姬書青,趙 偉

1.貴州醫(yī)科大學，貴陽 550004；2.貴州醫(yī)科大學附屬醫(yī)院急診外科，貴陽 550004

創(chuàng)傷已經(jīng)成為45歲以下青壯年死亡的主要原因[1-2]，據(jù)世界衛(wèi)生組織(WHO)的報告顯示[3]，創(chuàng)傷造成了全球10%的死亡和16%的傷殘。在中國，每年因創(chuàng)傷死亡人數(shù)約70萬人，占我國每年死亡人數(shù)的9%，創(chuàng)傷在死亡原因中已排至第三位[4]。多發(fā)傷作為嚴重創(chuàng)傷，是指由同一致傷因素造成的兩個及以上解剖部位的創(chuàng)傷，且其中至少有一處危及生命。由于創(chuàng)傷部位組合差異，多發(fā)傷傷情危重且進展快，并發(fā)癥多，易出現(xiàn)感染和器官功能障礙，臨床病死率高[5-6]。盡管早期液體復蘇、新型抗生素應(yīng)用、重要器官功能支持等治療取得顯著進展，創(chuàng)傷即刻病死率顯著下降，但院內(nèi)感染發(fā)生率仍居高不下，而膿毒癥作為創(chuàng)傷最常見并發(fā)癥之一，是多發(fā)傷患者院內(nèi)死亡的主要原因[7-8]。因此，對多發(fā)傷患者進行早期評估預測膿毒癥的發(fā)生風險，并對篩選出的高危患者及早干預治療，將有助于降低膿毒癥的發(fā)生率和改善患者預后。

當前，生物標志物是針對創(chuàng)傷后膿毒癥早期預警的重要手段之一[9]。近年來，隨著多發(fā)傷后膿毒癥預警診斷標志物的深入研究，大量新型的生物標志物被報道可應(yīng)用于創(chuàng)傷后膿毒癥的早期預測，但由于這些標志物缺乏較高的靈敏度或特異度，單獨應(yīng)用時診斷價值有限。目前多種生物標志物聯(lián)合應(yīng)用是創(chuàng)傷后膿毒癥研究的熱點及新方向。本文將對已研究的創(chuàng)傷后膿毒癥預警生物標志物進展進行綜述，以期為多發(fā)傷后膿毒癥早期預測診斷提供應(yīng)用參考。

1 急性期反應(yīng)蛋白

1.1C-反應(yīng)蛋白(CRP) CRP是由肝臟產(chǎn)生的一種非特異性急性時相反應(yīng)蛋白，它通過在C1q復合物的補體激活中發(fā)揮作用；當發(fā)生炎癥和感染時，CRP在2h內(nèi)升高，并在48h內(nèi)達到峰值，是臨床廣泛應(yīng)用的炎癥反應(yīng)評價指標[10]。文大林等[11]研究顯示，CRP對創(chuàng)傷患者膿毒癥預警的曲線下面積(AUC)、靈敏度及特異度分別為0.766、44.55%和98.40%，說明血清CRP水平對創(chuàng)傷膿毒癥發(fā)生風險有一定的預警價值，但其靈敏度有限。同時，由于CRP無法區(qū)分非感染性炎癥和感染性炎癥，在創(chuàng)傷時即有明顯升高，因此它對創(chuàng)傷后膿毒癥的診斷價值有限，需要聯(lián)合其他指標提升預警效能[8,12]。

1.2降鈣素原(PCT) PCT是由甲狀腺濾泡旁C細胞生成和分泌的一種無激素活性糖蛋白，健康機體PCT水平處于極低狀態(tài)(<0.1ng/mL)，而在急性炎癥反應(yīng)時，其水平可在2～6h內(nèi)迅速升高，并在6～24h達高峰。目前，PCT已成為膿毒癥診斷中常用的生物標志物。近年來，國內(nèi)外研究顯示，PCT水平與創(chuàng)傷后膿毒癥發(fā)生風險也存在相關(guān)性，對創(chuàng)傷后膿毒癥的早期預警有一定價值[13]。一項回顧性分析顯示[14]，在預測創(chuàng)傷膿毒癥發(fā)生風險中，當PCT臨界值為0.47ng/mL時，診斷靈敏度為92.3%，特異度為68.7%。同時，動態(tài)監(jiān)測PCT水平有助于創(chuàng)傷后膿毒癥的早期診斷、評估病情[15]、判斷預后[16]和指導抗生素應(yīng)用[17]等。但也有研究指出，PCT水平和序貫器官衰竭評分(SOFA)、患者住院時間和病死率等方面沒有較好的相關(guān)性，作為膿毒癥診斷和預后的預測指標尚有不足，仍需結(jié)合其他指標綜合應(yīng)用[18-20]。

2 細胞因子及其趨化因子

2.1白細胞介素-6(IL-6) IL-6是多效細胞因子，由T/B淋巴細胞、內(nèi)皮細胞等多種細胞合成、釋放。它不僅對炎癥細胞和血管內(nèi)皮細胞有直接激活和毒性作用，還可誘導肝細胞合成急性期反應(yīng)蛋白。當機體組織損傷和感染時，IL-6可迅速升高，并在2h內(nèi)達到高峰，其水平可反映機體炎癥和疾病嚴重程度。趙智剛等[21]研究發(fā)現(xiàn)，創(chuàng)傷患者血清IL-6水平在入院第1、4、7天時膿毒癥組明顯高于非膿毒癥組，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)，證實IL-6水平在膿毒癥的發(fā)生風險中有一定的預警效能。還有研究報道[22]，IL-6對嚴重創(chuàng)傷并發(fā)膿毒癥的預后有較好的預測價值，ROC曲線顯示IL-6的AUC=0.62(0.45～0.92)。此外，動態(tài)監(jiān)測IL-6水平也可用于評價抗生素治療效果[23]。盡管當前研究顯示IL-6在創(chuàng)傷后膿毒癥患者的早期監(jiān)測中有重要作用，而將其作為嚴重創(chuàng)傷患者并發(fā)膿毒癥的早期預測標志物，仍需要大樣本、多中心的研究佐證。

2.2白細胞介素-17(IL-17) IL-17是CD4+ T輔助細胞17(Th17)釋放的標志性細胞因子，其表達受轉(zhuǎn)錄因子RAR相關(guān)的孤兒受體γ(RORγt)控制；它通過介導下游途徑誘導炎癥因子、趨化因子、抗菌肽(AMP)和重塑蛋白的產(chǎn)生。IL-17A在各種傳染病、炎性和自身免疫性疾病中起著關(guān)鍵作用，最近研究表明，IL-17A也是膿毒癥中的生物標志物和治療靶標[24-25]。Ahmed等[26]在一項前瞻性隊列研究中，通過對100例多發(fā)傷患者血清IL-17、IL-6及TNF-α的比較中發(fā)現(xiàn)，IL-17是唯一和膿毒癥顯著相關(guān)的生物標志物(膿毒癥的血清IL-17中位數(shù)為72pg/mL，非膿毒癥的IL-17中位數(shù)為37pg/mL，P=0.0001，調(diào)整后OR=3.2)。因此，血清IL-17水平的升高會增加多發(fā)傷患者感染并發(fā)癥的易感性，是創(chuàng)傷后膿毒癥早期預警的一種潛在生物標志物。

2.3高遷移率族蛋白B1(HMGB1) HMGB1是一種非組蛋白DNA結(jié)合蛋白，它在細胞核中調(diào)控DNA的轉(zhuǎn)錄、復制、修復和核小體的形成，在細胞外則具有細胞因子及趨化因子等生物學特性。當前，HMGB1已被證實是系統(tǒng)性炎癥中重要的促炎細胞因子，在包括創(chuàng)傷、膿毒癥及多器官功能障礙綜合征的患者中表達均有升高，被認為是一種膿毒癥早期診斷的潛在生物標志物[27-29]。一項將HMGB1作為預測創(chuàng)傷后膿毒癥的前瞻性隊列研究顯示[30]：嚴重胸部創(chuàng)傷患者血清HMGB1顯著升高，在創(chuàng)傷后第3、5、7天與非膿毒癥和非多器官功能障礙綜合征(MODS)相比，膿毒癥和MODS組患者血清HMGB1水平差異均有統(tǒng)計學意義；多元回歸分析顯示HMGB1水平是嚴重創(chuàng)傷患者并發(fā)膿毒癥和MODS的獨立危險因素[95%CI:1.89(1.25～2.91)，1.78(1.03～2.87)]。曾方政等[31]研究發(fā)現(xiàn)，動態(tài)監(jiān)測創(chuàng)傷患者血清HMGB1水平對疾病危重程度和預后風險具有顯著的臨床意義，當創(chuàng)傷后第5天HMGB1表達量>8.43ng/mL、第7天表達量>7.11 ng/mL時具有良好的預測意義。

3 細胞表面標志物

3.1可溶性髓樣細胞觸發(fā)受體-1(sTREM-1) TREM-1是中性粒細胞和單核細胞上選擇性表達的免疫球蛋白家族成員，在非感染性炎癥中TREM-1低表達，而在細菌和真菌感染時TREM-1的表達顯著上調(diào)。sTREM-1是分泌型TREM-1的亞型，由細胞表面脫落并釋放到血液等體液中，其水平升高有助于膿毒癥的診斷[32]。Chang等[33]在2020年發(fā)表的Meta分析發(fā)現(xiàn)，血清sTREM-1水平對膿毒癥具有中等診斷價值，該分析納入19項研究，共2 418例患者，合并的靈敏度和特異度分別為0.82(95%CI：0.73～0.89)和0.81(95%CI：0.75～0.86)。還有研究顯示[34]，當sTREM-1對膿毒癥診斷的截斷值為125.00pg/mL時，其靈敏度和特異度分別為86%和87%，診斷效能優(yōu)于PCT和CRP。此外，還有研究表明：在多發(fā)傷患者中，血清sTREM-1水平和膿毒癥的發(fā)生密切相關(guān)，可作為創(chuàng)傷后膿毒癥的早期預警標志物[35-36]。

3.2可溶性CD14亞型(Presepsin) 可溶性CD14亞型(sCD14-ST)又稱為Presepsin，是脂多糖-脂多糖結(jié)合蛋白(LPS-LBP)的特異性受體，屬于單核細胞和巨噬細胞表面表達的一種多功能糖蛋白。Presepsin由LPS-LBP-CD14復合物從細胞膜CD14脫落釋放，并經(jīng)組織蛋白酶D等裂解后產(chǎn)生。正常情況下sCD14-ST水平很低，當感染發(fā)生時，Presepsin可在2h內(nèi)特異性增加，3h達到峰值，4～8h下降。目前研究認為，Presepsin是膿毒癥早期診斷、預后評估敏感且特異的生物標志物[37-39]。Chen和Zhu[34]研究顯示，當Presepsin診斷膿毒癥的橫截值為1025.00pg/mL時，其診斷靈敏度為85%，特異度為83%，AUC為0.910，高于PCT和CRP。Koch等[40]研究發(fā)現(xiàn)，創(chuàng)傷早期的感染和創(chuàng)傷后1周內(nèi)的延遲免疫反應(yīng)均不影響Presepsin水平，因此在早期診斷創(chuàng)傷后膿毒癥中它是一種很有前途的生物標志物。但Presepsin在創(chuàng)傷后膿毒癥早期診斷是否仍具有較好的靈敏度和特異度，還需進行大樣本、多中心前瞻性研究和臨床驗證。

3.3可溶性尿激酶型纖溶酶原激活物受體(suPAR) 尿激酶型纖溶酶原激活物受體(uPAR)是一種糖基磷脂酰肌醇錨定蛋白，主要在單核巨噬細胞、中性粒細胞和活化T淋巴細胞上表達，它通過結(jié)合尿激酶、整合素、低密度脂蛋白受體等多種配體參與細胞遷移黏附、免疫活化、信號轉(zhuǎn)導、組織損傷修復等病理生理過程[41]。在生理條件下，uPAR水平較低，當機體受到炎癥刺激時，uPAR表達迅速上調(diào)，并經(jīng)蛋白酶水解后形成suPAR。膿毒癥患者suPAR水平明顯高于非膿毒癥組，已被證實是膿毒癥診斷的有效生物標志物[42-43]。Pregernig等[44]在2019年發(fā)表的Meta分析發(fā)現(xiàn)，suPAR在膿毒癥存活患者中顯著低于死亡患者，最佳臨界值為5.2ng/mL(95%CI： 4.5～6.0)，表明suPAR對膿毒癥患者不良預后有較好的評估價值。Huang等[45]在2020年發(fā)表的另一項Meta分析顯示，suPAR是用于膿毒癥早期診斷和評判預后可靠的生物標志物，其中納入30項研究共6 906例患者，suPAR診斷膿毒癥的靈敏度為0.76，特異度為0.78，AUC為0.83；而在預測病死率的合并靈敏度、特異度及AUC分別為0.74、0.70、0.78；同時，該Meta分析還發(fā)現(xiàn)，suPAR不僅和PCT具有相似的臨床指導價值，還具有更高的特異度。而在早前的研究中也發(fā)現(xiàn)，suPAR可以預測多發(fā)傷后的病程，是預測多發(fā)傷后膿毒癥和多器官功能障礙發(fā)生風險的生物標志物[46]。

4 遺傳生物標志物

4.1表觀遺傳學標志物 表觀遺傳機制在調(diào)節(jié)炎癥和其他免疫過程中的作用越來越明顯，最新證據(jù)表明，隨著膿毒癥的發(fā)生和進展，表觀遺傳機制受到廣泛的干擾，尤其是在內(nèi)皮功能障礙和免疫抑制中發(fā)揮了重要作用。表觀遺傳機制包括DNAm、組蛋白修飾(乙?；⒘姿峄?、甲基化等)和非編碼RNA，表觀遺傳修飾的重編輯性質(zhì)與表觀遺傳酶對抑制劑治療的反應(yīng)性也為膿毒癥治療提供了具有巨大潛力的途徑[47]。

DNAm是免疫系統(tǒng)的重要調(diào)節(jié)劑，它可能通過造血祖細胞的表觀遺傳重編程驅(qū)動膿毒癥的免疫抑制[48]。Lorente-Sorolla等[49]研究發(fā)現(xiàn)，膿毒癥患者中單核細胞異常的DNAm和IL-6、IL-10水平及SOFA評分相關(guān)。Binnie等[50]和Lorente-Pozo等[51]的研究均表明DNAm可以作為膿毒癥的標志物。

循環(huán)游離細胞DNA(cf-DNA)是細胞壞死、凋亡后產(chǎn)生的無細胞狀態(tài)的胞外DNA片段，主要包括線粒體DNA(mtDNA)和核DNA兩種類型。近年來，cf-DNA已成為膿毒癥研究中備受關(guān)注的生物標志物。孟強等[52]研究發(fā)現(xiàn)，膿毒癥患者cf-DNA濃度顯著高于非膿毒癥患者，其水平和病情嚴重程度和病死率密切相關(guān)，對膿毒癥的臨床診斷和預后評估有較大價值。同時，Yan等[53]研究顯示，膿毒癥組的血漿mtDNA水平明顯高于非膿毒癥組，ROC曲線分析提示mtDNA的AUC為0.726，靈敏度和特異度分別為88.5%和53.6%，mtDNA是膿毒癥診斷和預后的合適生物標志物。進一步深入研究cf-DNA釋放機制和其在細胞外環(huán)境中的功能可能會為預防膿毒癥進展及多器官功能障礙提供新的策略。

微小RNA(MicroRNA)是一類由20～25個核苷酸組成的內(nèi)源性非編碼RNA，它主要通過影響功能基因的表達，在炎癥反應(yīng)、免疫細胞分化與凋亡、免疫抑制等方面調(diào)控膿毒癥的發(fā)生及進展[54]。當前研究已證實循環(huán)MicroRNA可以作為膿毒癥診斷和預后評估的生物標志物[55]。同時，也有研究表明，MicroRNA-146a、MicroRNA-150、MicroRNA-233、MicroRNA-486、MicroRNA-182、MicroRNA-340、MicroRNA-324-3p、MicroRNA-16、MicroRNA-210、MicroRNA-15b、MicroRNA-484、MicroRNA-486-5p等在多發(fā)傷后膿毒癥患者中的表達發(fā)生顯著變化，可以作為創(chuàng)傷后膿毒癥診斷和預后的生物標志物[56]。然而，由于MicorRNA在檢測中缺乏標準化的樣本收集和數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析等，尚未在臨床應(yīng)用。如果未來能尋找到更加優(yōu)化的檢測手段，MicorRNA用于診斷、評估和優(yōu)化創(chuàng)傷膿毒癥治療中將會是一個很好的生物標志物。

4.2基因多態(tài)性 基因多態(tài)性是機體對疾病易感性、疾病表型和藥物治療反應(yīng)差異性的原因之一。創(chuàng)傷雖與機體遺傳背景無關(guān)，但由創(chuàng)傷誘發(fā)的機體反應(yīng)，尤其是決定膿毒癥和多器官功能障礙的炎癥級聯(lián)反應(yīng)卻和遺傳因素十分密切。當前涉及到的與創(chuàng)傷后膿毒癥易感性的基因多態(tài)性主要有腫瘤壞死因子(TNF)、IL、HMGB1、Toll樣受體(Toll)、脂多糖結(jié)合蛋白(LBP)、糖基磷脂酰肌醇錨定蛋白(CD14)、髓樣分化蛋白2(MD2)、糖基化終末產(chǎn)物受體(RAGE)、核苷酸結(jié)合寡聚化結(jié)構(gòu)域樣受體(NLR)、糖皮質(zhì)激素受體(GR)等[8]。近期一項涉及172個膿毒癥易患性基因的405個基因多態(tài)性位點的Meta分析顯示，這些基因多態(tài)性位點主要位于內(nèi)含子區(qū)(36.79%)、外顯子區(qū)(27.90%)、啟動子區(qū)(20.49%)等基因的上游，其中位于外顯子區(qū)的單核苷酸多態(tài)性位點(SNP)主要分為錯譯突變和同義編碼突變；分析進一步指出，大多數(shù)基因多態(tài)性位點主要位于6號染色體[57]。Vivas等[58]報道稱IL-10-1082G/A多態(tài)性的AA基因型患者發(fā)生膿毒癥的風險明顯增加(OR=4.8，95%CI=1.652～13.944；P=0.002)，這與既往研究結(jié)果一致。盡管國內(nèi)外關(guān)于創(chuàng)傷后膿毒癥易感基因多態(tài)性的研究日漸增多，但這些研究大都存在著樣本量較小、研究人群較單一等局限性，未來仍需在多中心、大樣本的人群中進行重復和驗證研究結(jié)果準確性[59]。

5 其他相關(guān)生物標志物

除上述已介紹的生物標志物外，當前還報道了血管內(nèi)皮損傷相關(guān)標志[可溶性血管內(nèi)皮生長因子受體-2(sVEGFR-2)[60]、多配體蛋白聚糖-1(Syndecan-1)[61]、中區(qū)域腎上腺髓質(zhì)素原(MR-proADM)[62]]、凝血相關(guān)標志物[活化部分凝血酶原時間(APTT)[63]、抗凝血酶Ⅲ(AT-Ⅲ)[64]]、免疫生物標志物[調(diào)節(jié)性T細胞(Treg)[65]、B/T淋巴細胞衰減因子(BTLA)[66]]等與膿毒癥早期診斷相關(guān)，是創(chuàng)傷后膿毒癥的潛在生物標志物。同時也發(fā)現(xiàn)一些新的有望成為創(chuàng)傷后膿毒癥的潛在預測生物標志物，如泛酰巰基乙胺酶(Vanin-1)[67]、可溶性纖維蛋白2(sFGL2)[68]、胰腺結(jié)石蛋白(PSP)[69]等。然而這些研究大多數(shù)當前仍缺乏大樣本、多中心的驗證(表1)。

表1 創(chuàng)傷膿毒癥其他相關(guān)生物標志物研究概況

6 多種生物標志物聯(lián)合

創(chuàng)傷膿毒癥的發(fā)生是多種炎癥介質(zhì)、細胞因子、神經(jīng)遞質(zhì)和激素等效應(yīng)分子共同作用下的綜合性病理生理過程，這也導致創(chuàng)傷膿毒癥潛在的生物標志物種類極多，而成功的生物標志物應(yīng)當具有“高靈敏度、特異度及便于檢測等”條件，但目前發(fā)現(xiàn)多數(shù)生物標志物在臨床診斷膿毒癥中未能展現(xiàn)足夠的準確性。先前的研究發(fā)現(xiàn)，標志物組合有利于提高膿毒癥診斷和預后預測的準確性。此外，Logistic回歸模型聯(lián)合多指標建立新的預測因子在腫瘤、心血管疾病等領(lǐng)域的診斷得到廣泛應(yīng)用，這也為膿毒癥的早期預警提供了新的思路。在創(chuàng)傷后膿毒癥早期預警相關(guān)研究中，多因素聯(lián)合使用均優(yōu)于單獨指標的診斷效能，但在聯(lián)合指標的應(yīng)用研究中，大多數(shù)局限于單中心、小樣本，其預警效能受一定限制，當前仍需大樣本、多中心的驗證(表2)。

表2 多因素創(chuàng)傷后膿毒癥早期預警模型研究概況

7 展望

目前多發(fā)傷后膿毒癥的早期診斷仍面臨著巨大的挑戰(zhàn)，雖然大量新型生物標志物被發(fā)現(xiàn)可用于創(chuàng)傷后膿毒癥的診斷，但在臨床實踐中，這些生物標志物仍存在診斷效能不高或檢測復雜等不足，很難在臨床廣泛應(yīng)用。此外，單一的生物標志物很難對膿毒癥作出高效且精準的預警及預后預測。目前研究發(fā)現(xiàn)，多指標生物標志物聯(lián)合應(yīng)用可在多發(fā)傷后膿毒癥的早期診斷中取得較好的預警價值，并且聯(lián)合預測指標的診斷效能優(yōu)于單一生物標志物。當前聯(lián)合預測納入的協(xié)變量大多集中于患者的人口基線信息、生化指標及創(chuàng)傷嚴重度評分等方面，且多為回顧性研究，在創(chuàng)傷人群適用性有待進一步的驗證與提升。因此，多指標生物標志物作為當前和未來一段時間內(nèi)應(yīng)用和研究的熱點，下一步需要挖掘更多的有效生物標志物，同時可以擬合患者自身遺傳因素等極具特征性的標志物構(gòu)建創(chuàng)傷后膿毒癥多指標聯(lián)合預警模型，以提升預測診斷的靈敏度和特異度等。同時，還需開展多中心、大樣本、前瞻性的外部驗證試驗，并進一步調(diào)整和優(yōu)化聯(lián)合預警模型?；诖髷?shù)據(jù)分析篩選出多發(fā)傷等嚴重創(chuàng)傷后并發(fā)膿毒癥的高?；颊?，及時進行精準干預，改善患者預后。