向桂霖,伍秋菊,張安強(qiáng)

在戰(zhàn)爭(zhēng)、地震、海嘯和泥石流等重大災(zāi)難發(fā)生時(shí)感染仍是困擾戰(zhàn)創(chuàng)傷救治的棘手難題。在創(chuàng)傷所造成的患者死亡中，其中3/5發(fā)生在創(chuàng)傷現(xiàn)場(chǎng)與急救過程中，而2/5發(fā)生在患者住院期間，主要是由感染和器官功能障礙引起的[1]。傷員經(jīng)歷創(chuàng)傷打擊造成的初始損傷及手術(shù)等處置措施導(dǎo)致機(jī)體炎癥-抗炎反應(yīng)平衡被打破，一方面會(huì)引起器官器質(zhì)性損傷，另一方面也會(huì)增加膿毒癥及相關(guān)并發(fā)癥(臟器功能障礙)的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。盡管早期的液體復(fù)蘇、新型抗生素治療、代謝支持及重要臟器功能支持治療取得了顯著進(jìn)展，創(chuàng)傷即刻的病死率明顯下降，但院內(nèi)感染發(fā)生率仍高達(dá)20%～30%，是傷殘和后期死亡的重要原因，而膿毒癥是主要死因(占70%以上)，成為進(jìn)一步提升創(chuàng)傷救治成功率的最大障礙[2]。因此早期發(fā)現(xiàn)及精準(zhǔn)治療可有效降低創(chuàng)傷膿毒癥的發(fā)生及改善患者的預(yù)后。然而，病原體的診斷需要細(xì)菌培養(yǎng)，且耗時(shí)較長(zhǎng)，對(duì)傷員感染的發(fā)現(xiàn)及臨床診療決策產(chǎn)生延誤；況且部分傷員即使發(fā)生感染，其細(xì)菌培養(yǎng)可呈陰性，仍無(wú)法進(jìn)行早期診斷，這也是導(dǎo)致創(chuàng)傷膿毒癥高發(fā)生率及高病死率的主要原因。如能對(duì)創(chuàng)傷膿毒癥的發(fā)生進(jìn)行盡早預(yù)測(cè)，并對(duì)高危傷員進(jìn)行早期精準(zhǔn)干預(yù)，則能降低膿毒癥及其不良結(jié)局(膿毒性休克、多器官功能障礙)的發(fā)生，降低傷員病死率?，F(xiàn)有針對(duì)創(chuàng)傷膿毒癥早期預(yù)警診斷方法的研究大致可以分為傷員人口學(xué)資料、創(chuàng)傷嚴(yán)重度評(píng)分系統(tǒng)(AIS、ISS、NISS等)、生理和生化指標(biāo)、機(jī)體遺傳背景等幾個(gè)方面。本文對(duì)已開展的創(chuàng)傷膿毒癥預(yù)警診斷生物標(biāo)志物研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，為創(chuàng)傷膿毒癥預(yù)警診斷生物標(biāo)志物的開發(fā)和臨床應(yīng)用提供思路。

1 傷病員人口學(xué)信息

大量臨床流行病學(xué)調(diào)查和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證明傷病員的年齡、性別、損傷嚴(yán)重程度等與傷后膿毒癥的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)密切相關(guān)，即隨著傷員年齡和損傷嚴(yán)重程度的增加，膿毒癥發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)顯著增加；男性傷員較女性傷員更容易發(fā)生膿毒癥[3]。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究也證實(shí)雄性和切除卵巢的雌性小鼠免疫功能被削弱，雌激素能夠增強(qiáng)免疫功能和心血管保護(hù)，維持機(jī)體免疫應(yīng)答的功能[4]。然而這些已被證實(shí)的危險(xiǎn)因素在單獨(dú)預(yù)測(cè)創(chuàng)傷膿毒癥發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)時(shí)的特異性和敏感性有待進(jìn)一步檢驗(yàn)和確認(rèn)；但其仍可以作為危險(xiǎn)因子加入聯(lián)合預(yù)警中發(fā)揮作用[5]。

2 血漿生物標(biāo)志物

創(chuàng)傷會(huì)引起機(jī)體一系列病理生理學(xué)和生物學(xué)指標(biāo)的變化，這些指標(biāo)的改變可能提示或參與組織損傷、細(xì)菌感染及炎癥反應(yīng)。理想的血漿生理學(xué)和生物學(xué)指標(biāo)應(yīng)該具有較早、較高的靈敏度以助于早期診斷，同時(shí)應(yīng)該具有一定的特異性以指導(dǎo)及時(shí)正確的治療。近年來(lái)不斷有新的血漿生物標(biāo)志物被發(fā)現(xiàn)用于創(chuàng)傷膿毒癥的早期預(yù)測(cè)，其中個(gè)別血漿標(biāo)志物已應(yīng)用于臨床診療過程中。

臨床較早使用的炎癥反應(yīng)監(jiān)控指標(biāo)是血漿C反應(yīng)蛋白(CRP)，屬于非特異性急性期時(shí)相蛋白，是對(duì)炎癥或組織損傷極其敏感的生物標(biāo)志物，在機(jī)體發(fā)生感染、手術(shù)或創(chuàng)傷后4～6h內(nèi)逐漸升高，8h左右增加1倍，36～50h達(dá)高峰，其半衰期較短(4～7h)。當(dāng)機(jī)體發(fā)生炎癥反應(yīng)時(shí)，CRP在血漿中的濃度會(huì)迅速升高，又因其半衰期較短，當(dāng)炎癥消失時(shí)其濃度也會(huì)隨之快速降低，并且其在臨床上的檢測(cè)費(fèi)用相對(duì)較低，已被大規(guī)模開展。但其無(wú)法區(qū)分感染性炎癥和非感染性炎癥，在創(chuàng)傷時(shí)即有顯著升高，故其對(duì)創(chuàng)傷膿毒癥的診斷價(jià)值有限，需要結(jié)合其他指標(biāo)綜合應(yīng)用[6-7]。

血漿降鈣素原(procalcitonin，PCT)現(xiàn)已被證明可作為細(xì)菌感染及膿毒癥發(fā)生的生物標(biāo)志物，當(dāng)發(fā)生細(xì)菌感染時(shí)，PCT會(huì)從甲狀腺外的全身多種細(xì)胞中釋放入血，在細(xì)菌內(nèi)毒素及各種促炎因子如腫瘤壞死因子、白細(xì)胞介素等的刺激下，在感染開始后的最初3h即可測(cè)得，6～12h可達(dá)到高峰，與傳統(tǒng)的生物標(biāo)志物相比，半衰期接近24h，且不受腎功能狀態(tài)、激素治療的影響。在細(xì)菌感染引起的膿毒癥時(shí)，PCT的敏感度和特異度均優(yōu)于CRP。PCT不僅可以用來(lái)區(qū)分細(xì)菌感染和病毒感染，甚至可以用來(lái)鑒別革蘭陽(yáng)性菌感染、革蘭陰性菌感染或真菌感染。此外動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)PCT水平有助于創(chuàng)傷后膿毒癥的早期診斷、評(píng)估嚴(yán)重程度、指導(dǎo)抗生素治療、判斷預(yù)后結(jié)果，其臨床意義已經(jīng)得到了廣泛的認(rèn)可和應(yīng)用[6,8]。

另一個(gè)是機(jī)體糖代謝產(chǎn)物血乳酸，其水平高低主要用于診斷和評(píng)估嚴(yán)重膿毒癥和膿毒癥休克。血乳酸水平與病情嚴(yán)重程度、疾病預(yù)后密切相關(guān)，是嚴(yán)重膿毒癥和膿毒癥休克患者預(yù)后的獨(dú)立影響因素之一。嚴(yán)重膿毒癥和膿毒癥休克患者液體復(fù)蘇過程中，血乳酸和乳酸清除率檢測(cè)可作為判斷預(yù)后的指標(biāo)。臨床檢測(cè)血乳酸水平主要用于監(jiān)測(cè)是否發(fā)生膿毒癥和組織低灌注程度[6]。

IL-6是由T/B淋巴細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞等多種細(xì)胞合成的糖蛋白。TNF-α和IL-1β等細(xì)胞因子或病毒或細(xì)菌成分脂多糖(LPS)等均可以誘導(dǎo)IL-6產(chǎn)生。IL-6可以誘導(dǎo)肝細(xì)胞合成CRP、纖維蛋白原、α1抗胰蛋白酶和補(bǔ)體因子等急性期反應(yīng)蛋白，促進(jìn)細(xì)胞毒性T細(xì)胞的分化以及增強(qiáng)自然殺傷細(xì)胞的活性。當(dāng)機(jī)體遭受感染或組織損傷時(shí)可以激發(fā)機(jī)體循環(huán)IL-6的釋放，并且可以在短短2h內(nèi)達(dá)到高峰，進(jìn)而參與到各種炎癥反應(yīng)和抗炎反應(yīng)中。針對(duì)IL-6在預(yù)測(cè)創(chuàng)傷膿毒癥發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)的效能方面，現(xiàn)有研究尚存在爭(zhēng)議[6]。有部分研究認(rèn)為，IL-6可以辨別易患膿毒癥的高危創(chuàng)傷傷員；而另有研究也顯示，IL-6的濃度與傷員是否發(fā)生膿毒癥并無(wú)關(guān)聯(lián)。現(xiàn)臨床IL-6檢測(cè)主要用于監(jiān)測(cè)炎癥反應(yīng)程度和創(chuàng)傷并發(fā)癥發(fā)生情況，當(dāng)創(chuàng)傷后IL-6迅速升高并迅速回歸基線提示傷病員發(fā)生并發(fā)癥風(fēng)險(xiǎn)低。盡管在感染或其他刺激后IL-6能夠快速表達(dá)，是其作為生物標(biāo)志物的突出特性，但是IL-6檢測(cè)有明顯的局限性，許多非感染因素如手術(shù)、移植排斥及多發(fā)傷等也可引起血漿IL-6升高。因此，將IL-6作為常規(guī)炎性標(biāo)志物應(yīng)用于創(chuàng)傷膿毒癥的預(yù)警診斷還需要更確切的研究佐證。

除了上述在臨床已被應(yīng)用的血漿生物標(biāo)志物外，也發(fā)現(xiàn)一些新的有望成為創(chuàng)傷膿毒癥血漿生物標(biāo)志物，如硫氧還原蛋白(Thioredoxin)[9]、白介素17(IL-17)[10]、可溶性白介素2受體α鏈(sIL-2Rα)[11]、可溶性髓系細(xì)胞觸發(fā)受體1(sTREM-1)[11]、可溶性尿激酶纖維蛋白溶酶原激活物受體(suPAR)[12]、氨基末端腦鈉肽前體(NT-proBNP)[13]、高遷移率族蛋白B1(HMGB1)[14]和可溶性脂肪酸合成酶(sFas)[15]等。然而這些研究大多局限在小樣本、單個(gè)研究人群，其敏感性和特異性有限，缺乏大樣本、多中心前瞻性研究和臨床驗(yàn)證(表1)。

表1 新發(fā)現(xiàn)的創(chuàng)傷膿毒癥血漿生物標(biāo)志物研究概況

0d表示入院24h內(nèi)

3 細(xì)胞生物標(biāo)志物

CD64作為一種高親和力免疫球蛋白Fc片段受體，正常情況下持續(xù)表達(dá)于單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞表面，而中性粒細(xì)胞表面幾乎不表達(dá)。當(dāng)感染發(fā)生時(shí)，體內(nèi)中性粒細(xì)胞活化，4～6h后其表面CD64表達(dá)逐漸升高，24h左右達(dá)到峰值。當(dāng)刺激因素去除后，中性粒細(xì)胞表面CD64在48h內(nèi)迅速下降，7d左右恢復(fù)正常水平。應(yīng)用流式細(xì)胞計(jì)數(shù)檢測(cè)CD64是常用的方法，具有簡(jiǎn)單、快速、準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)，非常適合臨床檢驗(yàn)使用，其早期診斷膿毒癥的敏感度和特異度分別為75%和86%，對(duì)細(xì)菌感染的早期診斷、評(píng)估預(yù)后及用藥療效等方面具有重要的臨床價(jià)值[16]。

人白細(xì)胞DR抗原(HLA-DR)是MHCII分子中的一員，主要表達(dá)于單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、樹突細(xì)胞和B淋巴細(xì)胞等各種抗原呈遞細(xì)胞表面。循環(huán)血中CD14+單核細(xì)胞內(nèi)HLA-DR的低表達(dá)被認(rèn)為是機(jī)體存在免疫抑制狀態(tài)的標(biāo)志。有研究證實(shí)[17-18]，CD14+單核細(xì)胞HLA-DR下降與創(chuàng)傷后免疫抑制所致的感染有關(guān)。嚴(yán)重創(chuàng)傷后單核細(xì)胞HLA-DR的低表達(dá)可以作為預(yù)測(cè)膿毒癥發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)的免疫功能指標(biāo)。

4 遺傳生物標(biāo)志物

基因不僅是機(jī)體遺傳信息的載體，也是決定生老病死等生命活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)?；蛐蛄猩系膲A基變異，即基因多態(tài)性是導(dǎo)致人類體征差異、疾病易感性、嚴(yán)重程度及預(yù)后和藥物治療反應(yīng)差異性的重要原因。創(chuàng)傷本身雖然與機(jī)體遺傳背景無(wú)關(guān)，但創(chuàng)傷引發(fā)的機(jī)體反應(yīng)，特別是決定膿毒癥和器官功能障礙發(fā)生的全身炎癥反應(yīng)，卻與遺傳背景密切關(guān)聯(lián)。個(gè)體間遺傳背景的差異性是決定創(chuàng)傷膿毒癥易患性和預(yù)后的重要因素。正因如此，近年來(lái)，人們開始從遺傳背景上探尋影響創(chuàng)傷膿毒癥風(fēng)險(xiǎn)性的基因多態(tài)性生物標(biāo)志物[19]。包括課題組在內(nèi)的創(chuàng)傷膿毒癥基因多態(tài)性研究已涉及的基因有模式識(shí)別受體(TLRs、CD14、MD2、LBP、NLRPs、MBL、FCGR、RAGE、FPR)、轉(zhuǎn)錄因子(NFKB、PPAR)、炎癥因子(IL、TNF、HMGB1)、調(diào)控分子(microRNA、ND1)等。研究逐漸發(fā)現(xiàn)了一些可能影響創(chuàng)傷膿毒癥發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)的高?；蚨鄳B(tài)性位點(diǎn)(表2)，其基因型檢測(cè)可能為創(chuàng)傷膿毒癥的早期預(yù)警診斷和開展個(gè)體化治療提供判斷依據(jù)。

表2 研究發(fā)現(xiàn)的創(chuàng)傷膿毒癥高危基因多態(tài)性位點(diǎn)研究概況

然而這些研究也存在以下局限性：(1)高危遺傳生物標(biāo)志物的評(píng)估方法大多采用與疾病風(fēng)險(xiǎn)性發(fā)生高低的關(guān)聯(lián)度OR值進(jìn)行闡述，且統(tǒng)計(jì)學(xué)界定P值不嚴(yán)格，但OR值并不能反映個(gè)體水平的風(fēng)險(xiǎn)性，還應(yīng)進(jìn)行如靈敏度、特異度等診斷實(shí)驗(yàn)方面的評(píng)估，才能說明其是否是一個(gè)合格有效的生物標(biāo)志物;(2)大多研究未制定規(guī)范化統(tǒng)一的研究設(shè)計(jì)方案，臨床研究本就影響因素較多且不易受人為控制，如在試驗(yàn)前不制定明確統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)如疾病表型的界定、研究人群的納入排除標(biāo)準(zhǔn)、臨床資料采集的代表性等，勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致選擇性偏倚和研究結(jié)果的準(zhǔn)確性;(3)研究人群個(gè)數(shù)和樣本量普遍偏小，且缺乏多中心重復(fù)驗(yàn)證，按照統(tǒng)計(jì)學(xué)要求大多數(shù)研究?jī)H有幾十至幾百例，樣本并未達(dá)到公認(rèn)的強(qiáng)度;(4)研究過程普遍缺乏質(zhì)量控制，如生物樣本采集、處理和保存的規(guī)范化，檢測(cè)方法的準(zhǔn)確性和檢測(cè)試劑的標(biāo)準(zhǔn)化，研究人群的雙/三盲性等。故這部分生物標(biāo)志物的研究仍需在嚴(yán)格規(guī)范的研究方案指導(dǎo)下進(jìn)行大樣本、多中心重復(fù)和驗(yàn)證。

5 多種生物標(biāo)志物聯(lián)合預(yù)警

創(chuàng)傷膿毒癥的發(fā)生，其機(jī)制往往涉及免疫炎癥反應(yīng)、神經(jīng)內(nèi)分泌反應(yīng)、心血管反應(yīng)、細(xì)胞代謝反應(yīng)等，是眾多因素相互作用的結(jié)果。單一生物標(biāo)志物只能反映機(jī)體某一方面的變化，對(duì)疾病的甄別作用極為有限。而多個(gè)生物標(biāo)志物聯(lián)合的創(chuàng)傷膿毒癥預(yù)警診斷研究較少[36,45,48-49]，僅有少數(shù)幾篇報(bào)道單個(gè)基因多態(tài)性組合形成的單倍型可能影響創(chuàng)傷膿毒癥發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)，如IL-10啟動(dòng)子區(qū)3個(gè)基因多態(tài)性位點(diǎn)的單倍型(-1082-819-592ATA)在小樣本人群(114例)中能夠影響創(chuàng)傷膿毒癥發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。在危重病人群[49]開展的血漿和細(xì)胞生物標(biāo)志物的組合研究提示血漿PCT、sTREM-1和中性粒細(xì)胞CD64指數(shù)的組合在膿毒癥發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)警診斷中優(yōu)于單個(gè)指標(biāo)。這也說明單個(gè)生物標(biāo)志物在復(fù)雜疾病中的預(yù)警診斷價(jià)值有限，故需要開展血漿、細(xì)胞與遺傳生物標(biāo)志物結(jié)合傷病員臨床流行病學(xué)信息的多指標(biāo)聯(lián)合的創(chuàng)傷膿毒癥早期預(yù)警診斷研究。

6 展望

若能盡早對(duì)創(chuàng)傷膿毒癥的發(fā)生進(jìn)行預(yù)測(cè)并對(duì)高危傷員進(jìn)行有針對(duì)性的早期干預(yù)可以改善傷員預(yù)后，降低傷亡率。但是采用何種方法才能更好地預(yù)測(cè)膿毒癥的發(fā)生對(duì)研究人員和臨床醫(yī)生來(lái)說仍然是一個(gè)巨大挑戰(zhàn)。盡管近年來(lái)的研究發(fā)現(xiàn)了許多用于膿毒癥預(yù)測(cè)的生物標(biāo)志物，但經(jīng)實(shí)驗(yàn)證實(shí)，可應(yīng)用于創(chuàng)傷膿毒癥預(yù)測(cè)的生物學(xué)指標(biāo)卻較少，且相關(guān)檢測(cè)費(fèi)用較大，難以在臨床進(jìn)行全面推廣和應(yīng)用。

然而，單純依靠一種生物標(biāo)志物難以實(shí)現(xiàn)快速、精準(zhǔn)的預(yù)測(cè)膿毒癥?，F(xiàn)在和將來(lái)需要做的是：(1)借助基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白組學(xué)、代謝組學(xué)及微生物組學(xué)等組學(xué)研究手技術(shù)，發(fā)現(xiàn)準(zhǔn)確性更高的創(chuàng)傷膿毒癥預(yù)警生物標(biāo)志物；(2)借助生物信息學(xué)和數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)手段，將多種生物標(biāo)志物與臨床表現(xiàn)相結(jié)合，建立快速、準(zhǔn)確且臨床適用性強(qiáng)的創(chuàng)傷膿毒癥預(yù)測(cè)模型；(3)開展前瞻性、多中心創(chuàng)傷人群驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，通過大數(shù)據(jù)分析對(duì)戰(zhàn)創(chuàng)傷感染高度可疑人群進(jìn)行預(yù)判，提高膿毒癥早期預(yù)警診斷模型的敏感度和特異度，針對(duì)高危傷病員實(shí)施及時(shí)有效的綜合性治療措施，進(jìn)一步提高創(chuàng)傷膿毒癥的救治成功率。