劉 靜 楊新利 史寶海綜述 張清秀審校
1.蘇州大學附屬兒童醫(yī)院呼吸科(江蘇蘇州 215003);2.泰安市中心醫(yī)院(青島大學附屬泰安市中心醫(yī)院、泰山醫(yī)養(yǎng)中心)兒童重癥監(jiān)護室(山東泰安 271000);3.泰安市中心醫(yī)院(青島大學附屬泰安市中心醫(yī)院、泰山醫(yī)養(yǎng)中心)胸部與食管外科(山東泰安 271000)
膿毒癥是一種危及生命的疾病,它是兒科住院或死亡主要原因[1]。各國小兒膿毒癥的發(fā)病率各不相同,估計全世界每年有120萬兒童感染膿毒癥[2]。美國最近的研究表明,每年超過70 000例患兒因膿毒癥住院,總費用約為50億美元,每年因膿毒癥住院患兒死亡率≤20%,給社會及家庭帶來極大負擔[3]。既往根據(jù)全身炎癥反應(yīng)綜合征(systemic inflammatory response syndrome,SIRS)加上疑似或證實的感染來診斷膿毒癥,目前膿毒癥被定義為由感染引起宿主反應(yīng)失調(diào)導(dǎo)致危及生命的器官功能障礙[4]。當血培養(yǎng)、細菌涂片或聚合酶鏈反應(yīng)(polymerase chain reaction,PCR)提示特定病原體陽性時,可確認感染。結(jié)合臨床、放射學或?qū)嶒炇覚z查結(jié)果考慮膿毒癥診斷。由于不同年齡段患兒體征不同、嚴重程度不同,兒科膿毒癥的診斷相對困難。臨床上對于兒童重癥監(jiān)護病房(pediatric intensive care unit,PICU)患兒尤其是粒細胞減少的腫瘤患兒,鑒別SIRS 與膿毒癥、及時檢測細菌感染、預(yù)測膿毒癥的死亡極其重要,因為它決定了抗生素的選擇、啟動時間、治療時間等重要臨床決策。臨床上亟需一種合適的工具來早期預(yù)測感染及其過程??扇苄园准毎只乖?4亞型(soluble leukocyte differentiation antigen 14 subtype,sCD14-ST),又稱Presepsin,是一種新型的生物標志物,對兒童膿毒癥的早期診斷有較高的特異度和靈敏度,已越來越多地應(yīng)用于臨床。
白細胞分化抗原14(leukocyte differentiation antigen 14,CD14)是一種在巨噬細胞、單核細胞、樹突狀細胞和中性粒細胞等的細胞膜表面表達的糖蛋白,是一種脂多糖(lipopolysarccharide,LPS)受體,參與先天性免疫應(yīng)答。它通過Toll樣受體-4(Tolllike receptor 4,TLR4)傳遞細菌的內(nèi)毒素信號,觸發(fā)各種促炎癥細胞因子的釋放,并激活機體的炎癥級聯(lián)反應(yīng)[5]。CD14在體內(nèi)有兩種存在形式:膜結(jié)合型(mCD 14)和可溶性(sCD 14)。mCD 14 在單核細胞和巨噬細胞等的細胞膜表面分布;sCD 14 主要分布于血漿中,由mCD 14 脫落或肝細胞直接分泌產(chǎn)生,主要介導(dǎo)CD 14 陰性細胞如內(nèi)皮細胞和上皮細胞對LPS的應(yīng)答[6]。在炎癥過程中,當單核/巨噬細胞暴露于脂多糖后,sCD 14 被血漿中已激活的組織蛋白酶裂解形成N 端片段,即sCD 14-ST,又被稱為Presepsin。Presepsin的相對分子質(zhì)量為13 000,經(jīng)腎小球濾過,再被腎小管重吸收,在近端腎小管細胞內(nèi)分解代謝[6]。
Presepsin的產(chǎn)生機制與先天性免疫應(yīng)答直接相關(guān),作為LPS 受體,對細菌感染檢測具有相對特異度,在膿毒血癥早期即可升高,可以直接與T 細胞和B 細胞相互作用來參與細胞和體液免疫反應(yīng),抑制細胞因子的釋放并促進LPS 向脂蛋白轉(zhuǎn)移[7],在臨床中被視為可以作為膿毒癥診斷和分級的生物標記物。
Presepsin在正常機體血清中水平低,在膿毒癥和膿毒性休克患者中顯著升高,是診斷成人膿毒癥的有效生物標志物[5,8-10],在診斷早產(chǎn)兒及新生兒膿毒癥方面有良好的靈敏度和特異度[11-13];在粒細胞缺乏并發(fā)感染的腫瘤化療患兒[14-15]及兒童導(dǎo)管相關(guān)血流感染[16-17]方面,Presepsin的診斷意義也得到肯定。目前關(guān)于Presepsin對兒童膿毒癥診斷價值的臨床研究相對較少[18]。
血培養(yǎng)是確診兒童膿毒癥的金標準,細菌或真菌培養(yǎng)陽性可為臨床醫(yī)師選擇抗生素提供可靠依據(jù),且能夠提供病原體的耐藥性,從而達到精準治療的目的。但血培養(yǎng)有一定的缺點和不足,如:檢測耗時長(至少需要24~48 h,導(dǎo)致針對性抗感染治療開始較晚);陽性率低(多數(shù)報道陽性率不足40%)[19];涂片革蘭染色顯微鏡檢查雖可協(xié)助快速判斷有無細菌或真菌感染,但特異度、靈敏度均較低[20];若細菌或真菌等培養(yǎng)結(jié)果陰性則難以判斷其耐藥性。早期、積極、精準的抗感染治療是降低嚴重膿毒癥/膿毒性休克患者病死率的關(guān)鍵措施。因此,血培養(yǎng)并不能滿足臨床醫(yī)師的需求。
Presepsin在感染開始后2 h內(nèi)升高,在3 h達到峰值。使用一步法特異性酶聯(lián)免疫吸附試驗測定,所需時間為1.5 h。通過化學發(fā)光酶聯(lián)免疫分析技術(shù)可以直接分析全血樣本,所需時間為僅為17 min[5]。雖然Presepsin不能明確病原種類,不能取代血培養(yǎng),但其檢測方法簡單、快速[21],對于細菌感染所致的膿毒癥可以早期診斷。
臨床常用的診斷兒童膿毒癥的生物標志物如C-反應(yīng)蛋白(C-reactive protein,CRP)、降鈣素原(procalcitonin,PCT)、白細胞介素-6(IL-6)在膿毒癥的及時診斷和治療中發(fā)揮重要作用。感染或炎癥發(fā)生后,CRP 在4~6 h 內(nèi)升高,在36~72 h 達到峰值[22]。而PCT在2~4 h內(nèi)上升,24~36 h時達到最大值[21],與二者相比較,Presepsin的診斷時間窗更靠前。
目前,血清Presepsin、PCT、CRP、IL-6 應(yīng)用于膿毒癥早期診斷的結(jié)果不盡相同。劉霜等[23]研究了PICU膿毒癥患兒入院第1天Presepsin、PCT、IL-6的AUC值分別為0.856、0.812、0.516。Presepsin的AUC 略高于PCT,明顯優(yōu)于IL-6。Presepsin 閾值為4.40 ng/mL時,其診斷膿毒癥的敏感度為81.1%,特異度為72.3%;PCT 為2.13 ng/mL 時為81.4%和72.0%,二者對兒童膿毒癥的診斷能力相當,優(yōu)于IL-6。劉暉等[24]的研究結(jié)果顯示Presepsin、PCT 及CRP 對兒童膿毒癥診斷的ROC 曲線下面積分別0.828、0.746、0.689。Presepsin 在閾值 0.436 ng/mL,靈敏度為85.91%,特異度69.52%;PCT 為2.189 ng/mL 時為70.66%和61.79%;CRP為137 mg/L時為68.54%和58.97%。占劉英等[25]得出了相似的結(jié)論,其研究納入85 例膿毒癥患兒,Presepsin 診斷膿毒癥的效能優(yōu)于PCT 及動脈血乳酸,其AUC 為0.917,靈敏度為82.35%,特異度為90.00%;PCT 分別為0.889,89.41%,75.00%;乳酸分別為0.826,82.35%,65.00%。
相反地,Hassuna 等[26]的研究顯示PCT 用于區(qū)分兒童SIRS與膿毒癥的閾值為0.62 ng/mL,AUC為0.966(0.9~0.993),靈敏度100%,特異度83.33%;相對應(yīng)的Presepsin 的閾值為100 pg/mL,AUC 為0.751(0.643~0.840),靈敏度為67.24%,特異度為83.33%,較PCT 無優(yōu)勢。Yoon 等[18]的meta 分析研究顯示Presepsin診斷兒童膿毒癥的AUC為0.925,靈敏度為0.94,特異度為0.71;PCT分別為0.820,0.76,0.76;CRP分別為0.715,0.51,0.81。認為Presepsin在診斷兒童膿毒癥時有較高的靈敏度和診斷準確性,但特異度低于PCT和CRP。
以上關(guān)于Presepsin診斷兒童膿毒癥的研究是異質(zhì)性的,是不同環(huán)境不同基礎(chǔ)疾病的患者群,且均為小樣本量研究,具有一定局限性;閾值存在差異,與研究人群、基礎(chǔ)疾病等存在差異有關(guān)。
有成人[27]與新生兒[28]膿毒癥相關(guān)臨床研究將Presepsin 與血培養(yǎng)、CRP 或PCT 等聯(lián)用,提高診斷靈敏度與特異度。楊帆等[29]使用Presepsin聯(lián)合PCT檢測兒童膿毒癥,結(jié)果顯示Presepsin、PCT 的AUC分別為0.851(0.771~0.934)、0.806(0.751~0.867)。Presepsin聯(lián)合PCT檢測的AUC值為0.942(0.838~ 0.991),明顯優(yōu)于單一檢測。劉霜等[23]的研究將Presepsin、PCT和IL-6聯(lián)合,亦能夠明顯提高兒童膿毒癥的診斷效能。
膿毒癥患者長期使用抗生素會導(dǎo)致細菌產(chǎn)生耐藥性,增加病死率和住院時間。Presepsin的指導(dǎo)作用有可能縮短膿毒癥患者抗生素治療的持續(xù)時間,而不增加死亡、感染復(fù)發(fā)和器官衰竭加重等風險。
有成人膿毒癥方面的研究根據(jù)預(yù)定的Presepsin值決定膿毒癥患者抗生素治療的時間,對照組根據(jù)國際指南停用抗生素[30]。Presepsin組患者未使用抗生素的天數(shù)(14.54±9.01)d 明顯多于對照組(11.01±7.73)d,P<0.001。兩組之間第28天和第90 天死亡率、復(fù)發(fā)感染率、多重耐藥菌發(fā)生率及序貫器官衰竭評分(sequential organ failure assessment,SOFA)等無差異。與對照組相比,Presepsin組患者的平均住院時間明顯更短,住院費用更低。但是目前兒童膿毒癥方面尚缺乏臨床研究。
Presepsin 在成人膿毒癥病情分級和預(yù)后評估中的價值已受到廣泛認可[31]。占劉英等[25]的研究發(fā)現(xiàn)膿毒癥患兒的血清Presepsin、PCT、動脈血乳酸水平與SOFA 均呈正相關(guān)關(guān)系(r=0.742、0.734、0.676,P<0.05)。Presepsin、PCT、乳酸診斷膿毒癥的AUC分別為0.917、0.889、0.826。因此認為血清Presepsin水平與膿毒癥患兒病情嚴重程度與預(yù)后密切相關(guān),對膿毒癥患兒病情和預(yù)后評估具有一定的價值。朱孟沙等[23,32-33]的研究得出了類似的結(jié)論。
健康人群在無感染情況下產(chǎn)生的Presepsin主要通過腎小球濾過而被清除,因此有腎衰竭的患者其Presepsin基線水平可能較高[34-35]。劉霜等[23]的研究驗證了這一點,其膿毒癥相關(guān)急性腎損傷患兒第7 天Presepsin 水平明顯高于非急性腎損傷患兒(P<0.001)。Hartman等[36]亦發(fā)現(xiàn)Presepsin與肌酐等呈正相關(guān)(r=0.834),提示檢測Presepsin時需考慮腎功能影響。因此認為,腎功能不全的患者中,不能使用Presepsin來區(qū)分膿毒癥和非膿毒癥。
除了細菌,引起兒童膿毒癥的病原體還有病毒、支原體、衣原體、真菌、寄生蟲等。目前對Presepsin的研究主要局限于參與革蘭陰性菌引起的免疫應(yīng)答,對病毒等所致的膿毒癥診斷價值尚需要進一步研究支持[5]。
有研究發(fā)現(xiàn)川崎病、系統(tǒng)性紅斑狼瘡、類風濕性關(guān)節(jié)炎等血管炎性病變中Presepsin的水平高于正常人[37-38],劉霜等[23]的研究也有類似發(fā)現(xiàn)。Presepsin 在無細菌感染的情況下升高的機制可能是:單核細胞吞噬中性粒細胞胞外誘捕網(wǎng)(neutrophil extracellular traps,NETs),誘導(dǎo)CD14等的表達增多[39]。嬰幼兒血管炎如川崎病,早期常常以發(fā)熱起病,與膿毒癥難以鑒別,Presepsin亦有增高[40],因此需引起注意。
Presepsin是一種有臨床應(yīng)用前景的新型生物標志物,其水平變化對膿毒癥早期診斷的靈敏度和特異度均較高,檢測窗口更靠前,對膿毒癥早期識別有一定的評估價值。未來的研究重點需要更多地放在Presepsin對疾病嚴重程度的評估上,與其他臨床指標聯(lián)合診斷以提高準確性。此外,在兒童膿毒癥領(lǐng)域,不同基礎(chǔ)疾病,Presepsin測定的界值不同,限制了其臨床應(yīng)用,這需要更大規(guī)模的前瞻性臨床研究對患兒年齡、基礎(chǔ)疾病、嚴重程度、進行細化分層等,從而為其應(yīng)用提供可靠的臨床依據(jù)。