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最新!引起儿童发热的感染和炎症的未来生物标志物

2022-05-13作者:壹声资讯
儿科疾病非原创

作者:沁阳市人民医院  李姝


文献摘译


患有感染、炎症性疾病或自身免疫性疾病的发热患者会出现相似或重叠的临床症状,这使得早期诊断变得困难。因此,需要生物标志物来帮助医生做出正确的诊断并启动正确的治疗,以改善患者首次就诊或入院后的预后。


为了区分传染性和非传染性发热疾病,医生必须依靠长期的经验、面谈技巧和彻底的体格检查,以及正确的诊断工具,例如微生物检测和影像。一般情况下,在第一次会诊或入院时没有发现发热的诱发因素时,会经验性使用抗生素,有时与抗病毒药物联合使用。对于疾病的最佳治疗,快速诊断至关重要,但仍缺乏能够在数小时内通过快速检测可靠地提示发热原因的早期诊断生物标志物。


对于表达能力有限且疾病进展可能比成人更快的儿童来说,当医生不确定是否存在细菌或病毒感染时,经验性使用抗生素更是首选。因此,在诊断中使用生物标志物的第一个重要目标是区分发热患者的细菌和病毒感染,从而规范抗生素的使用。


除了细菌和病毒感染疾病之间的区别之外,发热可能是许多自身炎症或自身免疫疾病早期表现的一部分,因此,生物标志物的第二个重要目标是区分传染性疾病和非传染性疾病。


01

CRP和PCT是临床常用生物标志物


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图1


细菌感染后,病原体相关分子模式(PAMP)会释放到循环中,这些模式可以被包括巨噬细胞和树突细胞(DC)在内的各种细胞识别。同时,由于感染或NETosis引起的组织损伤,可能会发生炎症,导致损伤相关分子模式(DAMP)的释放。响应几个模式识别受体(PPR)受体家族对DAMP和PAMP的识别,最终参与促炎细胞因子的产生,包括IL-1和IL-6。


这些细胞因子被释放并可以与脑内皮的特定区域结合,从而产生前列腺素E2(PGE2) 作为引起发热的主要介质之一。除了发热,IL-1和IL-6还诱导肝脏中C反应蛋白(CRP)的产生和各种免疫细胞(巨噬细胞、单核细胞)和组织(肝脏、脾脏、肺)中降钙素原(PCT)的产生,这是目前在发热性疾病临床检测中最常见的生物标志物,作为急性期反应的一部分。


IL-1和IL-6已作为细菌感染的生物标志物,但未能在儿童和成人中显示出足够的特异性和灵敏度,这很可能是因为这两种细胞因子的半衰期极短,相比之下,CRP更稳定,半衰期为18-20h,已成为细菌感染和炎症最常用的生物标志物,目前在临床上对儿童和成人进行常规检测。除CRP外,降钙素原(PCT)通常用作细菌感染和炎症的生物标志物。


02

潜在的诊断感染新生物标志物


1,可溶性CD14,也称为presepsin。CD14是单核细胞和巨噬细胞上的一种受体,可识别革兰阳性菌和革兰阴性菌的不同表面结构,分别包括脂磷壁酸和蛋白聚糖或脂多糖。在结合细菌抗原后,CD14被切割并作为presepsin释放。作为一种生物标志物,presepsin在诊断儿童脓毒症方面比PCT或CRP具有更高的灵敏度但特异性更低.


2,病毒感染后,细胞开始产生干扰素(IFN)以抑制病毒复制,尽管已经开发了用于测量极低(即阿摩尔)浓度的干扰素水平的蛋白质测定法,但目前处于实验阶段。因此,研究了由干扰素诱导的替代蛋白,MX1和MX2(也分别称为MxA和MxB)与许多其他干扰素诱导的蛋白质相比,是由IFN严格诱导的,并且发现在患有病毒感染的患者的血浆中增加。MX1在感染后1-2h被诱导,半衰期超过2天。尽管被视为指示病毒感染的生物标志物,但其灵敏度值得怀疑。一种商业上可用的CRP和MX1联合免疫测定法,称为FebriDx,在上呼吸道感染的前瞻性队列中无法区分病毒和细菌感染.


其他的包括:可溶性TNF相关凋亡诱导配体(TRAIL)、IFN-γ诱导蛋白10(IP-10, CXCL10) 和CRP联合用于区分儿童和成人的细菌和病毒感染。与 CRP相比,生物标志物TRAIL和IP-10在病毒感染中显示出增高,该检测被称为ImmunoXpert,有可能成为一种即时检测,以减少抗生素的不合理使用,但仍有待其他队列证实以验证其性能和准确性。


还包括:使用中性粒细胞和单核细胞上的一组表面蛋白,包括Fcγ受体I(FcγRI/CD64)、FcγRII/CD32、补体受体1(CR1/CD35),可以使用流式细胞术在1h内准确诊断细菌或病毒感染,HLA-I类,以及补体衍生过敏毒素C5a(C5aR/CD88) 的受体。


与病毒感染相比,细菌感染中的中性粒细胞和单核细胞上的CD32、CD35和CD88均具有更高的表达,而单核细胞上的HLA-I类和CD169在病毒感染而非细菌感染中增加。这些研究仅包括成人,没有关于儿科人群的数据。在新生儿败血症中,研究了其他中性粒细胞膜结合蛋白,如CD11b和CD64.

炎症性疾病的生物标志物。


在非感染性疾病中IL-18水平长期显著增加,最初认为是IFN-γ诱导因子,IL-18参与Th1反应、NK细胞活化,并导致巨噬细胞活化.包括IL-18在内的生物标志物筛查可能有助于判断严重的自身炎症性疾病。


S100A8/A9和S100A12是良好的生物标志物,可用于诊断、监测疾病活动、预测治疗反应或非感染性发热性疾病的复发风险。


在儿童期通常表现为发热的一个疾病是川崎病(KD)。除了高烧和持续发热外,KD的临床症状与细菌和病毒性疾病相似,表现为淋巴结肿大、皮疹、红眼、舌红和/或手脚发红,同时CRP升高。KD经常被误诊为链球菌感染或麻疹样病毒性疾病。迄今为止,尚无KD的特异性检查,诊断基于临床标准,我们展示了三种生物标志物的组合;CRP、中性粒细胞弹性蛋白酶和S100A8/A9在KD中达到高灵敏度和特异性,可有效区分发热对照组中的KD和传染病.


03

转录组学


最近的研究表明,使用RNA转录分析可以发现高度敏感和特异性的生物标志物。与健康状态或不同疾病相比,RNA转录活性在疾病过程中发生变化,导致不同的转录水平、新的转录或剪接变体.许多上调的基因转录物与病毒性疾病中的干扰素信号传导有关而整合素相关基因转录物在细菌性疾病中更为突出。


目前的应用比如:一组只有5个长的非编码RNA被用来区分SLE患者与类风湿性关节炎和原发性干燥综合征患者。13基因转录物特征表明能够将KD患者与感染性和其他炎症性患者区分开来。


尽管转录组学方法看起来很有希望,但它们也有局限性。除了缺乏常规可用性外,转录组学的另一个重要缺点是其细胞依赖性。


04

通过质谱法或多重蛋白质微阵列的生物标志物


这种技术的运用包括:急性期血清淀粉样蛋白A(SAA) 蛋白以及S100蛋白已被确定为风湿性疾病的生物标志物。此外,在致命的埃博拉病毒感染的目标队列中,包括血浆分析在内的多组学方法显示上调HLA-I类和在内皮细胞(例如VCAM1)、巨噬细胞(例如CD14[presepsin]、CD163、FCGR3A上发现的分子)。FcgRIIIa])和中性粒细胞(例如FCGR3B、FcgRIIIb)。


血浆蛋白发现的另一种方法:多重蛋白质测定法(SOMAscan),它可以量化超过3000种蛋白质。使用抗体作为目标蛋白质组的一部分的多重检测方法,例如当前的Luminex 或Olink平台,能够测量较少数量的分析物并且更便宜。


05

结论


组合测试的发展迅速,尽管需要适当的验证来确认结果,但转录组分析的最新进展很有希望。结果表明,结合EMR1-ADGR和IFI44L的2转录宿主RNA特征可以区分儿童的细菌或病毒感染,这已通过床旁检测的发展得到证实, 进一步的研究将需要证明转录组分析是否能够区分细菌种群(即革兰阳性和革兰阴性、非典型或分枝杆菌感染)。


总而言之,结合生物标志物(血浆标志物或转录组学)将改善发热儿童的诊断。需要进一步的研究来确定标志物和技术的组合,这些组合将成为可靠的诊断工具及其在传染性和非传染性疾病中的普遍应用。


传染病是全球儿童死亡的主要原因,2015年的大多数死亡发生在南亚和撒哈拉以南非洲(占全球的75%),并强调需要更好地了解发热儿童的感染原因。因此,迫切需要可以在全球范围内实施、适应当地流行病学、物流和成本的生物标志物.


来源:检验医学

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