脓毒症的诊断思路与方法进展

综 述　脓毒症的诊断思路与方法进展
周荣斌(综述),　周高速(审校)
基金项目:全国血必净脓毒症研究基金(No.Z20040033)
作者单位:100700　北京,解放军北京军区总医院急诊科
作者简介:周荣斌(1957-),博士,主任医师,教授,硕士生导师,北京军区总医院急诊科主任,从事急诊危重病研究。

Email:dr_zhour ong2 bin@sina1com。

[摘要]　脓毒症是感染所致的全身炎症反应综合症。

脓毒症的诊断和由此导致的治疗失误
使其的发病率和死亡率在过去的20年中不断增加。

寻找对感染和炎症具有高度特异性和敏感性
的蛋白标志物的诊断方法是提高治疗水平的关键。

本文对脓毒症的诊断,特别是生物学标志物在
脓毒症感染诊断中的意义进行讨论。

[关键词]　脓毒症;　感染;　诊断
[中图分类号]　R631　[文献标识码]　A　[文章编号]　1002-1949(2008)01-0077-03
D i a gnosti c m ethods of septi c i n fecti on　ZHOU Rong-bin,ZHOU Gao-su.Em ergency D epart m ent,
B eijing M ilitary General Hospital,B eijing100700,China
[Abstract]　Sep sis has been diagnosed as an infecti on in additi on t o the sy mp t om s of syste m ic in2
fla mmat ory res ponse syndr ome.I nsufficient devel opment in both medical diagnosis and treat m ent of sep sis
has led t o continuous gr owth of mortality and morbidity in reported cases of sep sis for the past t w o dec2
ades.It is a key t o i m p r ove the treat m ent level by seeking the p r otein markers with high sensitivity and
s pecificity t o the infecti on and infla mmati on.I n this report we review past and p resent diagnostic methods
f or sep sis and their li m itati ons,and discuss the significance of bi ol ogical marker in sep tic infecti on.
[Key words]　Sep sis;　I nfecti on;　D iagnosis
1　概念
脓毒症是感染所致的全身炎症反应综合征(SI RS),虽然脓毒症和严重感染的概念和诊断也常互换使用,但脓毒症的概念能更准确、更全面地反映感染和炎症反应的病理生理本质[1]。

脓毒症的诊断必须有感染的存在,但这里感染的认定并不都有阳性血培养的证据,也不都存在明显的局部感染灶,其严重程度与感染程度也不呈正相关。

脓毒症的发生发展不一定依赖细菌和细菌毒素的持续存在,炎症介质的失控性释放和炎症反应紊乱是其本质[2]。

尽管,脓毒症的研究有了很大进展,但诊断的延误而引起治疗的失误和失败依然影响将近1/4的脓毒症患者。

寻找对感染性炎症既敏感又有特异性的生物学标志物是脓毒症理想的诊断方法,给研究宿主免疫应答如何对抗感染指明了方向。

宿主免疫应答的多样性和复杂性也造成诊断困难,从而引起抗生素治疗延迟和无效。

大量研究显示了生物标志物诊断脓毒症感染的意义,但在感染及炎症反应的不同时期标志物的生物学浓度和临床意义也不相同。

脓毒症呈持续性增长的趋势,最主要的原因是病原菌耐药,而耐药的主要原因是诊断延迟所造成的治疗不充分或失误。

脓毒症死亡率为18%～19%,严重脓毒症的病死率高达40%～50%,提高脓毒症的早期诊断就显得更加必要。

2　脓毒症感染
脓毒感染可由G-和G+、真菌、酵母菌引起。

分析显示,脓毒症平均年增长率为1317%。

51%的病例培养发现病原体,G+占5211%,G-占3715%,混合感染占417%,真菌占416%真菌,厌氧菌占110%。

G+感染以每年平均2613%的速度增长。

导致院内感染增长的主要原因是免疫抑制剂应用及导管植入术,致病菌以耐甲氧西林葡萄球菌感染为主,且呈增长趋势。

最常见的感染途径依次为呼吸道感染、泌尿系感染和腹腔内感染[3,4]。

基因研究显示,测定病原微生物的特殊DNA序列是非常有临床应用潜力的高度特异性诊断方法。

在对7种G+和13种G-中都可以测到16Sr RNA;而mec A对探测耐甲氧西林的葡萄球菌属有高度特异性;18Sr RNA意味着由白色念珠菌引起真菌感染的存在[5～7]。

利用特殊序列的PCR探针,在5～6h内完成对目标病原菌的确诊率为100%。

随着对
病原体基因的发现,可作为病原微生物检测的重要手段。

3　脓毒症感染目前的诊断方法
脓毒症传统诊断方法包括病原菌培养和危重病评分系统。

血液、尿液、脑脊液、支气管分泌物培养是脓毒症感染诊断最确定的方法。

但脓毒症病原菌培养的阳性率仅为50%左右。

并且至少需要24～48h 化验时间。

即使这样,它仍然是诊断及观察抗菌药物疗效的有效方法。

现行培养技术的改进使诊断时间可缩短到24h,但假阳性及假阴性率也增加
[8]。

危重病评分系统用于缺乏阳性培养结果时临床诊断及病情分级。

如AP ACHE 、S APS 、SI RS 等系统。

临床应用时多从疾病的严重程度来评价病死率,较少单独用来预测脓毒症感染的发生。

与其他生理性指标组合使用,对脓毒症易感性评价和预后判断有重要临床价值。

4　血清降钙素原(PCT )和C -反应蛋白(CRP )
脓毒症是感染引起的SI RS 。

但多数临床医生认为这个定义存在不足,主要是缺乏客观标准,而增加了与感染微生物相关的生物学标志物PCT 和CRP 指标,对临床应用就有一定的可操作性。

CRP 为感染的急性时相反应蛋白,作为非特异性炎症标
志物被广泛应用。

CRP 作为G +对抗吞噬作用的调理素,在脓毒症患者的浓度在12～159mg/L 和SI RS 患者的CRP 浓度13～119mg/L 重叠,ROC 曲线分析显示,CRP 诊断脓毒症感染的敏感度和特异性均不高[9,10]。

PCT 在宿主免疫应答中的作用机制尚不清楚,T NF α增加早于PCT,且显示出其浓度之间有一定的联系[11]。

PCT 浓度8～24h 达到高峰。

半衰期为22～29h,在脓毒症期间浓度增加持续时间较长[12]。

G +和G -引起的PCT 浓度增加没有显著差异[10,12,13]。

PCT 与感染和炎症明显相关,但肝功能障碍、创伤、抗T 细胞治疗、烧伤、心源性休克、霉菌感染等也可导致其增加。

脓毒症白细胞减少患者PCT 浓度则显著降低[3,11,14]。

提示虽然PCT 是脓毒症感染的重要标志物,但它不能提供确定性诊断。

5　其他生物学标志物
与脓毒症感染相关的蛋白分子很多,包括细胞因子、化学增活素、黏附调节子、可溶性受体、急性期蛋白。

这些蛋白标志物的测定对了解脓毒感染所致炎症与宿主应答有重要意义。

脓毒症的感染早期常表现为促炎症反应,即SI RS 。

主要的促炎介质有T NF -α、I L -2、I L -1β、I L -12、I F N -γ、I L -6等[3,15]。

T NF -α是激活宿主免疫的起始因子,在感染过程中继细胞因子之后释放,浓度可增加至感染前的24倍。

但
T NF -α在区别脓毒症和非感染疾病的敏感度和特异性较
差。

I L -1β能诱导出所有的脓毒症症状和体征,如发热、食欲不振、低血压等[16]。

T NF -α和I L -1β均可诱导脓毒性症反应,两者有协同作用。

I L -18在G +
所致脓毒症4h 明显升高,24h 接近峰值,其作为判断脓毒症的阈值在588～
1121ng/L
[17]。

I L -6参与早期的宿主免疫应答,在感染情况
下浓度增加。

在脓毒症患者中浓度300～2700ng/L 之间,较
SI RS 患者浓度高100ng/L 。

但I L -6在SI RS 和脓毒症以及
脓毒性和非脓毒性创伤患者之间的浓度差异不显著[9,18]。

渡过SI RS 阶段,促炎症反应逐渐减弱,抗炎介质分泌增加,进入免疫抑制状态,被称为代偿性抗炎反应综合征。

主要的抗炎介质有I L -1ra 、I L -4、I L -10、I L -13、可溶性T NF 受体(sT NFR )等[15]。

脓毒症时,I L -8浓度持续增加。

对脓毒症患者和非感染的对照组进行ROC 分析,显示I L -8有
92%敏感度,70%的特异度
[9,19]。

不仅促炎介质增多与脓毒
症患者的死亡率增加有关,抗炎介质增加也预示着脓毒症患者的病情严重和预后不良。

在混合性抗炎反应综合征
(CARS )期间感染加重,患者会再次出现促炎症反应,因此,SI RS 与C ARS 常在病程中交替出现。

两种情况同时存在的
状态为CARS 。

虽然有大量的实验室研究结果和有很重要的理论意义,但炎症介质目前只可作为脓毒症感染的佐证。

见表1。

表1　常见生物标志物鉴别感染和非感染疾病的
敏感性和特异性
标志物
PCT CRP T NF -αI L -6I L -8参考范围014～811μg/L
4～150mg/L
1115ng/L 50～200ng/L
30～340ng/L
敏感度8169556763特异性
73
61
66
65
76
以上是关于与脓毒症相关的常见的生物标志物,还有一些其他标志物,包括可溶性细胞因子受体、细胞表面受体、内皮激活因子、补体蛋白、转录调节子等也与脓毒症感染有关[3]。

NF -κB 、C3a 、HMG B -1等标志物与脓毒症感染的鉴别、感染复发、治疗效果、患者年龄关系等方面的研究也有报道。

6　感染的遗传易感性
感染的遗传易感性对脓毒症的发病和预后有重要影响,利用脂多糖刺激外周血单核细胞显示T NF -α和I L -6的浓度男性比女性增加两倍。

性别差异同样与I L -6、PCT 浓度增高、脓毒症发生以及器官功能障碍有关[3,20]。

对于诊断应用来说,有关基因多态型的知识依然很有限。

某些基因多态性和单倍体在统计学上显示有遗传易感性,但是在大量人群中却得不到验证。

但这一领域研究的发展,对某些基因多态性和单倍体的研究,使监测患者遗传易感性感染患者的预后判断有一定意义。

7　治疗延迟和实时诊断
由于诊断的延迟造成不合理利用抗生素治疗率达23%～30%,加强感染的诊断和患者免疫状态监测非常必要。

在细菌培养阳性病例中,59%是与治疗不当有关的院内感染。

造成出现耐药菌株,如耐甲氧西林金黄色葡萄球菌、耐万古霉素的肠球菌、耐万古霉素的金黄的葡萄球菌,都是临床处理非常棘手的问题。

无效的抗生素治疗也导致住院时间延长,抗生素治疗增加,治疗费用增加。

延迟的诊断和治疗最终增加了感染相关的死亡率[21,22]。

现存和过去的诊断方法都是“等待和观察”的模式,微生物培养都需要有周期。

虽然现在E L I S A s (2～3h ),免疫PCT
测定(3h),PCR的DNA探针均较微生物培养(24～48h)可以提供快速的诊断结果,但距临床普及应用仍有过程。

现存的实时蛋白探测系统通过将抗体固定于膜表面来检测生物标志物的存在。

生物标志物实时和各自的抗体相结合,然后结合于膜表面。

其探测精度在μg/L[3,23]。

临床应用可极大提高脓毒症感染的诊断,提高临床治疗水平。

8　意义和对策
尽管在过去20年里医学有了很大的发展,但由耐药菌株引起的医院感染增多,脓毒症患者数量持续增加。

1/14的病例由于确定病因的无能引起诊断过程延迟,进而导致不合理治疗,对死亡率有显著影响。

以缩短诊断时间为目的的研究把重点放在确定与感染炎症相关的生物标志物,以期提高诊断效率,提高临床治疗水平。

脓毒症目前尚无有效的特异性治疗方法。

在脓毒症临床综合诊断的基础上,重视对病原体生物标志物的基础研究和临床应用,提高早期诊断水平是提高治疗效果,降低病死率的前提和关键。

参考文献
1　Nguyen HB,S m ith D1Sep sis in the21st century:recent definiti ons and therapeutic advances[J]1Am J E merg Med,2007,25(5):564 -5711
2　Nguyen HB,R ivers EP,Abraha m ian F M,et al1Severe sep sis and sep tic shock:revie w of the literature and emergency depart m ent man2 age ment guidelines[J]1Ann Emerg Med,2006,48:28-541
3　Carrigan S D,Scott G,Tabrizian M1Toward res olving the challenges of sep sis diagnosis[J]1Clinical Che m istry,2004,50:1301-13141 4　Van Amersfoort ES,Van Berkel TJ,Kui per J1Recep t ors,media me2 diat ors,and mechanis m s involved in bacterial sep sis and sep tic shock [J]1Clin M icr obi ol Rev,2003,16:379-4141
5　Shang S,Chen Z,Yu X1Detecti on of bacterial DNA by PCR and re2 verse hybridizati on in the16S r RNA gene with particular reference t o neonatal sep tice m ia[J]1Acta Paediatr,2001,90:179-1831
6　Tarkin I S,Henry T J,Fey PI,et al1PCR rapidly detectsmethicillin-re2 sistant staphyl ococci peri p r osthetic infecti on[J]1Clin O rthop,2003, 32(414):89-941
7　Tir odker UH,Natar o JP,S m ith S,et al1Detecti on of fungem ia by poly merase chain reacti on in critically ill neonates and children[J]1J Perinat ol,2003,23(2):117-1221
8　Spanjaard L,Kuij per EJ,Dankert J1Clinical comparis on of t w o com2 mercial bl ood culture syste m s[J]1Eur J Clin M icr obi ol I nfect D is, 2000,19(11):881-8851
9　Balci C,Sungurtekin H,Gurses E,et al1U sefulness of p r ocalcit onin
for diagnosis of sep sis in the intensive care unit[J]1Crit Care,2003, 7:85-901
10　Luzzani A,Polati E,Dorizzi R,et al1Comparis on of p r ocalcit onin and C-reactive p r otein as markers of sep sis[J]1Crit Care Med, 2003,31:1737-17411
11　Sabat R,Hoflich C,Docke WD,et al1Massive elevati on of p r ocal2 cit onin p las ma levels in the absence of infecti on in kidney trans p lant patients treated with pan-T-cell antibodies[J]1I ntensive Care Med,2001,27(6):987-9911
12　A ssumma M,Signore F,Pacifico L,et al1Serum p r ocalcit onin con2 centrati ons in ter m delivering mothers and their healthy offs p ring:a l ongitudinal study[J]1Clin Che m,2000,46:1583-15871
13　Ruokonen E,Ilkka L,N iskanen M,et al1Pr ocalcit onin and neop2 terin as indicat ors of infecti on in critically ill patients[J]1Acta Anaesthesi ol Scand,2002,46(4):398-4041
14　Svaldi M,H irber J,Lanthaler A I,et al1Pr ocalcit onin-reduced sensitivity and s pecificity in heavily leucopenic and i m munosup2 p ressed patients[J]1B r J Haemat ol,2001,115:53-571
15　周高速,周荣斌,程霞1脓毒症预警指标[J]1中国急救医学, 2007,27(9):848-8511
16　A rnalich F,Garcia-Pal omer o E,Lopez J,et al1Predictive value of nuclear fact orκB activity and p las ma cyt okine levels in patients with sep sis[J]1I nfect I m mun,2000,68:1942-19451
17　Tschoeke SK,Oberholzer A,Moldawer LL1I nterleukin-18:a no2 vel p r ognostic cyt okine in bacteria-induced sep sis[J]1Crit Care Med,2006,34:1225-12331
18　Xiao H,Siddiqui J,Re m ick DG1Mechanis m s of mortality in early and late sep sis[J]1I nfect I m mu,2006,74:5227-52351
19　Santana RC,Garcia-Munoz F,Reyes D,et al1Role of cyt okines (interleukin-1β,6,8,tumour necr osis fact or-α,and s oluble re2 cep t or of interleukin-2)and C-reactive p r otein in the diagnosis of neonatal sep sis[J]1Acta Paediatr,2003,92:221-2271
20　Russell JA1Manage ment of sep sis[J]1N Engl J Med2006,355
(6):1699-17131
21　Cinel I,Dellinger RP1Advances in pathogenesis and management of sep sis[J]1Curr Op in I nfect D is,2007,20(4):345-3521
22　Marshall JC,Maier RV,Ji m enez M,et al1Source contr ol in the manage ment of severe sep sis and sep tic shock:an evidence based re2 view[J]1Crit Care Med,2004,32:S513-S5261
23　Rot m an B,Cote MA1App licati on of a real-ti m e bi osens or t o detect bacteria in p latelet concentrates[J]1B i oche m B i ophys Res Com2 mun,2003,300(1):197-2001
[收稿日期:2007-09-25][本文编辑:吴磊]。