肝移植术后脓毒症相关生物学标志物的研究进展

游 潘， 高榕悦， 李文雄， 黄立锋

肝移植(liver transplantation， LT)是一种通过手术方式将病肝切除，并替换为健康肝脏的方法。近年来，随着LT手术技巧的不断完善、新型免疫抑制剂的出现及广泛使用，已使其成为治疗各种终末期肝脏疾病(包括各种原因导致的肝硬化、肝衰竭及肝脏恶性肿瘤等)的最好方法。尽管如此，由于LT本身是一种高侵袭性的腹部外科手术，手术时间长，术中失血、失液量多，血流动力学变化大，加之多数患者术前器官功能已严重受损，存在肝昏迷、感染、大量腹水、凝血功能障碍、肝肾综合征及内环境紊乱等诸多情况，致使其术后各种并发症的发生率仍居高不下。其中，脓毒症仍是LT术后的主要并发症之一，也是导致患者病情加重和死亡的重要原因。

1 LT与脓毒症

脓毒症是指机体对感染反应失调所致的危及生命的器官功能障碍。最近健康指标与评估研究所(IHME)的一项关于脓毒症全球负担的研究[1]估算，2017年全球有4890万例脓毒症事件，其中1100万例脓毒症患者死亡。另有研究[2]证实，在接受住院治疗患者中脓毒症的发生率为每年189例/10万人(病死率为26.7%)；而ICU接受治疗的患者脓毒症发病率为每年58例/10万人(病死率为41.9%)。LT术后，由感染加重引起的脓毒症较为常见。据报道，脓毒症目前仍是美国非冠状动脉重症监护病房(ICU)患者的主要死亡原因。

由于肝病患者术前大都长期使用免疫抑制剂治疗原发疾病，其免疫功能通常会受损。加之LT手术本身的复杂性，肝移植受者较其他移植受者更容易发生各类病原体感染。此外，移植术后大剂量激素及免疫抑制的使用，也会加剧LT受者对感染的易感性。但由于LT受者较普通人群的特殊性，导致目前对脓毒症进行早期识别存在诸多困难。譬如，终末期肝病(ESLD)患者的症状和体征，如转氨酶升高、长期低血压、凝血功能异常及肝性脑病等，通常与脓毒症症状难以区分；在肝移植术中，机体会经受剧烈的缺血-再灌注损伤(包括冷缺血及热缺血再灌注损伤)打击，持续释放大量炎症因子，若同时合并术后肝功能延迟恢复(EAD)，会导致机体长时间处于分布性休克状态；此外，LT术后常持接受激素和免疫抑制剂治疗，也会使得已发生脓毒症患者的临床症状不典型或难以识别。

综上，对LT术后新发脓毒症进行早期识别，仍是当前该领域研究的热点和难点。本文旨在回顾当前与LT术后脓毒症相关的研究成果，系统比较其优缺点，以期筛选对LT术后脓毒症诊断效能更高的生物学标志物，进而为其早期临床防治提供理论依据。

2 肝移植术后脓毒症相关生物学标志物

2.1C-反应蛋白(CRP) CRP于1930年被Tillet和Francis首先发现，是一种由肝脏合成的五聚体蛋白，其水平可随炎症反应而升高。作为一种急性期反应性蛋白，在炎症/感染过程中，主要由炎症因子白细胞介素-6(IL-6)作用于负责转录CRP的基因后诱导生成[3]。研究证实，成人LT术后，CRP水平在感染组与非感染组(对照组)间存在显著差异。据报道[4]，CRP水平对成人或儿童肝移植术的炎症反应具有较高的敏感性，但其特异性较低。相较于降钙素原(PCT)而言，CRP在诊断肝移植术后脓毒症并无太多优势，然而，CRP峰值对于预测儿童肝移植术后感染的价值却优于PCT[5-6]。进一步研究[7]发现，除儿童LT术后第6天外，临床疑似感染组与非感染组间的CRP值并无显著差异。Yu等[8]研究发现，CRP对于预测肝移植后30天的临床细菌感染(CSI)具有实用价值，且与终末期肝病患者体内脂多糖(LPS)浓度呈正相关，因此可将CRP整合于肝移植术前风险评估工具中，以便优化此类患者临床监测方案。另一项研究[9]表明，使用峰值CRP排除LT术后48 h内感染，可能会产生更多假阴性病例。因此，不能将CRP用于肝移植术后早期感染性并发症的排除性诊断，而应尽可能结合其他因素进行病情的评估。

2.2降钙素原(PCT)

在人体内，前降钙素原(pre-procalcitonin)首先由甲状腺C细胞进行合成；随后，该合成肽可被内肽酶切割成25个氨基酸的信号序列，进而转化为PCT。此外，肝、胰、肾、肺、肠，以及白细胞等非甲状腺C细胞的组织也可合成部分PCT，其中，尤以肝脏合成PCT能力为著。但在无细菌感染情况下，这些组织合成PCT的能力相对较弱[10]。在健康人血液中，PCT分泌总量较少(≤0.05 ng/mL)。一般认为，血清PCT浓度会在细菌感染情况下增高，而在病毒感染或其他非特异性感染时保持较低水平。因此，PCT通常被视为诊断体内细菌感染的重要生物学标志物[11]。

据文献[11]报道，在一些晚期肝脏疾病患者中，即使没有细菌感染，其PCT基线水平也会上升，这表明PCT与肝脏有较为复杂的关系。此外，在LT术后患者中，连续动态监测PCT有助于诊断细菌感染，同时也可对细菌感染和急性细胞排斥反应加以甄别。通常认为，PCT是鉴别移植术后细菌感染、病毒感染和同种异体排斥反应的特异性生物学标志物参数。但随着研究的不断加深，PCT的缺陷也逐渐暴露。有研究[9]表明，在ICU中PCT对监测LT术后感染用处甚微，术后感染患者的PCT水平甚至显著低于无感染者，尤其是在术后前2天。此结果与先前诸多研究相悖。Zant 等[4]进一步研究发现，在LT术后早期，IL-6在预测术后脓毒症方面的表现要强于PCT。

多种混杂因素造成PCT在LT术后早期感染监测中缺乏临床实用价值，其中包括术前受体状态(体重指数)、术中大量输血、术后肝功能恢复程度及供体微生物感染状况等[9]。此外，由于LT手术创伤较大，术中会阻断下腔静脉血供，导致术后PCT水平非特异性升高[12]。还有研究发现，肝移植术后某些药物的应用也会影响PCT表达水平。例如，移植术后患者应用前列腺素E1(PGE1)可明显降低PCT水平；术后应用抗胸腺细胞球蛋白(ATG)可促进PCT的合成。目前尚缺乏关于手术时长和术后应用免疫抑制对PCT影响的研究。有学者[13]发现，若LT术前患者血清PCT > 0.5 ng/mL，术后脓毒症发生率可显著升高；Takanobu等[13]也发现，术前连续监测PCT水平，可用来预测术后感染相关并发症。提示在临床实践中，可通过重新评估受者术前状况，相应推迟体内PCT水平较高人群接受LT手术的时间。

2.3中性粒细胞/淋巴细胞比率(neutrophil-to-lymphocyte ratio， NLR) NLR是基于全血细胞计数值的全身炎症指标。一般情况下，血液中中性粒细胞计数会随着炎症疾病进展而增加。在某些特殊情况下(如严重感染、恶病质)，中性粒细胞计数不会增加，从而导致在评估疾病进展时出现“假阴性”的情况。而淋巴细胞计数则反映患者的免疫状态，通常会随着炎性疾病的进展而下降，但其下降速度相对缓慢，并不能及时反映体内感染变化的程度[14]。据报道[15]，NLR在预测患者生存率方面要优于二者单独使用时，与其他特异性标志物相比，NLR的获取成本不高，且易于临床操作。研究[16-17]发现，NLR可作为预测脓毒症预后的生物学标志物，并可用来评估脓毒症的严重程度，其表达水平会在脓毒性休克患者体内显著增加。此外，Boram等[18]研究表明，在LT术后，与非急性细胞排斥患者相比，发生急性细胞排斥患者的NLR值更低。一项前瞻性研究[19]发现，肝硬化患者的NLR和CRP是其发生感染和30天内死亡的独立危险因素。综上，NLR值可用来区分移植术后脓毒症和急性细胞排斥反应，还可联合其他生物学标志物，以提高其诊断效能。

2.4T细胞克隆性 T淋巴细胞是移植物排斥反应和机体抵御病原体的核心免疫细胞，T细胞受体(TCR)是T淋巴细胞在胸腺发育时所形成的受体之一。免疫反应抗原结合过程发生在TCR的互补决定区(CDR)，其中TCR-β CDR3具有特异性，可通过量化TCR-β CDR3来评估T细胞克隆谱系的分布。目前对T细胞克隆性(T-cell clonality)进行量化评估,在肿瘤和自身免疫性疾病的免疫监测中具有指导意义，但其在移植后感染并发症监测方面的应用尚不多见[20]。在一项回顾性研究[21]中， 研究人员通过免疫序列分析、PCR等技术手段对LT术后患者TCR-β CDR3进行量化分析，结果证实，T细胞克隆性可作为预测LT术后并发脓毒症风险的生物学标志物。但目前对其确切机制知之甚少，尚需更多研究加以阐明。

2.5CD14+/HLA-DR表达比率 人类白细胞抗原-DR(HL-DR)存在于CD14+单核细胞表面。有研究[22]利用流式细胞仪检测CD14+/HLA-DR表达比率，并用受试者工作特征(ROC)曲线分析其临床意义。研究结果显示，对于LT术后可能合并感染的患者，通过连续监测CD14+/HLA-DR表达比率，可作为判断其病情和预后的指标。其中，CD14+/HLA-DR表达比率低于36.35%，可作为诊断术后感染的预警值，而低于31.97%可作为诊断脓毒性休克的临界值。

2.6B型利钠肽(BNP) BNP是利钠肽家族成员之一，在心脏容量负荷增加时，心室肌对心壁张力压力升高做出反应，从而将BNP释放入血，造成其水平升高。有研究[23]发现，与非脓毒症患者相比，脓毒症患者的血清BNP水平较高，并且其水平对脓毒性休克患者有较好的预测价值。另一项研究[24]中，研究者通过测量四个时间点[分别是进入无肝期前60 min(T1)、进入无肝期后30 min(T2)、移植肝再灌注后30 min(新肝期，T3)及肝移植术后第1天(T4)]的血清BNP水平，通过统计研究和分析，最后选用T2和T4两时间点组建联合BNP(combined B-type natriuretic peptide, cBNP)预测模型。结果显示，cBNP可用来预测LT术后患者是否有较高病死率风险。此外，如果不能获得这两个时间点的血清BNP水平，也可单独选取T4时间点的血清BNP水平用来预测。因此，笔者认为可以进一步探究LT术后血清BNP水平与术后脓毒症发生的关系。

2.7可溶性CD14亚型

可溶性CD14亚型 (presepsin)是一种分子量为13 kDa的蛋白，是脂多糖结合蛋白复合物的受体，由单核细胞吞噬细菌产生。一项回顾性研究[25]发现，在LT术后第5天及第7天的可溶性CD14亚型水平可用来诊断术后感染相关并发症。还有研究[26]发现，在病毒或真菌感染患者中，可溶性CD14亚型水平未见明显增加。很多学者[27]认为，除PCT外，可溶性CD14亚型可作为一种具有广泛应用前景新的诊断脓毒症的生物学标志物，可将其单独或与其他生物学标记物联合使用，以此来提高诊断和预测细菌感染所至脓毒症的敏感度和特异度。目前关于可溶性CD14亚型监测LT术后脓毒症的报道较少，其诊断效能也需更多研究来证实。

2.8钙卫蛋白(calprotectin) 钙卫蛋白属于S100钙结合蛋白家族成员，是S100A8和S100A9的异型复合物，又称髓样相关蛋白(MRP8/14)或白细胞蛋白L1，在各种炎症和自身免疫性疾病中其表达水平可显著升高[28]。钙卫蛋白大量存在于中性粒细胞胞浆中，并可表达于单核细胞膜上，它可通过与内皮细胞相互作用募集炎症细胞，被认为是一种有效的炎症生物学标志物[29]。目前粪便钙卫蛋白在炎症性肠病中的诊断价值已得到公认，近年来，有报道[30-31]称，血清钙卫蛋白在感染性疾病及脓毒症患者体内均有升高。此外，研究者[32]发现，胆汁钙卫蛋白和乳铁蛋白可作为LT术后胆道损伤所致脓毒症的新型标记物，用来区分可逆和不可逆性胆道并发症。笔者认为，可通过动态观察LT术后血清钙卫蛋白水平变化，以加深对其在LT术后脓毒症诊断和预测价值方面的理解。

2.9铁相关标记物 铁相关标记物主要包括血清铁、铁蛋白和铁调素。血清铁来源于细胞内或细胞外，可作为微生物的营养物质。铁调素是一种由肝细胞产生的急性期肽，其作用是调节细胞外铁的稳态。据相关文献[33]记载，LT术后部分感染可出现铁调素和铁蛋白表达增加，同时伴有血清铁的下降。除此之外，即便在宿主免疫功能低下时，由感染激活的急性低铁血症也是一种普遍存在的宿主防御机制。因此，可进一步研究铁相关标记物与LT术后脓毒症的关系，同时铁代谢途径也有望成为对感染进行干预的潜在靶点。

3 小结

随着LT术后脓毒症相关生物学标志物研究的逐步深入，各类标志物的特点及应用价值被不断评估和认识。目前，传统生物学标志物大多均不能较好识别LT术后新发脓毒症患者，因而也不能确定抗生素启动的合适时机。而现有的新兴生物标志物与LT相关研究较少，还需要进一步探索。此外，受应用激素及免疫抑制剂影响，LT患者的脓毒症临床症状较难识别，即便使用Sepsis-3.0标准，也很难快速识别LT术后新发脓毒症。因此，利用何种方法诊断LT术后早期脓毒症仍是现在的研究热点。研究[34]发现，若LT术后患者体内CRP、PCT和IL-6水平均显著升高，则可极大地提高患者脓毒症诊断的阳性率。还有研究[35]发现，联合指标预测LT术后脓毒症的ROC曲线下面积(AUC)要优于单个指标。因此，除不断发掘新的标志物外，将新旧标志物联合应用也不失为一种行之有效的思路。