生物标志物联合检测在脓毒症相关急性肝损伤患者中的应用价值*

吴 迪，陈佳颖，耿立霞

(1.内蒙古科技大学包头医学院，内蒙古 包头 014040；2.内蒙古科技大学包头医学院第一附属医院重症医学科)

脓毒症是指因感染引起宿主反应失调所导致危及生命的器官功能障碍[1]。直到2016年，脓毒症3.0定义正式被发表，增加了对于器官的评价，即器官功能障碍定义为继发于感染的序贯器官衰竭评分(sequential organ failure assessment，SOFA)总分急性升高≥2分。因此，以感染为主导，免疫反应失调为桥梁，使得器官功能障碍，致使危及生命，成为了脓毒症的最新定义。全球每年有超过3 000万人被诊断为脓毒症，导致500万人死亡[2]。脓毒症所致的多器官功能障碍是脓毒症患者死亡的主要原因，在重症监护病房(intensive care unite，ICU)中死亡率可达23 %～70 %[3]，其中肝功能障碍便是脓毒症严重并发症之一。

肝脏在脓毒症进展过程中所介导的免疫炎症反应较为特殊，它在负责清除病原微生物及内毒素的同时，也会发生炎症反应、免疫亢进、免疫抑制，甚至引起其他各器官的继发损伤，尤其是对肝脏自身的损伤，从而引发肝功能障碍和衰竭，成为脓毒症患者的严重并发症，直接导致病情的进展和死亡。因此受损的肝脏可能是多脏器功能障碍的启动和进展的主要参与者之一，但由于缺乏早期、敏感度高的诊断工具，无法检测到早期肝功能异常情况，导致肝脏在脓毒症中的作用被忽视。如果能在脓毒症早期，早识别、早治疗脓毒症相关急性肝损伤，可阻断病情进展致肝衰竭，并可改善患者预后。本文旨在探讨炎症指标和肝损伤标志物联合检测对脓毒症相关性急性肝损伤患者的诊断和预后评估价值。

1 对象与方法

1.1对象 收集内蒙古科技大学包头医学院第一附属医院重症医学科(ICU)2019年11月-2022年1月收治的104例脓毒症患者临床资料，按照入ICU时是否发生急性肝损伤分为脓毒症相关急性肝损伤组(n=42)和非肝损伤组(n=62)，将脓毒症相关急性肝损伤患者按28 d是否存活分为存活组(n=16)和死亡组(n=26)。

纳入标准:(1)年龄18～80岁；(2)脓毒症患者符合《第三版脓毒症与感染性休克定义国际共识》(Sepsis 3.0)[4],同时根据“拯救脓毒症运动”(surviving sepsis campaign，SSC)[5]的准则，脓毒症相关急性肝损伤的诊断基于胆红素>34.2 μmol/L (2 mg/dL)和(或)发生国际标准化比值(international normalized ratio，INR)>1.5 的凝血障碍[6]；(3)脓毒症非肝损伤组患者符合脓毒症诊断标准(Sepsis 3.0)，但不符合肝功能损伤；(4)病例资料完整；(5)患者及家属签署知情同意书；(6)研究获医院医学伦理委员会批准。排除标准：(1)孕妇或哺乳期妇女；(2)既往有慢性肝功能障碍及本次因急性肝功能障碍或慢性肝功能障碍急性发作入住ICU者；(3)肝脏肿瘤或肝脏部分切除术后；(4)中毒或药物性肝损伤等非脓毒症原因引起的肝损伤；(5)长期服用华法林等影响凝血功能药物；(6)入住ICU时间<24 h或临床资料不完善。

1.2观察指标 收集患者病例资料，如年龄、性别、感染部位，及入住ICU 6 h内生化指标[正五聚蛋白3(pentraxin-3，PTX-3)、C-反应蛋白(C-reactive protein，CRP)、降钙素原(procalcitonin，PCT)、总胆红素(total bilirubin，TBIL)、谷草转氨酶(glutamic oxalacetic transaminase，AST)、谷丙转氨酶(glutamate pyruvate transaminase，ALT)、INR值(international normalized ratio，INR value)、凝血酶原时间(prothrombin time，PT)、凝血酶原活动度(prothrombin activity，PTA)、血小板platelet，PLT)]，记录患者入院 24 h 内急性生理学与慢性健康状况评分Ⅱ(acute physiology and chronic health evaluation Ⅱ，APACHEⅡ)、序贯器官衰竭评分(sequential organ failure assessment，SOFA)最差值，以及脓毒症相关急性肝损伤组患者的28 d预后。

2 结果

2.1两组患者一般资料比较 104例脓毒症患者中，男性54例，女性50例；其中肺部感染 21例，腹腔感染61 例，颅内感染2例，血液感染2例，泌尿系感染8例，皮肤软组织感染10例，两组患者性别、年龄及感染部位比较差异均无统计学意义(P>0.05)，具有可比性。见表1。

表1 两组患者一般资料比较

2.2两组患者生化指标比较 脓毒症相关急性肝损伤组PTX-3、CRP、PCT、TBIL、AST、ALT、INR、PT、APACHEII评分、SOFA评分均明显高于非肝损伤组，PTA、PLT均明显低于非肝损伤组，差异有统计学意义(P<0.05)。见表2。

表2 两组患者生化指标比较

2.3脓毒症相关急性肝损伤患者血清PTX-3与病情危重症评分相关性分析 Spearman相关分析结果显示，脓毒症患者血清PTX-3水平与APACHEII评分、SOFA评分均成显著正相关(均P<0.01)。见表3。

表3 脓毒症相关急性肝损伤患者血清PTX-3水平与APACHEII评分、SOFA评分的相关性

2.4生物标志物单独以及联合检测用于诊断脓毒症相关急性肝损伤的ROC曲线分析 ROC曲线分析显示，TBIL、INR值、PTX-3的ROC曲线(AUC)分别为0.896、0.831、0.827,说明三者的诊断效能相近，并且优于其他指标；当PTX-3最佳截断值为11.68 ng/mL时，其诊断脓毒症相关急性肝损伤的敏感度为65.4 %，特异度97 %，三者联合检测诊断脓毒症相关急性肝损伤的ROC曲线(AUC)可达0.945，敏感度为85.7 %，特异度为95 %。见表4、图1。

表4 生物标志物单独以及联合检测对于脓毒症相关急性肝损伤的诊断

图1 PTX-3等指标及肝损伤指标联合检测对脓毒症相关急性肝损伤患者诊断的ROC曲线分析

2.5脓毒症相关急性肝损伤生存与死亡资料比较 42例脓毒症相关急性肝损伤患者28 d存活16例，死亡26例；不同预后两组患者性别、年龄比较、感染部位差异均无统计学意义(均P>0.05)，说明两组患者基线资料均衡，具有可比性。脓毒症相关急性肝损伤死亡组患者 PTX-3、CRP、PCT、TBIL、AST、ALT、INR、PT、APACHEII评分、SOFA评分均明显高于存活组，PTA、PLT均明显低于存活组，差异有统计学意义(P<0.05)。见表5。

表5 脓毒症相关急性肝损伤患者生存、死亡资料比较

2.6标志物单独以及联合检测用于预测脓毒症相关急性肝损伤患者预后的ROC曲线分析 ROC曲线分析结果显示，PTX-3、总胆红素、INR值的ROC曲线(AUC)分别为0.868、0.774、0.733，PTX-3预测脓毒症相关急性肝损伤患者28 d死亡的效果优于其他指标；当PTX-3最佳截断值为10.6 ng/mL时，其敏感度为92 %，特异度69 %，三者联合检测预测脓毒症相关急性肝损伤患者28 d死亡的ROC曲线(AUC)可达0.913，敏感度96 %，特异度75 %。见表6、图2。

表6 PTX-3等标志物单独检测对预测脓毒症相关急性肝损伤患者预后的ROC曲线分析

图2 PTX-3等标志物单独检测对预测脓毒症相关急性肝损伤患者预后的 ROC 曲线分析

3 讨论

脓毒症相关急性肝损伤病理生理过程十分复杂，通常有2种主要机制似乎可以解释：胆汁淤积型和缺血型。第1种，胆汁淤积性肝功能障碍，其定义为胆汁形成和排泄受损，危重患者最初通常不是胆管梗阻所致，而是胆汁酸和胆红素在肝脏内淤积所致。胆汁代谢过程的障碍，胆汁分泌和胆道内胆汁流量的减少这是由于肝细胞水平上信号转导改变的结果，内毒素及促炎因子可以改变胆汁酸转运蛋白的转录和转录后基因表达，并导致这些转运蛋白在肝细胞中的下调[7]。目前，危重患者胆汁淤积的定义还没有统一的标准。根据大多数研究，TBIL水平大于2 mg/dL，代表了临床实践中TBIL水平的实际边界[8]。第2种，缺血性肝炎，也被称为缺氧肝损伤，常常表现为炎症免疫反应或危重症(动脉)血供减少引起的肝脏急性缺氧，从而诱发弥漫性肝细胞坏死。由于多种因素可导致小叶中心肝细胞坏死，其中“瀑布样”的炎症反应以及免疫的失衡被认为是直接或者间接造成肝损伤的中心环节，主要是由于细菌和内毒素的刺激，肝细胞、肝窦内皮细胞、kupffer细胞等被激活，清除微生物的同时释放出肿瘤坏死因子α(TNF-α)、白介素6(IL-6)、白介素1β(IL-1β)等促炎因子[9]，不仅可以趋化诱导其他免疫细胞(嗜中性粒细胞、单核细胞、T细胞和NK/NKT细胞)参与免疫反应，抵抗外来入侵，并且还会进一步促进二级炎症介质(补体、NO等)的释放，以及一些急性期蛋白质的产生，这些物质积极参与全身免疫反应，不仅在清除细菌和内毒素上起到重要作用，同时也会导致机体发生炎症免疫反应，再一次损伤肝脏，甚至累及其他脏器损伤[10]。其次，也与低灌注有关，即在低血容量和心输出量不足的情况下出现，在脓毒性休克中，肝血流减少，肝氧需求的增加是导致急性肝损伤的其中一个因素。另外，低氧性肝炎也可能是缺血再灌注过程中再氧合的结果。缺血性肝炎常常致使机体弥散性血管内凝血和出血，即凝血功能的异常，通常表现在PT延长、PTA减少，INR值增大。因此，在脓毒症的过程中，肝脏不仅在防御反应中扮演着重要的角色，清除细菌和产生炎症介质。而且也成为了失调的潜在靶点。

正五聚蛋白(Pentraxins)是一种可溶性识别分子，是一种系统发育保守的蛋白质，共有约200个氨基酸长结构域[11]，在炎症因子和外源微生物刺激下由多种细胞快速产生，在细菌、真菌和病毒感染引发的天然免疫中发挥重要作用。是急性相蛋白(APPs)中的其中一种，介导稳态的最初反应，抵抗感染或组织损伤的压倒性免疫-炎症过程。其中根据蛋白体结构，分为短正五聚蛋白[C反应蛋白(CRP)]和长正五聚蛋白[正五聚蛋白3(PTX-3)]。CRP主要以五聚体的形式存在于循环中，由5个相同的非糖基化和非共价关联的23 kda原聚体(206个氨基酸长)组成，呈环状排列，而 PTX-3是一个340 kda的八聚体蛋白，由8个相同的原聚体通过链间和链内的二硫键相互作用组成[11]，尽管PTX-3和CRP的序列相对相似，但它们在产生细胞和诱导刺激方面存在差异，CRP主要在IL-1β和IL-6刺激下在肝脏中产生，而PTX-3由多种免疫细胞产生，如单核巨噬细胞、内皮细胞、树突状细胞和嗜中性粒细胞[12]，并且通过相关的分子模式识别和对抗病原体，以激活体液和细胞免疫反应，有研究发现PTX-3在损伤后6～8 h达到峰值，而CRP在损伤后24～30 h升高[13]。在脓毒症或脓毒症休克患者的研究中，PTX-3血浆浓度升高，其浓度与疾病的严重程度(从SIRS到脓毒症休克)一致，并可作为死亡的预测因子[14]；此外在全身炎症反应时，特别是血浆中存在内毒素、细胞因子产生异常和凝血功能缺陷时，血浆中PTX-3的表达增加，并与多器官功能障碍综合征的风险增加相关[15]；另外有小鼠实验发现，PTX-3在急性肝衰竭早期明显升高，可能在辅助诊断急性肝损伤上具有诊断价值[16]，鉴于PTX-3在脓毒症、脓毒性休克、全身炎症反应以及急性肝衰竭中的重要作用，我们推测它可能在脓毒症相关急性肝损伤中扮演了重要的角色，反应了机体受损的严重情况。

当机体被病原微生物入侵后，可致使血清PCT的水平迅速提升，并长期维持在较高水平浓度，通常与脓毒症疾病进展的严重程度呈正相关，因此，对于脓毒症患者的早期诊断，对其病情严重程度及早期预后成为临床应用不可或缺的一部分。大量临床试验研究发现，PCT可以作为诊断脓毒症的敏感标志物，并且已经用于临床检测，其诊断脓毒症的临界水平为>0.5 ng/mL[17]。

总胆红素是危重病医学评估肝功能障碍的标准参数，总胆红素升高反映了胆汁形成代谢过程的障碍，胆汁分泌和胆道内胆汁流量的减少[18-19]，但作为肝功能损害参数的胆红素，目前还不足以将肝损伤和高胆红素血症区分开来，并且对于急性肝功能损伤和既往肝脏疾病也缺乏特异性。Jensen等[20]最近的一项通过分析几个大型的、多中心患者队列研究(n=1 096)，并将研究结果与死亡率联系起来，证实了总胆红素是90 d死亡率的独立预测因子。

APACHEⅡ评分包括急性生理评分、年龄评分和慢性健康评分，常用于评价急性病危重程度，它可对患者的病情做出定量性的评价。主要用于对危重症患者的病情和预后进行评估，其可靠性和实用性已被公认[21-22]，通过收集患者24 h内各项指标最差值评分，分值越高，表示病情越重[23]，目前认为APACHEⅡ评分与ICU的死亡率与住院时间相关[24]。

SOFA评分是描述MODS的发生、发展的评分表，包括对呼吸系统、中枢系统、心血管系统、血液系统、肝脏、肾脏的量化评分，是评估危重疾病发病率的有效工具。SOFA评分属于一个动态连续性评分，所用数据较为简单易行，可依据其评分的变化趋势来对多脏器功能衰竭的严重程度及治疗有效性进行动态监测，并且SOFA评分被验证为死亡率的预测因子，并被败血症生存运动(survival sepsis campaign)[4]认可为支持临床决策的工具。

本次研究结果显示，脓毒症相关急性肝损伤组患者血清PTX-3、CRP 、PCT、TBIL、AST、ALT、INR、PT、APACHEII评分、SOFA评分均明显高于非肝损伤组(P<0.05)，PTA、PLT低于非肝损伤组(P<0.05)，提示PTX-3、TBIL、INR可能是反应脓毒症相关急性肝损伤的重要标志物；Spearman 相关分析显示，脓毒症患者血清PTX-3水平与APACHEII评分、SOFA评分均成显著正相关，提示PTX-3水平越高，入住ICU脓毒症患者的病情越严重，越容易引发多器官功能障碍。通过绘制ROC曲线进一步评估PTX-3等指标对脓毒症相关急性肝损伤患者的诊断价值，结果显示TBIL、INR值、PTX-3对脓毒症相关肝损伤的诊断效能相近(TBILAUC=0.896；PTX-3AUC=0.827；INR值AUC=0.831 )优于其他指标；三者联合检测诊断的效能更高(AUC=0.945)，敏感度为85.7 %，特异度为95 %，TBIL、INR值、PTX-3对脓毒症相关急性肝损伤的早期诊断均具有重要价值，并且联合检测的诊断价值更大。

本次研究结果显示，脓毒症相关急性肝损伤死亡组血清PTX-3、CRP 、PCT、TBIL、AST、ALT、INR值、PT、APACHEII评分、SOFA评分均高于存活组，PTA、PLT低于存活组，表明脓毒症患者炎症程度及肝损伤情况越重，预后越差，越容易累及多脏器功能衰竭，死亡风险越高。通过绘制ROC曲线进一步评估PTX-3等指标在脓毒症相关急性肝损伤患者预后的评估价值，结果显示，PTX-3对脓毒症相关急性肝损伤患者 28 d 死亡的评估效能(AUC=0.868)最强，优于BT(AUC=0.774)、INR值(AUC=0.733)、AST(AUC=0.719)、PCT(AUC=0.704)、CRP(AUC=0.697) 和 ALT(AUC=0.685)；PTX-3联合TBIL及INR值的AUC可达0.913，敏感度为96 %，特异度为75 %。

综上所述，PTX-3同TBIL、INR值一样是早期诊断脓毒症相关急性肝损伤良好的生物标志物，3个指标单独检测效果相近，三者联合检测可明显提高对脓毒症相关急性肝损伤患者的早期诊断价值；PTX-3与病情危重程度相关，PTX-3对脓毒症相关急性肝损伤患者28 d死亡的预测效能最高，且PTX-3联合TBIL、INR可以提高脓毒症相关急性肝损伤患者28 d预后的预测能力。另外发现PLT的减少可能是脓毒症相关急性肝损伤的独立因素。