生物数学学报
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感染相关生物标志物在临床应用的进展

1 传统细菌感染生物标志物

1.1 外周血白细胞总数及分类[1]。作为临床最常用初步鉴定和区别是否出现感染的指标,白细胞合并中性粒细胞升高可见于急性感染或炎症,也可见于广泛的组织损伤或坏死、严重外伤、大面积烧伤、冻伤、血管栓塞、急性溶血、急性失血、急性中毒、恶性肿瘤及一些自身免疫性疾病[2]。但在病毒感染时升高幅度并不高,甚至较低;此外,血液与实体肿瘤、血管炎、成人Still病及肾上腺皮质激素的使用等多种非感染原因,也可引起白细胞及中性粒细胞升高,也受到运动、饱餐、寒冷等多种因素干扰[3]。

1.2 红细胞沉降率(ESR)。ESR为炎症反应的非特异性指标,易受到诸多因素影响对鉴别感染、评价感染严重程度和预后的临床意义均不大。

1.3 中性粒细胞碱性磷酸酶(NAP)积分。是一种主要存在于成熟中性粒细胞的胞内水解酶,可用于临床血液系统疾病或感染性疾病的诊断与鉴别诊断[4]。若出现细菌感染的情况,NAP活性会呈现增高现象,并且此时的染色强度与感染程度呈正比关系,但需要使用手工染片计数,会存在一定主观性。

1.4 C反应蛋白(CRP)。作为一种急性时相反应蛋白,形成机制为机体处于应激状态下促使肝脏合成[5]。通常情况下当急性感染发生后6 h会呈现升高现象,在24-48 h之间会呈现最高值,敏感性较高,有关临床研究[6]显示,在感染早期血清CRP水平与感染的严重程度呈正比关系。当CRP水平为10-99 mg/L时多提示局灶性或浅表性感染,≥100 mg/L时多提示脓毒症或侵袭性感染。CRP的上升速度、幅度以及相应的持续时间同病情发展的严重程度密切相关,并不受化疗、放疗、糖皮质激素等治疗方案的影响,所以许多疾病的诊断、辅助诊断以及疗效观察、预后判断使用CRP均具有较高的临床意义[7]。但CRP诊断细菌感染特异性较差,心脑血管疾病、病毒感染[8]、手术患者等血清CRP水平也可增高。因此需要结合具体的临床表现和相关临床检查对机体免疫功能、防御机制进行综合考虑。

1.5 内毒素。作为革兰阴性菌细胞壁上特有的结构,其主要化学成分是脂多糖。当细菌死亡后,内毒素会从细胞结构中被释放出来,进入血液,可对机体产生许多致病作用[9]。且其病程、感染程度及预后都与血液中内毒素的含量呈正相关,内毒素检测有助于革兰阴性菌感染的快速诊。

2 近年开始临床应用的细菌感染生物标志物

2.1 降钙素原(PCT)。降钙素原(procalcitonin,PCT)主要为无激素活性的降钙素前肽糖蛋白。自1993年Assicot等[10]首次报道PCT能够作为早期检查细菌感染的标志物后,临床将其作为新的炎症指标并被广泛应用在细菌感染检测中。2001年PCT被作为脓毒症诊断的指标之一[11]。在机体受到炎症刺激后,细菌内毒素以及炎症细胞因子会受到相应诱导,例如白细胞(interleukin,IL)-1β、IL-6和肿瘤坏死因子α等,PCT水平甚至会上升至5000倍,2-4 h内即可升高,感染后12-24 h会呈现最高值,PCT浓度与感染严重程度呈正比关系,PCT在血清中非常稳定,不受体内激素水平的影响,感染消失后恢复正常。由于病毒感染正常或仅有轻度升高,因此PCT能鉴别细菌性和病毒性感染。非感染性因素如急性胰腺炎、创伤、缺血再灌注等同样可出现全身炎症反应综合症(SIRS)而引起的 PCT 升高。但PCT在诊断细菌感染的价值上显著优于WBC计数和CRP,由此说明PCT是一项灵敏度和特异性良好的具有鉴别诊断意义的重要指标。

2.2 血清淀粉样蛋白A(SAA)。由被激活的巨噬细胞和纤维母细胞在肝脏中合成,是组织淀粉样蛋白A的前体物质,SAA也是一种急性时相反应蛋白[12],在正常情况下机体内SAA的含量非常少。当机体受到细菌、病毒、支原体以及衣原体等抗原刺激之后,肝脏细胞会促使大量的SAA分泌并会进入到血液,在5-6 h迅速升高约1000倍[13],SAA的半衰期较短,在炎症或感染急性期迅速升高,疾病的恢复期又迅速下降[14]。与传统感染标志物CRP 和WBC相比,其优势在于病毒感染时也明显升高,且改变高于传统指标。SAA可作为敏感的感染性疾病的标志物用于临床诊疗,成为继WBC和CRP之后,感染性疾病早期辅助诊断的又一个新指标。因此,SAA可作为感染性疾病的诊断指标[15],特别是在婴幼儿感染性疾病的早期,细菌和病毒感染确实很难鉴别,而SAA和CRP的联合检测更有独特的意义,更有利于小儿感染性疾病的早期诊断[16]。

2.3 IL-6。是细菌感染早期敏感性指标之一,IL-6作为多细胞广泛来源的一种细胞炎性因子,当机体受到细菌感染时,促进IL-6的合成和释放,可在2h达高峰,其含量与细菌感染程度呈正相关[17]。因此广泛用于临床各类感染性疾病的早期诊断,还可诱导机体CRP和PCT的释放大量释放[18]。但其具有的特异性不足,在进行联检项目可采用优势互补,各取所长的方式。有研究显示,针对脓毒症患者联合检测PCT+IL-6+CRP、PCT+IL-6或PCT+CRP,能够帮助临床鉴别早期脓毒症[19],见表1。