创伤后脓毒症早期预测诊断生物标志物的研究进展

姬书青 赵伟 马华星

(1.贵州医科大学，贵州 贵阳 550004；2.贵州医科大学附属医院急诊外科，贵州 贵阳 550004)

创伤是一种复杂的疾病，涉及机体多个器官、系统及组织的协调反应，它是在神经内分泌免疫网络调节下，多种炎症介质、细胞因子、神经递质和激素等效应分子共同作用下的综合性病理生理过程；其严重威胁着人类的健康，已成为45岁以下青年的主要死因[1]。在创伤造成的患者死亡中，其死亡率呈现三个高峰，约3/5在创伤现场出现伤后即刻死亡(1 h内)，而2/5在医院内发生死亡(其中包含伤后数小时内出现的过早死亡以及伤后几天至数周出现的晚期死亡)，近80%的创伤晚期死亡患者是由脓毒症和器官功能障碍引起[2]。随着医疗技术的不断发展，创伤患者的总体死亡率已有很大降低，但创伤后脓毒症发病率仍居高不下[3]；在过往的研究中，创伤后脓毒症的发生率从1.4%～14.4%不等，其病死率也不低于30%[4]，因此早期预测创伤脓毒症的发生，并对高危患者进行早期精准干预，是降低脓毒症发病率及改善患者预后的关键[5]。目前诊断创伤脓毒症的金标准仍是血液细菌培养，但病原学检测周期长、阳性率低且标本易受环境因素感染；同时创伤脓毒症患者在早期缺乏显著和特征性临床表现、实验室和影像学检测等，无法进行早期诊断，从而丢失了早期精确治疗的黄金时间，进一步限制了创伤救治成功率[6]。

目前针对创伤脓毒症早期预测的方法主要有创伤患者人口基线信息(年龄、性别、损伤严重程度、既往健康情况等)、创伤严重程度评分(ISS、APACHE II、SOFA、GCS、RTS等)、生理生化指标、遗传因素和基于大数据的数学预测模型开发等方面。寻求多种单变量指标联合预测及诊断创伤脓毒症已成为一个新研究方向[7]。本文将对已开展的创伤脓毒症预警诊断评分及生物标志物研究进展进行综述，为创伤脓毒症预警诊断评分开发和临床应用提供思路。

1 创伤患者人口基线信息

国内外大量临床观察研究及动物实验研究证实高龄、休克、损伤严重程度增加等因素与创伤脓毒症的高发生率及不良预后密切相关[8]；Heiko Trentzsch[9]和MörsK[10]等人均研究发现，在创伤后男性比女性更易并发脓毒症。动物实验中也证实雌激素可以提升免疫能力，在降低创伤脓毒症的发生率有一定作用[11]。也有证据表明，在创伤中存在白细胞基因组反应与性别相关的差异，其中近300个基因在性别差异表达[12]。虽然单独应用这些已被证实的危险因素在创伤脓毒症早期预警方面存在不足，但仍可将它们作为危险变量配合多种生物标志物在联合预测诊断中发挥作用[13]。

2 创伤严重程度量化评估指标

目前临床常用创伤患者量化评估指标：损伤严重程度评分(Injury severity score，ISS)、修正创伤评分(Revised trauma score，RTS)、序贯器官衰竭(Sequential organ failure assessment，SOFA)评分、急性生理与慢性健康评估II(APACHE II)评分、格拉斯哥昏迷(GCS)评分，可以快速评估患者伤情严重程度，并可间接反映伤患并发脓毒症及其不良预后风险。在过去近30年有关脓毒症的研究中，我们先后历经了Sepsis1.0、Sepsis2.0及Sepsis3.0三个阶段[14]。Sepsis3.0更新了脓毒症诊断标准为感染+快速序贯性器官衰竭评分(qSOFA)≥2分，它可反映伴有脓毒症低灌注或休克症状的严重脓毒症患者不良预后[15]。快速SOFA评分(qSOFA)评估指标均为床边易获取的临床变量，即呼吸频率≥22次/分，收缩压≤100 mmHg和精神状态的变化(GCS≤13分)，qSOFA评分与死亡率之间存在良好的相关性，qSOFA评分≥2分在院疑似感染患者整体死亡率接近10%。然而大量研究表明，qSOFA较SIRS作为全身感染筛查指标有较好的特异性，但其敏感性不足[16]。近年来，有研究表明创伤严重程度评分联合某些生物标志物可早期预测创伤脓毒症的发生及不良预后风险，但目前尚缺少多中心、大样本研究验证，这仍需进一步验证。

3 创伤脓毒症的相关生物标记物

3.1血浆生物标志物 降钙素原(Procalcitonin，PCT)是一种由116个氨基酸构成的三肽，它由甲状腺滤泡旁C细胞生成和分泌，目前已被证明可作为细菌感染及脓毒症发生的生物标志物[17]。正常生理条件下其水平极低，当发生细菌感染时，在细菌内毒素和促炎细胞因子作用下，PCT水平可在数小时内增加1000倍，且半衰期较短，感染被控制后它可快速下降，而许多其他生物标志物在急性期仍处于高水平，这就使得PCT在脓毒症诊断标志物方面优于C-反应蛋白等标志物[18]。此外，动态监测PCT水平有助于病情评估和指导抗生素应用等，其临床意义已得到广泛认可[19]。

单核细胞趋化蛋白1(Monocyte chemoattractant protein-1，MCP-1)是一种分泌型单链蛋白质,为CC趋化因子家族成员之一。MCP-1是新近发现预测脓毒症患者炎症级联反应的另一因素。它主要又单核细胞产生，通过G蛋白偶联受体途径诱导趋化性产生,调节单核巨噬细胞迁移及浸润，募集至炎性病灶参与炎症的发生[20]。在脓毒症、炎症性肠病和肺炎等炎症性疾病的发病机制中，MCP-1也起着重要作用[21]。在Barre M等[22]的研究中，脓毒症患者第一天和第三天的MCP-1水平均能较好地反映不良预后情况，并与IL-6有同等地预后价值。同时，王裕昌等[23]研究展示了血浆MCP-1水平对早期诊断创伤后脓毒症是有意义的，早期血浆MCP-1浓度可较好评估创伤脓毒症的风险，且ISS联合MCP-1对创伤脓毒症有优于单独使用时的最佳预后价值。这也支持了血浆MCP-1水平可以用作预测创伤患者脓毒症发生的生物标志物。

除了临床目前已应用的血浆标志物外，近年来研究者又发现了一批可用于创伤脓毒症早期预警及预后的血浆血浆生物标志物，如肝素结合蛋白(HBP)[24]、Syndecan-1(CD138，Synd-1)[25]、氨基末端脑钠肽前体(NT-proBNP)[26]、白介素 17(IL-17)[27]、中性粒细胞与淋巴细胞计数比率(NLR)[28]、硫氧还原蛋白(Thioredoxin，TRX)[29]、可溶性髓样细胞触发受体-1(sTREM-1)[30]、血清淀粉酶样蛋白A(Serum amyloid-like protein-A,SAA)[31]、可溶性尿激酶纤维蛋白溶解酶原激活物受体(suPAR)[32]等。然而这些研究大多缺乏前瞻性、多中心、大样本创伤人群研究和临床验证，因而其敏感度及特异度均存在不足。

3.2细胞生物标志物 外周血单个核细胞(PBMC)主要由淋巴细胞(T细胞、B细胞、NK细胞等)和单核细胞组成。以往研究表明抑制淋巴细胞凋亡可提高脓毒症动物模型的存活率，在随后的临床研究中通过分析外周血淋巴细胞凋亡和免疫功能状态成分，证明了脓毒症患者免疫抑制和不良预后相关，进一步验证了淋巴细胞凋亡和免疫功能参数模型较单个生物标志物具有更好的特异性和敏感性[33]。王裕昌[34]等进行的一项重要研究表明，创伤脓毒症患者凋亡性PBMC较非脓毒症的比例更高，且PBMC百分比与创伤患者的ISS、APACHE-II、IL-10等水平存在着显著的相关性。因此，PBMC的凋亡也可作为创伤后脓毒症的预警生物标志物。

3.3基因相关类生物标志物 基因多态性是机体对疾病易感性、疾病表型和药物治疗反应差异性的原因之一。创伤虽与机体遗传背景无关，但由创伤诱发的机体反应，特别是决定脓毒症和器官功能障碍等的炎症级联反应却和遗传因素十分密切。研究发现，个体遗传因素的差异性是决定创伤脓毒症易患性和预后的主要因素。近年来，随着国内外关于创伤脓毒症易感基因多态性的研究不断拓展和深入，与创伤脓毒症相关的遗传信息将会进一步被挖掘，这使得从基因方面探寻影响创伤脓毒症风险的生物标志物成为新的研究热点。

CD40也称为肿瘤坏死因子受体超家族5(TNFRSF-5)，是属于TNF受体超家族中的II型跨膜受体蛋白，编码CD40的基因位于20号染色体(q12-q13.2)中，CD40基因rs1883832位点野生基因型为CC，并存在CT和TT两种变异型。目前已经发现CD40基因多态性与多种免疫相关疾病有关[35]。刘志良[36]等发现CD40 rs1883832多态性与脓毒症易感性存在潜在相关性，进一步验证发现，CD40 rs1883832 T等位基因可增加脓毒症易患风险。虽然该研究仍需进行大样本、多中心的验证研究，但CD40基因有望成为未来诊断和预测创伤后脓毒症及监测临床治疗反应的生物标志物。

MicroRNA(miRNA)是内源性非编码小RNA，长度约为21～25个核苷酸。miRNA可以抑制转录后基因的表达或促进靶向mRNA的降解，同时可在外周血或汗液等其它体液中被检测到[37]。自Vasilescu[38]首次报道了血浆中miRNA-150可作为诊断脓毒症的生物标志物。随后，miRNA又被陆续报道出：mi RNA-182、mi RNA-486、mi RNA-122、mi RNA-193b、mi RNA-483-5p、mi RNA-15a、mi RNA-16、mi RNA-223、mi RNA-15b、mi RNA-4772-3p等多个mi RNA水平可在脓毒症时上调，而miRNA失调(上调或下调)也有助于脓毒症的发生和发展，所以目前已确定了脓毒症潜在的多种miRNA生物标志物[39-40]。但由于miRNA在检测中缺乏标准化的样本收集和数据统计分析等，它尚未在临床应用。如果未来能寻找到更加优化的检测手段，miRNA用于诊断、评估和优化创伤脓毒症治疗中将会是一个很好的生物标志物。

4 展 望

目前国内外已有研究者将创伤患者人口基线信息、创伤严重程度评分及多种生物标志物联合开发新的评分模型早期预警创伤脓毒症的发生，并取得一定进展；但这些研究多是单中心、小样本，尚未能在临床推广应用。但借助统计手段结合多种生物标志物开发出快速、准确且临床适用性强的早期预警模型成为新的研究热点。将来的工作需逐渐完善创伤数据库建立，不断优化创伤脓毒症预警模型，并进行前瞻性、多中心、大样本的创伤人群验证研究，提高预警模型的敏感度及特异度，同时通过大数据分析对创伤易感人群进行早期预警诊断，早期精准干预等，进一步提高创伤的总体救治成功率。