生物标志物在脓毒症早期诊断中的应用价值

刘林林，林怡如，丁国锋

（滨州医学院附属医院，山东 滨州 256600）

脓毒症（sepsis）是指由细菌、真菌、病毒等病原微生物侵入机体所引起的全身炎症反应综合征。此病若持续加重，可发展为严重脓毒症（severe sepsis ）和脓毒性休克（septic shock）。近年来随着医学的进步、诊疗的标准化及学术界对脓毒症认识的深入，脓毒症患者的生存率有所提高，但其死亡率仍高达20%～36%[1]。及早对脓毒症患者的病情进行诊断和治疗可降低其死亡率，改善其预后。生物标志物（biomarker）是指可标记人体各系统、器官、组织、细胞、亚细胞结构或功能改变或可能发生改变的生化指标。本文综述了降钙素原（procalcitonin，PCT）、C反应蛋白（procalcitonin，CRP）、细胞因子、中性粒细胞CD64、可溶性髓样细胞触发受体-1（soluble triggering receptor expressed on myeloid cells-1，sTREM-1）及D-二聚体（D-dimer，D-D）等临床上常用的生物标志物在脓毒症早期诊断中的应用价值，以帮助临床医生早期准确地诊断此病。

1 脓毒症的诊断标准

1.1 序贯器官衰竭估计（sequentialorganfail ureassessment，SOFA）评分

SOFA评分是临床上诊断脓毒症的重要工具之一。患者的SOFA评分若≥2分，则表示其罹患脓毒症[2]。但SOFA评分的评分步骤较为繁琐，故其临床应用受到一定限制。SOFA评分的评分标准见表1。

表1 SOFA评分的评分标准

1.2 血培养

进行血培养是临床上诊断脓毒症最准确的方法，可明确引起脓毒症的病原菌种类。但进行血培养通常需要2～5 d才能获得培养结果，故不能用于早期诊断脓毒症。

2 生物标志物在脓毒症早期诊断中的应用

2.1 PCT

PCT是降钙素的前体，由甲状腺C细胞及肺和肠的神经内分泌细胞产生。人体在发生感染后的4 h内，血液中PCT的水平会开始升高，在感染后的12～48 h内PCT的水平会达到峰值。PCT是临床上诊断脓毒症最常用的指标。关于PCT能否用于鉴别诊断脓毒症和非感染性全身炎症反应综合征（systemic inflammatory response syndrome，SIRS），临床上尚存在争议。Wacker等[3]进行Meta分析发现，通过检测血清PCT的水平可有效区分脓毒症和非感染性SIRS，用血清PCT鉴别诊断脓毒症和非感染性SIRS的敏感性为77%，特异性为79%，受试者工作特征曲线下面积（area under the curve，AUC）为0.85。Anand等[4]在一项前瞻性研究中表明，通过检测血清PCT的水平能准确区分培养阴性（AUC=0.89）、培养阳性（AUC=0.96）的脓毒症和非感染性SIRS，从而有助于早期诊断脓毒症。由不同病原菌感染引起的脓毒症患者其血清PCT的水平存在差异。Thomas-Rüddel等[5]研究发现，由大肠埃希菌或其他肠杆菌科细菌感染所致脓毒症患者血液中PCT的水平较高，明显高于由其他革兰阳性菌（G+）或革兰阴性菌（G-）感染所致脓毒症患者；由细菌感染所致脓毒症患者血清PCT的水平高于由真菌感染所致脓毒症患者。但多数研究表明，PCT没有能力或仅有中等能力来区分G+感染与真菌感染[6]。Chalupa等[7]研究发现，PCT可用来区分细菌感染与病毒感染，细菌感染患者血清PCT的水平明显高于病毒感染患者。血清PCT的水平与脓毒症的严重程度有关。近期的研究表明，脓毒性休克患者血清PCT的平均水平为32.7 ng/mL，而脓毒症无休克患者血清PCT的平均水平为9.6 ng/mL[8]。相较于其他炎症标志物，PCT在脓毒症的诊断、鉴别诊断方面更为敏感。

2.2 CRP

CRP是最传统的炎症生物标志物。CRP于1930年由Tillet和Francis首次从肺炎链球菌感染所致肺炎患者的体内分离出来。CRP作为一种炎症生物标志物已在临床上应用数十年。健康人血液中CRP的含量非常少，当机体发生感染后，血液中CRP的含量会在数小时内迅速升高，并于感染后的1～2 d内达到峰值。用血清CRP诊断脓毒症的敏感性较高，但特异性较低。相关的研究指出，不能单一根据血清CRP的测定值来判断患者是否发生感染。也有研究表明，当血清CRP的最佳截断值为8.7 mg/dL时，用其诊断感染性疾病的敏感性和特异性分别为93.4%和86.1%。CRP也可用于鉴别诊断细菌感染、真菌感染及病毒感染。病毒感染患者血液中CRP的水平升高并不明显，当血清CRP的水平显著升高（＞150 mg/L）时，可用其鉴别诊断细菌感染与病毒感染[9]。Li等[6]研究指出，虽然细菌感染所致脓毒症患者血清CRP的水平会普遍升高，但其血清CRP的水平若＞59.3 mg/L，则可用该指标区分G+感染和G-感染。用血清CRP诊断脓毒症的特异性较低，因此CRP能否作为诊断脓毒症的生物标志物尚存在争议。此外，血清CRP的测定可受到多种因素的影响，如激素的使用及肝功能损害，特别是暴发性肝衰竭患者，其肝脏的合成功能下降明显，会导致其血清CRP的水平显著降低。

2.3 细胞因子

细胞因子是一类相对较小的蛋白质，主要参与细胞间信号的传导，发挥免疫调节功能。细胞因子可分为促炎细胞因子和抗炎细胞因子。促炎细胞因子是判断脓毒症严重程度和致死率的敏感生物标志物。白细胞介素-6（interleukin-6，IL-6）是一种功能广泛的多效性促炎细胞因子。当机体发生感染或组织损伤后，血液中IL-6的水平会迅速升高，且其比其他急性期蛋白升高更早。研究表明，通过检测血清IL-6的水平可用于区分脓毒症与非感染性SIRS。近期的一项Meta分析显示，在脓毒症的临床诊断中，IL-6和PCT具有相同的诊断价值，且二者的诊断价值均高于CRP[10]。与病毒感染患者相比，细菌感染患者血清IL-6的水平升高更为明显[11]。张克昌等[12]研究表明，IL-6可作为早期诊断感染性疾病的生物标志物。白细胞介素-18（interleukin-18，IL-18）在病毒免疫中发挥着重要作用。登革病毒、EB病毒和巨细胞病毒等严重病毒感染患者血液中IL-18的水平会明显升高。与健康人相比，脓毒症患者血清IL-18的水平更高。Oever等[9]研究表明，细菌感染和病毒感染所致脓毒症患者血清IL-18的水平无明显差异。

2.4 中性粒细胞CD64

CD64是低密度表达于静止中性粒细胞上的一种高亲和力的免疫球蛋白受体。当机体发生感染时，中性粒细胞CD64的表达会明显增加，而健康人体内中性粒细胞CD64几乎不表达。中性粒细胞CD64的表达水平与血清IL-6的水平呈正相关，与血清IL-10的水平呈负相关。在动物实验中，为实验动物注射脂多糖或促炎细胞因子后2 h其血液中中性粒细胞CD64的表达水平开始上升，6 h后该指标显著升高[13]。用中性粒细胞CD64诊断脓毒症的敏感性与PCT相当，且其更具特异性，但其临床应用受到检测设备（流式细胞仪）昂贵及检测耗时长的限制。

2.5 D-D

研究指出，脓毒症的发生与患者存在凝血功能异常及弥散性血管内凝血（disseminated intravascular coagulation，DIC）有 关[14]。D-D是纤维蛋白降解的产物，也是评估凝血功能的特异性指标。早在1990年，D-D就被证明可用于预测脓毒症患者是否发生菌血症[15]。临床研究表明，凝血功能指标出现严重异常往往预示着脓毒症的加重，早期检测凝血功能指标对脓毒症的诊断和治疗具有重要意义[16]。徐玉秀等[17]研究指出，用血浆D-D检测诊断脓毒症的AUC为0.882，可将D-D作为早期诊断脓毒症的重要指标。

2.6 sTREM-1

sTREM-1属于免疫球蛋白超家族成员。与健康人相比，非感染性炎症疾病患者体内sTREM-1的表达水平无明显变化。当机体发生细菌感染或真菌感染时，sTREM-1的表达水平会显著升高。研究指出，用sTREM-1诊断脓毒症的敏感性和特异性分别为79%和80%，其在鉴别诊断脓毒症和SIRS方面具有中等程度的应用价值[18]。sTREM-1也可用于评估脓毒症的严重程度。研究表明，与脓毒症存活患者相比，脓毒症死亡患者体内sTREM-1的表达水平更高。目前，sTREM-1是否可作为脓毒症的诊断指标尚有待确定，其诊断价值需要多方面的研究资料加以佐证。

3 小结

综上所述，PCT、CRP、细胞因子（IL-6、IL-8等）、中性粒细胞CD64、sTREM-1、D-D等生物标志物在脓毒症的早期诊断中均具有一定的应用价值。与其他几种生物标志物相比，PCT在脓毒症的早期诊断和病原体鉴别方面更为敏感。特别是由G-感染引起的脓毒症患者，其血清PCT的水平会显著升高。用CRP诊断脓毒症也具有较高的敏感性，但缺乏特异性。当患者发生细菌感染时其血清CRP的水平会显著升高，而病毒感染患者和真菌感染患者血清CRP的水平升高不明显。在脓毒症的早期诊断中，IL-6和PCT具有相同的诊断价值，二者被认为是早期诊断脓毒症的敏感指标。IL-18在病毒感染所致脓毒症的早期诊断中具有较高的应用价值。脓毒症患者血清IL-8水平的升高提示其可能发生病毒感染。中性粒细胞CD64的表达水平与血清IL-6的水平呈正相关。用中性粒细胞CD64诊断脓毒症的敏感性与PCT相当，且其更具特异性，但其临床应用受到检测设备昂贵且检测耗时长的限制。用sTREM-1诊断脓毒症具有较高的敏感性和特异性。有研究认为在脓毒症的早期诊断中，sTREM-1较PCT、CRP更为可靠，但这一结论需要更多的临床研究加以佐证。D-D可用于诊断脓毒症及评估此病患者的预后。上述几种生物标志物在早期诊断脓毒症方面虽然具有较高的应用价值，但临床医生不能仅依靠某一种生物标志物水平的异常来诊断脓毒症，应将这几种生物标志物联合使用，并结合患者的其他临床指标来诊断其病情，以提高诊断的敏感性和特异性。随着临床上对脓毒症发病机理研究的逐步深入，未来在脓毒症的早期诊断中定会发现更多敏感性和特异性高的生物标志物。