脓毒症：如何评估生物标志物的临床价值

1．降钙素原：

降钙素原是目前国际上公认的判断脓毒症细菌感染的重要工具，其检测在我国也已基本普及。2016年国际脓毒症和感染性休克指南(SSC2016)中专门对降钙素原做出两条推荐意见，分别是建议测定降钙素原水平用以指导缩短抗菌药物疗程(弱推荐意见、低质量证据)和对最初怀疑感染而随后临床证据不足的患者，建议以降钙素原水平指导经验性抗菌药物的停药(弱推荐意见、低质量证据)^[1]。目前的基本共识是当降钙素原浓度升至2～10 μg/L时，提示患者很可能为脓毒症，具有器官功能障碍的风险；当降钙素原浓度超过10 μg/L时，高度提示为严重细菌性感染或脓毒性休克，常伴有器官功能衰竭，具有高度死亡风险；当降钙素原水平低于0.25 μg/L，提示全身性感染的可能性小；当降钙素原水平低于0.1 μg/L可考虑停用抗菌药物。降钙素原与不同病原体之间的相关性也明显不同，分别为细菌>真菌>支原体、衣原体>病毒，临床实践中可以观察到部分真菌和病毒感染患者降钙素原也可出现轻中度的升高，但通常不超过2 μg/L，极个别可出现明显升高，临床应结合其他指标及临床特征加以鉴别。少数非感染性疾病患者也可出现降钙素原升高，主要见于休克、创伤、胰腺炎、恶性肿瘤和风湿病等。降钙素原用于脓毒症细菌感染的诊断有一定价值，优于C反应蛋白(CRP)与IL-6，动态观察降钙素原变化有助于判断感染的严重程度、治疗效果、评估预后并指导抗菌药物治疗的启动及停用^[2]。

2．CRP：

CRP是经典的急性时相反应蛋白之一，其升高幅度常与感染或炎症严重程度呈正相关。但CRP评价细菌感染的特异性不高，在许多非感染性疾病如外伤、手术、心肌梗死、恶性肿瘤，特别是自身免疫性疾病时也可显著升高。CRP水平与感染范围和感染严重程度有一定关系，当CRP > 100 mg/L时要考虑到脓毒症或侵袭性感染的可能。CRP不是脓毒症病死率的有效预测指标。

3．IL-6：

IL-6作为辅助诊断急性感染的生物学标志物已在临床应用很长的时间。IL-6是固有免疫系统对损伤和感染最初反应所表达的重要细胞因子，在炎症反应中，IL-6的升高早于其他细胞因子，包括CRP和降钙素原，而且持续时间长，因此可用来辅助急性感染的早期诊断。细菌感染后IL-6水平迅速升高，可在2 h达高峰，其升高水平与感染的严重程度相一致。和CRP一样，IL-6用来判断细菌感染的特异性不高，某些非感染状态如手术、创伤、无菌性急性胰腺炎及自身免疫性疾病等，IL-6也可以出现明显升高。IL-6水平用来判断脓毒症的严重程度有一定的临床价值，当IL-6>1 000 μg/L时提示预后不良。目前临床多将降钙素原、CRP及IL-6三者结合起来用来判断脓毒症细菌感染的风险及严重程度，动态监测三者的变化更具临床价值。

1．Ang：

血管内皮损伤是脓毒症重要的病理生理改变之一，维持血管内皮的稳定对脓毒症的预后非常重要。Ang1能够与血管内皮细胞表面的TIE2受体结合从而发挥抑制内皮细胞凋亡，减少血管萎缩和退化，稳定血管及防止渗漏的功能。Ang2由血管内皮细胞自分泌，也与TIE2受体结合从而竞争性抑制Ang1功能，造成血管内皮损伤。Ang2/Ang1比率升高是判断脓毒症血管功能障碍非常有用的生物标志物^[3]。高水平血浆Ang2是脓毒症患者多器官功能障碍和死亡的独立预测因子。Ang作为脓毒症生物标志物的研究目前日益受到重视。

2．组织因子：

凝血功能障碍是脓毒症另一重要的病理生理特征。反映凝血功能障碍的生物标志物有很多，组织因子是主要代表之一。作为脓毒症早期凝血活化的最主要驱动因子，组织因子驱动的凝血活化与中性粒细胞胞外诱捕网(NETs)共同形成的"免疫血栓"是免疫保护的组成部分，但大量组织因子进一步强化凝血与炎症反应网，诱导促炎介质释放增加^[4]。小样本临床研究结果表明，抑制组织因子可显著减轻脓毒症患者的凝血活化。另有研究结果显示，针对致死性脓毒症狒狒的动物模型，抑制组织因子可明显减轻多器官功能衰竭，降低病死率。上述研究从抑制组织因子中获益可能不仅与抑制凝血活化有关，可能还与抑制相关联的炎症反应相关。但脓毒症患者选择何时介入抑制组织因子、维持组织因子在什么水平，以及抑制组织因子与脓毒症患者的预后如何，目前尚不明确。

1．IL-1β/IL-1受体拮抗剂(IL1RA)：

IL-1β作为脓毒症重要的促炎因子已为大家所熟知，IL-1β高表达与脓毒症的预后显著相关。基础研究结果显示，清除体内过多的IL-1β能显著降低急性重症感染动物炎症反应，改善预后。但北美和欧洲大规模RCT研究结果显示重组人化IL-1受体拮抗剂(rhIL1RA)并没有降低脓毒症患者的病死率，基础血浆IL-1β水平高的患者也不能从rhIL1RA的治疗中获益。有意思的是，近来进一步分层研究结果显示，rhIL1RA能显著降低基础血浆IL1RA水平高的脓毒症患者28 d病死率(下降12%)，这项研究结果令人振奋，研究者认为高表达的IL1RA，而不是高水平的IL-1β，更能代表体内过度活化的炎症反应^[5]。IL1RA能否作为炎症活化的重要生物标志物并从相应的治疗中获益还需要进一步的高质量的前瞻性研究。

2．程序性死亡受体1及其配体(PD1/PDL1)：

PD1/PDL1在肿瘤领域的研究已取得突破性进展，在脓毒症领域的研究刚起步，但已初步显示出可喜的结果。PD-L1和PD-1结合后可以抑制淋巴细胞的增殖和活化、抑制CD4^＋ T淋巴细胞向辅助性T淋巴细胞Th1和Th17分化，发挥免疫负调控作用，可致免疫耐受。研究结果显示，脓毒症患者单核细胞PDL1水平是其28 d病死率独立预测因子；脓毒症死亡患者中提取的CD4^＋ T淋巴细胞PD1的表达增加而巨噬细胞和内皮细胞PDL1的表达增加；抑制PD1/PDL1相互作用可提高脓毒症小鼠的存活率，这些研究结果均表明PD1/PDL1轴可能是脓毒症潜在的治疗靶点^[6,7]。PD1/PDL1作为脓毒症免疫抑制的重要生物标志物已引起广泛关注，根据PD1/PDL1表达水平并选择适当的抗PD1/PDL1治疗(单克隆抗体)可能为脓毒症的免疫治疗提供新靶点。

3．HLA-DR：

HLA-DR是MHC-Ⅱ类分子，高表达于单核/巨噬细胞、B淋巴细胞以及树突状细胞(DCs)等，对启动外源性抗原的免疫应答具有突出的作用。单核/巨噬细胞HLA-DR表达降低是脓毒症免疫抑制的标志之一。有研究结果显示，干扰素γ治疗能增加脓毒症患者单核细胞HLA-DR的表达并改善预后；粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)逆转脓毒症患者单核细胞HLA-DR的表达减少并缩短ICU住院时间；外源性给予胸腺肽α1能增加循环单核细胞HLA-DR的表达并有降低脓毒症患者病死率的趋势^[8]。以单核细胞HLA-DR作为脓毒症生物标志物的大规模临床研究正在进行中。有学者认为，单核细胞HLA-DR是目前脓毒症免疫抑制最有价值的的生物标志物之一，有非常好的临床应用前景。

总之，脓毒症理想的生物标志物应具备简便快捷、结果稳定、特异性强以及靶向治疗疗效肯定等特点，目前的生物标志物尚不具备上述所有特征。将来还需要对现有生物标志物进一步评估，并利用新的技术例如基因组学、表观遗传组学、转录组学、蛋白组学和代谢组学等各种组学技术开发更多适用于临床实践的生物标志物。迄今，脓毒症的诊断标准特异性不高，针对脓毒症的治疗方案仍然主要是依据患者的临床征象来决策的，带有较大的经验性、不确定性和盲目性，但随着基础和临床研究的深入探索，相信以生物标志物为导向必将丰富脓毒症的诊断与治疗手段，为最终改善脓毒症预后发挥重要作用。