脓毒症生物标志物的过去、现在和未来

来自维罗纳大学医院实验室的 Giuseppe Lippi 教授近期发表在 CCLM(2019;57(9):1281-1283) 上的一篇综述，讲述了脓毒症生物标志物的过去、现在和未来，小编为大家作了简单编译与观点提炼： 

早诊早治是脓毒症患者的最正确诊疗决策

脓毒症生物标志物的必要性论证

SOFA/qSOFA 评分的早期诊断效能仍不令人满意，不能显著改善脓毒症的预后不良，因此需要脓毒症相关生物标志物及早、准确地辅助诊断和预后；

PCT 和 Presepsin 现在似乎是最理想的标志物，不仅用于早期诊断脓毒症，而且用于指导抗生素治疗决策。对于危重症患者的预后价值，PCT 优于 Presepsin。

无论过去、现在还是未来，没有生物标志物能够完全满足理想的脓毒症生物标志物的全部特征。必须临床和检测紧密合作，在联合检测和成本效益上获取平衡。

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脓毒症和脓毒性休克

根据国际上对脓毒症和脓毒性休克 [1] 的第三版共识，脓毒症目前被定义为：由于宿主对感染的反应失调而导致的严重器官功能障碍，伴随严重的组织和器官损伤，直至脓毒症休克、多器官衰竭（MOF）和死亡。脓毒症作为一个重要的公共卫生问题，目前被认为是感染死亡的主要原因，每年美国的住院花费超过 200 亿美元。

最近的统计数据显示，住院的成人患者中，脓毒症的实际发生率高达 6%；而可靠的预测表明，未来 30 年这个比例可能还会增加近一倍。累计住院死亡率约为 15%[2]，而重症监护病房（ICUs）的死亡率甚至更高，可达到 20%-45%[4]。

虽然 G+、G- 均可引发脓毒症，但最常见的还是金黄色葡萄球菌（20.5%），铜绿假单胞菌（19.9%）、大肠杆菌（16.0%）、克雷伯杆菌（12.7%）、肠球菌（10.9%）和表皮葡萄球菌（10.8%）。感染念珠菌（17.0%）和其他微生物的患者也常可进展为脓毒症 [5]。

肺部（36%-42%）是严重脓毒症患者最常见的感染部位，其次是泌尿生殖道（10%-18%）、腹部（8%-9%）和伤口或软组织（7%-9%），而高达 20% 的血源性肠杆菌（[5]）患者不能准确地确定菌血症的来源。

尽管及时、准确地诊断脓毒症对扭转疾病进程至关重要，但其诊断方法仍具有挑战性。近年来，一些评分系统得到了发展，包括宿主全身炎症反应综合征（SIRS）标准、全身性感染相关性器官功能衰竭评分（SOFA）和快速 SOFA（qSOFA）评分 [6]。

然而，所有这些工具主要用于预测结果，特别是死亡，而其早期诊断效能仍不令人满意 [7]。即使 sepsis 3.0 重申，脓毒症应根据危及生命的器官功能障碍和血培养 [1] 的临床标准来确定，这两种评分方法仅能算作延迟诊断，并不能显著改善预后不良。

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诊断脓毒症

长久以来，标准血培养技术一直是诊断脓毒症的唯一可靠手段，是从无菌体液标本中检测和分离病原微生物的金标准参考方法 [8]。

然而，不幸血培养有很多缺点，比如长周转时间（TAT）（6 h 到 5d 是微生物生长到检测水平的所需时间，加做药敏还需要额外 24-48 h），而且灵敏度低，需大样本体积，经常需要多次检测；在开始抗生素治疗后出现假阴性检测结果的风险（30%-63% 的病例）和分析前变数（例如在采血过程中不遵守标准消毒程序造成的 2%-4% 的样本污染）（图 1）。

最后，虽然自动化方法已被开发 [9]，但在许多临床实验室，血培养仍是一个劳动密集和耗时的过程。

图 1

由于血培养的固有局限性，大量的血清（或血浆）脓毒症生物标志物在过去几十年中被商业化。典型的包括：C-反应蛋白（CRP）、降钙素原（PCT）、sCD-14 亚型（Presepsin）、白细胞介素 6（IL-6）、脂多糖结合蛋白（LBP）、中性粒细胞 CD64（nCD64）、可溶性髓系细胞表达触发受体-1（sTREM-1）和血清可溶性尿激酶型纤溶酶原激活因子受体（suPAR）等。

虽然这些生物标志物中没有一个能够完全满足脓毒症生物标志物的所有理想特征（表 1）。但从许多已发表的研究和荟萃分析中发现， PCT、Presepsin 和 CRP 具有更强的临床实用性的临床证据。

PCT 和 Presepsin 现在似乎是最理想的标志物，不仅用于脓毒症的早期诊断，而且用于获得有价值的预后信息和指导治疗决策（即抗生素管理）[7,10,11]。然而，这些标志物的检测也存在一些重要缺陷，如标准化程度不高 [12]，无法提供致病微生物的信息，诊断准确性不佳等。关于这最后一个方面，Brodska 等人最近发表了一项研究表明，目前可用的一些生物标志物的诊断准确性仍然有限（<80%）。在诊断脓毒症和预测重症患者死亡风险方面，Presepsin 甚至不能媲美传统的脓毒症生物标志物，如 PCT 和 CRP[13]。

表 1

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核酸扩增

核酸扩增作为脓毒症诊断最有前景的检测方法之一，目前的技术基本上是基于病原体来源的 DNA 或 RNA 的快速扩增，直到获得可检测的水平，然后使用质谱（MS）、高分辨率熔融或测序进行分析。一些检测方法已被商业化，并得到了世界各地许多监管机构的批准 [8]。

尽管近来一些证据表明，检测病原体的准确性在 70%-90% 之间，但仍受限于一些分析前障碍，如需有效地跨大范围进行细菌裂解、来自宿主 DNA 或其他抑制物质的干扰、目标外的相互作用和扩增偏差 [8]。

此外，即使经过分子生物学检测，抗菌药物的管理需求仍然存在，由此这些技术的临床效率和成本效益很大程度仍未接受测试。故需进一步改进分子生物学检测方法，以克服其诊断性能方面的局限性。

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早诊早治的重要性

早诊早治对脓毒症患者尤其是重症患者至关重要，尤其是患者在出现器官衰竭迹象或症状之前就需要尽早干预。

根据 WHO 说法，抗菌素耐药性是对全球健康的最大威胁之一，除了迅速识别病原体（G+/G-），PCT 对于遏制抗生素滥用也将相当有效，从而降低抗菌药物的耐药风险。

正如以前的研究表明，无论是过去、现在还是未来的生物标志物都不完全满足理想的脓毒症生物标志物的全部特征。另一方面，这些现有标志物的联合检测能够有效地抵消单个检测的缺陷，但会成倍地增加医疗支出。

因此，今后有必要对旨在比较和验证单独/联合诊断用途的研究，加上成本效益的考量因素。

脓毒症最可靠的策略及早诊断似乎是 Schuetz 等人提出的 [14]，依靠诊断算法整合了感染的前测概率，临床特征和体外诊断测试的结果（如降钙素原）。这种方法，涉及到实验室工作者和临床医生的密切合作，当前值反映了所谓的「临床实验室管理」[15]，它必须被视为一个重要的一步改善实验室测试的适当性分类和解释测试结果的准确性。

参考文献

[1] Singer M, Deutschman CS, Seymour CW, Shankar-Hari M, Annane D, Bauer M, et al. The third international consensus definitions for sepsis and septic shock（Sepsis-3）. J Am Med Assoc 2016;315:801–10. 

[2] Rhee C, Dantes R, Epstein L, Murphy D, Seymour CW, Iwashyna TJ, et al. Incidence and trends of sepsis in US hospitals using clinical vs claims data, 2009–2014. J Am Med Assoc 2017;318:1241–9. 

[3] Angus DC, Kelley MA, Schmitz RJ, White A, Popovich J Jr. Caring for the critically ill patient. Current and projected workforce requirements for care of the critically ill and patients with pulmonary disease: can we meet the requirements of an aging population? J Am Med Assoc 2000;284:2762–70. 

[4] Melville J, Ranjan S, Morgan P. ICU mortality rates in patients with sepsis compared with patients without sepsis. Crit Care 2015;19（Suppl 1）:14. 

[5] Mayr FB, Yende S, Angus DC. Epidemiology of severe sepsis. Virulence 2014;5:4–11. 

[6] Marik PE, Taeb AM. SIRS, qSOFA and new sepsis definition. J Thorac Dis 2017;9:943–5. 

[7] Lippi G, Montagnana M, Balboni F, Bellone A, Casagranda I, Cavazza M, et al. Academy of Emergency Medicine and Care-Society of Clinical Biochemistry and Clinical Molecular Biology consensus recommendations for clinical use of sepsis biomarkers in the emergency department. Emerg Care J 2017;13:6877. 

[8] Sinha M, Jupe J, Mack H, Coleman TP, Lawrence SM, Fraley SI. Emerging technologies for molecular diagnosis of sepsis. Clin Microbiol Rev 2018;31. doi: 10.1128/CMR.00089-17. Print 2018 Apr. 

[9] Da Rin G, Zoppelletto M, Lippi G. Integration of diagnostic microbiology in a model of total laboratory automation. Lab Med 2016;47:73–82. 

[10] Yang HS, Hur M, Yi A, Kim H, Lee S, Kim SN. Prognostic value of presepsin in adult patients with sepsis: systematic review and meta-analysis. PLoS One 2018;13:e0191486. 

[11] Bartoletti M, Antonelli M, Bruno Blasi FA, Casagranda I, Chieregato A, Fumagalli R, et al. Procalcitonin-guided antibiotic therapy: an expert consensus. Clin Chem Lab Med 2018;56:1223–9. 

[12] Eidizadeh A, Asif AR, von Ahsen N, Binder L, Schnelle M. Differences in procalcitonin measurements between three BRAHMS-partnered immunoassays （Liaison, Elecsys and Architect）. Clin Chem Lab Med 2019;57:e207–10. 

[13] Brodska H, Valenta J, Pelinkova K, Stach Z, Sachl R, Balik M, et al. Diagnostic and prognostic value of presepsin vs. established biomarkers in critically ill patients with sepsis or systemic inflammatory response syndrome. Clin Chem Lab Med 2018;56:658–68. 

[14] Schuetz P, Beishuizen A, Broyles M, Ferrer R, Gavazzi G, Gluck EH, et al. Procalcitonin （PCT）-guided antibiotic stewardship: an international experts consensus on optimized clinical use. Clin Chem Lab Med 2019;57:1308–18. 

[15] Plebani M, Laposata M, Lippi G. A manifesto for the future of laboratory medicine professionals. Clin Chim Acta 2019;489:49–52.

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