細(xì)胞因子（IL-1β 等）和趨化因子的持續(xù)釋放。在細(xì)菌和真菌感染引起的炎癥反應(yīng)情況下TREM-1 表達(dá)升高。可溶性髓樣細(xì)胞觸發(fā)受體-1（soluble myeloid cell trigger receptor-1,sTREM-1）是TREM-1 的可溶形式，在外周血及組織液中易測(cè)得。隨著TREM-1 上調(diào)，sTREM-1 的釋放增加。GIBOT 等[4]通過(guò)對(duì)76 例膿毒癥患者的研究發(fā)現(xiàn)，sTREM-1 對(duì)膿毒癥診斷意義大于C 反應(yīng)蛋白（C-reactive protein,CRP）及降鈣素原（Procalcitonin,PCT），其受試者工作特征曲線下面積（AUC）高于后兩者，且與膿毒癥預(yù)后有關(guān)，提示sTREM-1 在區(qū)分膿毒癥和非感染的炎癥反應(yīng)綜合征（SIRS）方面有意義。但sTREM-1能否作為獨(dú)立的膿毒癥相關(guān)生物標(biāo)志物，仍然需要大量臨床研究數(shù)據(jù)的支持。

1.2 Presepsin

CD14 是一種主要在單核-巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、B 淋巴細(xì)胞、人腸上皮細(xì)胞等細(xì)胞膜表面表達(dá)的多功能糖蛋白，是革蘭陰性（G-）細(xì)菌細(xì)胞壁脂多糖-脂多糖結(jié)合蛋白（LPS-LBP）的高親和力受體，可以在Toll 樣受體4（TLR4）和髓樣分化蛋白2（MD-2）的輔助下將內(nèi)毒素信號(hào)傳遞下去，逐漸激活一系列蛋白酪氨酸激酶（PTK）和絲裂素活化蛋白激酶（MAPK），誘導(dǎo)多種細(xì)胞因子釋放，激活炎癥級(jí)聯(lián)反應(yīng)，從而引起全身性炎癥反應(yīng)。sCD14 被視為次要的急性期蛋白，但其不是特定疾病所有的。當(dāng)血清中的sCD14 遇到病原體后被蛋白酶分解，就形成sCD14-T，即Presepsin。ULLA 等[5]以166 例疑似膿毒癥或膿毒癥休克的患者作為實(shí)驗(yàn)組，83 例非感染的SIRS 患者為對(duì)照組，分別 測(cè)得發(fā)病24 和72 h 內(nèi)其外周血中Presepsin 水平，發(fā)現(xiàn)在非感染患者的外周血中Presepsin 濃度處于低水平，在感染患者外周血中高表達(dá)，并且隨著膿毒癥病情加重，Presepsin 濃度升高，但兩組差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；在確診膿毒癥早期，受試者外周血中Presepsin濃度升高，后逐漸下降，且在60 d 內(nèi)死亡者外周血中Presepsin 平均濃度明顯高于幸存者；Presepsin 成為診斷膿毒癥生物標(biāo)志物的理想候選者。ISHIKURA 等[6]的研究結(jié)果表明，在該實(shí)驗(yàn)所測(cè)試的11 項(xiàng)生物標(biāo)志物中，2 種最佳的生物標(biāo)志物為Presepsin 和蛋白C（PC），預(yù)測(cè)診斷膿毒癥合并彌漫性血管內(nèi)凝血的AUC分別為0.913 和0.880，并且與其他炎癥分子標(biāo)志物[包括PCT（AUC=0.904），IL-6（AUC=0.893）和CRP（AUC=0.852）]比較，Presepsin 是預(yù)測(cè)膿毒癥合并DIC 的最佳指標(biāo)。

1.3 可溶性尿激酶型纖溶酶原激活物受體

尿激酶型纖溶酶原激活物受體（urokinase-type plasminogen activator receptor,uPAR）是淋巴細(xì)胞抗原6 超家族成員，是有糖基磷酸酯肌醇蛋白錨定在細(xì)胞膜上的一種糖蛋白。uPAR 通過(guò)與玻連蛋白等細(xì)胞外基質(zhì)及整合素的相互作用成為促使細(xì)胞到達(dá)炎癥部位粘附的重要介質(zhì)。在炎癥過(guò)程中，幾乎所有參與炎癥反應(yīng)的細(xì)胞(中性粒細(xì)胞、嗜酸性粒細(xì)胞、單核-巨噬細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、T 淋巴細(xì)胞、B 淋巴細(xì)胞、NK 細(xì)胞)都參與uPA-uPAR 依賴的趨化反應(yīng)[7]。可溶性尿激酶型纖溶酶原激活物受體（soluble urokinase-type plasminogen activator receptor,suPAR）并非在膿毒癥中特異性增加，并不能作為診斷膿毒癥的特異性生物標(biāo)志物，但是suPAR 可作為預(yù)測(cè)膿毒癥預(yù)后的有效標(biāo)志物。SIAHANIDOU 等[8]以47 例感染足月新生兒（19 例細(xì)菌感染，28 例病毒感染，其中12 例為膿毒癥患兒）與18 例健康新生兒作對(duì)照，收集入院24 h、48 h、3～5 d 及7～10 d 外周血suPAR 水平，發(fā)現(xiàn)入院時(shí)感染組suPAR 水平高于健康對(duì)照組，感染組膿毒癥患兒suPAR 水平高于非膿毒癥患兒，表明suPAR 在感染時(shí)濃度增加，有助于新生兒敗血癥的早期診斷，但是無(wú)法區(qū)分感染病原是細(xì)菌還是病毒。HUTTUNEN 等[9]通過(guò)測(cè)量132 例細(xì)菌培養(yǎng)陽(yáng)性（包括肺炎克雷伯桿菌、金黃色葡萄球菌、大腸埃希菌、β-溶血性鏈球菌）膿毒癥患者外周血中suPAR 水平，發(fā)現(xiàn)與幸存者比較，非幸存者在1～4 d內(nèi)的suPAR 值升高，且預(yù)測(cè)病死率AUC 為0.84；在11.0 ng/ml 的臨界值水平下，suPAR 對(duì)致命性疾病的敏感性和特異性分別為83%和76%。高suPAR 水平可以是一個(gè)有效評(píng)估菌血癥患者預(yù)后的獨(dú)立指標(biāo)，以幫助臨床醫(yī)生診斷菌血癥患者的預(yù)后水平進(jìn)行分層，盡早治療及干預(yù)。

1.4 巨噬細(xì)胞遷移抑制因子

巨噬細(xì)胞遷移抑制因子（macrophage migration inhibitory factor,MIF）是一種多向免疫調(diào)節(jié)細(xì)胞因子，在缺氧、內(nèi)毒素等因素刺激下，由除免疫細(xì)胞外多種細(xì)胞，如內(nèi)分泌細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、上皮細(xì)胞等產(chǎn)生。MIF 啟動(dòng)子區(qū)含有能夠與多種轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合的DNA結(jié)合位點(diǎn)，同時(shí)含有與其表達(dá)水平相關(guān)的多態(tài)性位點(diǎn)。MIF 發(fā)揮其生物學(xué)功能，一方面可以通過(guò)非受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用，實(shí)現(xiàn)MIF 與c-Jun 激活結(jié)構(gòu)域結(jié)合蛋白-1（JAB1）的相互作用；另一方面，受體依賴型的MIF 能夠激活包括PI3K/Akt、MAPK 和G 蛋白偶聯(lián)受體相關(guān)的信號(hào)傳導(dǎo)途徑。此外，MIF 還能夠通過(guò)直接或間接方式調(diào)節(jié)腫瘤抑制基因P53的功能[10]。MIF 作為炎癥反應(yīng)的一種生物標(biāo)志物，具有促炎癥反應(yīng)，促進(jìn)炎癥細(xì)胞定向遷移，拮抗糖皮質(zhì)激素作用、抑制細(xì)胞凋亡，促進(jìn)其余炎癥因子釋放的作用，因此廣泛應(yīng)用于各種疾病，包括膿毒癥、腫瘤、自身免疫性疾病及內(nèi)分泌疾病等。MIF 能促進(jìn)白細(xì)胞定向遷移和聚集到感染及炎癥部位[11]。GANDO 等[12]為確定全身炎癥反應(yīng)綜合征和膿毒癥患者中MIF 與彌散性血管內(nèi)凝血（DIC）的關(guān)系，以及與多器官功能障礙綜合征（MODS）和預(yù)后的關(guān)系，進(jìn)行一項(xiàng)前瞻性隊(duì)列研究。該實(shí)驗(yàn)48 例膿毒癥患者分為20 例DIC 患者和28 例非DIC 患者，MIF、腫瘤壞死因子-α（TNF-α）、可溶性纖維蛋白、活性蛋白C、纖溶酶原激活物抑制劑-1（PAI-1）均在患者符合膿毒癥診斷標(biāo)準(zhǔn)（第0天）后24 h 及1～4 d 進(jìn)行檢測(cè)。與非DIC 患者比較，DIC 患者的MIF、TNF-α、可溶性纖維蛋白、PAI-1水平明顯升高，活性蛋白C 水平明顯下降。DIC 患者M(jìn)IF 峰值與可溶性纖維蛋白之間存在顯著相關(guān)性。MIF 和DIC 的評(píng)分水平與患者的死亡率顯著相關(guān)。因此MIF 可作為評(píng)估膿毒癥合并DIC 患者預(yù)后水平的有效指標(biāo)。但是與其他膿毒癥生物標(biāo)志物比較，MIF作為單一標(biāo)志物的在診斷膿毒癥中的能力與CRP 或PCT 相比不足。因此，相較于作為單一的生物標(biāo)志物，MIF 與其他生物標(biāo)志物結(jié)合使用似乎具有更大的診斷價(jià)值。

1.5 富組氨酸糖蛋白

富組氨酸糖蛋白（histidine-rich glycoprotein,HRG）為一種多結(jié)構(gòu)域血漿糖蛋白，可與多種配體結(jié)合而行使多種功能。HRG 配體包括Zn+、肝素及硫酸肝素、纖溶酶原、纖溶酶、纖維蛋白原、原肌球蛋白、IgG、FcγR 及補(bǔ)體。在Zn+存在或在低pH 的內(nèi)環(huán)境中（如組織損傷或腫瘤浸潤(rùn)），HRG 的富含組氨酸結(jié)構(gòu)域與配體的結(jié)合能力加強(qiáng)。HRG 的多結(jié)構(gòu)域特點(diǎn)及其與多種配體結(jié)合的性質(zhì)表明，其可以作為細(xì)胞外銜接蛋白與細(xì)胞表面的不同配體相結(jié)合。除細(xì)胞表面分子，HRG 還可以結(jié)合IgG，從而阻止可溶性免疫復(fù)合物的產(chǎn)生。KURODA 等[13]所選取的70 例全身炎癥反應(yīng)綜合征患者中，膿毒癥20 例，膿毒癥患者血中的HRG 水平低于非感染性全身炎癥反應(yīng)綜合征患者血中HRG 水平[8.71 μg/ml（6.72～15.74 μg/ml）VS 33.27 μg/ml（26.57～44.99 μg/ml）]；HRG 對(duì)膿毒癥的診斷具有較高的敏感性和特異性；膿毒癥患者血液中富含組氨酸糖蛋白、降鈣素原和Presepsin 的AUC分別為0.97、0.82 和0.77。因此作為膿毒癥生物標(biāo)志物，HRG 存在一定優(yōu)勢(shì)，但是該實(shí)驗(yàn)樣本含量較小，該結(jié)論需要更多臨床研究數(shù)據(jù)的支持。

1.6 睪丸蛋白聚糖-1

睪丸蛋白聚糖-1（Testican-1）是一種高度保守的多結(jié)構(gòu)域蛋白聚糖，在丘腦中高表達(dá)，并在大腦活化的星形膠質(zhì)細(xì)胞中上調(diào)。LEE 等[14]對(duì)膿毒癥、嚴(yán)重膿毒癥、膿毒癥休克及健康志愿者進(jìn)行前瞻性研究，發(fā)現(xiàn)膿毒癥患者Testican-1 循環(huán)水平升高[膿毒癥（20.44～63.37 ng/ml）；嚴(yán)重膿毒癥（41.30～ 98.69 ng/ml），膿毒癥休克（98.10～151.85 ng/ml），與健康志愿者（6.97～8.77 ng/ml）]比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。提示血清中Testican-1 水平可作為判斷膿毒癥及評(píng)估膿毒癥嚴(yán)重程度的生物標(biāo)志物。

1.7 microRNA

microRNAs（miRNA）是非編碼單鏈RNA，平均由15～23 個(gè)核苷酸組成。脂多糖（LPS）參與特異性受體的激活，加強(qiáng)炎癥反應(yīng)，其主要途徑為核轉(zhuǎn)錄因子κB（NF-JB）的激活，并由其進(jìn)一步激活生物合成和促炎癥分子的核系統(tǒng)。在積極的生物合成周期中，一系列的miRNAs 也被親炎癥分子所牽連。除此之外，還有一系列特定的miRNAs 參與NF-JB 的激活過(guò)程和促炎癥細(xì)胞因子的生物合成。在這一機(jī)制上，評(píng)價(jià)和監(jiān)測(cè)膿毒癥是建立在識(shí)別特定的miRNAs 的基礎(chǔ)上的。武宇輝等[15]對(duì)40 例膿毒癥患兒的血漿進(jìn)行miR-125b、miR-132、miR-146a、miR-155、miR-223 檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)miR-146a 的AUC 大于CRP 和PCT，且特異性及敏感性較高；miR-146a 及miR-223 的可反應(yīng)機(jī)體感染水平，同時(shí)對(duì)膿毒癥與非感染性全身炎癥反應(yīng)綜合征的鑒別診斷及評(píng)估病情的嚴(yán)重程度有一定價(jià)值。

2 生物標(biāo)志物組合

生物標(biāo)志物主要分為兩大類：一類獨(dú)立于臨床，主要應(yīng)用于明確疾病診斷及評(píng)估預(yù)后；一類輔助于臨床，主要用于評(píng)估療效及治療中藥物毒作用[16]。生物標(biāo)志物在膿毒癥的早期診斷、病情及預(yù)后判斷、療效評(píng)估中發(fā)揮重要作用，目前單獨(dú)使用一種標(biāo)志物在臨床上已經(jīng)得不到滿意效果，幾種生物標(biāo)志物聯(lián)合診斷膿毒癥的能力有所提高，生物標(biāo)志物組合越來(lái)越多[17]。 GIBOT 等[18]提出“生物核心（bioscore）”即生物標(biāo)志組合。該實(shí)驗(yàn)通過(guò)測(cè)量300 例患者（膿毒癥79 例，非膿毒癥221 例）外周血中PCT、sTREM-1 和CD64 水平，發(fā)現(xiàn)膿毒癥患者中以上三種生物標(biāo)志物水平均高表達(dá)；三者都可以作為診斷膿毒癥的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子；但在炎癥隊(duì)列中，“生物核心”的表現(xiàn)均高于以上三者。DWIVEDI 等[19]將cfDNA 與SOFA 評(píng)分和CRP 相結(jié)合，與單獨(dú)使用單個(gè)標(biāo)志物比較，提高對(duì)感染性休克患者死亡率的預(yù)測(cè)能力。ISHIKURA 等[6]研究中Presepsin及蛋白C 的組合在膿毒癥合并DIC 的診斷中存在明顯優(yōu)勢(shì)。這些實(shí)驗(yàn)研究為其他研究者考慮檢查更廣泛的生物標(biāo)志物組合提供理論基礎(chǔ)，生物標(biāo)志物組合可以提高臨床醫(yī)生的實(shí)時(shí)診斷和預(yù)后能力。

Sepsis 3.0 涵蓋了膿毒癥的定義、診斷標(biāo)準(zhǔn)、疑似膿毒癥的篩查及膿毒癥休克的定義、診斷標(biāo)準(zhǔn)等5 個(gè) 方面[20]?！墩饶摱景Y運(yùn)動(dòng)指南》建議應(yīng)在膿毒癥休克發(fā)生后1 h 內(nèi)使用抗生素[21]。每延遲1 h 給予抗生素治療，膿毒癥休克的死亡率增加7.6%[22]。鑒定高效的膿毒癥的生物標(biāo)志物存在著極大的挑戰(zhàn)。最重要的是膿毒癥的病因復(fù)雜、發(fā)病機(jī)制多樣、臨床表現(xiàn)及治療個(gè)體差異大，因此其作為一種異質(zhì)性的疾病，不僅沒(méi)有明確的診斷金標(biāo)準(zhǔn)，而且沒(méi)有精準(zhǔn)的治療方案。由于病原微生物血液培養(yǎng)的低敏性，診療環(huán)境的復(fù)雜性，宿主因素的差異性，導(dǎo)致膿毒癥生物標(biāo)志物的研究缺乏同質(zhì)性。因此，有越來(lái)越多的分子生物診斷領(lǐng)域依賴于檢測(cè)血液中的細(xì)菌DNA 來(lái)識(shí)別膿毒癥。這種新技術(shù)通過(guò)錯(cuò)誤識(shí)別無(wú)臨床意義及生物學(xué)特性的短暫菌血癥，造成膿毒癥的過(guò)度診斷。同樣地，基于膿毒癥的復(fù)雜性及異質(zhì)性，膿毒癥生物標(biāo)志物和生物標(biāo)志物組合的驗(yàn)證研究需要跨異質(zhì)群體（例如兒童與成人，醫(yī)學(xué)與手術(shù)患者，腫瘤患者等）。重要的是要認(rèn)識(shí)到在一個(gè)群體中高效的生物標(biāo)志物可能在另一個(gè)群體中不具有相同的敏感性。

新型生物標(biāo)志物有可能單獨(dú)或相互結(jié)合形成“生物核心”，提高識(shí)別膿毒癥的準(zhǔn)確性，其意義及臨床應(yīng)用價(jià)值尚需要進(jìn)一步研究和驗(yàn)證，生物標(biāo)志物組合將成為改善膿毒癥臨床管理敏感性及特異性的主要手段。膿毒癥是免疫調(diào)節(jié)功能失控后一種可導(dǎo)致多器官、多系統(tǒng)受累的復(fù)雜而非特異的臨床綜合征。生物標(biāo)志物組合比單一生物標(biāo)志物可以更好地解釋這種復(fù)雜性及異質(zhì)性。

綜上所述，對(duì)未來(lái)膿毒癥相關(guān)生物標(biāo)志物的研究，在于廣泛的臨床驗(yàn)證和生物標(biāo)志物組合的進(jìn)一步探索，這將提高臨床醫(yī)生的膿毒癥診斷和管理能力。