·综 述·
【摘要】脓毒症临床表现多样，是创伤、烧伤、感染、休克等临床危急重患者的常见严重并发症，其发病率和死亡率一直居高不下。前期研究发现，脂多糖结合蛋白(lipopolysaccharide binding protein， LBP)和白细胞分化抗原CD14(Leukocyte differentiation antigen， CD14)通过识别革兰阴性杆菌产生的内毒素，在脓毒症的发病过程中起关键作用。本文通过综合分析CDl4在脓毒症中的致病机理，探讨其在脓毒症诊断及治疗中的潜在临床价值。
【关键词】脓毒症； CD14； 脂多糖结合蛋白； 内毒素
脓毒症(Sepsis)是由严重感染引起的单个或多个组织器官功能障碍的危重病[1]。正常情况下，机体通过天然免疫系统识别病原体微生物，进而启动保护性炎症反应清除病原微生物。当机体对外源性危险信号反应过度，诱导促炎介质大量释放，炎症反应平衡失调，导致脓毒症等严重并发症和多种炎性疾病的发生，常伴发多器官功能衰竭。随着对脓毒症发病机制的深入研究，人们发现LPS受体复合物之一的白细胞分化抗原CDl4是LPS激活炎症细胞不可缺少的一种转运蛋白。G-菌细胞壁成分脂多糖(lipopolysaccharide，LPS)通过与脂多糖结合蛋白(LBP)结合形成LPS-LBP复合物，并通过受体CD14使细胞活化后，表达多种炎症相关蛋白编码基因[2]。这些大量表达的基因产物如炎性细胞因子，趋化因子等导致组织器官损伤甚至休克和死亡。CD14在脓毒症发病机制中的作用以及在诊断治疗中的价值具有重要的研究意义。
目前，关于脓毒症已有大量研究，并取得了一定的基础和临床研究成果。但是脓毒症发病机制复杂，目前仍然存在许多未知。以往研究认为脓毒症的病因、发病机制、治疗反应以及不同的预后主要与感染的病原微生物种类、患者年龄、伴随基础疾病等多种因素相关[3]。CD14在脓毒症以及感染性疾病发病过程中的发现，引起大量各科学者的积极探索，近来研究发现CD14与脓毒症的发生发展相关，在脓毒症高危人群预测、监护和早期干预，降低脓毒症的发病率和病死率中具有重要意义。
CD14是位于单核/巨噬细胞、枯否细胞等细胞表面的白细胞分化抗原，对LPS等病原微生物成分具有较高的亲和性，是LPS的主要功能受体之一[4]。CD14在体内的存在形式有两种： 膜结合性CD14(membraneCD14， mCD14)和可溶性CD14(solubleCD14， sCD14)。膜表面的mCDl4和位于血清中的sCDl4特异性识别LPS或LPS-LBP复合物后与膜蛋白TLR4结合，TLR4通过衔接蛋白(MyD88、IRAK、TRAF6、IKK等)将信号传递到细胞内，最后引起核转录因子NF-κB活化，诱导多种炎性细胞因子过度表达，导致机体出现级联免疫放大炎症效应[5]。
1.1 mCD14概述
1981年TODD[6]首次于细胞表面发现CD14，并命名为膜CD14(mCD14)。mCD14是55kD的糖蛋白，蛋白质部分主要由一条356个氨基酸残基的多肽链和一个19个氨基酸残基组成的末端多肽链，通过糖基磷脂酰肌醇(GPI)锚定于细胞膜表面。在单核细胞和巨噬细胞中，CD14基因转录、翻译生成蛋白质多肽链后，在高尔基复合体内糖化，再由其羧基端与磷脂酰肌醇(PI)进行结合，最后经PI的磷脂部分锚定于细胞膜上。mCD14对LPS及其复合物LPS-LBP非常敏感，即使体内血清中LPS的浓度很低，单核/巨噬细胞或中性粒细胞等细胞表面的mCD14也能快速识别和结合LPS-LBP复合物，将LPS的信号转导细胞内[7]。
mCD14不仅可以作为LPS-LBP的功能受体，还能介导单核细胞等吞噬LPS-LBP复合物，清除G- 细菌和LPS。而血清中的LPS也可以通过刺激mCD14使中性粒细胞表面的粘附受体表达以及诱导单核细胞对内皮细胞的粘附作用，但更多的是导致单核细胞表面54%～60%的mCD14脱落[8]。当LPS初次刺激单核细胞、巨噬细胞时，会导致细胞表面大部分的mCD14脱落，减弱单核细胞、巨噬细胞对LPS的反应性，避免炎性因子的过度生成表达；部分脱落、释放入血后的mCD14也可以转变成sCD14，血中sCD14浓度增高到一定程度可与mCD14竞争，减少LPS-LBP复合物与单核/巨噬细胞的结合，从而下调机体对炎症的反应[9]。
1.2 sCD14概述
可溶性CD14(sCD14)存在于人的血浆中[10]，也是一种糖蛋白，分子量为48kD，比mCD14要小，但其含量约占CD14总量的99%。sCD14由单核细胞产生，一般认为包括两种方式： 一种是mCD14分解(去磷脂酰肌醇)后脱落进入血液循环系统；另外一种是由CD14基因转录合成sCD14后直接分泌进入到外周血液系统。两种产生方式组成两种不同相对分子质量的sCD14混合在一起： 一种是55000，与mCD14分子量大小相同只是不含插在细胞膜上的二脂酰甘油成分；另外一种为49000，较mCD14缺少磷脂酰肌醇[11]。
sCD14生物学活性与mCD14相似，大量研究指出sCD14在人类疾病发病过程中具有更加重要的病理生理意义。一些mCD14阴性细胞，如内皮细胞、上皮细胞及星形胶质细胞等，由于细胞表面缺乏mCD14，主要是由sCD14来介导LPS以及LPS-LBP复合物引起的炎症反应[12]。在内皮细胞中LPS通过sCD14介导炎症反应[13]。激活的内皮细胞可产生白介素-1(IL-1)、白介素-6(IL-6)等一系列炎性细胞因子和趋化因子，引起炎症不断级联放大从而进一步加重组织器官损伤，甚至是器官衰竭。此外，脂多糖结合蛋白(LBP)在该过程中主要强化了sCD14的作用，但或许不是必不可少的因素[14]。
目前，研究认为炎症反应失衡是脓毒症发病的主要环节。革兰氏阴性杆菌释放或者死亡时裂解出LPS，LPS与脓毒症、重症脓毒症以及脓毒性休克的炎症过程密切相关，它是全身炎症反应的重要触发剂。LPS不仅可以直接对细胞生物膜产生毒性，更主要的是通过与肝脏合成释放的脂多糖结合蛋白LBP结合形成LPS-LBP复合物，复合物能够通过靶细胞膜上的mCD14或血清中的sCD14分子传导起始信号。
CD14在LPS的一系列信号传导途径中是作为起始信号存在的，CD14与LPS-LBP复合物结合后通过TLR4进行LPS的下游信号传导[15]，从而合成和释放大量炎症相关性细胞因子，包括肿瘤坏死因子、白细胞介素和一氧化氮等。这些炎性因子的不断产生、释放，引起机体快速做出抗炎反应等病理生理反应，从而引起机体产生发热、血管扩张、血管通透性增加、中性粒细胞增多、补体激活、血压下降等现象。当机体抗炎反应高于促炎反应，则免疫力提高；若促炎反应过度亢进，导致抗炎与促炎反应之间的平衡紊乱，细胞的代谢活动将受到破坏，导致细胞死亡，脏器功能受损。这一系列反应又会促使次级炎症介质大量释放，进一步扩大炎症反应，形成恶性循环，最终导致脓毒症甚发展为脓毒性休克甚至是多器官功能衰竭，造成临床脓毒症患者高病死率[16]。
2.1 CD14细胞水平的调控
正常机体组织中单核细胞处于休眠状态，CDl4的表达也较低。当机体遭受各种创伤诸如脓毒症、烧伤、感染、休克等，血浆中sCDl4的水平会明显升高，而当创伤愈合机体痊愈时，CDl4的表达水平又会逐渐恢复至正常水平。脓毒症患儿体内sCDl4水平明显增高，早期尤为显著[17]。
内毒素进入机体后，首先被LBP/CDl4等受体系统识别，然后才能继续向下进行信号传导，激活炎性细胞。这些受体系统能明显提高各种靶细胞对内毒素的敏感性，尤其是CDl4。单核细胞、巨噬细胞、中性粒细胞等免疫细胞膜上的mCDl4直接识别LPS-LBP复合物；mCDl4阴性细胞，如内皮细胞、上皮细胞等通过血液中的sCDl4，以LPS-LBP-sCDl4复合物的形式转递信号[18]。CD14能够数百倍增强LPS的敏感性，在脓毒症及器官损害的发病过程中起关键作用。
CD14传递LPS信号激活靶细胞后，产生并释放一系列炎症趋化因子如TNF-α、IL-8、IL-1β、IL-6等细胞因子，这些炎症因子又刺激靶细胞不断上调CD14的表达，形成正反馈。体内也含有抑制TNF-α、IL-8、IL-6等炎性因子合成及表达的介质，即组织因子通道抑制剂(tissue factor pathway inhibitor， TFPI)，它是体内一种非常重要的抗凝物质，参与机体免疫调控，能抑制白细胞激活，具有重要的抗炎作用。研究发现[19]，重组TFPI可通过竞争性结合内毒素阻止其与受体CD14结合，抑制单核细胞产生TNF-α，从而减少炎症介质或细胞因子的释放，在脓毒症病理生理过程中起到了一定的保护作用，进而减轻脓毒症炎症反应，下调LPS受体CD14表达，打破炎症反应的恶性循环。
2.2 sCD14及mCD14在脓毒症中的研究进展
CD14在脓毒症进展中具有重要作用，近来对其在脓毒症诊断中的研究也在不断增多。CD14可在疾病早期区分感染性与非感染性疾病。Yaegashi Y[20]指出sCDl4在脓毒症发生的6h内即可明显升高，较降钙素原(PCT)和C-反应蛋白(CRP)反应快。血清中sCDl4出现早，浓度高，能显著提高脓毒症诊断的敏感性，对于脓毒症的快速诊断和指导治疗具有重要意义。
Okamura[21]指出，在CLP脓毒症模型中，sCD14 2h开始升高，3h达峰值，4～8h下降。与PCT、CRP相比，sCD14在脓毒症时升高更早、速度更快，其敏感性与特异性也更高。另外，sCD14对LPS可能具有双重调节作用[22]，sCD14与LPS结合后调节单核/巨噬细胞对LPS的反应，可能通过sCD14与mCD14竞争性结合LPS；亦或是sCD14结合LPS后刺激内皮细胞启动负反馈机制，即sCD14浓度过度升高，明显高于正常血清浓度时sCD14抑制LPS激活单核细胞、巨噬细胞，进而减少肿瘤坏死因子(TNF-α)等致炎因子的合成与释放，从而减轻LPS所致的炎症反应。
近来研究发现[23]，sCDl4亚型(sCD14-st， Presepsin)在脓毒症诊断与评价中显示了更好的临床价值，可作为脓毒症早期诊断及预测的一个重要候选标志物，并能监测临床抗生素治疗效果，评估预后。目前研究认为presepsin主要是机体应对细菌感染时，细菌感染的吞噬作用引起的，而不是单纯的炎症反应，它在体内产生的很多机制目前尚不明确[24]。Presepsin在脓毒症诊断中具有较强的敏感性与特异性，相对于目前临床存在的标记物，其更具有稳定性和针对性。
脓毒症时，可溶性CD14(sCDl4)高表达，临床上可以通过检测sCDl4的水平来监测脓毒症及脓毒性休克的病情，在一定程度上反映脓毒症的严重程度和预后，对预测脓毒症患者病死率具有一定临床价值。已有实验发现[25]，sCDl4水平与LPS之间并无显著相关性，但sCDl4的水平变化与疾病的危重程度呈显著相关，炎症反应的程度与sCDl4调控炎症细胞释放炎性因子的程度有关。
研究显示[26]： sCD14亚型Presepsin作为一种新型脓毒症生物标记物，在感染患者中，其血浆浓度明显高于非感染患者，且Presepsin在脓毒症患者中早期检测水平明显高于PCT、CRP等炎性指标，有望成为理想的脓毒症生物标记物。但目前Presepsin仍处于临床研究阶段，各项研究结论仍存在一定局限性。关于诊断脓毒症的Presepsin临界值目前尚无明确标准，导致目前临床尚未广泛应用，需进一步加大多中心大规模临床实验研究验证，明确Presepsin临界值范围，为Presepsin的临床推广提供依据。
PCT、CRP、IL-6等是目前研究较多的几个脓毒症生物标记物，并且部分已应用于临床指导脓毒症的诊断、病情严重程度评估以及抗生素应用等方面，通过荟萃分析[27]发现PCT、CRP诊断脓毒症敏感性和特异性跨度较大，而IL-6敏感性不高，并随病程延长而逐渐下降。相关分析显示[28]，血浆Presepsin水平与PCT水平呈正相关性，PCT可于疾病早期区分革兰氏阳性菌或阴性菌感染。已有研究表明[29]，Presepsin在脓毒症的早期诊断、严重性评估和预后方面均优于PCT、CRP、IL-6等传统标志物，其敏感性高，但特异性不足。因此，在脓毒症时，需运用Presepsin、PCT等多指标标志物协同诊断，进一步提高脓毒症患者病情诊断与评估的敏感性与准确性。
脓毒症的发病率及病死率至今仍一直居高不下，是临床疾病治疗中的一大难题。脓毒症病理生理过程复杂，目前研究认为瀑布级联失控性炎症反应，导致组织器官功能障碍甚至是死亡。随着对CD14在脓毒血症中的作用机制以及sCD14在脓毒症诊断及预后评估中的重要作用的不断深入研究，通过调节或干预CD14或CD14相关信号通路，为脓毒症治疗提供新的思路。
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Recent advances of CD14 in sepsis
【Abstract】Sepsis is a life-threatening disease responsible for high morbidity and mortality， which is initiated by varying conditions including trauma， burn and infection. Studies have revealed that lipopolysaccharide binding protein(LBP) and Leukocyte differentiation-14 antigen(CD14) recognize lipopolysaccharide(LPS) of gram-negative bacteria and trigger inflammatory response， playing a fundamental role in the development of sepsis. This review focuses on the role of CD14 in pathogenesis of sepsis and suggests that CD14 may be used as a potential biomarker for diagnosis and treatment of sepsis.
【Key words】sepsis； CD14； lipopolysaccharide binding protein； endotoxin
doi：10.16118/j.1008-0392.2016.06.027
收稿日期：2015-07-26
基金项目：国家自然科学基金(81571927、81270135、81300004)
【中图分类号】R 515.9
【文献标志码】A
【文章编号】1008-0392(2016)06-0136-05