金 秋,楊 婧,馬紅琳,李蘋菊,胡紹山,劉清清
昆明醫(yī)科大學第二附屬醫(yī)院消化內(nèi)科,昆明 650000
急性胰腺炎(acute pancreatitis,AP)是由于胰酶異常激活消化胰腺自身及周圍組織,導致胰腺局部炎癥、全身炎癥反應綜合征甚至器官衰竭(organ failure,OF),常見病因有膽石癥、酒精、高甘油三酯血癥等,不同嚴重程度AP的預后和臨床干預存在較大差異,重癥病死率高達36%~50%[1],早期及時準確地評估患者病情、預測預后尤為重要。目前臨床上常用急性生理與慢性健康狀況評分(APACHEⅡ評分)、Ranson評分等評分系統(tǒng)評估AP病情,但這些評分系統(tǒng)存在內(nèi)容復雜、耗時的缺點。最近研究發(fā)現(xiàn)鳶尾素、致癌抑制因子2(suppression of tumorigenicity 2,ST2)和微小RNA(microRNA,miRNA)等指標對AP病情和預后同樣顯示出良好預測價值,以下將總結近年預測AP嚴重程度及預后的標志物。
1.1 B7分子家族 B7家族為重要的協(xié)同刺激分子,是T淋巴細胞活化的第2個信號,在抗原特異性免疫反應中起著重要作用,機體受到炎癥刺激時在細胞中異常表達。B7家族參與了AP炎癥的發(fā)展,Cheng等[2]對446例AP患者的研究發(fā)現(xiàn),可溶性B7-H4水平升高有早期預測重癥急性胰腺炎(severe acute pancreatitis,SAP)的價值,同時也是局部并發(fā)癥、OF和死亡的獨立預測因子。B7-H5是B7家族的新成員,研究[3]發(fā)現(xiàn)可溶性B7-H5在AP患者中升高,當可溶性B7-H5>1.90 ng/mL時預測SAP的靈敏度(82.8%)和特異度(80.0%)都很高??扇苄猿绦蛐运劳鲆蜃优潴w(soluble programmed death factor ligand-1,sPD-L1)是B7家族的另一成員,是可溶性程序性死亡因子1(sPD-1)的配體,AP并發(fā)感染時sPD-L1升高與炎癥因子增加以及淋巴細胞減少相關[4],是膿毒癥潛在的診斷生物標志物,過高的sPD-1導致免疫抑制從而促進了膿毒癥的發(fā)生,B7家族成員對AP嚴重程度的預測效能是值得關注的。
1.2 淋巴細胞亞群 淋巴細胞是特異性免疫應答最重要的細胞,AP早期外周血淋巴細胞數(shù)量減少,Zhao等[5]比較了AP患者發(fā)病24 h內(nèi)的淋巴細胞亞群,發(fā)現(xiàn)淋巴細胞計數(shù)減少與病情進展相關,同時CD3+T淋巴細胞百分比升高,CD3+CD8+T和CD3-CD(16+56+)自然殺傷細胞百分比降低可預測SAP發(fā)生,受試者工作特征曲線下面積(AUC)分別為0.816、0.823和0.859。Peng等[6]研究顯示AP合并OF組的CD19+B淋巴細胞百分比顯著高于非OF組,且CD19+B淋巴細胞是OF的獨立預測因子。淋巴細胞百分比具有預測AP病情及預后的價值,低水平自噬有助于維持淋巴細胞數(shù)目及功能,AP特別是SAP的淋巴細胞自噬、凋亡增加導致細胞數(shù)量減少,從而致機體免疫功能受損[7],這與感染風險增加有關。
1.3 致癌抑制因子2(suppression of tumorigenicity 2,ST2) ST2以跨模性(ST2L)和可溶性(sST2)兩種方式存在,ST2L和其配體IL-33結合發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)功能。sST2參與了AP病情發(fā)展,Zhang等[8]研究顯示SAP患者的sST2水平顯著升高,當sST2>1190 pg/mL時是預測SAP的有力指標,AUC、靈敏度和特異度分別為0.889、90.3%和76.1%,同時也是OF和死亡率的有效預測因子。另有研究[9]發(fā)現(xiàn)sST2還可評估SAP患者早期心肌損傷。IL-33/ST2L途徑促進輔助性T淋巴細胞(Th)2和抑制Th1來介導炎癥反應[10],Th2有改善AP癥狀的趨勢,Th1釋放炎癥因子加重病情,sST2可抑制該信號傳導途徑,sST2可能是預測AP嚴重程度的標志物。
1.4 人類白細胞DR抗原(human leukocyte DR antigen,HLADR) HLA-DR是MHC-Ⅱ類分子,協(xié)助抗原提呈從而實現(xiàn)免疫應答,HLA-DR可作為AP預后的標志物。有研究[11]測定了AP患者不同時間點外周血中表達HLA-DR+的CD14+單核細胞水平,發(fā)現(xiàn)入院48 h時CD14+單核細胞的HLA-DR+表達降低對SAP的預測價值最高,靈敏度和特異度分別為84%和80%,并且和OF以及預后相關。隨著AP病情加重,CD14+單核細胞的HLADR+水平降低,其反映了機體免疫抑制狀態(tài)。
2.1 鳶尾素 過氧化物酶體增殖物激活受體γ共激活因子-1α通過刺激肌肉組織的基因表達產(chǎn)物如Fndc5,該產(chǎn)物基因編碼一種Ⅰ型膜蛋白,經(jīng)蛋白水解后所形成的激素為鳶尾素,鳶尾素由運動誘導肌肉和脂肪組織產(chǎn)生[12]。在AP小鼠模型中,鳶尾素上調(diào)胰腺中的線粒體解耦連蛋白2,解耦連蛋白2可改善線粒體功能和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應激從而減輕炎癥反應,在AP患者中,SAP組的鳶尾素水平顯著降低,低水平鳶尾素還與局部并發(fā)癥和OF發(fā)生相關[13],提示鳶尾素可能預測AP患者的預后。一項前瞻性研究[14]發(fā)現(xiàn),入院鳶尾素水平還能夠預測SAP患者死亡風險。既往研究[15-16]表明IL-6、IL-8、巨噬細胞移動抑制因子等細胞因子是AP的預后標志物,鳶尾素作為新型的細胞因子,為探尋AP有效的預后標志物提供了新思路。
2.2 IFNγ IFNγ是一種可溶性二聚體細胞因子,屬于Ⅱ型IFN,具有抗病毒、抗菌和免疫調(diào)節(jié)等作用,IFNγ能早期預測AP嚴重程度。研究[17]發(fā)現(xiàn)SAP組的IFNγ濃度顯著高于非SAP組[13.42(20.44)pg/mL vs 2.1(4.40)pg/mL,P<0.001],Sternby等[18]證明AP發(fā)作第1天和第2天的IFNγ差值預測SAP的AUC為0.801,當截斷值為0.77 pg/mL時靈敏度為81.8%,特異度為72.8%。IFNγ通過增強巨噬細胞抗原提呈和吞噬能力,以及增加中性粒細胞的吞噬能力發(fā)揮促炎功能從而參與AP炎癥發(fā)展,通過IFNγ能預測患者向SAP發(fā)生。
2.3 單核細胞趨化因子蛋白-1(monocyte chemotactic factor protein-1,MCP-1) MCP-1屬于趨化性細胞因子β亞家族成員,機體發(fā)生炎癥時MCP-1通過趨化作用聚集白細胞并且釋放炎性介質(zhì),MCP-1誘導AP作為核因子-κB(NF-κB)直接靶點,NF-κB通路介導炎癥反應產(chǎn)生活性氧或介導炎性小體產(chǎn)生IL促進AP炎癥發(fā)展[19],MCP-1水平升高是AP并發(fā)腹腔感染的獨立危險因素[20],F(xiàn)arrell等[21]通過前瞻性研究發(fā)現(xiàn)MCP-1濃度升高可增加AP患者向重癥化發(fā)展的風險,其能夠區(qū)分輕癥急性胰腺炎(mild acute pancreatitis,MAP)和非MAP的患者。朱瓊媛等[22]進一步肯定了MCP-1預測SAP的價值,截斷值為30.0 pg/mL時AUC值為0.828。MCP-1對AP嚴重程度的評估具有參考意義,未來仍需大量研究發(fā)現(xiàn)其在AP預后中的預測價值。
2.4 生長分化因子15(growth differentiation factor 15,GDF-15)GDF-15是轉(zhuǎn)化生長因子β超家族成員,其是膿毒癥、心肌梗死和腎衰竭等患者的潛在預后標志物。Tan等[23]指出升高的GDF-15水平和AP嚴重程度有關,是預測持續(xù)性器官衰竭(persistent organ failure,POF)和死亡的良好指標,AUC分別為0.847和0.934。GDF-15在AP中的作用機制尚不清楚,現(xiàn)有研究尚未明確GDF-15水平升高是發(fā)揮保護作用還是加重病情,上述研究證明GDF-15升高與AP不良預后相關,可能的解釋是其可以由促炎因子誘導產(chǎn)生,通過抑制中性粒細胞向炎癥器官聚集而產(chǎn)生不利影響,有研究[24]則認為GDF-15升高可提高機體對炎癥反應的耐受,對機體產(chǎn)生保護,目前關于GDF-15預測AP預后的研究較罕見,尚需大量研究肯定其價值。
3.1 微小RNA(miRNA) miRNA是一種微小的、長度為19~25個核苷酸的非編碼單鏈RNA,參與細胞發(fā)育、自噬和腺泡細胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)穩(wěn)態(tài)等過程,在AP相關細胞中發(fā)現(xiàn)了miRNA失調(diào)[25]。體外研究[26]指出AP小鼠胰腺和血清中miR-214-3p升高加重了小鼠體內(nèi)炎癥反應和胰腺的纖維化。吳開李等[27]在一項前瞻性研究中發(fā)現(xiàn)血漿miR-21-3p、miR-551-5p水平和AP嚴重程度呈正相關,預測SAP的靈敏度分別為81.6%、80.4%,特異度分別為77.0%、73.6%,且兩者均能較好預測SAP患者死亡風險。近年來大量研究發(fā)現(xiàn)miRNA可作為預測AP預后的可靠指標,由此可見,其預測效能值得被關注。
3.2 長鏈非編碼RNA(long non-coding RNA,lncRNA) lncRNA是一組長度在200個核苷酸以上的不編碼蛋白質(zhì)的RNA,在調(diào)控細胞生長分化和表觀遺傳等方面發(fā)揮作用,其中位于21號染色體的lncRNA相交蛋白1-2(lnc-ITSN1-2)參與加劇AP炎癥反應,Li等[28]研究發(fā)現(xiàn),升高的lnc-ITSN1-2水平是SAP的早期預測因子,其與Ranson、APACHEⅡ等評分對死亡有相似的預測價值。lnc-ITSN1-2可能通過增加炎癥因子釋放從而增加AP器官損傷風險,其可能是鑒別SAP的潛在生物標志物。Liu等[29]進一步證明lncRNA漿細胞瘤變異易位1(lnc-PVT1)與AP患者較高死亡率相關,預測死亡的AUC為0.838(95%CI:0.708~0.968,P<0.05)。當前研究不斷探索lncRNA在AP中的運用,lncRNA與AP嚴重程度及預后密切相關。
3.3 線粒體DNA(mitochondrial DNA,mtDNA) mtDNA是唯一存在于人類細胞質(zhì)中的獨立于細胞核染色體外的DNA分子,它位于線粒體之中,當機體發(fā)生炎癥導致細胞死亡時mtDNA被釋放并導致炎癥反應。一項前瞻性研究[30]指出AP患者血漿mtDNA水平與APACHEⅡ評分呈正相關(r=0.869,P<0.05),證明mtDNA可能有預測AP嚴重程度的價值。胰腺壞死和AP不良預后有關,研究[31]發(fā)現(xiàn)當mtDNA>302.5 pg/mL時,預測胰腺壞死的靈敏度和特異度分別為90.9%和68.3%。目前關于AP患者中的mtDNA研究尚少,既往研究表明mtDNA可能成為AP預后標志物,未來還需大樣本多中心研究探索其在預測疾病嚴重程度方面的價值。
4.1 甘油三酯葡萄糖乘積指數(shù)(triglyceride-glucose index,TyG) 既往研究證實甘油三酯升高和AP的嚴重程度正相關[32],甘油三酯和葡萄糖升高與胰島素抵抗有關,胰島素抵抗是一種慢性、持續(xù)低度炎癥狀態(tài)。TyG指數(shù)是反映胰島素抵抗的指標,其計算公式為:ln[血清甘油三酯(mg/dL)×空腹血糖(mg/dL)/2],Park等[33]的多中心前瞻性研究首次證明了TyG指數(shù)是SAP的獨立危險因素,當截斷值為4.92時預測SAP的AUC為0.787,靈敏度較高而特異度較低,分別為92.0%和37.4%,同時也是轉(zhuǎn)入ICU的預測指標。陳旭等[34]的研究同樣肯定了TyG指數(shù)對SAP的預測效能。TyG指數(shù)有望成為AP嚴重程度的預測指標,但仍需進一步探索其在AP相關并發(fā)癥和死亡方面的預測作用。
4.2 α-羥丁氨酸脫氫酶(hydroxybutyrate dehydrogenase,α-HBDH) α-HBDH能夠催化α-羥丁酸氧化成α-酮丁酸,其與乳酸脫氫酶、肌酸激酶等構成了心肌酶譜,對于診斷心肌梗死有重要意義。既往研究[35]證實乳酸脫氫酶是預測SAP的有效標志物,針對α-HBDH,Xiao等[36]對260例AP患者研究發(fā)現(xiàn),當α-HBDH>195 U/L時對POF具有最佳預測價值(AUC=0.778),其靈敏度為75.0%,特異度為74.6%,預測能力優(yōu)于乳酸脫氫酶,表明α-HBDH可能成為AP預后標志物。
4.3 紅細胞分布寬度/血清鈣(red blood cell distribution width to serum calcium,RDW/Ca) RDW是反映紅細胞體積大小異質(zhì)性指標,RDW在AP中升高的機制尚未明確,其與AP嚴重程度及預后相關[37]。血清鈣離子濃度隨著胰腺壞死和皂化程度增加而逐漸降低,AP的低鈣血癥提示不良預后。有研究[38]將RDW和血清鈣聯(lián)合預測SAP,入院RDW/Ca能夠有效預測SAP和死亡的發(fā)生,截斷值分別為1.4(靈敏度96.3%,特異度84.3%)和1.671(靈敏度85.7%,特異度76.4%)。因此,RDW/Ca可作為判斷AP預后的有效指標。
5.1 脂肪組織 人體脂肪組織按其分布可分為內(nèi)臟脂肪組織(visceral adipose tissue,VAT)和皮下脂肪組織(subcutaneous adipose tissue,SAT),內(nèi)臟脂肪組織與脂聯(lián)素呈負相關,脂聯(lián)素通過抑制炎癥介質(zhì)來降低炎癥反應[39],而炎癥介質(zhì)能夠進一步降低脂聯(lián)素水平從而加劇AP病情。張婷等[40]通過CT掃描AP患者臍水平面的脂肪組織和肌肉組織面積,發(fā)現(xiàn)與MAP組相比,中度重癥AP(moderately severe acute pancreatitis,MSAP)和SAP組的VAT與腹肌面積的比值明顯升高,具有預測MSAP和SAP的價值,但尚未將SAP獨立開來。Ji等[41]研究顯示,VAT和VAT/SAT值隨著AP嚴重程度增加而升高,當截斷值分別取139 cm2和1.145時均是SAP的獨立預測指標(AUC分別為0.819和0.855)。進一步研究發(fā)現(xiàn)VAT對AP患者轉(zhuǎn)入ICU有較好預測價值[42],脂肪組織對AP疾病嚴重程度及預后的具有良好預測效能,但不同研究所得出的截斷值差異較大,截斷值的確定還需進一步多中心、大樣本研究。
5.2 胸腔積液 胸腔積液是AP常見的胰腺外并發(fā)癥,最近研究發(fā)現(xiàn)AP患者胸腔積液發(fā)生率從3%~17%升高至50%[43]且與不良預后相關。胰周液體通過腹膜后間隙、膈肌裂孔或胸膜下隔血管等滲入胸腔,全身炎癥導致胸膜毛細血管通透性增加從而引起胸腔積液。一項多中心研究[44]對AP患者進行CT掃描發(fā)現(xiàn),合并雙側胸腔積液或中重度胸腔積液是患者進展為SAP的獨立危險因素,這些患者的1年生存率明顯降低。Yan等[45]發(fā)現(xiàn),胸腔積液量≥69 mL預測SAP有著顯著準確性,靈敏度和特異度分別為84.23%、81.07%,同時還是OF、死亡和轉(zhuǎn)入ICU的有效預測指標??傊?,現(xiàn)有的研究支持胸腔積液量能預測AP預后。
6.1 沉默信息調(diào)節(jié)因子1(silent information regulator 1,SIRT1)SIRT1是一種煙酰胺嘌呤二核苷酸依賴性蛋白去乙?;福ㄟ^去乙?;揎椊M蛋白和非組蛋白的賴氨酸殘基調(diào)控細胞代謝、凋亡、炎癥反應等。Chen等[46]發(fā)現(xiàn)SIRT1濃度與AP嚴重程度呈正相關(r=0.535,P<0.001),且高SIRT1濃度可作為AP患者48 h內(nèi)POF、入住ICU和死亡的早期預測標志物。分析SIRT1參與AP的機制可能與其抗炎活性相關,AP釋放大量炎癥因子的同時也激活機體抗炎反應,SIRT1通過將NF-κB的p65亞基乙酰化[47],減少NF-κB的促炎作用。
6.2 可溶性尿激酶纖溶酶原激活物受體(soluble urokinasetype plasminogen activator receptor,suPAR) 炎癥發(fā)生時suPAR由激酶纖溶酶原激活物受體經(jīng)蛋白酶剪切后形成,suPAR參與細胞黏附、遷移和趨化等過程。研究[48]分析了225例AP患者血清suPAR濃度,證明其濃度隨著疾病嚴重程度增加而升高,血清suPAR能夠?qū)AP從健康人群、MAP和MSAP中區(qū)分開來。suPAR對SAP風險的預測價值可能和它促進纖溶酶原激活通路,上調(diào)細胞黏附和遷移增殖從而增加疾病嚴重程度有關。Long等[49]研究表明升高的血清suPAR濃度還是AP發(fā)生胰腺感染和多器官功能障礙綜合征的獨立預測因子,但該研究尚未發(fā)現(xiàn)其預測死亡率的價值。Aronen等[50]對酒精性AP患者進行了9年的隨訪,研究表明AP恢復后首次血清suPAR≥3.4 mg/mL與10年死亡風險增加相關,AUC為0.75(95%CI:0.61~0.89,P<0.05)。suPAR可能是AP嚴重程度及預后的可靠標志物。
綜上所述,免疫、細胞因子、基因、生化、影像等相關因素影響著AP預后,可能成為預測AP嚴重程度、局部并發(fā)癥及死亡率的有效標志物。其中部分指標的預測能力不亞于臨床常用評分系統(tǒng),但有些研究還處于早期階段,尚需進一步探討其對AP預后多方位預測價值,未來仍需大樣本前瞻性隨機對照試驗來發(fā)現(xiàn)更加有效的預測指標,并據(jù)此建立有效的模型以預測疾病的發(fā)生發(fā)展。
利益沖突聲明:所有作者均聲明不存在利益沖突。
作者貢獻聲明:金秋負責文獻查閱、文章構思與設計并撰寫論文;楊婧負責指導論文撰寫與修改;馬紅琳、李蘋菊、胡紹山、劉清清參與查閱和分析文獻。