新型感染标志物的临床应用及研究进展

(1 青岛大学医学部医学检验学系，山东 青岛 266071； 2 青岛大学附属青岛市市立医院检验科; 3 青岛市妇女儿童医院急诊科)

感染可以发生在人体的任何组织或器官，涉及几乎所有的临床科室，严重危害人类健康。据报道，2013年美国因感染造成920万人死亡，约占死亡人数的17%。目前，多数感染性疾病的治愈都与其是否在早期被准确诊断关系密切。然而，由于感染的多样性和复杂性，仅凭临床症状、体征及影像学检查等，其诊断依据远远不够。因此，临床实验室开展感染相关指标检测对感染性疾病，尤其是急症感染的诊断尤为关键。当机体受到细菌、病毒等病原生物及其他损伤因子刺激时，会产生一系列相应的系统性防御反应，此时血液中某些物质含量会特异性显著上升或下降，这些大幅度改变的炎性物质可作为临床实验室辅助诊断的指标，称为感染相关生物标志物(简称感染标志物)。以往传统的感染检测指标如白细胞计数及分类、内毒素、红细胞沉降率等[1]，因特异性差、早期反应慢、易受其他因素影响等缺点，限制了其对临床诊断的指导作用。因此，寻找快速、准确、特异且敏感的新型感染标志物具有重要意义。本文就近年来已经开始在临床应用及研究相对充分、有临床应用前景的新型感染标志物综述如下。

1 C反应蛋白(CRP)

CRP是于1930年首先由TILLETT等[2]发现，因可与肺炎链球菌荚膜C-多糖发生反应而得名。CRP基因位于人类1号染色体，是穿透素家族成员，共有224个氨基酸，相对分子质量约12 000。CRP具有促炎和抗炎特性，与配体结合后主要激活补体系统和单核巨噬细胞系统发挥清除病原体作用[3]。在正常情况下血清中CRP含量极低，一般<10 mg/L，感染发生后在白细胞介素6(IL-6)、肿瘤坏死因子等介导下，主要由肝细胞大量合成，浓度可升高1 000倍。CRP的半衰期为19 h，经肝脏清除。目前检测方法主要有免疫比浊法、化学发光法、电化学发光法及放射免疫等。

血清CRP对区分病毒和细菌感染具有高度敏感性和一定特异性[4]，其浓度与感染的严重程度相关性良好，可用作中性粒细胞减少症患者感染的标志物。CRP还可用于监测抗生素的治疗效果，动态监测CRP可以控制抗生素的使用[5]。近年来研究显示CRP还与其他多种疾病关系密切。例如，CRP水平能提高Ranson评分预测急性胰腺炎严重性和预后的准确性；CRP/白蛋白比值可作为恶性肿瘤的预后指标[6]。此外，临床实验室采用超敏感检测技术检测到的低浓度CRP(超敏CRP，hs-CRP)对于心、脑血管疾病的预测以及预后都非常有价值[7]。但CRP对感染诊断的灵敏度较高而特异度较低，且存在延迟反应。

2 肝素结合蛋白(HBP)

HBP也称为天青杀素(AZU)或阳离子抗菌蛋白(CAP37)，由SHAFER等[8]于1984年首先分离，其基因位于人类19号染色体，由222个氨基酸组成，含3个N-糖基化位点。HBP可诱导激活单核细胞和巨噬细胞，对炎症反应具有放大作用并可导致血管渗漏和水肿形成。HBP在中性粒细胞成熟过程中已经被合成并储存。健康人血浆HBP浓度很低，一般不超过10 μg/L，当有细菌感染时，中性粒细胞被激活，导致HBP大量释放。目前HBP的检测方法主要有ELISA法和免疫印迹法等。

HBP对于细菌感染有较高的诊断价值，检测HBP水平可以帮助鉴别细菌性和病毒性感染，且更有助于早期采取有效的诊疗措施，因此有望在近期进入临床应用。HBP可用于各个系统细菌性感染的诊断，如细菌性脑膜炎[9]、尿路感染[10]、软组织感染等。最近研究发现支气管肺泡灌洗液中的HBP水平可以帮助肺部感染的诊断[11]。中国严重脓毒症/脓毒性休克治疗指南(2014)认为HBP可以作为严重脓毒症/脓毒性休克的一种早期预测和预后诊断的标志物[12]。HBP所诱导的血管渗漏和水肿是导致休克发生的重要因素。此外，血浆HBP的浓度与呼吸衰竭、循环衰竭的发生、发展以及预后均有关[13]。HBP的肝素结合特性可作为肝素治疗脓毒症新的潜在靶点。

3 血清淀粉样物质A(SAA)

SAA因与继发性淀粉样变性的蛋白有关从而得名。SAA由ROSENTHAL等[14]在1976年首先从血清中分离出，其基因位于人类11号染色体，由104个氨基酸组成，属于急性时相蛋白超家族，相对分子质量为12 000，半衰期约为24 h，肝脏是其主要合成和降解场所。SAA是一种细胞因子，可以调节先天性和适应性免疫、参与胆固醇转运和代谢，还在宿主防御中起作用。SAA与革兰阴性菌结合，起调理素并诱导吞噬作用[15]。生理情况下，血清SAA水平<10 mg/L，当机体受到感染等刺激后，其水平可增高达1 000倍。目前SAA检测方法主要包括化学发光法、放射免疫法、ELISA、免疫比浊法等。

SAA可在所有炎性疾病中高度表达，在细菌感染和病毒感染的早期均会升高，而且可以影响炎症过程[16]。也有研究发现SAA可成为抗菌剂，即作为细菌的直接调理剂或干扰病毒感染宿主细胞[17]。此外，SAA还具有抗病毒的活性[18]。HOGARTH等[19]发现对于感染性疾病SAA可提示预后，并在监测感染性疾病的急性期反应方面比CRP更加敏感，同时，也比CRP、降钙素原(PCT)更能准确可靠地帮助诊断新生儿败血症[20]。此外，大量研究结果还显示，SAA也参与了继发性淀粉样变性病、动脉粥样硬化、类风湿性关节炎以及恶性肿瘤等疾病的致病过程。

4 PCT

PCT是激素降钙素的前体，于1992年首次发现，由116个氨基酸组成，相对分子质量13 000，基因定位于人类11号染色体上。PCT可抑制花生四烯酸介导的前列腺素和血栓烷的合成，在单核细胞的黏附和迁移过程中发挥重要作用，也是一种重要的炎症调节因子[21]。生理情况下，甲状腺C细胞产生极少量PCT，浓度<0.1 μg/L；严重感染时，可升高1 000倍，且高峰期持续8～24 h，肝脏、肾脏等多种类型组织细胞都可产生PCT。PCT的半衰期约24 h，目前多采用放射免疫学分析法、免疫化学发光法(ILMA)、免疫比浊法、免疫层析法等进行检测。

PCT水平对于细菌感染诊断的灵敏度和特异度均较高[22]，且不受免疫抑制治疗的影响[23]。PCT水平较低对于排除血流感染具有重要意义[24]。病毒感染时血清PCT水平较低，可能是由于IFN抑制PCT合成所致。PCT水平与感染严重程度相关，动态监测血清PCT可为脓毒血症患者严重程度及病情变化提供参考，并可了解抗生素治疗效果和作为感染结束的标志物[22，25]。PCT对于创伤、手术后感染[26]、肿瘤、自身免疫疾病等的诊断也有一定参考意义，但对局部细菌感染的诊断价值不理想。

5 IL-6

IL-6是一种多效性细胞因子，不仅调节免疫和炎症反应，还影响造血、代谢和器官发育。IL-6是炎症和肝脏急性期反应的关键递质，可诱导肝脏产生CRP、SAA、纤维蛋白原、铁调素等[27]。IL-6可增加血管渗透性，促使炎症细胞向组织中募集而加重组织损伤[28]，并在对细菌感染的应答中起重要作用。目前临床实验室的检测方法主要有ELISA法、电化学发光、放射免疫分析等。IL-6在炎症反应过程中升高较早，细菌感染后3 h即能达到峰值，尤其对于发热婴儿，可作为预测严重细菌感染的重要标志物[29]。IL-6可能是乙型肝炎患者疾病活动性和治疗效果的有用指标[30]，且其水平与慢性HCV和HIV感染相关[31]。有研究表明IL-6在自身免疫性疾病的发病机制中发挥重要作用，例如系统性红斑狼疮、克罗恩病等，此外，在某些肿瘤性疾病中也有IL-6的异常表达[32-33]。

6 亲环素A(CypA)

CypA是一种相对分子质量为20 000的伴侣蛋白质，属于亲免素蛋白家族，是免疫抑制药物环孢素A的体内结合蛋白，可以调节蛋白质折叠和运输，一般采用ELISA法、免疫组织化学方法等进行检测。CypA与多种病毒感染相关。HCV可以利用CypA的异构酶或者分子伴侣活性在肝细胞中复制[34]，CypA是环孢素抗HCV感染的细胞内靶点，也是HCV感染的一种必需辅助因子。CypA对HBV感染也很重要，可能是作为能够识别HCV和HBV蛋白，促进病毒感染和复制的细胞内在传感器起作用。CypA可以调节HIV-1病毒体的感染性[35]。CypA在人巨细胞病毒感染、流感病毒感染中发挥重要作用[36-37]。另外，CypA在冠状动脉疾病、糖尿病等疾病进程中也发挥重要作用，可能是糖尿病患者血管炎症的重要促炎刺激物，并有可能成为冠状动脉疾病的重要标志物。

7 其他有望成为临床感染诊断的新型生物标志物

7.1 肾上腺髓质素前体(Pro-ADM)

ADM具有抗感染和炎症调节的作用，但其本身生成后迅速从血液循环中消除，故检测困难。但其前体Pro-ADM半衰期长且在血液循环中生物活性稳定。检测Pro-ADM可直接反映血液中ADM的水平。Pro-ADM可作为脓毒症的预测标志物，随脓毒症患者病情加重体内Pro-AMD会逐渐升高，其诊断的灵敏度、特异度均较高，准确性优于CRP和PCT。Pro-ADM在局部细菌感染患者中也明显增高。此外，Pro-ADM也可作为重症感染患者风险评估和预后诊断的有效标志物[38]。

7.2 可溶性髓系细胞表达触发受体-1(sTREM-1)

TREM-1是免疫球蛋白超家族受体17成员之一，介导对细菌、真菌等的成分及代谢产物的急性期反应。sTREM-1是TREM-1的可溶性形式，由激活的巨噬细胞释放。sTREM-1出现较早、半衰期短，且在非感染性炎症疾病中几乎不表达，因此可作为细菌感染的一个潜在的生物标志物[39]。感染患者sTREM-1升高与疾病的严重程度和预后相关。sTREM-1水平的动态变化可以预测脓毒症早期患者的结局[23]。

7.3 sCD14亚型(sCD14 ST)

CD14是脂多糖-脂多糖结合蛋白复合物(LPS-LBP复合物)的受体。sCD14 ST由于与脓毒症相关，故命名为Presepsin。sCD14 ST水平升高早于IL-6和PCT，在感染发病后约3 h达到峰值且只有吞噬细胞吞噬细菌后其水平才升高，而非任何炎症状态均升高。sCD14 ST在血循环中较稳定，目前可以实现自动快速定量检测[40]。研究表明，在诊断细菌感染时， sCD14 ST的灵敏度以及特异度等也优于PCT[41]。因此，作为一种新的潜在的脓毒症生物学标志物，sCD14 ST在临床脓毒症的早期诊断、预后判断中有较高的应用价值[42]。

7.4 脂多糖结合蛋白(LBP)

LBP是一种由肝细胞和肠上皮细胞合成的可溶性急性时相蛋白。LBP可与革兰阴性菌细胞壁脂多糖(LPS)结合，刺激机体释放IL-1、IL-6、肿瘤坏死因子等炎性因子，导致炎症反应失控及免疫防御功能下降，引起脓毒症等[43]。研究发现其具有浓度依赖性的双重作用，低浓度的LBP能增强LPS诱导的单核细胞激活，而浓度的急性升高则会抑制LPS诱导的细胞刺激[44]。但LBP仅能反映机体的急性炎症反应，而不能作为预后判断的指标。

感染是所有临床医学学科面临的重要问题，尤其对于新生儿、儿童和成人的急症感染，早期诊断对于早期治疗和降低病死率至关重要。敏感、特异的感染标志物可帮助临床进行诊断或鉴别诊断、指导治疗、提示预后等，而即时检验等快速检测技术的建立则为感染标志物的临床应用及发展提供了契机。本文根据目前国内外相关研究报道，对CRP、HBP、SAA、PCT、IL-6、CypA等新型感染标志物进行了总结，这些感染标志物有的已经在临床推广应用，有的即将进入临床实验室，有的尚处在前期研究过程中。值得注意的是，目前尚没有任何一个单一的标志物具备很高的诊断特异度和灵敏度，仍需与传统的指标相结合，而进行多个指标的联合检测，将提高对感染性疾病的诊断水平[1]。

总之，寻找新型感染标志物以及快速准确的检验方法的意义不言而喻。近年来，各种实验室检测技术的发展，尤其是蛋白质组学技术的突飞猛进，为新型感染标志物的筛选以及大规模应用于临床提供了可能。