血清生物学指标在急性肠系膜缺血早期诊断中的研究进展

孙玄，李琳业

急性肠系膜缺血通常被定义为以肠道血流中断为特征的一组疾病，其可导致局部缺血和次级炎症变化，该病发病率较低，在所有急诊手术患者中占0.09%～0.20%[1]。其病死率达到50%以上，幸存患者中也会有较大比例出现短肠综合征等需长期接受肠外营养[2-3]。肠系膜血流量急剧减少75%以上时，可以通过胃肠道的侧支循环代偿达12 h，从而避免肠道早期发生严重损伤[4]。因此如果能够早期诊断急性肠系膜缺血，对于降低病死率及改善患者的预后非常重要。急性肠系膜缺血根据病因可分为肠系膜动脉栓塞（50%）、非阻塞性肠系膜缺血（NOMI）（20%～30%）、肠系膜动脉血栓（15%～25%）和静脉血栓（MVT）（5%）[5]。肠道的损伤主要由两种不同的机制介导，即缺血和再灌注。肠系膜缺血时导致组织缺氧，进而导致细胞功能障碍、蛋白酶和磷脂酶的激活，与之相矛盾的是，肠道血流恢复与随之而来的组织再灌注却加剧了局部损伤和全身炎症反应[6]。这主要是由于缺血组织血流恢复后，会释放出大量的氧自由基，使肠黏膜受损导致肠通透性增加、细菌移位、继发感染等[7]。急性肠系膜缺血的症状及体征一般并不具有特异性，通常只有在剖腹探查时才能明确诊断。影像学上多层螺旋CT在急性肠系膜缺血诊断上显示了较高的灵敏度及特异度，但是对于NOMI的诊断仍较为困难[8]。针对这些情况，如果能寻找到一种方便快捷的血清学指标来为急性肠系膜缺血诊断提供依据，将对急性肠系膜缺血的早期诊断、识别产生重大影响。目前对疑似急性肠系膜缺血患者的经典生物学指标包括临床常规的检查项目，如D-二聚体、降钙素原（PCT）、L-乳酸等。为提高诊断水平，近些年一些新型血清学标志物被提出，比较突出的有肠道细胞损伤的指标如肠脂肪酸结合蛋白（I-FABP）、α谷胱甘肽转移酶（α-GST）、瓜氨酸等，更好地提示了肠道屏障的破坏。因此，本文主要通过对传统的实验室生物标志物以及一些新兴生物标志物进行概述，寻找合适的生物学标志物为急性肠系膜缺血的早期诊断提供灵敏的指标。

1 感染性指标

PCT是降钙素的前体，由健康机体甲状腺C细胞释放，在病理条件下被认为是创伤、细菌内毒素、肿瘤坏死因子-α和白介素-6或心源性休克刺激下肝实质的产物。KARABULUT等[9]将21只新西兰大白兔分成3组（对照组、假手术组和缺血组），每组7只，缺血组血清PCT水平在1、3、6 h较0 h明显升高；对照组和假手术组之间无统计学差异。在另一项动物实验中，KARACA等[10]发现将大鼠肠系膜上动脉结扎后早期血清PCT水平无明显变化，而6 h后明显升高，并与对照组比较有统计学差异，表明肠系膜缺血后PCT水平升高较晚，可作为晚期急性肠系膜缺血的一个诊断标志物。COSSE等[11]分析了使用PCT诊断肠系膜缺血的研究，结果显示PCT的灵敏度为72%～100%，特异度为68%～91%，阳性预测值为27%～90%，阴性预测值为81%～100%，受试者工作特性曲线下面积为0.77～0.92，并指出PCT最初是作为感染的标志物进行研究的，其诊断价值可能会因存在细菌感染而受到限制。ZOGHEIB等[12]指出PCT＞4.7 μg/L时是肠系膜缺血发生的独立危险因素。因此，血清PCT在急性肠系膜缺血发生时可能会升高，但因其升高的时间较晚以及特异度较低而在早期急性肠系膜缺血诊断应用中受到一定限制。

2 血栓性生物学指标

D-二聚体是纤溶酶介导的交联纤维蛋白降解产物，是凝血和纤溶激活的标志，可以用来评估血栓形成。D-二聚体也被常规用于弥漫性血管内凝血的诊断，同时还有助于识别癌症和一些内科疾病[13]。GÜN等[14]通过对230例65岁以上的腹痛患者研究发现急性肠系膜缺血患者血浆D-二聚体水平升高，并指出对于临床D-二聚体水平＞1 000 μg/L并伴有心房颤动的患者应进一步评估。DESTEK等[15]通过对44例急性肠系膜缺血患者的临床资料进行分析发现D-二聚体在急性肠系膜缺血的早期诊断中具有预测价值。在另一项研究中，GÜZEL等[16]指出急性肠系膜缺血患者D-二聚体水平与健康组比较明显增高（P＜0.05），但与其他原因急腹症患者的D-二聚体水平间无明显差异（P＞0.05）。但AYDIN等[17]通过动物实验指出肠系膜上动脉闭塞组大鼠血清D-二聚体水平无论在组内还是与对照组基础值、手术对照组比较均无明显升高（P＞0.05），D-二聚体不是急性肠系膜缺血早期诊断的有用指标。因此，急性肠系膜缺血患者D-二聚体结果可能会阳性，其假阳性率可能会削弱血浆D-二聚体在肠坏死诊断中的特异度。

3 组织缺氧性指标

乳酸在自然界中以两种不同的异构体存在，即L-乳酸和D-乳酸。L-乳酸主要是糖无氧酵解过程中由丙酮酸在乳酸脱氢酶（LDH）的催化下生成的，而D-乳酸不是由人体产生的，而是由肠道细菌代谢产生[18]。多项动物实验结果显示L-乳酸水平在肠系膜缺血4～6 h后会显著增高[17，19]。2013年一项纳入1 970例患者的荟萃分析结果显示，L-乳酸作为急性肠系膜缺血诊断学标志物的灵敏度为86%，特异度为44%[20]。另一项荟萃分析（纳入了共6篇文献）结果显示，D-乳酸诊断急性肠系膜缺血的灵敏度和特异度分别为71.7%和74.2%[21]。在上述研究中L-乳酸和D-乳酸均未体现出较高的灵敏度和特异度，不过由于D-乳酸仅来源于人肠道，所以在急性肠系膜缺血诊断中其较L-乳酸似乎更具潜力。但有报道指出，空回肠旁路术后、短肠综合征、服用益生菌、摄入大量碳水化合物（葡萄糖、淀粉）以及细菌发酵、结肠动力减弱和D-乳酸代谢受损均会导致D-乳酸水平升高[22]。因此，目前的证据并不能证实D-乳酸是急性肠系膜缺血的特异性标志物。

4 氧化应激指标

缺血修饰白蛋白（IMA）是一种生物学标志物，生理状态下人血清白蛋白N末端有一个结合位点，其可以与过渡金属离子（如钴等）紧密结合，在缺氧缺血条件下蛋白质的N末端会发生结构变化，这可能是由于其暴露于活性氧（ROS）而降低了其与过渡金属离子的结合能力[23]。在一项大鼠肠系膜缺血实验中，UYGUN等[24]发现对照组、假手术组和肠缺血组的IMA水平间并没有统计学差异。但是在另一项动物实验中却表现出了不一样的结果，缺血组在结扎新西兰兔的肠系膜上动脉后3 h和6 h血清IMA水平明显高于对照组和假手术组[25]。一项荟萃分析（包括7例肠系膜上动脉血栓栓塞性闭塞的病例对照研究）结果显示，IMA诊断急性肠系膜缺血的合并灵敏度和特异度分别为94.7%〔（95%CI（74.0%，99.9%）〕和86.4%〔95%CI（65.1%，97.1%）〕[21]。但其样本量较小，没有对肠系膜缺血的其他亚型进行分析。有研究显示，血清IMA水平在急性心肌梗死患者中会升高[23]，因此需要注意与之鉴别。

5 内皮因子

内皮素-1（ET-1）是促进血管收缩性内皮因子，参与不同器官缺血再灌注引起的组织损伤。GROESDONK等[26]发现进行体外循环心脏手术患者中NOMI术前和术后（第1天）ET-1水平均高于正常对照组，ET-1可能是识别心脏手术前后NOMI高危患者的有用标生物学标记物，ET-1水平升高可反映手术前后的血管收缩程度。ET-1可以较好地反应肠系膜血管早期痉挛情况，对于NOMI这一亚型早期诊断具有较高的临床价值。

6 肠道细胞损伤的指标

α-GST是一种解毒酶，主要存在于肠道和肝脏，t1/2仅为1 h，是急性肝损伤的标志物[27]。最近的一项荟萃分析中提到α-GST的临界值定义为4 μg/L时，其诊断肠系膜缺血总的灵敏度和特异度分别为67.8%〔95%CI（54.2%，79.5%）〕和84.2%〔95%CI（75.3%，90.9%）〕[21]。但α-GST与肠系膜缺血的相关研究较少，其样本量也比较小，需更多的研究来进一步证实。同时也要注意到各种原因引起的肝脏损伤中α-GST也会明显升高[27]。

I-FABP是一种分子量为15 kDa的可溶性蛋白，仅存在于小肠和大肠成熟的肠细胞里，当肠细胞膜受损时可以迅速释放到血液循环中，并被肾脏所清除，可以通过血清和尿液检测出来[28]。最近一项关于血清I-FABP诊断急性肠系膜缺血准确性的荟萃分析（9项研究包含1 246例疑似急性肠缺血的患者）显示，血清I-FABP诊断急性肠系膜缺血的灵敏度为0.80〔95%CI（0.72，0.86）〕、特异度为 0.85〔95%CI（0.73，0.93）〕、受试者工作特征曲线下面积为86%〔95%CI（83%，89%）〕[29]。另一项研究显示尿I-FABP诊断早期肠系膜缺血的灵敏度和特异度分别为90%和89%，血浆I-FABP灵敏度和特异度分别仅为68%和71%[28]。因此目前来看，该指标是比较有应用前景的。

瓜氨酸是在小肠细胞中由谷氨酰胺合成的一种非蛋白性氨基酸，t1/2为3～4 h，主要通过肾脏代谢清除，其血浆浓度由肠道合成和肾脏清除之间的平衡决定[30-31]。2016年，KULU等[31]通过对48例急腹症患者（其中23例术中确诊为急性肠系膜缺血）的术前血液样本测定，指出血清瓜氨酸诊断急性肠系膜缺血的特异度为100%，但灵敏度仅为39.13%，并且当血清瓜氨酸水平＞15.82 μmol/L时几乎可以排除与小肠相关的缺血性疾病。尽管其灵敏度较低，但其极高的特异度提示着瓜氨酸可能会成为急性肠系膜缺血早期诊断的一个有用指标，当然需要更多的临床研究来支持。

7 肌肉蛋白

SM22是一种小的水溶性蛋白，主要存在于平滑肌细胞内。SCHELLEKENS等[32]发现结扎大鼠肠系膜血管4 h后血浆SM22浓度显著升高，并在6 h后达到峰值，对平滑肌各层进行免疫组化染色后发现其与对照组或假手术组相比在缺血6 h后肠壁纵行肌纤维层损伤明显，最后对比不同组间血浆SM22浓度（肠缺血组22例、其他急腹症组40例和健康志愿者50例）指出肠肌层严重缺血时，SM22会迅速释放到血液循环中，跨壁性肠缺血坏死患者血浆SM22水平明显高于单纯缺血性黏膜损伤患者、其他急腹症患者或健康对照组。因此血浆SM22增高可以反映早期肠肌层缺血坏死，这将有助于对急性肠系膜缺血的诊断。

综上所述，急性肠系膜缺血在临床上病死率较高，但主要是因为诊断被延误，如果能在肠道发生不可逆性坏死之前早期诊断，将会明显改善患者预后及降低死亡率。在各种生物学检测指标中，临床上常用的一些传统指标如PCT、D-二聚体、L-乳酸等在急性肠系膜缺血早期均表现出了较高的灵敏度，但较低的特异度限制了其进一步发展。而一些新兴的标志物，尤其是IMA、I-FABP表现了较高灵敏度和特异度，比较有发展前景。同时还应注意到ET-1可以反映临床上较为少见的NOMI血管收缩情况，这将有助于这一亚型的早期诊断。由于SM22主要存在于平滑肌细胞内，其这不仅可以反映早期肠系膜缺血、肠壁坏死情况，更有助于评估肠道坏死进展的程度。然而，新兴的标记物诸如α-GST、IMA、 ET-1、SM22等的研究样本量均较小，还需要更多的研究来进一步评估和验证，同时未来应该更加侧重于多个指标联合检测来增加诊断的准确性，比如肠道细胞损伤的特异度指标I-FABP联合灵敏度较高的感染性指标等不同组合。

本文检索策略:

本文文献主要检索数据库如下Pubmed、Web of Science，检索血清生物学指标相关的肠系膜缺血的诊断，英文检索关键词为mesenteric ischemia、PCT、D-dimer、lactate、IMA、ET-1、I-FABP a-GST、citrulline、SM22 等；检索时间设定为2010年1月—2020年5月。

作者贡献:孙玄、李琳业负责文章的构思与设计；孙玄进行资料的收集与整理、结果的分析和解释，并撰写、修订论文；李琳业负责文章的质量控制与审校，监督管理。

本文无利益冲突。