Лабораторная диагностика сепсиса

Лабораторная диагностика сепсиса в условиях многопрофильного
стационара: литературный обзор.
К.м.н., доцент М.Г. Вершинина, к.м.н. Н.Б. Кухтина
ФГБУ «Центральная Клиническая Больница с поликлиникой» Управления
Делами Президента РФ, Москва (глав. врач - д.м.н., проф. Н.К. Витько).
Сепсис – это патологический процесс, в основе которого лежит реакция
организма в виде генерализованного (системного) воспаления на инфекцию
различной природы (бактериальную, вирусную, грибковую) [1]. Системная
воспалительная
реакция
может
проявляться
как
синдром
системной
воспалительной реакции (ССВР), тяжелый сепсис, септический шок. В 1992
году согласительной конференцией Американского колледжа пульмонологов и
Общества специалистов критической медицины (ACCP/SCCM) предложены
классификация сепсиса и критерии его диагностики [5]. В настоящее время
сепсис по-прежнему связан с крайне высокой летальностью, несмотря на
применение антибактериальных препаратов широкого спектра действия. Для
снижения
летальности,
связанной
с
сепсисом,
необходим
поиск
дополнительных объективных лабораторных показателей, обеспечивающих
раннюю диагностику развивающейся воспалительной реакции, отражающих
степень тяжести данного процесса, позволяющих оценить эффективность
проводимой терапии, так как существует прямая зависимость между данными
факторами и исходом после проведения терапии [20].
С 1992 года исследователями всего мира было предложено значительнее
количество биологических маркеров для диагностики сепсиса. «Биомаркер»
представляет собой показатель, который можно объективно измерить и
охарактеризовать как индикатор нормальных биологических процессов,
патологических процессов или фармакологической эффективности проводимых
терапевтических мероприятий [12]. Чувствительность, специфичность и
прогностическая ценность являются наиболее важными характеристиками
биомаркера
[12].
диагностические,
Биологические
прогностические
маркеры
или
можно
маркеры
подразделять
для
на
мониторинга
патологического процесса [14]. Развитие септического процесса, его течение в
значительной степени зависит от возраста пациента, в результате чего
чувствительность и специфичность определенных маркеров может варьировать
у пациентов разных групп. Дополнительные трудности в диагностике сепсиса
связаны с микробиологическими исследованиями. Несмотря на то, что данные
исследования обязательны даже при подозрении на развитие септического
процесса, идентифицировать патоген удается приблизительно у 50% пациентов
с сепсисом. Перспективным подходом в определении инфекционного агента
можно считать активно развивающийся метод ПЦР, однако в настоящее время
ПЦР не всегда доступен в рутинной клинической практике [3]. Таким образом,
поиск диагностических тестов, способных предсказать развитие инфекционных
осложнений, представляется весьма актуальной задачей.
Группа исследователей V. Ciriello с соавторами проанализировали все
доступные авторам публикации за последние 20 лет, касающиеся диагностики
сепсиса у пациентов с политравмой, с целью разработки клинических
рекомендаций по использованию тех или иных биомаркеров, внедрения в
практику
конкретных
диагностических
алгоритмов
[6].
В
результате
проведенного анализа биомаркеры были разделены на 5 категорий, в
зависимости от уровня доказательности. Далее рассмотрены наиболее
значимые и используемые лабораторные показатели.
1. Получены убедительные доказательства более чем в 2 крупных когортных
исследованиях. К показателям данного уровня авторы относят прокальцитонин
и С-реактивный белок.
Прокальцитонин (ПКТ) представляет собой пептид, состоящий из 116
аминокислот, являющийся предшественником кальцитонина, с молекулярной
массой 14,5 кДа. В норме ПКТ синтезируется С-клетками поджелудочной
железы. При развитии системной бактериальной инфекции или при стимуляции
эндотоксином или провоспалительными цитокинами (ИЛ-1β, ИЛ-6, ФНО-α)
концентрация ПКТ в крови может возрастать более чем в 1000 раз [18].
Пиковые концентрации ПКТ наблюдаются через 6 - 48 ч и быстро снижаются в
случае
отсутствия
инфекционных
осложнений.
Сохранение
высоких
концентраций ПКТ или их вторичный подъем служат предикторами развития
септического процесса и/или полиорганной недостаточности [2; 18]. В случае
бактериальной инфекции подъем концентрации ПКТ в крови выражен более
значительно по сравнению с инфекциями грибковой или вирусной природы.
ПКТ обладает наибольшей диагностической точностью по сравнению с
другими биомаркерами и показателями, характеризующими сепсис, не
подвержен изменениям при применении противовоспалительной терапии [13].
Кроме того, ПКТ является наиболее надежным маркером сепсиса в
педиатрической
практике,
позволяет
дифференцировать
инфекционный
процесс, вызванный бактериями, от процесса вирусной природы, а также ССВР
от сепсиса [7]. При оценке ПКТ как прогностического показателя было
убедительно показано, что у взрослых пациентов в критическом состоянии
целесообразно измерять концентрацию ПКТ в крови в 1 и 30 сутки после
вмешательства с целью прогноза смертности, концентрация ПКТ более 1,44
нг/мл являлась неблагоприятным прогностическим признаком (площадь под
кривой
при
выполнении
ROC-анализа
на
графике
составляет
0,871,
чувствительность 80,8%, специфичность 80,4%) [19].
С-реактивный белок (СРБ) – острофазовый белок с пентамерной структурой,
каждая субъединица которого состоит из 206 аминокислот. Молекулярная
масса СРБ составляет приблизительно 23 кДа. СРБ является одним из наиболее
применяемых
лабораторных
показателей,
отражающих
развитие
воспалительной реакции. В норме концентрация СРБ в плазме крови составляет
менее
1
мг/л.
СРБ
продуцируется
гепатоцитами
под
действием
провоспалительных цитокинов, инфекционных агентов и при повреждении
ткани. Увеличение концентрации СРБ начинается через 4-6 ч после
поступления повреждающих сигналов и продолжается в течение 24-48 ч,
возрастая в сотни раз [16]. Семь крупных проспективных когортных
исследований, выполненные более чем на 2000 пациентов показали, что СРБ не
позволяет определить или исключить наличие инфекционных осложнений у
пациентов с травмой или ожогами, то есть не имеет прогностической ценности
для данных пациентов [4]. Кроме того, СРБ нельзя использовать для прогноза
летальности [19].
2.
Умеренный
уровень
доказательности.
Проведено
одно
когортное
исследование и несколько исследований «случай-контроль». К показателям
данного уровня можно отнести интерлейкин-10.
Интерлейкин-10 (ИЛ-10) – белок массой 18 кДа, продуцируемый лимфоидными
и
мононуклеарными
клетками.
ИЛ-10
представляет
собой
противовоспалительный цитокин. Считают, что ИЛ-10 является одним из
факторов, индуцирующих анергию после травмы, и повышающих риск
развития инфекционных осложнений [9]. В проведенных исследованиях
обнаружено, что у пациентов с сепсисом концентрации ИЛ-10 достоверно
повышаются, однако объективная оценка изменений концентрации ИЛ-10
является достаточно сложной задачей для клинической рутинной практики, так
как быстрое увеличение концентрации (пик в течение 4 ч после повреждения)
сменяется ее быстрым снижением (в течение 1 суток после повреждения), что
повышает риск неправильной интерпретации полученных данных [6].
3. Ограниченный уровень доказательности. Проведено одно когортное
исследование
или
одно
или
два
исследования
«случай-контроль».
К
показателям данного уровня можно отнести провоспалительные цитокины,
например, интерлейкин-1, ФНО-α, молекулы адгезии, др. Объективная оценка
данных показателей в ежедневной клинической практике затруднена в силу тех
же причин, что и для ИЛ-10, а так же отсутствия необходимого для анализа
оборудования.
4. Противоречивые данные.
К данной категории следует отнести провоспалительный цитокин интерлейкин6 (ИЛ-6). ИЛ-6 – гликопротеин массой 22-29 кДа, продуцируемый Т- и Влимфоцитами, эндотелиальными клетками. Синтез ИЛ-6 усиливается под
действием других цитокинов (ИЛ-1β, ФНО-α), вирусных и бактериальных
компонентов, например, ЛПС. ИЛ-6 стимулирует синтез острофазовых белков,
пролиферацию
и
активацию
Т-
и
В-лимфоцитов,
дифференцировку
цитотоксических Т-клеток и повышает активность NK-клеток [6]. В ряде
исследований было обнаружено достоверное повышение концентрации ИЛ-6 у
пациентов с сепсисом разных возрастных групп, причем данное повышение
имело прямую корреляцию с тяжестью септической реакции. Показано, что
концентрации ИЛ-6 >1000 пг/мл являются прогностически значимыми в оценке
смертности [10]. С другой стороны, концентрация ИЛ-6 также повышается при
инсульте,
у
хирургических
пациентов
и
пациентов
с
травмами
без
инфекционных осложнений. Следовательно, ИЛ-6 можно использовать для
ежедневного мониторинга системного воспаления и прогноза развития
осложнений, при этом роль ИЛ-6 как диагностического показателя не может
быть полностью подтверждена.
5. Нет достаточных данных. К данной категории лабораторных показателей
можно отнести целый ряд новых перспективных мишеней, например,
липополисахарид-связывающий белок (LBP).
LBP - белок с молекулярной массой 58 кДа, относящийся к острофазовым
белкам. LBP синтезируется гепатоцитами, энтероцитами. LBP играет основную
роль в ответе на липополисахарид (ЛПС). При попадании ЛПС в кровь LBP
связывается с ним, катализирует образование его мономеров и способствует его
переносу на поверхностный антиген мононуклеарных клеток CD14, который
является рецептором для ЛПС. Кроме того, способствует связыванию ЛПС с
растворимой формой CD14 (sCD14), приводя к нейтрализации биологической
активности ЛПС. Содержание LBP в сыворотке крови в норме составляет 5-10
мг/л и может значительно возрастать (приблизительно в 10 раз) при травмах,
ССВР, сепсисе [21]. В исследованиях с LBP продемонстрировано, что он
является лучшим маркером сепсиса, чем ИЛ-6 и ПКТ у новорожденных и детей
[15]. На взрослой популяции Gaïni S с соавторами показали, что одновременное
определение концентраций
ИЛ-6
и
LBP
обеспечивает
более
точную
диагностику сепсиса по сравнению с использованием только ПКТ [8]. В то же
время убедительно продемонстрировано, что использование только LBP для
дифференциальной диагностики ССВР и сепсиса недостаточно [17].
В соответствии с изложенным выше авторам, являющимся сотрудниками
многопрофильного стационара, представляется целесообразным использование
в ежедневной практике сочетания следующих биомаркеров: ПКТ, СРБ, ИЛ-6,
LBP. Использование данных показателей обеспечит проведение ежедневного
мониторинга воспалительной реакции, ранней и точной диагностики сепсиса,
прогноза летальности. К настоящему времени авторами проведена оценка
рекомендованных производителями реагентов референтных значений у
здоровых
доноров
и
продолжается
накопление
данных
уточнению
диагностического и прогностического значения современных биомаркеров с
целью создания диагностического алгоритма в условиях стационара ФГБУ
«ЦКБ с поликлиникой» УД Президента РФ.
Список литературы:
1. Савельев В. С., Гельфанд Б. Р. Сепсис в начале XXI века. Классификация,
клинико-диагностическая
концепция
и
лечение.
Патологоанатомическая
диагностика. Практическое руководство. Москва, «Литтерра», 2006.
2. Balci C., Sivaci R., Akbulut G., Karabekir H.S. Procalcitonin levels as an early
marker in patients with multiple trauma under intensive care. J Int Med Res 2009; 37:
1709-1717.
3. Banada P.P., Chakravorty S., Shah D., Burday M., Mazzella F.M., Alland D.
Highly sensitive detection of Staphylococcus aureus directly from patient blood.
PLoS One. 2012; 7: e31126.
4. Barati M., Alinejad F., Bahar M.A., Tabrisi M.S., Shamshiri A.R., Bodouhi N.O.,
Karimi H. Comparison of WBC, ESR, CRP and PCT serum levels in septic and nonseptic burn cases. Burns. 2008; 34: 770-774.
5. Bone R.C., Balk R.A., Cerra F.B., Dellinger R.P., Fein A.M., Knaus W.A., Schein
R.M., Sibbald W.J. Definitions for sepsis and organ failure and guidelines for the use
of innovative therapies in sepsis. The ACCP/SCCM Consensus Conference
Committee. American College of Chest Physicians/Society of Critical Care Medicine.
1992.
6. Ciriello V., Gudipati S., Stavrou P.Z., Kanakaris N.K., Bellamy M.C., Giannoudis
P.V. Biomarkers predicting sepsis in polytrauma patients: Current evidence. Injury.
2013; 44: 1680-1692.
7. Coelho M.C., Tannuri U., Tannuri A.C., Reingenheim C., Troster E.J. Is
procalcitonin useful to differentiate rejection from bacterial infection in the early
post-operative period of liver transplantation in children? Pediatr Transplant. 2009;
13: 1004-1006.
8. Gaïni S., Koldkjaer O.G., Pedersen C., Pedersen S.S. Procalcitonin,
lipopolysaccharide-binding protein, interleukin-6
and
C-reactive protein in
community-acquired infections and sepsis: a prospective study. Crit Care. 2006; 10:
R53.
9. Giannoudis P.V., Hildebrand F., Pape H.C. Inflammatory serum markers in
patients with multiple trauma. Can they predict outcome? J Bone Joint Surg Br. 2004;
86: 313-323.
10. Harbarth S., Holeckova K., Froidevaux C., Pittet D., Ricou B., Grau G.E., Vadas
L., Pugin J. Diagnostic value of procalcitonin, interleukin-6, and interleukin-8 in
critically ill patients admitted with suspected sepsis. Am J Respir Crit Care Med
2001; 164: 396-402.
11. Jawa R.S., Anillo S., Huntoon K., Baumann H., Kulaylat M. Interleukin-6 in
surgery, trauma, and critical care part II: clinical implications. J Intensive Care Med.
2011; 26: 73-87.
12. Lesko L.J., Atkinson A.J. Jr. Use of biomarkers and surrogate endpoints in drug
development and regulatory decision making: criteria, validation, strategies. Annu
Rev Pharmacol Toxicol. 2001; 41: 347-366.
13. Limper M., de Kruif M.D., Duits A.J., Brandjes D.P., van Gorp E.C. The
diagnostic role of procalcitonin and other biomarkers in discriminating infectious
from non-infectious fever. J Infect. 2010; 60: 409-416.
14. Marshall J.C., Reinhart K. Biomarkers of sepsis. Crit Care Med. 2009; 37: 22902298.
15. Pavcnik-Arnol M., Hojker S., Derganc M. Lipopolysaccharide-binding protein in
critically ill neonates and children with suspected infection: comparison with
procalcitonin, interleukin-6, and C-reactive protein. Intensive Care Med. 2004; 30:
1454-1460.
16. Pepys M.B., Hirschfield G.M. C-reactive protein: a critical update. J Clin Invest.
2003; 111: 1805-1812.
17. Sakr Y., Burgett U., Nacul F.E., Reinhart K., Brunkhorst F. Lipopolysaccharide
binding protein in a surgical intensive care unit: a marker of sepsis? Crit Care Med.
2008; 36: 2014-2022.
18. Sakran J.V., Michetti C.P., Sheridan M.J., Richmond R., Waked T., Aldaghlas T.,
Rizzo A., Griffen M., Fakhry S.M. The utility of procalcitonin in critically ill trauma
patients. J Trauma Acute Care Surg. 2012; 73: 413-418.
19. Schneider C.P., Yilmaz Y., Kleespies A., Jauch K.W., Hartl W.H. Accuracy of
procalcitonin for outcome prediction in unselected postoperative critically ill patients.
Shock. 2009; 31: 568-573.
20. Vincent J.L., Sakr Y., Sprung C.L., Ranieri V.M., Reinhart K., Gerlach H, Moreno
R, Carlet J, Le Gall JR, Payen D. Sepsis in European intensive care units: results of
the SOAP study. Crit Care Med. 2006; 34: 344-353.
21. Zweigner J., Gramm H.J., Singer O.C., Wegscheider K., Schumann R.R. High
concentrations of lipopolysaccharide-binding protein in serum of patients with severe
sepsis or septic shock inhibit the lipopolysaccharide response in human monocytes.
Blood. 2001; 98: 3800-3808.
Сепсис является одной из наиболее актуальных проблем современной
медицины, так как связан с крайне высокой летальностью. В основе сепсиса
лежит
формирование
генерализованной
воспалительной
реакции,
инициированной микроорганизмами. Неконтролируемый выброс эндогенных
медиаторов воспаления может приводить к полиорганным расстройствам. В
настоящее время в клинической практике становится все более острым дефицит
объективных лабораторных показателей, позволяющих проводить раннюю
диагностику, объективную оценку динамики септического процесса и
эффективности проводимой терапии, так как существует прямая зависимость
между
данными
факторами
и
исходом
после
проведения
лечебных
мероприятий. Ниже приведен анализ накопленных за два последних
десятилетия данных по диагностике сепсиса.