赵若愚，鲍逸民，杨永青

（南京医科大学附属苏州医院，1.急诊科，2.核医学科，江苏苏州，215002）

血清PCT、IL-6、NT-proBNP、CTn I和D-D测定水平在急诊脓毒症患者早期诊断中的临床研究

赵若愚1，鲍逸民1，杨永青2

（南京医科大学附属苏州医院，1.急诊科，2.核医学科，江苏苏州，215002）

目的 为了探讨急诊脓毒症患者早期诊断中测定血清降钙素原（procalcitonin，PCT）、白介素-6（interleukin-6，IL-6）、N端脑利钠肽前体（n-terminal pro B-type netriuretic peptide，NT-proBNP）、肌钙蛋白I（cardiac troponin I，CTnI）和D-二聚体（D-dimer，D-D）水平的临床意义。方法 采用化学发光免疫分析、超敏酶免疫分析和荧光免疫分析测定了急诊就诊患者439例，其中307例诊断为急诊脓毒症患者（包括236例严重脓毒症和71例脓毒症休克）和普通感染患者132例，以及86例正常对照组血清生物标志物（PCT、IL-6、NT-proBNP、CTnI和D-D）水平，并进行了对比性分析。采用受试者工作特征曲线（receiver operating characteristic curve，ROC曲线）分析PCT、IL-6、NT-proBNP、CTnI和D-D评估急诊脓毒症患者早期诊断的临床价值。结果 307例急诊脓毒症患者血清PCT、IL-6、NT-proBNP、CTnI和D-D水平较之86例正常对照组明显增高（P分别为＜0.001，＜0.001，＜0.01，＜0.001和＜0.001），并且随疾病严重程度而增高。132例普通感染患者血清PCT、NT-proBNP、CTnI和D-D水平正常（P均＞0.05），仅血清IL-6水平轻度增高（P＜0.05）。ROC曲线对急诊脓毒症早期诊断预测的价值评估表明：五种生物标志物均具有急诊脓毒症早期诊断的价值，以PCT为最佳，其后依次为IL-6、NT-proBNP、CTnI和D-D。结论 生物标志物（PCT、IL-6、NT-proBNP、CTnI和D-D）是急诊脓毒症早期诊断和病情严重程度评估的有价值指标。

急诊脓毒症； 严重脓毒症； 脓毒症休克； 生物标志物； 早期诊断； 有价值指标

脓毒症是导致危重症患者死亡的主要原因，并且是内外因素综合作用的系统性炎症反应，推迟1小时受诊，其病死率将增加1.5%，美国每年超过75万人进行急诊治疗［1］。我国脓毒症已成为重症监护病房（Intensive Care Unit，ICU）患者死亡的主因，1～4岁儿童的第7大致死原因和65～75岁老人的第8大致死原因，也是非心脏疾病死亡的主要原因之一。生物标志物在急诊脓毒症（严重脓毒症和脓毒症休克）的早期诊断、病情和预后判断、疗效评估中具有重要的临床价值［2］。本研究通过生物标志物PCT、IL-6、NT-proBNP、CTnI和D-D水平的测定，以探讨急诊脓毒症患者早期诊断的临床价值。

材料和方法

1 研究对象

采用前瞻性研究方法，收集2008年1月至2014年6月在南京医科大学附属苏州医院急诊科就诊的患者共439例，均签署知情同意书，其中：急诊脓毒症患者307例（严重脓毒症236例，脓毒症休克71例），年龄42.3±10.1岁，非手术、外伤者，在我科存活时间≥24h，全部患者符合2001年华盛顿国际脓毒症定义会议制定的脓毒症诊断标准［3］；普通感染患者132例，平均年龄43.1±11.2岁，排除血液系统疾病或免疫缺陷疾病和长期使用抗凝剂及激素的患者。正常对照组86例，平均年龄40.8±12.6岁，均为我院体检合格的健康正常人（其体温、心率、呼吸频率、血常规等生化指标正常，脑、心、肝、肾和肺功能正常，无感染和免疫缺陷疾病）。

2 方法

全部脓毒症和普通感染患者来我科就诊时以及正常对照组来院体检时即抽取5mL静脉全血，放置20min后，分离出血清。分别采用化学发光免疫分析、超敏酶免疫分析和荧光免疫分析测定血清PCT、IL-6、NT-proBNP、CTnI和D-D水平。试剂分别由美国Backman-counlter公司、瑞士生物技术有限公司和德国西门子公司提供。

3 统计学分析

采用SPSS10.0统计软件进行统计学处理。检测结果以均数±标准差表示，多组间比较采用单因素方差分析，以P＜0.05表示差异具有统计学意义。PCT、IL-6、NT-proBNP、CTnI和D-D水平在评估脓毒症早期诊断时进行了ROC曲线分析，并计算敏感度、特异度和95%可信区间（confidence intervals，95%CI），以Youden指数最大作为选择依据即诊断临界值，从而说明在脓毒症早期诊断中的诊断效率。

结 果

1 急诊脓毒症和病毒感染患者血清生物标志物水平

307例急诊脓毒症患者血清PCT、IL-6、NT-proBNP、CTnI和D-D水平较之86例正常对照组明显增高（P分别为＜0.001，＜0.001，＜0.01，＜0.001和＜0.001），其中236例严重脓毒症明显增高，71例脓毒症休克显著增高，随脓毒症患者疾病的严重程度而增高。132例普通感染血清PCT、NT-proBNP、CTnI和D-D水平与正常对照组无明显差异（P均＞0.05），仅血清IL-6水平增高（P＜0.05）。

表1 307例急诊脓毒症、132例普通感染患者和86例正常对照组血清生物标志物水平（±s）

表1 307例急诊脓毒症、132例普通感染患者和86例正常对照组血清生物标志物水平（±s）

注：与正常对照组比较，ΔP＞0.05，*P＜0.05，**P＜0.01，***P＜0.001

组别例数PCT（ng/mL）IL-6（ng/mL）NT-proBNP（pg/mL）CTnI（ng/mL）Di-D（mg/mL）急诊脓毒症3075.15±1.16***37.16±7.79***420.19±100.13**0.044±0.010***0.96±0.20***严重脓毒症2365.62±1.40***35.21±7.28***410.26±96.21**0.038±0.009***0.91±0.17**脓毒症休克716.78±1.64***42.37±8.42***490.33±118.62***0.057±0.012***1.20±0.23***普通感染1320.77±0.18Δ4.62±1.04*253.11±55.11Δ0.012±0.003Δ0.33±0.06Δ正常对照组860.64±0.142.98±0.68221.13±52.220.010±0.0020.35±0.07

2 ROC曲线对急诊脓毒症早期诊断预测的价值评估

ROC曲线下的面积，以PCT为最高，依次为IL-6、NT-proBNP、CTnI和D-D。5种血清生物标志物均具有急诊脓毒症早期诊断的价值，其中PCT最佳，依次为IL-6、NT-proBNP、CTnI和D-D。以Youden指数最大作为选择依据，则血清PCT、IL-6、NT-proBNP、CTnI和D-D对急诊脓毒症早期诊断的最佳临界值分别为：1.41ng/mL（敏感度 83.2%，特异度88.1%）、8.13ng/mL（敏 感度 81.2%，特异 度84.2%）、366.41pg/mL（敏感度80.1%，特异度81.6%）、0.041 ng/mL（敏感度76.2%，特异度75.4%）和0.062mg/mL（敏感度69.8%，特异度71.4%），亦以PCT为最佳，依次为IL-6、NT-proBNP、CTnI和D-D。5种生物标志物联合诊断中的AUC为 0.923，95%CI为0.856～0.961，敏感度为88.7%，特异度为94.2%。

表2 生物标志物评估脓毒症早期诊断预测的价值

讨 论

当今，脓毒症仍是导致重症患者死亡的一个重要原因，也是重症医学领域研究的重要课题。尽管脓毒症的诊治取得了相当大的进步，因临床表现缺乏特异性，病死率仍高达30%～50%，因细菌培养需48小时以上，聚合酶链反应（polymerase chain reaction，PCR）分析技术复杂，故寻找脓毒症早期诊断及危险程度分层方法并及时治疗仍是当务之急［4］。本 研究 结 果 表 明，血 清PCT、IL-6、NT-proBNP、CTnI和D-D在急诊脓毒症中均具有早期诊断价值，其水平随急诊脓毒症患者的病情严重程度而增高，具有较高的敏感度和特异度，有助于急诊脓毒症的早期诊断、危险分层和早期治疗，以期降低脓毒症的病死率。

据文献报道，PCT大量合成需要以下3个因素共同作用：①宿主反应的启动因素：细菌感染、内毒素刺激和组织外伤引起的炎症反应；②激活机体免疫反应：单核细胞粘附，粘附的单核细胞与脂肪细胞直接接触交流，组织侵袭性，促进炎症细胞因子释放如IL-6等，器官功能障碍，启动甲状腺以外的多种组织大量合成释放 PCT；③炎症反应需要一定的强度，只有局部的炎症反应转变成全身炎症反应，PCT水平才能持续增高。由于脓毒症具有上述特征，故血清PCT水平诊断细菌感染导致的全身炎症反应具有高特异性和高灵敏性，而且血清PCT水平与脓毒症的严重程度具有良性相关性［5-7］，在判断是否存在感染和感染是否严重时优于其他生物标志物［8］，Castelli等［9］指出，如果血清PCT水平＞2.0ng/mL，应该考虑细菌性感染的脓毒症，而Rumende等［10］认为PCT水平＞0.5ng/mL时，就要考虑重症脓毒症和脓毒症休克。

IL-6水平的增高在急性炎症期较之hs-CRP提早24～36小时，是脓毒症早期诊断、病情严重程度和预后评估的有价值指标［11］。其增高的机理可能是：脓毒症患者具有严重的细胞免疫缺陷，T、B淋巴细胞比例调节紊乱，血清中具有较高的循环免疫复合物所致；其次，体内巨噬细胞在吞噬抗原物质时，IL-6和TNF-α作用于血管内皮细胞，在病理情况下是发病机制中的重要炎症介质，从而导致病理性损伤，促使疾病的发生和发展［4，10］。

脓毒症患者可出现心脏收缩功能或舒张功能障碍或两者并存，以致NT-proBNP水平增高，故Sturgess等［12］研究认为：该指标是脓毒症严重程度和预测死亡的独立危险因子，优于其他心脏生物标志物。Solheim等［13］报道，391例住院治疗的脓毒症患者，22%具有心血管病史，其次为糖尿病、慢性肾衰和免疫缺陷等，常存在心脏舒张功能不全，测定NT-proBNP水平可作为早期诊断和预后死亡的独立预测因子。Renamad等［14］发现BNP水平与IL-6和hs-CRP呈正相关。Wittllaut等［15］研究显示：脓毒症时血清IL-6急剧增高，并通过刺激心肌细胞BNP基因表达，促使NT-proBNP分泌水平增高，其次脓毒症患者往往存在器官功能障碍，炎症细胞因子可造成肾脏缺血缺氧，损伤肾脏功能，尤其是肾小球滤过率降低，从而引起NT-proBNP水平增高。

在脓毒症时，缺血-再灌注、休克等病理状况下，体内产生过量的活性氧（reactive oxygen species，ROS），体内抗氧化能力降低，氧化-抗氧化系统平衡失调，即出现氧化应激状态［16］，从而引起脓毒症患者血清CTnI水平增高，提示氧化应激可能是脓毒症心肌损伤的重要原因，其机制是多方面的，主要包括心肌细胞膜磷脂中多聚不饱和脂肪酸的不饱和双键，攻击含巯基的氨基酸，破坏心肌细胞核酸结构，损伤线粒体并破坏细胞功能结构，损伤心肌肌质网，诱发心肌细胞凋亡和坏死等［17］。因CTnI是反映心肌损伤的最敏感和特异的指标，对脓毒症患者的早期诊断、病情严重程度及预后的评估均有重要价值。

体内D-D是纤溶酶水解交联纤维蛋白后形成的特异性降解产物，是高凝状态继发性纤溶亢进和炎症的标志物［18］。在脓毒症发生发展过程中凝血功能紊乱具有重要作用，D-D水平的增高表明脓毒症存在着代偿性纤溶增强及严重炎症的可能性［19］。

［1］Puskarich M A，Shapiro N I，Trzeciak S，et al.Plasma levels of mitochondrial DNAinpatients presentingtotheemergency departmentwith sepsis.Shock，2012，38（4）：337-340.

［2］Zhao Y，Li C，Jia Y.Evaluation of Mortality in Emergency Department Sepsis score combined with procalcitionin in septic patients.Am JEmerg Med，2013，31（7）：1086-1091.

［3］Levy M M，Fink M P，Marshall JC，et al.2001 SCCM/ESICM/ ACCP/ATS/SIS International Sepsis Definition Conference.Crit Care Med，2003，31（4）：1250-1256.

［4］Koziel J，BryzekD， SrokaA， et al.Citrullinationalters immunomodulatory function of LL-37 essential for prevention of endotoxin-inducedsepsis.JImmunol， 2014， 192（11）：5363-5372.

［5］Claeys R，Vinken S，Spapen H，et al.Plasma procalcitonin and C-reactive protein in acute septic shock：clinical and biological corredates.Crit Care Med，2002，30（4）：757-762.

［6］Balcl C，SungurtekinH， GursesE， et al.Usefulnessof procalcitonin for diagnosis of sepsis in the intensive care unit.Crit Care，2003，7（1）：85-90.

［7］孙胜男，吕菁君，魏捷.脓毒症患者降钙素原浓度与病原学感染证据之间的相关性研究.中华急诊医学杂志，2013，22（10）：1136-1141.

［8］Lorrot M，Moulin F，Coste J，et al.Procalcitonin in pediatric emergencies：comparison with C-reactive protein interleukin-6 and interferon alpha in the differentiation between bacterial and viral infections.Press Med，2000，29（3）：128-134.

［9］Castelli G P，Pognami C，Cita M，et al.Procalcitonin as a prognostic and diagnostic tool for septic complications after major trauma.Crit Care Med，2009，37（6）：1845-1849.

［10］Rumende CM，Mahdi D.Role of combinedprocalcitoninand lipopolysaccharde-binding protein as prognosticmarkers ofmortality inpatientswithventilator-associatedpneumonia.ActaMed Indones，2013，45（2）：89-93.

［11］Landesberg G，Gilon D，Meroz Y，et al.Diastolic dysfunction and mortality in severe sepsis and septic shock.Eur Heart J，2012，33（7）：895-903.

［12］Sturgess D J，Marwick T H，Joyce C，et al.Prediction of hospital outcome in septic shock：a prospective comparison of tissue Doppler and cardiac biomarkers.Crit Care，2010，14（2）：R44.

［13］Solheim E，Kristian M.N-terminal pro-B-type natriuretic peptide levels at long-term follow-up after atrial fibrillation ablation：a marker of reverse atrial remodeling and succeful ablation.J Interv Card Electrophysiol，2012，34（2）：129-136.

［14］Shor R，Rozenman Y，Bolshinsky A，et al.BNP in septic patients without systolic myocardial dysfunction.Eur J Intern Med，2006，17（8）：536-540.

［15］Withaut R，Busch C，Fraunberger P，etal.Plasma atrial natriuretic peptide and brain natriuretic peptide are increased in septic shock：impact of interleukin-6andsepsis-associatedleft ventricular dysfunction.Intensive Care Med，2003，29（10）：1696-1702.

［16］Chan E L，Murphy JT.Reactive oxygen speciesmediate endotoxininduced human dermal endothelial NF-kappaB activation.J Surg Res，2003，111（1）：120-126.

［17］Andresen M，Reguera T.Myocardial dysfunction in sepsis.Rev Med Chil，2010，138（7）：888-896.

［18］Meng R，Ji X，Li B，et al.Dynamical levels of plasma F（1+2）and D-dimer in patients with acute cerebral infarction during intravenous urokinase thrombolysis.Neurol Res，2009，31（4）：367-370.

［19］杨钧，奚晶晶.前白蛋白、D-二聚体及血小板动态变化评估重症脓毒症患者病情严重度的临床分析.中国呼吸与危重监护杂志，2009，8（3）：292-293.

（檀叶青编辑）

The Clinical Study of Determ ining Serum Procalcitonin，Interleukin-6，N-term inal pro B-type Netriuretic Peptide，Cardiac Troponin I and D-dimer Levels in Early Diagnosis of Sepsis In Emergency Department

ZHAO Ruo-yu，BAO Yi-m in，YANG Yong-qing
（Department of Emergency，Suzhou Affiliated Hospital of Nanjing Medical University，Suzhou 215002，China）

Objective To explore early diagnostic value of Procalcitonin（PCT），Interleukin-6（IL-6），N-terminal pro B-type Netriuretic Peptide（NT-proBNP），Cardiac Troponin I（CTnI）and D-dimer（D-D）in sepsis in emergency department.Methods The serum biomarkers PCT，IL-6，NT-proBNP，CTnI and D-D were tested in 439 patients，307 patientswith emergency department sepsis（including 236 cases as severe sepsis and 71 cases as sepsis shock）；132 patients had nonspecific infection and 83 healthy controls.Chemi-luminesence immunoassay，high sensitive enzyme immunoassay and flurorescence immunoassay were compared in the analysis.The receive operating characteristic （ROC）curve was plotted to analyze PCT，IL-6，NT-proBNP，CTnI and D-D.Results The serum levels of PCT，IL-6，NT-proBNP，CTnIand D-D in 307 patients with emergency department sepsis were significantly higher than those in 83 controls（P＜0.001 in each analysis）. The serum levels of PCT，NT-proBNP，CTnIand D-D in 132 patientswith nonspecific infection were unchanged（all P＞0.05）；IL-6 levelwas slightly increased（P＜0.05）.ROC curve analysis showed that five biomarkers all have early diagnosis value in emergency department sepsis；among which，PCT was the best，followed by IL-6，NT-proBNP，CTnIand D-D. Conclusion The biomarkers（PCT，IL-6，NT-proBNP，CTnI and D-D）were valuable indicators for early diagnosis and severity assessment in emergency department sepsis.

Emergency department sepsis； Severe sepsis； Sepsis shock； Biomarkers； Early diagnosis；Valuable indicators

10.11748/bjmy.issn.1006-1703.2016.06.006

2015-07-02；

2015-11-19

赵若愚。E-mail：69284433@qq.com