肝素结合蛋白在诊断婴幼儿细菌感染性疾病中的研究进展*

任 玮 吴 淼 魏 捷综述 李 艳，#审校

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肝素结合蛋白在诊断婴幼儿细菌感染性疾病中的研究进展*

任 玮1吴 淼2魏 捷2综述 李 艳1，#审校

婴幼儿细菌感染性疾病是我国婴幼儿的常见疾病，因其临床表现不明显，症状多样，且无主诉，是引起婴幼儿死亡的重要原因之一。肝素结合蛋白(HBP)作为一种急性期蛋白，具有改变内皮细胞通透性、调节炎性反应和细胞凋亡等功能。全身感染和局部感染的初期出现HBP水平升高，提示婴幼儿存在细菌感染。本文综述HBP生物学特性、功能、应用优势以及在婴幼儿细菌感染性疾病中的研究进展，为HBP对细菌感染性疾病的临床早期诊断提供理论依据。

肝素结合蛋白；婴幼儿；细菌感染

婴幼儿由于自身免疫功能尚未成熟，容易患细菌感染性疾病。目前，婴幼儿细菌感染性疾病是引起婴幼儿死亡率的重要原因之一[1]。由于婴幼儿细菌感染性疾病临床表现不明显，症状多样，无主诉[2]，因此对婴幼儿细菌感染性疾病的早期诊断缺乏准确、有效的检测手段。根据中华医师学会制定的《中国严重脓毒症/脓毒性休克治疗指南(2014)》[3]认为，肝素结合蛋白(Heparin-binding Protein，HBP)可用于脓毒症的早期诊断，尤其是严重细菌感染的早期诊断。近三来，多项研究显示，HBP可以作为一项早期感染指标应用于临床[4，5]。本文着重阐述HBP生物学特性、功能、应用优势以及在婴幼儿细菌感染性疾病中的研究进展，为HPB对细菌感染性疾病的临床早期诊断提供理论依据。

1 HBP概述

HBP存在于中性粒细胞的分泌颗粒和嗜天青颗粒中的一种急性期蛋白，属于胰蛋白酶样丝氨酸蛋白家族成员[6]，在改变内皮细胞(Endothelial Cell，EC)通透性、调节炎症反应和细胞凋亡等起着关键作用。1984年由Shafer等[7]发现并分离提取，因其相对分子质量为37 000，且具有杀菌活性，因此被命名为阳离子抗菌蛋白(CAP37)。随后Gabay等又将HBP命名为天青杀素[8]。HBP基因位于人19号染色体短臂上，编码由251个氨基酸组成的HBP前体，去除N末端26个氨基酸残基和C末端3个氨基酸残基后，最终由222个氨基酸组成的单链糖蛋白，即成熟的HBP[9]。HBP与肝素结合的能力极强，二者结合后，HBP的活性被明显抑制[10]。

2 HBP生物学功能

HBP是在中性粒细胞成熟的过程中合成的，约74%储存在嗜苯胺蓝颗粒中，18%存在于分泌小泡中，8%存在于质膜上[11]。正常生理情况下，外周血中HBP水平很低，一般不超过10ng/ml；当发生感染时，侵入血管内的细菌或者细菌释放的毒素等物质刺激多形核白细胞(Polymorphonclear Leukocyte，PMN)释放HBP，从而导致外周血HBP水平升高[12]。当出现局部细菌感染(如泌尿系统感染)时，由细菌刺激中性粒细胞释放出HBP，引起体液(如尿液)中HBP水平升高。HBP在调节EC功能、单核/巨噬细胞功能、细胞凋亡等都发挥重要作用。

2.1 增加EC通透性

HBP是中性粒细胞激活后释放的主要细胞因子，其作用的第一个靶细胞是血管EC[4]。EC表面存在带负电荷的多糖包被，这些多糖包被容易与带较强正电荷的HBP结合，两者结合后激活细胞内小G蛋白家族的相关卷曲螺旋形成蛋白激酶 (Ras Homolog Gene/Rho-associated Coiled Coil-forming Proteinkinase，Rho-ROCK)通路[13]，引起肌球蛋白轻链激酶/肌球蛋白轻链磷酸化，EC骨架重排后出现形态改变，诱导了细胞间连接的断裂，提高了中性粒细胞通过EC屏障的能力，从而增加EC通透性。即HBP的释放增加了EC通透性，诱发血管渗漏[14]，这是脓毒性休克发展的重要病理生理过程。Linder等[4]研究证实，HBP是严重脓毒症伴严重水肿和血管渗漏的重要指标。

2.2 对单核/巨噬细胞的作用

多形核白细胞释放的HBP可趋化和激活单核/巨噬细胞，增强吞噬作用，增加氧自由基的形成和释放，从而发挥杀菌作用[15]；HBP还能增强机体对损伤或感染的免疫反应，促进肿瘤坏死因子-α和γ-干扰素的释放，加重炎症反应[12]。研究发现[16]，血液中的单核细胞可以识别固定在EC表面的HBP，改变单核细胞内Ca2+的代谢，促进单核细胞和EC的连接。Soehnlein等[17]研究发现，HBP对巨噬细胞的激活作用不仅与巨噬细胞内Ca2+的代谢有关，还与巨噬细胞的表型有关。因此，HBP是多形核白细胞诱导相关炎症反应的主要调节因子。

2.3 参与细胞凋亡

已有研究证实，HBP与EC表面的蛋白多糖结合后被EC摄取，这些摄取进入细胞的HBP会聚集在线粒体区域[18]，通过与经典的死亡受体平行的线粒体途径参与细胞凋亡的调节，线粒体外膜上的B细胞淋巴瘤/白血病-2(B-cell Lymphoma/Leukemia-2，Bcl-2)、Bcl-2蛋白拮抗剂(Bcl-2 Homologous Antagonist/Killer，Bak) 和Bcl-2蛋白相关X蛋白(Bcl-2-associated X Protein，Bax)可能参与该信号通路[19，20]。

3 HBP在婴幼儿细菌感染性疾病中的应用

3.1 HBP在婴幼儿细菌感染性疾病的临床应用优势

理想的生物标志物需要满足四个条件：(1)生物合理性；(2)灵敏度、特异度、阳性预测值和阴性预测值均高；(3)机构或实验室体外检测的再现性；(4)独立队列研究已证实[21]。已有研究[22]表明，HBP用于诊断感染性疾病满足上述条件，是细菌感染性疾病早期诊断的理想生物标志物。

3.2 HBP在全身细菌感染性疾病中的应用

2017年一项针对24例小儿脓毒症的队列研究[34]显示，分别检测患儿诊断脓毒症时的前72h(A组)、前48h(B组)、前24h(C组)炎性因子HBP、PCT、CRP、IL-6和IL-10水平，在A组和B组中HBP的诊断效能[受试者工作特征曲线下面积(AUC)=0.823和0.898]优于其它4种炎性因子(PCT、CRP、IL-6、IL-10)，而在C组中PCT的诊断效能(AUC=0.941)高于其它4种炎性因子(HBP、CRP、IL-6、IL-10)。可见，HBP在脓毒症早期阶段显示出较佳的诊断效能，直至诊断脓毒症24h时才被PCT超越。HBP的诊断效能相对于其它因子稍佳，存在较宽的窗口期，是脓毒症早期预测的良好指标。

2016年一项针对141例新生儿早期细菌性感染的队列研究[35]显示，血浆HBP水平在新生儿早期细菌感染患者中显著升高，HBP(AUC=0.866)优于PCT(AUC=0.673)、CRP(AUC=0.651)和WBC(AUC=0.399)，此时血浆HBP的cut-off值为20ng/ml，其诊断新生儿早期细菌感染的敏感度为87.7%，特异度为75.4%。可见，HBP相比PCT和CRP具有更好的诊断准确性。同时HBP、PCT及CRP三项联检可进一步提高临床对新生儿细菌性感染的早期诊断的准确性，当血浆HBP的cut-off值为20 ng/ml，血清PCT的cut-off值为8ng/ml，全血CRP的cut-off值为10 mg/L时，三者联检对新生儿早期细菌性感染诊断的敏感度为80.1%，特异度为81.5%，相对于单独检测HBP而言可提高其特异度，降低假阳性率。

2014年一项针对104例发热患儿的队列研究[36]显示，在鉴别有无感染所致的全身炎症反应综合征(Systemic Inflammatory Response Syndrome，SIRS)时，HBP(AUC=0.977)明显优于WBC(AUC=0.897)和CRP(AUC=0.848)，此时血清HBP水平的cut-off值为2.65ng/ml，其诊断脓毒症的敏感度、特异度、阳性预测值、阴性预测值分别为95.24%、98.39%、98.36%、95.31%。相关性分析发现，脓毒症和严重脓毒症患儿血清HBP和WBC水平存在较强的相关性(P<0.01)，而感染不伴SIRS患儿和非感染患儿血清HBP和WBC水平无明显相关性(P>0.05)。

2013年一项针对63例脓毒症患儿的队列研究[37]显示，联合检测血清HBP和碱剩余水平可以较好地预测脓毒性休克。当血清HBP和碱剩余的水平的cut-off值分别为6.79ng/L和-7mmol/L时，HBP(AUC=0.877)和碱剩余(AUC=0.853)对脓毒性休克的诊断效能明显优于WBC(AUC=0.711)、CRP(AUC=0.751)和乳酸(AUC=0.800)，此时HBP和碱剩余诊断脓毒症的敏感度、特异度、阳性预测值、阴性预测值分别为84.21%、84.09%、69.57%、92.50%和100.00%、65.91%、55.88%、100.00%。联合HBP(>6.79ng/l)和碱剩余(<-7mmol/L)诊断脓毒性休克早期可同时降低误诊率和漏诊率，提高治愈率。

3.3 HBP在局部细菌感染性疾病中的应用

2012年一项针对78例疑似发热或泌尿道感染患儿的队列研究[38]显示，在鉴别有无泌尿道感染时，尿HBP(AUC=0.94)明显优于尿WBC(AUC=0.86)和尿IL-6(AUC=0.81)，此时尿HBP的cut-off值为32ng/ml，其诊断泌尿道感染的敏感度、特异度、阳性预测值、阴性预测值分别为93.3%、90.3%、70.0%、98.3%。尿硝酸盐是诊断泌尿感染特异度最高的指标，然而尿HBP的敏感度(93.3%)明显高于尿硝酸盐(53.3%)。可见，尿HBP是诊断疑似泌尿感染患儿的有效指标。

4 小结

综上所述，HBP在婴幼儿细菌感染性疾病的早期诊断中具有很高的敏感度和特异度，并且在全身感染和局部感染(泌尿系感染)的初期其水平均会升高。HBP与细菌感染有紧密联系，是诊断感染状态和抗感染治疗的新兴炎性指标，但是HBP在细菌感染者体内的作用机制及临床应用还有待进一步研究。

本文第一作者简介：

任 玮(1993-)，女，汉族，硕士研究生，研究方向：病原体的分子诊断

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Research Progress of Heparin-binding Protein in Diagnosis of Infant Bacterial Infection Diseases

REN Wei1，WU Miao2，WEI Jie2，LI Yan1，#

1Department of Clinical Laboratory，Renmin Hospital of Wuhan University，Wuhan 430060，China；2Emergency Department，Renmin Hospital of Wuhan University，Wuhan 430060，China；#

Infant bacterial infection diseases are common diseases among infant in China. With lack of typical clinical manifestations，diversity of symptoms，and without complaints，infant bacterial infection diseases are one of the important causes of infant death. As a kind of acute phase protein，heparin-binding protein (HBP) has functions with altering vascular permeability，sterilization，chemotaxis，regulation of inflammatory response.The early stage of systemic or local infection causes the increase of level of HBP，which indicates bacterial infections in infants. This review focuses on the biological characteristics，functions，advantages and the research progress of HBP to provide the basis for early clinical diagnosis of infant bacterial infectious diseases.

Heparin-binding protein；Infants；Bacterial infections

国家重点临床专科建设项目(财社[2010]305号)

武汉大学人民医院，武汉 430060；1检验医学中心；2急诊科；#

，E-mail：yanlitf1120@163.com

本文2017-03-16收到，2017-06-28修回

R722.13

A

1005-1740(2017)03-0068-05