王秋桐，安耀震，劉穎，趙瑞

截至2021年2月，世界衛(wèi)生組織公布的數(shù)據(jù)顯示，全球近240多個國家COVID-19確診人數(shù)超過1億人，死亡人數(shù)累計230萬余人［1］。新型冠狀病毒可通過飛沫、呼吸道分泌物、與COVID-19患者直接接觸等方式傳播［2］，也有證據(jù)表明，無癥狀感染者亦可傳播病毒［3］。生物標(biāo)志物可能會協(xié)助COVID-19的疾病早期預(yù)判、進(jìn)展監(jiān)測及輔助評估患者預(yù)后。目前，醫(yī)學(xué)界針對COVID-19尚無特效治療藥物，因而尋找可早期判別疾病嚴(yán)重程度、指導(dǎo)分級診療及預(yù)測患者預(yù)后的相關(guān)生物標(biāo)志物，對精準(zhǔn)治療有重大指導(dǎo)意義。

COVID-19患者臨床癥狀以發(fā)熱、干咳、呼吸急促和頭痛較為常見［4］，有基礎(chǔ)病史（高血壓、糖尿病、心血管疾病等）的危重型患者70%以上還會迅速發(fā)展成為急性呼吸窘迫綜合征（acute respiratry distress syndrme，ARDS）、代謝性酸中毒、凝血功能障礙、急性心肌損傷或多器官功能衰竭（multiple organ failure，MOF），且其繼發(fā)性死亡率較高［5-6］。而這些主要臨床癥狀可借助生物標(biāo)志物進(jìn)行早期識別，為重癥患者的早期干預(yù)治療和預(yù)后的改善提供客觀依據(jù)。原中華人民共和國衛(wèi)生和計劃生育委員會和中醫(yī)藥管理局聯(lián)合發(fā)布的《新型冠狀病毒肺炎診療方案（試行第七版）》提到，重型和危重型COVID-19患者淋巴細(xì)胞計數(shù)（lymphocyte，LC）進(jìn)行性減少，白介素6（interleukin 6，IL-6）、C反應(yīng)蛋白（C-reactive protein，CRP）進(jìn)行性上升［7］；有些研究還提到乳酸脫氫酶（lactate dehydrogenase，LDH）、肌酸激酶（creatine kinase，CK）和心肌肌鈣蛋白（cardiac troponin，cTn）與COVID-19疾病嚴(yán)重程度有關(guān)［8-9］。筆者通過檢索相關(guān)文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，白細(xì)胞計數(shù)（white blood cell count，WBC）、D-二聚體（D-Dimer，D-D）、降鈣素原（procalcitonin，PCT）等20余種生物標(biāo)志物的變化亦對COVID-19患者分級診療、病情嚴(yán)重程度判斷及預(yù)后預(yù)測具有一定作用。本文旨在探討COVID-19相關(guān)生物標(biāo)志物的臨床使用價值，以期為臨床診療提供參考。

1 COVID-19相關(guān)生物標(biāo)志物的分類

筆者將20余種生物標(biāo)志物按類別劃分為：血液學(xué)生物標(biāo)志物、生物化學(xué)標(biāo)志物、炎性因子生物標(biāo)志物、凝血生物標(biāo)志物、腎臟生物標(biāo)志物5大類進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)重型和危重型COVID-19患者相關(guān)的生物標(biāo)志物異常變化更明顯，詳見表1。

2 血液學(xué)生物標(biāo)志物

與COVID-19相關(guān)的血液學(xué)生物標(biāo)志物主要有：WBC、LC、中性粒細(xì)胞計數(shù)（neutrophil count，NC）、中性粒細(xì)胞與淋巴細(xì)胞比值（neutrophil to lymphocyte ratio，NLR）、血小板計數(shù)（platelet count，PLT）、嗜酸粒細(xì)胞計數(shù)（eosinophil count，EOS）、血紅蛋白（hemoglobin，Hb）等。

研究顯示，80%重型、危重型COVID-19患者均存在WBC增加，但僅有約20%的輕型COVID-19患者存在WBC增加［10］。一項回顧性研究發(fā)現(xiàn)，與非重癥患者相比，重癥患者WBC和NC明顯增加（5.6×109/L比4.9×109/L，P＜0.001；4.3×109/L比3.2×109/L，P＜0.001），由于重癥患者LC偏低，故NLR明顯增加（5.5與3.2，P＜0.001）［11］。一項匯總了3 377例COVID-19患者的Meta分析結(jié)果表明，COVID-19患者WBC明顯增加及LC、PLT下降可能是疾病進(jìn)展的潛在標(biāo)志［12］。但WBC預(yù)測疾病進(jìn)展的準(zhǔn)確性也會受到糖皮質(zhì)激素治療和某些病毒、細(xì)菌的影響。

T淋巴細(xì)胞和自然殺傷（natural killer，NK）細(xì)胞作為控制病毒感染所必需的細(xì)胞毒性淋巴細(xì)胞，其功能衰竭與COVID-19疾病進(jìn)展呈正相關(guān)，且危重型患者血液中T淋巴細(xì)胞、NK細(xì)胞、B淋巴細(xì)胞總數(shù)相對參考范圍下限偏低［13］。低水平CD8+T淋巴細(xì)胞是預(yù)測COVID-19病情嚴(yán)重程度的獨立影響因素，高CD4+T淋巴細(xì)胞/CD8+T淋巴細(xì)胞患者常臨床療效不佳［14］，而特異性T淋巴細(xì)胞亞群與住院期間死亡率和危重癥有關(guān)聯(lián)，若CD4+T淋巴細(xì)胞、CD8+T淋巴細(xì)胞、B淋巴細(xì)胞分別低于104、85、82個/μl的預(yù)警值，則COVID-19患者在住院期間死亡風(fēng)險更高［15］。

有文獻(xiàn)指出，EOS與LC呈正相關(guān)，入院患者EOS水平極低可能和預(yù)后不良存在關(guān)系［16］。LIU等［17］的研究也提到，入院前COVID-19患者EOS較低，出院時恢復(fù)至參考范圍，可認(rèn)為EOS恢復(fù)至參考范圍可能是COVID-19患者臨床癥狀改善的一個指標(biāo)。但LIPPI等［18］認(rèn)為，EOS減少與COVID-19病情進(jìn)展并無關(guān)聯(lián)〔WMD=-0.01×109，95%CI（-0.07×109，0.04×109），P=0.99〕。所以將EOS作為生物標(biāo)志物預(yù)測COVID-19的靈敏度和特異度還有待大樣本臨床數(shù)據(jù)進(jìn)一步驗證。

NLR作為一種炎性標(biāo)志物，在評估COVID-19患者疾病嚴(yán)重程度和臨床結(jié)局方面也有重要價值，COVID-19患者NLR升高可能由于感染病毒后導(dǎo)致病理性低密度NC增加及淋巴細(xì)胞死亡通路相關(guān)基因表達(dá)增強所引起。相關(guān)研究已證明，NLR是COVID-19患者疾病嚴(yán)重程度的獨立影響因素［19］和危重癥患者早期潛在生物標(biāo)志物［20］。LAGUNAS-RANGEL［21］在Meta分析中也證實，重型和急危重型COVID-19患者的NLR明顯升高與較差的臨床結(jié)局存在聯(lián)系。

研究顯示，重型和危重型COVID-19患者Hb（P＜0.003 3）和紅細(xì)胞計數(shù)（red blood cell count，RBC）（P＜0.004 7）明顯低于參考范圍下限［22］，推測可能與病毒直接侵害骨髓前體，造成細(xì)胞造血異?；蛞种圃煅δ苡嘘P(guān)，這種推測在PRILUTSKIY等［23］的COVID-19患者尸檢報告中也有提及，該現(xiàn)象還有待進(jìn)一步深入研究。PLT也與危重型COVID-19患者死亡率及疾病嚴(yán)重程度分層存在獨立相關(guān)性，低PLT常預(yù)示著疾病惡化和死亡風(fēng)險增加［24］。COVID-19患者出現(xiàn)微血栓現(xiàn)象與PLT偏低也有直接聯(lián)系［25］，分析原因為受傷的肺組織和內(nèi)皮細(xì)胞激活了肺組織的血小板，促進(jìn)了肺內(nèi)微血栓的聚集，血小板消耗量增加。一項納入113例COVID-19患者的研究通過多因素Cox回歸分析計算出纖維蛋白原與白蛋白比值（fibrinogen to albumin ratio，F(xiàn)AR）和PLT是疾病進(jìn)展的獨立影響因素［26］，受試者工作特征曲線（receiver operating characteristic curve，ROC曲線）分析也提示FAR＜0.088 3和PLT＞135×109/L的COVID-19患者不太可能發(fā)展成重癥。

此外，還有證據(jù)顯示，COVID-19患者中的單核細(xì)胞可激活兩個可溶性標(biāo)志物——可溶性CD14（soluble CD14，sCD14）和可溶性CD163（soluble CD163，sCD163），進(jìn)而對疾病嚴(yán)重程度進(jìn)行評估，危重型COVID-19患者的sCD14（2 444.0 ng/ml）、sCD163（911.5 ng/ml）水平明顯高于健康對照組（1 788.0 ng/ml ，495.6 ng/ml ，P＜0.000 1），且sCD14水平與LDH（P=0.001）、CRP（P＜0.001）、PCT（P=0.009）、血 清 鐵 蛋 白（P=0.009）、IL-6（P＜ 0.001） 等 炎 性 因子水平呈正相關(guān)，sCD163水平還與患者入院時間呈正相關(guān)（P=0.016）［27］，以上數(shù)據(jù)表明，單核細(xì)胞的這些可溶性激活標(biāo)志物可用于監(jiān)測單核細(xì)胞活性和外周血單核細(xì)胞炎性細(xì)胞因子的變化狀態(tài)，也暗示了這些變化可能與COVID-19病情進(jìn)展存在關(guān)聯(lián)。

總之，與輕型COVID-19患者相比，重型和危重型COVID-19患者的WBC、EOS、Hb、PLT減少，NC、NLR增加，這些血液學(xué)生物標(biāo)志物的變化有助于臨床醫(yī)生早期預(yù)判COVID-19患者疾病嚴(yán)重程度和預(yù)后。

3 生物化學(xué)標(biāo)志物

與COVID-19相關(guān)的生物化學(xué)標(biāo)志物主要有：丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶（alanine aminotransferase，ALT）、天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶（aspartate amino transferase，AST）、CK、LDH、cTn等。

AIKAWA等［28］的薈萃分析結(jié)果指出，COVID-19患者中，有心血管疾病病史者死亡率更高，新型冠狀病毒引發(fā)的病毒性心肌炎和后期進(jìn)展為MOF均會造成患者心肌損傷，hs-cTn水平升高與住院期間死亡率增加明顯相關(guān)〔OR=22.7，95%CI（13.6，38.1），P＜0.001〕，可以為疾病進(jìn)展和死亡率預(yù)測提供參考。HENRY等［29］和CHEN等［30］的研究均指出，出現(xiàn)MOF的危重型COVID-19患者的ALT、AST、CK、cTn水平均明顯升高。CHEN等［30］的前瞻性試驗還提示，cTn水平＞0.05 ng/ml是COVID-19患者死亡風(fēng)險的獨立預(yù)測因素。COVID-19也會破壞患者的肝功能，可能與新型冠狀病毒直接與肝細(xì)胞結(jié)合有關(guān)，也有可能是炎性因子免疫反應(yīng)導(dǎo)致肝臟受損。一項納入5 711例COVID-19患者的多中心回顧性隊列研究指出，COVID-19患者ALT與AST明顯上升，且與死亡率密切相關(guān)，早期識別急危重型患者心肌損傷有助于ICU分診治療，并可提示及時使用強心劑和血管收縮藥物［31］。

LDH是葡萄糖代謝中乳酸轉(zhuǎn)化的主要酶物質(zhì)，其水平升高可提示病毒存在或有肺損傷。重型COVID-19患者的LDH水平高于非重型COVID-19患者（248 U/L與151 U/L，P=0.002），且重型COVID-19患者入院治療幾天后仍維持較高水平LDH（160 U/L與218 U/L，P=0.002）［32］，所以LDH水平可能是預(yù)測重型COVID-19患者的潛在標(biāo)志物，若與CT聯(lián)用，可能會更加有利于疾病嚴(yán)重程度的預(yù)判。

同型半胱氨酸（hemocyanin，Hcy）作為COVID-19生物標(biāo)志物的相關(guān)研究較少，尤其是關(guān)于心血管疾病合并COVID-19患者的前瞻性研究更是罕見。YANG等［33］針對273例入院第1周行胸部CT檢查的COVID-19患者的血液學(xué)指標(biāo)和生化參數(shù)進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，胸部CT檢查示病情進(jìn)展的患者（71例）Hcy水平明顯高于胸部CT檢查示病情未進(jìn)展的患者（202例）（10.7 μmol/L與9.3 μmol/L，P=0.006）；此外，預(yù)測COVID-19患者胸部CT檢查示病情進(jìn)展的Hcy最佳截斷值為 10.58 μmol/L。

4 炎性因子生物標(biāo)志物

CRP是肝臟細(xì)胞產(chǎn)生的血漿蛋白，是臨床上常用的急性炎性反應(yīng)標(biāo)志物，其水平與COVID-19病情嚴(yán)重程度呈正相關(guān)［34］。一項單中心回顧性研究指出，重型COVID-19患者CRP水平明顯高于非重型COVID-19患者（57.9 mg/L與33.2 mg/L，P＜ 0.001）［11］。LIU等［35］的研究還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)CRP水平＞41.8 mg/L時，患者進(jìn)展為危重型的風(fēng)險明顯增加〔HR=4.394，95%CI（1.924，10.033），P＜0.001〕。以上兩項研究均證實了CRP是COVID-19患者臨床診斷和判別病情嚴(yán)重程度的一個強有力的生物標(biāo)志物。

血清淀粉樣蛋白A（serum amyloid A，SAA）也是一種急性炎性反應(yīng)標(biāo)志物和疾病嚴(yán)重程度的敏感指標(biāo)，對COVID-19患者預(yù)后有一定預(yù)測價值［36］。CRP、SAA、LC、SAA/LC預(yù)測重型COVID-19的ROC曲線下面積從大到小分別為SAA/LC、CRP、SAA、LC，表明SAA/LC可能是區(qū)分重型COVID-19患者和輕型COVID-19患者的可靠指標(biāo)；此外，若患者從入院到康復(fù)出院的過程中SAA、SAA/LC持續(xù)下降，則意味著患者可能會有更好的預(yù)后，動態(tài)監(jiān)測SAA水平并聯(lián)合CT檢查可能對COVID-19的診斷和治療具有重要價值［37］。

COOMES等［38］的薈萃分析提到，重型COVID-19患者IL-6水平比非重型COVID-19患者高出2.9倍，ARDS發(fā)生率和死亡率也明顯偏高（P=0.02）。LIU等［35］的Cox回歸分析結(jié)果顯示，IL-6水平＞32.1 pg/ml時，可以用作預(yù)測COVID-19病情嚴(yán)重程度的指標(biāo)〔HR=2.375，95%CI（1.058，5.329），P＜0.001〕。

在人體出現(xiàn)嚴(yán)重感染或炎性反應(yīng)時，PCT水平會急劇上升，比參考范圍上限高出百倍，當(dāng)PCT水平＞0.07 ng/ml時，患者發(fā)生嚴(yán)重疾病的可能性明顯升高（P＜0.000 1）［35］。LIPPI等［39］的Meta分析也提示，PCT水平升高使患者轉(zhuǎn)變成重型COVID-19的風(fēng)險提升了近5倍〔OR=4.76，95%CI（2.74，8.29）〕。雖然PCT在患者初診時可協(xié)助預(yù)判疾病嚴(yán)重程度，但會受到類似充血性心力衰竭等基礎(chǔ)病的干擾，在預(yù)測患者預(yù)后方面并不可靠。

此外，相關(guān)臨床研究還提到了IL-2、IL-7、IL-10、腫瘤壞死因子（tumor necrosis factor，TNF）-α、干擾素誘導(dǎo)蛋白（interferon induced protein，IP）-10、單核細(xì)胞趨化蛋白（monocyte chemotactic protein，MCP）-1、巨噬細(xì)胞炎癥蛋白（macrophage inflammatory ptotein，MIP）-1α、粒細(xì)胞集落刺激因子（granulocyte colony stimulating factor，G-CSF），這些指標(biāo)不僅與COVID-19疾病嚴(yán)重程度存在關(guān)聯(lián)，還可能與患者死亡率有關(guān)［6，12，40-42］，但 IP-10、MCP-1 目前只限于應(yīng)用于重型、危重型COVID-19患者，其他類型患者還有待進(jìn)一步研究。

5 凝血生物標(biāo)志物

凝血生物標(biāo)志物異常常與患者預(yù)后不良有關(guān)，尤其是危重型COVID-19患者會存在嚴(yán)重的凝血功能障礙及血栓形成。研究顯示，COVID-19患者D-D水平較參考范圍上限增加40%左右，與嚴(yán)重并發(fā)癥發(fā)生率、死亡率存在相關(guān)性，也是疾病嚴(yán)重程度的獨立預(yù)測因子［43-44］。亦有研究顯示，D-D水平有助于ICU COVID-19患者的分流和早期惡化的檢測（重型COVID-19患者中位D-D水平為2.4 mg/L，非重型COVID-19患者的中位D-D水平為0.5 mg/L，P=0.004 2）［5］。D-D水平＞1.0 μg/ml時會增加COVID-19患者的死亡風(fēng)險（P＜0.003 3），＞2.0 μg/ml可以作為預(yù)測住院期間死亡率的一個臨界值［45］。凝血酶原時間（prothrombin time，PT）可能與疾病嚴(yán)重程度及死亡率有關(guān)。WANG等［46］的一項涉及296例COVID-19患者的回顧性研究指出，治療期間死亡患者的平均PT和活化部分凝血活酶時間（activated partial thromboplastin time，APTT）長于生存患者。TANG等［47］也得出相似結(jié)論，死亡患者PT明顯延長，而且D-D和纖維蛋白降解產(chǎn)物（fibrinogen degradation products，F(xiàn)DP）水平也明顯高于生存患者。在急危重型COVID-19患者的搶救過程中，機械通氣的效果并不理想，甚至?xí)?dǎo)致局部肺損傷，這與重型COVID-19患者常伴隨較嚴(yán)重的凝血功能異常和繼發(fā)性纖溶存在一定關(guān)聯(lián)。在COVID-19治療中加入抗凝治療具有重要應(yīng)用價值，由于COVID-19患者普遍存在PT、APTT、FDP、D-D等凝血參數(shù)異常升高、PLT嚴(yán)重減少，極易造成血液高凝態(tài)并伴隨彌散性血管內(nèi)凝血（disseminated intravascular coagulation，DIC）［48］，再加之危重型COVID-19患者搶救使用體外膜肺氧合（extracorporeal membrane oxygenation，ECMO）可能會增加血栓性疾病的發(fā)病率［49-50］，臨床中需密切關(guān)注COVID-19患者的凝血指標(biāo)，出現(xiàn)預(yù)警時應(yīng)及時干預(yù)。

6 腎臟生物標(biāo)志物

COVID-19的表現(xiàn)不僅是彌漫性肺泡損傷和急性呼吸衰竭，肺部發(fā)生感染后，病毒可能會進(jìn)入血液，在腎臟中積聚并損害腎臟細(xì)胞，因而腎臟生物標(biāo)志物變化或許與COVID-19存在關(guān)聯(lián)。XIANG等［51］研究表明，重型COVID-19患者反映腎小球濾過率功能的生物標(biāo)志物——尿素、Cr、半胱氨酸蛋白酶抑制劑C（cystatin C，CysC）水平明顯高于輕微型COVID-19患者（P＜0.001），這3個指標(biāo)也可能在判別重型COVID-19和輕型COVID-19上有一定的應(yīng)用價值。CHENG等［52］的一項納入701例COVID-19患者的前瞻性研究顯示，基線Cr水平升高的患者急性腎損傷（acute kidney injury，AKI）的發(fā)生率明顯高于基線Cr水平正常的患者（11.9%與4.0%，P＜0.001）；住院期間Cr水平升高的患者死亡率為33.7%，高于住院期間Cr水平正常的患者（13.2%）；Cox回歸分析結(jié)果顯示，蛋白尿〔HR=6.80，95%CI（2.97，15.56）〕、 血 尿〔HR=8.89，95%CI（4.41，17.96）〕、Cr峰 值 ＞ 133 μmol/L〔HR=3.09，95%CI（1.95，4.87）〕 是COVID-19患者院內(nèi)死亡的影響因素。綜上，COVID-19患者入院時出現(xiàn)腎功能不全和住院期間出現(xiàn)AKI，會增加治療期間的死亡率。所以在COVID-19的治療中，臨床醫(yī)生有必要對住院患者早期進(jìn)行腎功能篩查和預(yù)防腎臟損傷，對腎臟疾病及時干預(yù)可能有助于降低COVID-19患者死亡率并改善預(yù)后。

7 小結(jié)與展望

綜上所述，COVID-19相關(guān)生物標(biāo)志物可能在該疾病的臨床早期輔助診斷（D-D）、疾病嚴(yán)重程度區(qū)分（CD8+T淋巴細(xì)胞、CD4+T淋巴細(xì)胞/CD8+T淋巴細(xì)胞、NLR、PLT、LDH、CRP、IL-6、PCT、尿素、Cr、CysC、SAA/LC）、疾病進(jìn)展預(yù) 測（WBC、LC、FAR、sCD14、sCD163、PT）、ICU 患 者分級治療（ALT、AST、D-D）和預(yù)后改善（SAA、EOS、NLR、cTn、D-D、SAA/LC）等方面有一定的應(yīng)用價值，這不但有利于整合醫(yī)療資源配置、提升臨床治療效果和嚴(yán)重并發(fā)癥的預(yù)防，也有助于患者改善預(yù)后和降低死亡率。但目前世界范圍內(nèi)對該疾病的研究尚在起步期，期待未來在世界范圍內(nèi)進(jìn)行大樣本量的臨床試驗來驗證這些生物標(biāo)志物的作用。此外，血管緊張素（angiotensin，Ang）Ⅱ［53］、Ang-（1-7）、alamandine［54］、可溶性細(xì)胞間黏附分子1（soluble intercellular adhesion molecule-1，sICAM-1）［55］等新的生物標(biāo)志物也正在研究中，這些生物標(biāo)志物可用于COVID-19的篩選、臨床管理和嚴(yán)重并發(fā)癥的預(yù)防，但其應(yīng)用價值還需要大樣本量的臨床試驗予以驗證。

作者貢獻(xiàn)：王秋桐進(jìn)行文章的構(gòu)思與設(shè)計，撰寫論文；王秋桐、趙瑞進(jìn)行文章的可行性分析，論文的修訂，負(fù)責(zé)文章的質(zhì)量控制及審校；王秋桐、安耀震、劉穎進(jìn)行文獻(xiàn)/資料收集與整理；趙瑞對文章整體負(fù)責(zé)、監(jiān)督管理。

本文無利益沖突。