劉林林,林怡如,丁國(guó)鋒
(濱州醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院,山東 濱州 256600)
膿毒癥(sepsis)是指由細(xì)菌、真菌、病毒等病原微生物侵入機(jī)體所引起的全身炎癥反應(yīng)綜合征。此病若持續(xù)加重,可發(fā)展為嚴(yán)重膿毒癥(severe sepsis )和膿毒性休克(septic shock)。近年來隨著醫(yī)學(xué)的進(jìn)步、診療的標(biāo)準(zhǔn)化及學(xué)術(shù)界對(duì)膿毒癥認(rèn)識(shí)的深入,膿毒癥患者的生存率有所提高,但其死亡率仍高達(dá)20%~36%[1]。及早對(duì)膿毒癥患者的病情進(jìn)行診斷和治療可降低其死亡率,改善其預(yù)后。生物標(biāo)志物(biomarker)是指可標(biāo)記人體各系統(tǒng)、器官、組織、細(xì)胞、亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)或功能改變或可能發(fā)生改變的生化指標(biāo)。本文綜述了降鈣素原(procalcitonin,PCT)、C反應(yīng)蛋白(procalcitonin,CRP)、細(xì)胞因子、中性粒細(xì)胞CD64、可溶性髓樣細(xì)胞觸發(fā)受體-1(soluble triggering receptor expressed on myeloid cells-1,sTREM-1)及D-二聚體(D-dimer,D-D)等臨床上常用的生物標(biāo)志物在膿毒癥早期診斷中的應(yīng)用價(jià)值,以幫助臨床醫(yī)生早期準(zhǔn)確地診斷此病。
SOFA評(píng)分是臨床上診斷膿毒癥的重要工具之一?;颊叩腟OFA評(píng)分若≥2分,則表示其罹患膿毒癥[2]。但SOFA評(píng)分的評(píng)分步驟較為繁瑣,故其臨床應(yīng)用受到一定限制。SOFA評(píng)分的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見表1。
表1 SOFA評(píng)分的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)
進(jìn)行血培養(yǎng)是臨床上診斷膿毒癥最準(zhǔn)確的方法,可明確引起膿毒癥的病原菌種類。但進(jìn)行血培養(yǎng)通常需要2~5 d才能獲得培養(yǎng)結(jié)果,故不能用于早期診斷膿毒癥。
PCT是降鈣素的前體,由甲狀腺C細(xì)胞及肺和腸的神經(jīng)內(nèi)分泌細(xì)胞產(chǎn)生。人體在發(fā)生感染后的4 h內(nèi),血液中PCT的水平會(huì)開始升高,在感染后的12~48 h內(nèi)PCT的水平會(huì)達(dá)到峰值。PCT是臨床上診斷膿毒癥最常用的指標(biāo)。關(guān)于PCT能否用于鑒別診斷膿毒癥和非感染性全身炎癥反應(yīng)綜合征(systemic inflammatory response syndrome,SIRS),臨床上尚存在爭(zhēng)議。Wacker等[3]進(jìn)行Meta分析發(fā)現(xiàn),通過檢測(cè)血清PCT的水平可有效區(qū)分膿毒癥和非感染性SIRS,用血清PCT鑒別診斷膿毒癥和非感染性SIRS的敏感性為77%,特異性為79%,受試者工作特征曲線下面積(area under the curve,AUC)為0.85。Anand等[4]在一項(xiàng)前瞻性研究中表明,通過檢測(cè)血清PCT的水平能準(zhǔn)確區(qū)分培養(yǎng)陰性(AUC=0.89)、培養(yǎng)陽性(AUC=0.96)的膿毒癥和非感染性SIRS,從而有助于早期診斷膿毒癥。由不同病原菌感染引起的膿毒癥患者其血清PCT的水平存在差異。Thomas-Rüddel等[5]研究發(fā)現(xiàn),由大腸埃希菌或其他腸桿菌科細(xì)菌感染所致膿毒癥患者血液中PCT的水平較高,明顯高于由其他革蘭陽性菌(G+)或革蘭陰性菌(G-)感染所致膿毒癥患者;由細(xì)菌感染所致膿毒癥患者血清PCT的水平高于由真菌感染所致膿毒癥患者。但多數(shù)研究表明,PCT沒有能力或僅有中等能力來區(qū)分G+感染與真菌感染[6]。Chalupa等[7]研究發(fā)現(xiàn),PCT可用來區(qū)分細(xì)菌感染與病毒感染,細(xì)菌感染患者血清PCT的水平明顯高于病毒感染患者。血清PCT的水平與膿毒癥的嚴(yán)重程度有關(guān)。近期的研究表明,膿毒性休克患者血清PCT的平均水平為32.7 ng/mL,而膿毒癥無休克患者血清PCT的平均水平為9.6 ng/mL[8]。相較于其他炎癥標(biāo)志物,PCT在膿毒癥的診斷、鑒別診斷方面更為敏感。
CRP是最傳統(tǒng)的炎癥生物標(biāo)志物。CRP于1930年由Tillet和Francis首次從肺炎鏈球菌感染所致肺炎患者的體內(nèi)分離出來。CRP作為一種炎癥生物標(biāo)志物已在臨床上應(yīng)用數(shù)十年。健康人血液中CRP的含量非常少,當(dāng)機(jī)體發(fā)生感染后,血液中CRP的含量會(huì)在數(shù)小時(shí)內(nèi)迅速升高,并于感染后的1~2 d內(nèi)達(dá)到峰值。用血清CRP診斷膿毒癥的敏感性較高,但特異性較低。相關(guān)的研究指出,不能單一根據(jù)血清CRP的測(cè)定值來判斷患者是否發(fā)生感染。也有研究表明,當(dāng)血清CRP的最佳截?cái)嘀禐?.7 mg/dL時(shí),用其診斷感染性疾病的敏感性和特異性分別為93.4%和86.1%。CRP也可用于鑒別診斷細(xì)菌感染、真菌感染及病毒感染。病毒感染患者血液中CRP的水平升高并不明顯,當(dāng)血清CRP的水平顯著升高(>150 mg/L)時(shí),可用其鑒別診斷細(xì)菌感染與病毒感染[9]。Li等[6]研究指出,雖然細(xì)菌感染所致膿毒癥患者血清CRP的水平會(huì)普遍升高,但其血清CRP的水平若>59.3 mg/L,則可用該指標(biāo)區(qū)分G+感染和G-感染。用血清CRP診斷膿毒癥的特異性較低,因此CRP能否作為診斷膿毒癥的生物標(biāo)志物尚存在爭(zhēng)議。此外,血清CRP的測(cè)定可受到多種因素的影響,如激素的使用及肝功能損害,特別是暴發(fā)性肝衰竭患者,其肝臟的合成功能下降明顯,會(huì)導(dǎo)致其血清CRP的水平顯著降低。
細(xì)胞因子是一類相對(duì)較小的蛋白質(zhì),主要參與細(xì)胞間信號(hào)的傳導(dǎo),發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)功能。細(xì)胞因子可分為促炎細(xì)胞因子和抗炎細(xì)胞因子。促炎細(xì)胞因子是判斷膿毒癥嚴(yán)重程度和致死率的敏感生物標(biāo)志物。白細(xì)胞介素-6(interleukin-6,IL-6)是一種功能廣泛的多效性促炎細(xì)胞因子。當(dāng)機(jī)體發(fā)生感染或組織損傷后,血液中IL-6的水平會(huì)迅速升高,且其比其他急性期蛋白升高更早。研究表明,通過檢測(cè)血清IL-6的水平可用于區(qū)分膿毒癥與非感染性SIRS。近期的一項(xiàng)Meta分析顯示,在膿毒癥的臨床診斷中,IL-6和PCT具有相同的診斷價(jià)值,且二者的診斷價(jià)值均高于CRP[10]。與病毒感染患者相比,細(xì)菌感染患者血清IL-6的水平升高更為明顯[11]。張克昌等[12]研究表明,IL-6可作為早期診斷感染性疾病的生物標(biāo)志物。白細(xì)胞介素-18(interleukin-18,IL-18)在病毒免疫中發(fā)揮著重要作用。登革病毒、EB病毒和巨細(xì)胞病毒等嚴(yán)重病毒感染患者血液中IL-18的水平會(huì)明顯升高。與健康人相比,膿毒癥患者血清IL-18的水平更高。Oever等[9]研究表明,細(xì)菌感染和病毒感染所致膿毒癥患者血清IL-18的水平無明顯差異。
CD64是低密度表達(dá)于靜止中性粒細(xì)胞上的一種高親和力的免疫球蛋白受體。當(dāng)機(jī)體發(fā)生感染時(shí),中性粒細(xì)胞CD64的表達(dá)會(huì)明顯增加,而健康人體內(nèi)中性粒細(xì)胞CD64幾乎不表達(dá)。中性粒細(xì)胞CD64的表達(dá)水平與血清IL-6的水平呈正相關(guān),與血清IL-10的水平呈負(fù)相關(guān)。在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中,為實(shí)驗(yàn)動(dòng)物注射脂多糖或促炎細(xì)胞因子后2 h其血液中中性粒細(xì)胞CD64的表達(dá)水平開始上升,6 h后該指標(biāo)顯著升高[13]。用中性粒細(xì)胞CD64診斷膿毒癥的敏感性與PCT相當(dāng),且其更具特異性,但其臨床應(yīng)用受到檢測(cè)設(shè)備(流式細(xì)胞儀)昂貴及檢測(cè)耗時(shí)長(zhǎng)的限制。
研究指出,膿毒癥的發(fā)生與患者存在凝血功能異常及彌散性血管內(nèi)凝血(disseminated intravascular coagulation,DIC)有 關(guān)[14]。D-D是纖維蛋白降解的產(chǎn)物,也是評(píng)估凝血功能的特異性指標(biāo)。早在1990年,D-D就被證明可用于預(yù)測(cè)膿毒癥患者是否發(fā)生菌血癥[15]。臨床研究表明,凝血功能指標(biāo)出現(xiàn)嚴(yán)重異常往往預(yù)示著膿毒癥的加重,早期檢測(cè)凝血功能指標(biāo)對(duì)膿毒癥的診斷和治療具有重要意義[16]。徐玉秀等[17]研究指出,用血漿D-D檢測(cè)診斷膿毒癥的AUC為0.882,可將D-D作為早期診斷膿毒癥的重要指標(biāo)。
sTREM-1屬于免疫球蛋白超家族成員。與健康人相比,非感染性炎癥疾病患者體內(nèi)sTREM-1的表達(dá)水平無明顯變化。當(dāng)機(jī)體發(fā)生細(xì)菌感染或真菌感染時(shí),sTREM-1的表達(dá)水平會(huì)顯著升高。研究指出,用sTREM-1診斷膿毒癥的敏感性和特異性分別為79%和80%,其在鑒別診斷膿毒癥和SIRS方面具有中等程度的應(yīng)用價(jià)值[18]。sTREM-1也可用于評(píng)估膿毒癥的嚴(yán)重程度。研究表明,與膿毒癥存活患者相比,膿毒癥死亡患者體內(nèi)sTREM-1的表達(dá)水平更高。目前,sTREM-1是否可作為膿毒癥的診斷指標(biāo)尚有待確定,其診斷價(jià)值需要多方面的研究資料加以佐證。
綜上所述,PCT、CRP、細(xì)胞因子(IL-6、IL-8等)、中性粒細(xì)胞CD64、sTREM-1、D-D等生物標(biāo)志物在膿毒癥的早期診斷中均具有一定的應(yīng)用價(jià)值。與其他幾種生物標(biāo)志物相比,PCT在膿毒癥的早期診斷和病原體鑒別方面更為敏感。特別是由G-感染引起的膿毒癥患者,其血清PCT的水平會(huì)顯著升高。用CRP診斷膿毒癥也具有較高的敏感性,但缺乏特異性。當(dāng)患者發(fā)生細(xì)菌感染時(shí)其血清CRP的水平會(huì)顯著升高,而病毒感染患者和真菌感染患者血清CRP的水平升高不明顯。在膿毒癥的早期診斷中,IL-6和PCT具有相同的診斷價(jià)值,二者被認(rèn)為是早期診斷膿毒癥的敏感指標(biāo)。IL-18在病毒感染所致膿毒癥的早期診斷中具有較高的應(yīng)用價(jià)值。膿毒癥患者血清IL-8水平的升高提示其可能發(fā)生病毒感染。中性粒細(xì)胞CD64的表達(dá)水平與血清IL-6的水平呈正相關(guān)。用中性粒細(xì)胞CD64診斷膿毒癥的敏感性與PCT相當(dāng),且其更具特異性,但其臨床應(yīng)用受到檢測(cè)設(shè)備昂貴且檢測(cè)耗時(shí)長(zhǎng)的限制。用sTREM-1診斷膿毒癥具有較高的敏感性和特異性。有研究認(rèn)為在膿毒癥的早期診斷中,sTREM-1較PCT、CRP更為可靠,但這一結(jié)論需要更多的臨床研究加以佐證。D-D可用于診斷膿毒癥及評(píng)估此病患者的預(yù)后。上述幾種生物標(biāo)志物在早期診斷膿毒癥方面雖然具有較高的應(yīng)用價(jià)值,但臨床醫(yī)生不能僅依靠某一種生物標(biāo)志物水平的異常來診斷膿毒癥,應(yīng)將這幾種生物標(biāo)志物聯(lián)合使用,并結(jié)合患者的其他臨床指標(biāo)來診斷其病情,以提高診斷的敏感性和特異性。隨著臨床上對(duì)膿毒癥發(fā)病機(jī)理研究的逐步深入,未來在膿毒癥的早期診斷中定會(huì)發(fā)現(xiàn)更多敏感性和特異性高的生物標(biāo)志物。