樊柳汝， 李金蘭， 李筱妍

膿毒癥是宿主對(duì)感染反應(yīng)失調(diào)而導(dǎo)致的危及生命的器官功能障礙[1]。研究[2]顯示,膿毒癥的病死率為22%～55%，雖然近年來逐漸下降，但是其發(fā)病率正在以更快的速度增加，因此膿毒癥的早期識(shí)別和診斷對(duì)疾病治療和預(yù)后有著重要意義。膿毒癥最新指南提出了快速序貫器官衰竭評(píng)分(qSOFA)的概念，以預(yù)測(cè)感染患者的不良結(jié)局。但有研究[3]表明，qSOFA評(píng)分對(duì)早期風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估具有高度特異性，但敏感性較差，可能會(huì)導(dǎo)致對(duì)部分患者延遲開始適當(dāng)?shù)墓芾怼Ｄ壳叭匀狈τ行У呐R床及實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)來判別膿毒癥，故積極尋找高度特異性及敏感性的指標(biāo)對(duì)于膿毒癥的早期識(shí)別、盡早干預(yù)及改善預(yù)后至關(guān)重要。為此，研究者分析總結(jié)了降鈣素原(PCT)、抑癌蛋白M(OSM)、白細(xì)胞介素(IL)-26、IL-17P、IL-37、巨噬細(xì)胞凋亡抑制蛋白(AIM/CD5L)、生化分化因子-15(GDF-15)等生物標(biāo)志物在膿毒癥發(fā)生、發(fā)展中的研究進(jìn)展。

1 PCT

PCT是一種由116個(gè)氨基酸組成的蛋白質(zhì)，分子量為13 kDa，由甲狀腺C細(xì)胞產(chǎn)生和分泌的降鈣素前體物質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)被蛋白水解酶裂解為活性激素[4]。既往有研究[5]提示，PCT可作為膿毒癥的生物標(biāo)志物，其水平升高通常早于C反應(yīng)蛋白(CRP)，并且在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到峰值。PCT有助于膿毒癥的早期識(shí)別以及監(jiān)測(cè)抗菌藥物的治療效果。它的連續(xù)測(cè)量已經(jīng)作為一種有效監(jiān)測(cè)生物標(biāo)志物，以指導(dǎo)抗菌藥物的正確使用，并且它也被證明與微生物侵襲程度和疾病嚴(yán)重程度相關(guān)[6]。事實(shí)上，PCT可以作為抗菌管理的有用工具，其使用可以明顯減少不必要的抗菌藥物應(yīng)用，但在診斷侵襲性細(xì)菌感染及其嚴(yán)重程度評(píng)估中，PCT水平并不是最佳的，由于膿毒癥病程中可能的并發(fā)癥以及區(qū)分感染與非感染性疾病的挑戰(zhàn)，不可能僅靠PCT就可以鑒別是否為細(xì)菌感染[7]。PCT可能是早期識(shí)別膿毒癥的一個(gè)有用指標(biāo)，但它不能被推薦作為膿毒癥診斷的單一生物標(biāo)志物，醫(yī)學(xué)工作者在實(shí)際工作中必須結(jié)合患者臨床特征和微生物學(xué)評(píng)估來明確診斷。

2 OSM

OSM是IL-6細(xì)胞因子家族的成員，最初被認(rèn)為具有抑制腫瘤細(xì)胞增殖的獨(dú)特活性[8]。但越來越多研究表明，OSM在炎癥、造血等方面表現(xiàn)出許多獨(dú)特的生物活性，這里只討論OSM在炎癥及膿毒癥方面的研究。OSM具有兩種功能性受體，其中Ⅱ型OSM受體由gp130和OSM特異性受體亞單位組成，人類OSM通過Ⅱ型受體表現(xiàn)出其特異性反應(yīng)。OSM由活化的T細(xì)胞和單核細(xì)胞分泌，在炎癥反應(yīng)中發(fā)揮作用，不僅直接調(diào)節(jié)炎癥，還通過產(chǎn)生其他細(xì)胞因子及其受體間接調(diào)節(jié)炎癥[9]。OSM能夠改變其他細(xì)胞因子反應(yīng)，并可以激活內(nèi)皮細(xì)胞上調(diào)細(xì)胞間黏附分子-1(ICAM-1)、血管內(nèi)皮黏附分子-1(VCAM-1)、P-選擇素、E-選擇素、趨化因子配體2(CCL2)，最終促進(jìn)白細(xì)胞募集[10]。有學(xué)者[10-13]已經(jīng)證明，OSM在患有各種炎癥性疾病的患者中表達(dá)上調(diào)，包括炎癥性腸病(IBD)、過敏性哮喘、慢性鼻-鼻竇炎或肝細(xì)胞癌，但在膿毒癥方面鮮有相關(guān)報(bào)道。最近一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，膿毒癥患者血清OSM水平明顯升高，且OSM水平與膿毒癥疾病嚴(yán)重程度密切相關(guān)，重癥監(jiān)護(hù)病房(ICU)入院當(dāng)天的血清OSM水平與膿毒癥患者28 d病死率相關(guān)。進(jìn)一步動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明，利用抗OSM抗體中和OSM活性可以降低異常炎癥反應(yīng)和組織損傷，從而改善膿毒癥動(dòng)物的預(yù)后[14]。換言之，OSM可能作為一種新的生物標(biāo)志物，用于識(shí)別具有較高死亡風(fēng)險(xiǎn)的膿毒癥患者，OSM可能是膿毒癥潛在的預(yù)后生物標(biāo)志物和治療靶點(diǎn)。但OSM能否作為膿毒癥早期識(shí)別及預(yù)后判斷的精準(zhǔn)生物標(biāo)志物，目前仍缺乏有力的證據(jù)支持，尚需大量實(shí)驗(yàn)和臨床研究去探討OSM在膿毒癥發(fā)生、發(fā)展中所扮演的角色。

3 IL-26

IL-26是IL-10細(xì)胞因子家族的成員，是一種分泌型蛋白質(zhì)，含有大量的正電荷氨基酸，具有強(qiáng)大的肝素結(jié)合活性[15]。IL-26通常由活化的T細(xì)胞，特別是輔助性T細(xì)胞(Th)表達(dá)[16]。IL-26誘導(dǎo)單核細(xì)胞產(chǎn)生IL-1β、IL-6和腫瘤壞死因子(TNF)-α，上調(diào)單核細(xì)胞編碼IL-19、IL-20和IL-24基因的表達(dá)，IL-26還誘導(dǎo)單核細(xì)胞表達(dá)許多參與先天和適應(yīng)性免疫細(xì)胞募集的趨化因子[17]。IL-26是炎癥的主要調(diào)節(jié)因子，是炎癥級(jí)聯(lián)反應(yīng)上游的炎癥介質(zhì)。有研究[18]表明，在與細(xì)胞死亡和組織破壞相關(guān)的慢性和嚴(yán)重性炎癥的背景下，IL-26的促炎活性可能依賴于其與細(xì)胞外脫氧核糖核酸形成復(fù)合物的能力，這一特性在與組織損傷相關(guān)的慢性炎癥期間最為重要，這種獨(dú)特的特性將IL-26確定為慢性炎癥的主要驅(qū)動(dòng)因素。同時(shí), IL-26也顯示出抗菌特性，這主要?dú)w功于它與腺苷酸的特殊結(jié)構(gòu)相似性。最近一項(xiàng)研究[19]發(fā)現(xiàn)，IL-26可能在膿毒癥患者風(fēng)險(xiǎn)分層和預(yù)后評(píng)估方面具有潛在價(jià)值。該研究發(fā)現(xiàn)，入住ICU當(dāng)天的膿毒癥患者IL-26水平明顯高于ICU對(duì)照組和健康志愿者，血清IL-26水平與膿毒癥嚴(yán)重程度密切相關(guān)，入住ICU當(dāng)天高血清IL-26水平與膿毒癥患者28 d病死率相關(guān)，且IL-26被發(fā)現(xiàn)是膿毒癥患者28 d病死率的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子。同時(shí)有動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明，重組人IL-26能夠增強(qiáng)膿毒癥小鼠清除細(xì)菌的能力，然而重組人IL-26誘導(dǎo)的這種抗菌防御能力并不能增加膿毒癥小鼠存活率。分析其原因可能是因?yàn)镮L-26增強(qiáng)了宿主抗菌反應(yīng)，但并不能降低失調(diào)的炎癥反應(yīng)，因此，需要進(jìn)一步的研究來探索IL-26在膿毒癥發(fā)生、發(fā)展中所發(fā)揮的作用。

4 IL-17D

IL-17D是IL-17家族成員，由202個(gè)氨基酸組成，在骨骼肌、大腦、脂肪組織、心臟、肺和胰腺中高度表達(dá)[20]。IL-17D是細(xì)菌和病毒感染時(shí)的關(guān)鍵細(xì)胞因子，調(diào)節(jié)針對(duì)感染的保護(hù)性免疫。在感染發(fā)生時(shí)，IL-17D通過抑制樹突狀細(xì)胞的表達(dá)，來降低對(duì)CD8+T細(xì)胞的激活[21]。IL-17D在非免疫細(xì)胞中廣泛表達(dá)，通過誘導(dǎo)趨化因子CCL2表達(dá)和自然殺傷細(xì)胞的募集，在抗腫瘤和抗病毒免疫中發(fā)揮作用[22]。但其在膿毒癥中發(fā)揮的作用仍然缺乏相關(guān)研究。近期有研究[23]發(fā)現(xiàn)，ICU入院當(dāng)天膿毒癥患者的血清IL-17D水平明顯升高，其水平與膿毒癥的嚴(yán)重程度以及28 d病死率相關(guān)。此外，在膿毒癥小鼠模型研究中發(fā)現(xiàn)，IL-17D抗體對(duì)嚴(yán)重膿毒癥具有保護(hù)作用，分析其機(jī)制可能是IL-17D介導(dǎo)了細(xì)菌感染后巨噬細(xì)胞核轉(zhuǎn)錄因子(NF)-κB活化的下調(diào)，通過抑制巨噬細(xì)胞吞噬作用，從而降低對(duì)感染的控制。這不僅揭示了以往未知的IL-17D在膿毒癥中的作用機(jī)制，也提出了一種新的治療膿毒癥的方法，為今后研究IL-17D在膿毒癥中更廣泛的作用提供了新思路。

5 IL-37

IL-37是IL-1家族中IL-18亞家族的成員，與固有免疫反應(yīng)密切相關(guān)[24]。IL-37是固有免疫反應(yīng)的天然抑制劑。有研究[25]發(fā)現(xiàn)，IL-37在巨噬細(xì)胞或上皮細(xì)胞中的表達(dá)幾乎完全抑制了促炎細(xì)胞因子，但不抑制抗炎細(xì)胞因子。IL-37的主要作用是通過固有和適應(yīng)性免疫反應(yīng)中的負(fù)反饋機(jī)制減少過度炎癥[26]。IL-37在巨噬細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞和外周血單核細(xì)胞中表達(dá)，與IL-1R8、IL-18Rα形成三重復(fù)合物。這種三重配體復(fù)合物通過增加信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子3(STAT3)和人第10號(hào)染色體磷酸酶(PTEN)活性以及抑制NF-κB，從而抑制炎癥，STAT3活性的增加，促進(jìn)巨噬細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞從促炎狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榭寡缀湍褪軤顟B(tài)[27]。由于其抗炎特性，IL-37被認(rèn)為是固有免疫和適應(yīng)性免疫的關(guān)鍵調(diào)節(jié)劑。近年來，IL-37已被證明是各種疾病的潛在治療靶點(diǎn)，包括自身免疫性疾病、肥胖癥、心血管疾病、慢性炎癥和艾滋病等[28]。此外，還有研究發(fā)現(xiàn)，IL-37可以明顯上調(diào)CD4+CD25+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞中細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞相關(guān)蛋白4(CTLA-4)和轉(zhuǎn)錄因子叉頭蛋白P3(Foxp3)的表達(dá)，增強(qiáng)CD4+CD25+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β(TGF-β)的產(chǎn)生，誘導(dǎo)Th2細(xì)胞極化，從而增強(qiáng)CD4+CD25+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的抑炎活性。在內(nèi)毒素血癥小鼠模型中，用IL-37預(yù)處理降低了循環(huán)和器官細(xì)胞因子水平，可以改善膿毒癥小鼠的預(yù)后[29]。但是，另有研究發(fā)現(xiàn)，膿毒癥患者入住ICU當(dāng)天的IL-37水平是28 d病死率的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子，高血清IL-37水平(≥107.05 pg/mL)的膿毒癥患者死亡風(fēng)險(xiǎn)是低血清IL-37水平的膿毒癥患者的4.6倍。膿毒癥死亡患者的IL-37水平明顯高于存活者，IL-37可以作為膿毒癥患者死亡風(fēng)險(xiǎn)的生物標(biāo)志物[30]。以上關(guān)于IL-37在膿毒癥方面的研究似乎提示相反的研究結(jié)果，但考慮到IL-37增強(qiáng)CD4+CD25+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的抑炎活性僅限于細(xì)胞水平和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，并沒有進(jìn)一步開展相關(guān)的臨床研究，而IL-37可以作為膿毒癥患者死亡風(fēng)險(xiǎn)的生物標(biāo)志物的研究?jī)H限于臨床研究，尚缺乏相關(guān)的基礎(chǔ)研究數(shù)據(jù)。因此，IL-37在膿毒癥中的作用及機(jī)制尚需進(jìn)一步探討。

6 AIM/CD5L

AIM/CD5L是一種屬于富半胱氨酸清除劑受體(SRCR)超家族的可溶性蛋白，主要由淋巴組織和炎癥組織中的巨噬細(xì)胞表達(dá)[31]。AIM/CD5L對(duì)巨噬細(xì)胞、T淋巴細(xì)胞和自然殺傷細(xì)胞(NK)具有凋亡抑制功能，并對(duì)抗促凋亡刺激。有研究認(rèn)為, AIM/CD5L在細(xì)菌感染、炎癥性腸病等疾病中發(fā)揮促炎作用。此外，AIM/CD5L可以作為非炎癥病理狀態(tài)和炎癥病理狀態(tài)之間的分子開關(guān)發(fā)揮作用[32]。關(guān)于AIM/CD5L在膿毒癥中的作用，有研究[33]認(rèn)為，AIM/CD5L干擾了膿毒癥時(shí)宿主的穩(wěn)態(tài)，包括持續(xù)炎癥和免疫抑制，誘導(dǎo)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物膿毒癥后，AIM/CD5L的產(chǎn)生增加，分析其機(jī)制可能是由于通過增加炎癥介質(zhì)的產(chǎn)生和白細(xì)胞的浸潤(rùn)而介導(dǎo)的炎癥放大；也可能是由于通過增強(qiáng)抗炎因子IL-10的釋放，促進(jìn)膿毒癥病程后期的細(xì)菌感染。另有研究[34]表明，膿毒癥時(shí)血清AIM/CD5L水平持續(xù)穩(wěn)定升高，ICU入院當(dāng)天AIM/CD5L水平在預(yù)測(cè)患者28 d病死率方面優(yōu)于序貫器官衰竭評(píng)分(SOFA)、PCT、CRP、乳酸(Lac)和IL-27等指標(biāo)。目前, 關(guān)于AIM/CD5L在膿毒癥中的研究有限，有研究表明，AIM/CD5L似乎可以作為膿毒癥患者死亡風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)的生物標(biāo)志物，而靶向AIM/CD5L的藥物有可能成為提高膿毒癥患者生存率新的治療策略。

7 GDF-15

GDF-15是一種應(yīng)激反應(yīng)細(xì)胞因子，是TGF-β超家族的成員，其表達(dá)和血清水平會(huì)隨著細(xì)胞應(yīng)激增加而升高[35-36]。作為炎癥和應(yīng)激誘導(dǎo)的細(xì)胞因子，GDF-15通常在組織損傷時(shí)表達(dá)增加，通過干擾趨化因子信號(hào)和β2整合素/淋巴細(xì)胞功能相關(guān)抗原1 (LFA-1)的激活，降低促炎細(xì)胞募集，限制炎癥引起的損傷，保持組織完整性[37]。已有研究證實(shí), 循環(huán)中的GDF-15水平在心肺疾病中具有預(yù)測(cè)預(yù)后的重要價(jià)值。有研究[38]發(fā)現(xiàn)，GDF-15表達(dá)參與了膿毒性急性腎損傷和心肌病的病理生理過程，GDF-15可降低腎和心臟器官受脂多糖誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡和中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)程度，還可以降低脂多糖刺激的炎癥細(xì)胞因子表達(dá)，包括干擾素-γ(IFN-γ)、IL-6、單核細(xì)胞趨化蛋白-1(MCP-1)和TNF-α水平，從而保護(hù)腎臟和心臟免受脂多糖誘導(dǎo)的損傷，GDF-15可能通過抗凋亡和抗炎介質(zhì)而發(fā)揮其保護(hù)功能。另有研究[39]表明, GDF-15是膿毒癥危重患者預(yù)后的預(yù)測(cè)因子。該研究發(fā)現(xiàn)，ICU患者GDF-15水平明顯升高，并且在膿毒癥患者中進(jìn)一步升高，并顯示出與器官功能障礙和疾病嚴(yán)重程度較強(qiáng)的相關(guān)性，且入院時(shí)GDF-15水平是ICU患者預(yù)后的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子，入院時(shí)高血清水平GDF-15，預(yù)示患者較差的存活率。GDF-15在膿毒癥中的研究結(jié)果并不一致，那么GDF-15對(duì)組織損傷的保護(hù)作用是否僅限于某一特定的表達(dá)水平，尚需研究者在未來的基礎(chǔ)和臨床研究中繼續(xù)探究。

膿毒癥是病理生理過程中極其復(fù)雜的臨床綜合征，雖然在過去的十年中，膿毒癥患者的病死率有所下降，但其發(fā)病率仍處于上升趨勢(shì)[40]。就目前關(guān)于膿毒癥相關(guān)生物標(biāo)志物的研究，PCT已被證實(shí)不能作為單一生物標(biāo)志物預(yù)測(cè)膿毒癥的發(fā)生、發(fā)展。OSM、IL-26、IL-17D、IL-37、AIM/CD5L及GDF-15在膿毒癥患者血清中明顯升高，且入住ICU時(shí)高血清水平均與28 d病死率相關(guān)，提示這些因子可以作為膿毒癥患者死亡風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)測(cè)標(biāo)志物，但是仍缺乏這些生物標(biāo)志物在膿毒癥早期識(shí)別及預(yù)測(cè)預(yù)后方面的高敏感性和特異性研究，這些因子是否可以作為膿毒癥早期識(shí)別的生物標(biāo)志物，是否可以作為膿毒癥潛在治療靶點(diǎn)，是否可以預(yù)測(cè)膿毒癥患者預(yù)后，仍需要后續(xù)大量的研究加以證實(shí)。