急性肺血栓栓塞症诊断相关生物标志物研究进展

李 圳，徐志红，胡家安

（上海交通大学医学院附属瑞金医院老年病科，上海 200025）

急性肺血栓栓塞症（acute pulmonary embolism，APE）是由于血栓性栓子堵塞肺动脉及其分支而引起的以肺循环功能和呼吸障碍为主的临床和病理生理综合征。APE 是临床常见的心肺血管系统疾病，具有较高的致死率，其临床表现复杂多变，常规检查缺乏特异性，容易漏诊、误诊[1]。目前诊断主要依赖计算机断层扫描术肺动脉造影（computed tomographic pulmonary angiography，CTPA），肺通气/血流灌 注（pulmonary perfusion/ventilation,V/Q） 及V/Q 单电子发射电子计算机体层摄影 （single photon emission computed tomography，SPECT）、肺动脉造影等影像学检查。但上述检查存在无法床旁操作、有辐射、对比剂过敏或肾功能衰竭患者不易行CT 检查、费用高、影像解读差异等不足，临床应用受到限制，能否通过生物学标志物快速对APE 进行诊断和病情判断成为临床关注的关键问题。血液生物标志物在临床广泛使用，并展现出良好的诊断价值和使用前景，本文就APE 诊断相关生物标志物的研究进展进行综述。

血栓标志物

一、D-二聚体

D-二聚体是继发性纤维蛋白溶解特有的代谢物，是体内血栓形成的生物标志物。APE 同时激活凝血系统和纤维蛋白溶解系统，交联纤维蛋白降解产物D-二聚体水平升高，可作为APE 的生物标志物。D-二聚体水平随年龄增长而增加，且升高常见于肿瘤、炎症或严重感染、妊娠等多种情况，特异度不高。然而，D-二聚体有极高的阴性预测价值，临床上主要用于排除血流动力学稳定的中低可能性疑似APE 患者的诊断。在急诊疑似肺栓塞患者中，酶联免疫吸附测定试验阴性的D-二聚体结果联合临床可能性评估，能排除30%非APE 患者。D-二聚体诊断的特异度与年龄呈负相关，年龄＞80 岁，D-二聚体诊断特异度降低约10%，随年龄调整的D-二聚体临界值可提高诊断的特异度。目前，年龄校正后的D-二聚体临界值作为APE 的筛查方法已纳入2019 年欧洲心脏病学会APE 诊治指南中[2]。具体方法为：根据年龄选择临界值，年龄≤50 岁疑似APE 患者，取D-二聚体＜500 μg/L 作为临界标准；年龄＞50 岁的患者，采用年龄（岁）×10（μg/L）作为D-二聚体的临界标准。完善D-二聚体检查可在疑诊APE患者中有效筛除非APE 患者，减少过度检查和避免医疗资源浪费，提高诊断效能。

二、新型血浆信号肽-CUB-表皮生长因子样结构域包含蛋 白1 （signal peptide-complement C1r/C1s,Uegf，and bone morphogenetic protein 1-epidermal growth factor domain-containing protein 1，SCUBE1）

SCUBE1 是血小板内皮分泌的一种异常蛋白，在血小板内高表达，储存在未被激活的血小板α 颗粒，当血小板被凝血酶激活后，SCUBE1 分子改变其分布位置，转移到血小板表面，然后水解成小分子可溶性颗粒，参与血栓形成过程中血小板的凝集。已证明SCUBE1 在心脑血管疾病（冠状动脉综合征、缺血性卒中）中扮演重要角色[3]，而在急性血栓性疾病中，血浆中SCUBE1 可作为血小板活化的生物标志物。程弯弯等[4]的一项病例对照研究发现，APE 组的血浆SCUBE1[（11.37±3.14） mg/L][（11.37±3.14） ng/mL]明显高于健康对照组[（7.51±2.17) mg/L]，SCUBE1 诊断APE 的受试者操作特征曲线（receiver operator characteristic curve，ROC 曲线）下面积（area under the curve，AUC） 为0.845 [95%置信区间(confidence interval,CI）：0.714～0.931]，最佳临界值为8.09 mg/L，此时SCUBE1 诊断APE 的灵敏度为87.10%，特异度为68.42%。在崔波等[5]的一项病例对照研究中，APE 患者血浆SCUBE1 水平明显高于对照组（t=5.863，P=0.037），缺血修饰白蛋白（ischemia-modified albumin，IMA）、SCUBE1 指标单独及联合应用诊段APE 的ROC 曲线AUC 分别为0.796、0.839和0.888，提示血清IMA 与血浆SCUBE1 的联合检测对APE 的诊断优于单一指标检测。可见血浆SCUBE1 用于诊断APE 有一定的临床价值。

三、平均血小板体积（mean platelet volume，MPV）

血小板的生理功能主要参与止血和血栓形成，促凝块收缩，收缩与修复血管，同时参与炎症反应，MPV 反映血小板活性，血小板体积增大，代谢及酶活性增高，血小板活性增高，血栓形成率更高。近年研究认为MPV 可作为APE 的预测因子。张志忠等[6]的一项病例对照研究发现MPV 是合并肺栓塞的深静脉血栓形成 （deep venous thrombosis，DVT）患者的独立危险因素[优势比（odds ratio，OR）=22.18，95%CI：9.36～53.16，P＜0.01]，如果DVT 患者MPV＞9.15 fL 则提示患者存在肺栓塞可能，ROC 曲线AUC 为0.91，灵敏度、特异度、阳性和阴性预测值分别为85%、81%、76%和60%。而FARAH 等[7]的一项327 例患者的回顾性研究发现，在急性静脉血栓栓塞症（venous thromboembolism，VTE）组中MPV明显高于对照组，MPV 的临界值为8.6 时预测急性VTE 的ROC 曲 线AUC 为0.61 （0.53～0.68），P=0.014，灵敏度 为52%，特异度为67%。表明MPV 是APE 的重要预测因子。

四、微RNA（micro RNA,miRNA）

miRNA 是一类参与调节转录后基因表达的非编码RNA，血液中miRNA 将信息传递到不同的组织器官，是许多疾病的循环标志物。大量研究提示，miRNA 可用于肺栓塞的诊断，虽其类型说法不一，但2016 年一项包含不同类型miRNA（miR-134、miR-28-3p、miR-1233、miR-27a）、涵盖254 例研究对象的荟萃分析提示，miRNA 可用于肺栓塞的诊断，灵敏度可达83%，特异度为85%，阳性预测值5.4，阴性预测值0.20，AUC 0.90[8]。崔玲[9]在APE 大鼠模型的研究中发现，循环血miR-195 在大鼠模型体内24 h 呈现先升高后降低的动态模式AUC 为0.956，当miR-195 相对表达量为1.706 时，对APE 动物模型诊断的特异度为100%，灵敏度为80%,证实miR-195 对APE 的诊断价值。王亚平等[10]在检测miR-134表达水平的过程中，发现APE 组的血浆miR-134 水平明显高于健康组，使用ROC 曲线分析诊断价值并与D-二聚体相比较，发现两者对APE 均具有诊断价值，但特异度miR-134高于D-二聚体（分别为71.41%和66.7%）。Zhou 等[11]的研究指出，血浆miR-28-3p 在APE 患者中的水平与正常人有显著差异，当miR-28-3p 相对表达量为1.66 时，诊断APE 的AUC 为0.792，特异度为83%，灵敏度为62%。有学者发现miR-1233 可能是诊断APE 灵敏度和特异度较高的生物标志物，能鉴别APE 和非ST 段抬高型心肌梗死，且不受冠心病的干扰，灵敏度为90%，特异度为92%，但还需临床大样本验证[12]。miR-27a/b 也是潜在的APE 诊断生物标志物，通过实时定量反转录聚合酶链反应 （real-time quantitative reverse transcription polymerase chain reaction，qRT-PCR） 技术检测发现血浆miR-27a、miR-27b 在APE 患者中均显著升高，具有高灵敏度和特异度[13]。Xiang 等[14]总结了miR-1233、miR-134、miR-145、miR-483-3p、miR-582、miR-532 和miR-195作为VTE 生物标志物的潜力，其中对miR-134 的研究最广泛、最可靠。综上所述，miRNA 用于肺栓塞的诊断有明确价值，但仍需要大样本的系统研究，以探索具体类型及使用方法。

心脏生物标志物

APE 时肺动脉阻塞，肺动脉压升高，右心室压力负荷增大，心肌细胞受损，血流动力学改变，导致一系列生物标志物的升高。心脏生物标志物针对APE 继发心肌损伤敏感，可用于APE 早期诊断和排除。

一、心脏脂肪酸结合蛋白 （heart-type fatty acid binding protein，H-FABP）

H-FABP 是心脏中富含的一种新型小胞浆蛋白，通常在细胞胞浆内，当心肌细胞受到损害时，大量H-FABP 释放到血液，浓度明显升高[15]。半小时即可在外周血中检测出低微浓度H-FABP，6 h 后H-FABP 达峰值，可作为心肌缺血或损伤的早期标志物[16]。近年研究发现，在APE 患者中，右心室后负荷加重和心肌损伤也会释放H-FABP。黄远东等[17]研究发现APE 患者血清H-FABP 水平显著高于非APE 对照组（t=10.979，P＜0.05），H-FABP 诊断APE 的临界值取7.06 mg/L时，特异度为84.37%，灵敏度为70.04%，具有重要的早期诊断价值。Qian 等[18]的研究发现高水平血浆H-FABP 确诊肺栓塞阳性率要高于心肌肌钙蛋白I （cardiac troponin，cTNI）（75.4%比40.6%）。此外，越来越多的学者研究H-FABP 在APE 患者预后评估及风险分层中的价值[19]。H-FABP 是公认的早期、敏感、特异心肌损伤指标，也是诊断APE 有前景的新型心脏生物标志物。

二、IMA

白蛋白随血液循环流经缺血组织后，改变了原有的白蛋白氨基末端序列，造成其与金属离子结合能力下降，这种受损后的人血清白蛋白称之为IMA[20]。IMA 可反映出患者心肌和肺部缺血、缺氧程度，以及由此而引发的一系列炎症和氧化应激反应对机体破坏程度，可作为APE 的诊断标志物。王铭建[21]的一项研究指出肺栓塞患者血清IMA 水平显著高于非肺栓塞患者，且IMA 水平随着肺栓塞危险程度升高而升高，是检测肺栓塞有价值的重要指标。在崔波等[5]的病例对照研究中，APE 组患者血清IMA 水平高于健康对照组 （t=7.562，P=0.029），研究中评价标准以IMA≥63.30 U/mL 为阳性，单独诊断APE 的灵敏度和特异度分别为66.92%和77.08%。由此可见，IMA 反映APE 发生、发展过程中应激氧化水平，可作为标志物用于APE 诊断。

炎症相关生物标志物

多项研究发现肺栓塞的发生与炎症有密切关系，炎症因子伴随肺栓塞发生、发展贯穿整个疾病过程。近年来，炎症标志物在APE 诊断中的作用越来越受到重视。

一、中性粒细胞/淋巴细胞比值（neutrophil-lymphocyte ratio，NLR）

NLR 反映中性粒细胞与淋巴细胞之间的平衡状态，是一种新的炎症标志物，机体炎性反应可促使中性粒细胞迅速增加，而淋巴细胞迅速凋亡，导致NLR 升高。近年来，NLR逐渐被用于心血管、癌症等疾病的严重程度评估及预后监测。同时，越来越多学者研究探讨NLR 在APE 中的诊断价值。FARAH 等[7]的研究发现，急性VTE 组中NLR 值明显高于对照组，对NLR 进行了预测急性VTE 的ROC 曲线分析，当NLR 的临界值为5.3 mg/L 时，AUC 为0.67 （0.60～0.75），P＜0.001，灵敏度为69%，特异度为57%。而在黄远东等[17]的研究中发现，NLR 诊断APE 的临界值取7.81 mg/L 时，特异度为100%，灵敏度为72.34%。NLR 具有早期诊断APE 的价值，其具体应用有待大样本的临床病例研究。

二、红细胞体积分布宽度（red cell distribution width，RDW）

RDW 是反映红细胞大小差异性的一项参数，即红细胞体积的离散程度。近期研究发现，RDW 与慢性心力衰竭、肺动脉高压、心肌梗死等疾病密切相关，目前认为可能是参与静脉血栓形成的炎症因子，同时影响了RDW，故RDW 增高被认为是炎症前状态的标志物。Celik 等[22]发现，肺栓塞组患者RDW 水平明显高于非肺栓塞患者，RDW＞18.9%预测肺栓塞的灵敏度为20.7%，特异度为93.4%，可作为诊断疑似肺栓塞患者的一项有效指标。但RDW 还受卒中、急性冠状动脉综合征等疾病的影响，故其特异度不高。但RDW 的检测简便快速，费用低廉，大量研究提示RDW 对APE 患者仍具有较高临床应用价值，值得临床重视和推广。

三、白介素（interleukin，IL）和肿瘤坏死因子α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）

IL 是重要的炎症反应调节因子，一般可分为促炎细胞因子和抗炎细胞因子两类，前者包括IL-1β、IL-6、IL-8 等，主要引起组织损伤，刺激继发性炎性介质的释放；后者包含IL-4、IL-10、IL-13 等，可平衡前者的损伤效应，抑制其产生。TNF-α 主要在脂多糖的诱导下由激活的单核巨噬细胞、内皮细胞、淋巴细胞等产生，是急性肺损伤的早期促炎物。邵红霞等[23]的APE 兔模型研究显示，TNF-α 在APE 兔模型的右心表达升高，较对照组差异有统计意义，同时经过免疫组织化学证实，模型组可见明显心肌炎性细胞浸润，空泡变性及灶性梗死，说明肺栓塞模型组出现了心肌损害，而随着心肌损害加重，TNF-α 表达也升高。提示血清TNF-α 可能参与了APE 的病理生理过程，为APE 的临床诊断提供参考指标。段亚敏等[24]通过60 例APE 患者的病例对照研究发现，APE 组患者血浆TNF-α 水平明显高于对照组，与其他细胞因子比较，TNF-α 增幅最大，提示TNF-α 在APE 发生中起关键作用，对肺损伤的提示作用较敏感，可成为APE 的诊断指标。研究还显示，APE 患者IL-1β 水平较对照组明显增高，溶栓治疗6 h 后血浆IL-6 水平明显下降，提示IL-1β、IL-6 是反映APE 早期炎症状态的指标。有关IL 和TNF 用于APE 诊断还需大量临床研究支持。

四、正五聚蛋白3（pentraxin 3,PTX3）

PTX 3 是近年新发现的一种急性炎症反应蛋白，由单核细胞、巨噬细胞产生的炎性细胞因子调节生成，参与各种心血管疾病发病机制中的炎性反应过程。当APE 发生后，在极短的时间内巨噬细胞、单核细胞等趋化聚集、活化，释放各种炎性细胞因子，PTX3 浓度升高。有研究显示PTX3 对APE 的早期检测较C 反应蛋白（C-reactive protein，CRP）和脑钠肽（brain natriuretic peptide，BNP）更具敏感性，BNP 和CRP水平与肺部动脉血流有密切关系，而PTX3 可以检测出APE早期阶段肺部血流动力正常的患者，且肺动脉高压的APE患者血清PTX3 显著高于肺动脉压力正常组，有助于早期识别肺动脉高压的APE 患者[25]。提示PTX3 可作为APE 诊断的早期预警指标，当然还需要进一步多中心、前瞻性、大样本的研究证实这一结论。

APE 诊断相关生物标志物有良好诊断价值和应用前景，目前研究主要集中在血栓、心脏和炎性标志物方面，可用于APE 的预测 （MPV、RDW）、早期识别（H-FABP、NLR、IL、PTX3）、诊断（SCUBE1、miRNA、IMA、TNFα）和排除诊断（D-二聚体）。其中D-二聚体作为肺栓塞经典标志物，主要用于APE 排除诊断。MPV 反映血小板活性、RDW 是炎症前状态标志物，均可预测APE；H-FABP 是心肌和肺部缺血、缺氧早期标志物，NLR、IL、PTX3 参与APE 早期炎症反应，均有助于早期识别APE；SCUBE1 是血小板活化标志物，miRNA参与信息传递，IMA 反映心肌和肺部缺血缺氧，TNFα 是APE 早期促炎物，均有明确APE 诊断价值；但这些标志物对于APE 诊断的临床应用还存在一定的局限性，目前还需要临床大样本试验进一步验证相关结果。所以临床上对于APE 的诊断和评估还需要结合临床症状评分和影像学等检查，以及可联合使用多种生物学指标以提高临床使用价值和阳性检出率，综合分析得出最终结论。让更多有价值的生物标志物广泛应用于临床APE 诊断，仍需更多临床研究。