Сепсис является результатом сложной цепочки событий, состоящей из врожденных и адаптивных иммунных реакций, включая активацию системы комплемента, каскадов коагуляции и дисфункции сосудистой эндотелиальной системы. Кроме того, иммунные ответы основаны на индивидуальных особенностях пациента, включая возраст, основные заболевания, состояние питания и даже генетическую изменчивость [1—3]. По этой причине лечение, особенно иммунотерапия, должно быть индивидуализировано. Данный факт подчеркивает необходимость раннего и точного обнаружения сепсиса. Однако микробиологический диагноз не может быть установлен примерно у трети пациентов с клиническими проявлениями сепсиса [4]. Бактериологическое подтверждение инфекции при системной инфекции может отсутствовать, в то время как положительные бактериологические результаты могут быть вызваны случайной контаминацией [5—7].

Повреждения органов при сепсисе развиваются в результате неконтролируемого распространения из первичного очага инфекционного воспаления провоспалительных медиаторов эндогенного происхождения. В дальнейшем под их влиянием происходит активация клеточных медиаторов воспаления в других органах и тканях с вторичным выделением аналогичных эндогенных субстанций, повреждением эндотелия и снижением органной перфузии и доставки кислорода [5]. Таким образом, повышение уровней гуморальных и клеточных индикаторов воспаления свидетельствует о развитии воспаления в организме больного.

Идеальный биомаркер сепсиса и индикатор воспаления должны быть объективно измерены и достоверно отражать биологические и патогенные процессы, а также ответы на проводимое лечение [8]. К настоящему времени для оценки сепсиса изучено более 170 биомаркеров [9].

Развитие сепсиса меняет экспрессию и активность тысяч эндогенных медиаторов воспаления, коагуляции и промежуточного метаболизма [10, 11]. Тем не менее идеальные биомаркеры могут играть определенную роль в скрининге сепсиса, ранней диагностике, обосновании лечения, критической оценке течения заболевания и его прогнозе [11, 12].

Традиционная модель сепсиса — это иммунный ответ, активируемый, когда толл-подобные рецепторы (TLR) распознают консервативные структуры микроорганизмов и активируют клеточный иммунный ответ. Это распознавание стимулирует секрецию провоспалительных цитокинов, таких как TNF-α, IL-1β и IL-6. Поэтому различные воспалительные цитокины и липополиcахарид (LPS)-связывающий белок были изучены как биомаркеры сепсиса.

TNF-α, IL-1β и IL-6 являются цитокинами, ответственными за опосредование первоначальной реакции врожденной иммунной системы на повреждение или инфекцию. Эти провоспалительные цитокины способствуют повышению температуры, активируют эндотелиальные клетки и привлекают циркулирующие полиморфно-ядерные клетки. Исследования показали повышенный уровень цитокинов в крови у пациентов с сепсисом. Однако уровни этих цитокинов также увеличиваются после травмы, операционных повреждений, инсульта или при аутоиммунных заболеваниях. Использование таких воспалительных цитокинов для диагностики сепсиса затруднено, потому что они неспецифичны и не способны дифференцировать сепсис от банального воспаления. Имеются сообщения о связи уровня TNF-α и IL-6 с повреждением органов и смертностью, что делает их потенциально полезными прогностическими факторами [13, 14], однако клинические исследования этого не подтверждают [15]. Вероятно, это связано с коротким периодом полураспада (период полураспада TNF, например, составляет 17 мин) и более ранней концентрацией провоспалительных цитокинов, по сравнению с другими биомаркерами. Поэтому TNF и IL-1β редко используют в качестве основных биомаркеров сепсиса. Вместе с тем, по мнению ряда авторов [16, 17], измерение множественных цитокинов хорошо коррелирует с тяжестью заболевания и прогнозом течения.

LPS-связывающий белок (LBP), главным образом синтезированный в печени, представляет собой полипептид, который связывает бактериальный LPS. Этот сложный комплекс имеет двойное действие, усиливающее и подавляющее сигнализацию LPS на низких и более высоких уровнях соответственно [18]. Уровень LBP в сыворотке увеличивается в несколько раз при сепсисе, что делает его полезным для диагностики [19, 20]. Он также может быть эффективным как прогностический маркер тяжести заболевания и прогноза заболевания [21]. Однако уровень LPS и LBP зависит от введения антибиотиков и, как правило, не коррелирует с клиническим течением сепсиса [22], поэтому имеет ограниченное применение в качестве биомаркера сепсиса [2].

Пресепсин (ПСП) — маркер, концентрация которого быстро растет при развитии сепсиса. ПСП представляет собой белок, который является фрагментом рецептора макрофагов CD14 (mCD14 и sCD14). Образование ПСП связано с инфекцией, бактериальным фагоцитозом и расщеплением mCD14 лизосомальными ферментами. При активации бактериального фагоцитоза sCD14 и mCD14 расщепляются лизосомальными протеиназами с образованием фрагмента — ПСП [23, 24].

В ответ на бактериальную инфекцию концентрация ПСП резко возрастает. Уровень ПСП в крови можно быстро выявить с помощью иммуноферментного анализа, что имеет огромное значение для ранней диагностики инфекционного процесса [25—27].

Содержание ПСП повышается при инфекции, он специфически продуцируется при сепсисе, связанном с грамотрицательными и грамположительными бактериями, грибками. В случае вирусных инфекций ПСП не продуцируется [28].

Повышение уровня ПСП отмечается через 1,5—2 ч после начала клинического проявления инфекции. В настоящее время установлено, что уровень ПСП менее 200 пг/мл указывает на отсутствие сепсиса, более 300 пг/мл — на то, что сепсис возможен, более 500 пг/мл — на умеренный риск тяжелого сепсиса, более 1000 пг/мл — на высокий риск развития тяжелого сепсиса и септического шока [28, 29]. Чувствительность данного маркера составляет 91,9%, что выше по сравнению с прокальцитонином (88,9%), IL-6 (88,9%) или гемокультурой (35,4%) [27, 29, 30].

TNF-α и IL-1β высвобождаются в течение нескольких минут после воздействия LPS. Существуют два известных воспалительных медиатора: белок с высокой подвижностью группы 1 (HMGB1) и ингибитор миграции макрофагов (MIF), которые важны на поздней стадии тяжелых инфекций.

HMGB1 представляет собой цитоплазматический и ядерный белок, который не обнаруживается у здоровых людей. Его выделяют активированные моноциты или некротические ткани во время инфекции или травмы. Этот провоспалительный цитокин достигает обнаруживаемых уровней через 8—12 ч и плато через 18—32 ч. Концентрация плазменного HMGB1 увеличивается у пациентов с сепсисом и коррелирует со степенью органной недостаточности [31, 32]. Уровни HMGB1 более 4 нг/мл на 3-й день после развития сепсиса были связаны с 5,5-кратным повышенным риском смерти [33].

Ингибирующий фактор миграции макрофагов. Другая «поздняя» провоспалительная молекула — MIF обычно циркулирует при низких уровнях 2—10 нг/мл [34]. Плазменная концентрация MIF увеличивается во время инфекции, очень высокие уровни были обнаружены при сепсисе [35]. Эти результаты предполагают, что поздние медиаторы, такие как HMGB1 и MIF, могут прогнозировать исход сепсиса.

С-реактивный белок (CRP), не являясь специфическим маркером сепсиса, давно признан как врожденный опсонин, т. е. белок, способный распознавать микробы и способствовать их поглощению фагоцитами. Его содержание повышается при развитии инфекции и снижается по мере ее угасания. Эти характеристики позволяют относить CRP к классу острофазных реагентов. CRP — это классический биомаркер, который обычно используют в клинических условиях. CRP относят к неспецифическим маркерам воспаления, который также увеличивается после операции, ожога, инфаркта миокарда и ревматических заболеваний [36]. Чувствительность и специфичность CRP в качестве маркера для бактериальных инфекций составляют 68—92 и 40—67% соответственно [37, 38]. Его низкая специфичность и неспособность дифференцировать бактериальные инфекции от неинфекционных причин воспаления ограничивают диагностическую ценность CRP. Тем не менее CRP перспективен для оценки тяжести и прогноза сепсиса. Показано, что уровень CRP в плазме коррелирует с тяжестью инфекции [39]. Быстрое снижение уровня СRP коррелирует с хорошим защитным ответом на первоначальную антимикробную терапию у больных сепсисом [40]. CRP является полезным биомаркером для мониторинга реакции на лечение. Однако клиницисты не могут интерпретировать изменения уровней CRP без учета кинетики этого маркера [2].

Прокальцитонин (PCT) является предшественником гормона кальцитонина (CТ). Концентрация PCT в крови повышается при бактериальной инфекции. Этот факт способствовал тому, что PCT стали использовать в качестве маркера бактериальных инфекций. На современном этапе именно тест на PCT отвечает большинству требований к идеальному биомаркеру [2].

Бактериальные эндотоксины и провоспалительные цитокины являются сильными стимуляторами образования PCT. Предполагают, что PCT при сепсисе играет патогенную роль. Во время сепсиса наблюдается достоверное повышение уровня PCT в плазме, особенно в первые дни развития сепсиса. У пациентов, синдром системного воспалительного ответа которых обусловлен небактериальной инфекцией, как правило, уровень PCT находится в нижней области (менее 1 нг/мл). В ранней фазе после тяжелой сочетанной и множественной травмы или обширной операции, после тяжелых ожогов, а также у новорожденных уровень PCT может быть повышен независимо от инфекционного процесса. Возврат к нормальным значениям происходит обычно быстро, повторное повышение концентрации PCT в этих случаях можно расценивать как развитие нового септического эпизода. Вирусные инфекции, бактериальная интервенция, местные инфекции, аллергические состояния, аутоиммунные заболевания и отторжение трансплантата обычно не приводят к заметному повышению концентрации PCT (<0,5 нг/мл).

Нормальная концентрация PCT в плазме крови составляет менее 0,1 нг/мл. Концентрация PCT более 0,5 нг/мл обычно интерпретируется как патологическая, подтверждающая подозрение на сепсис. Уровень PCT от 0,5 до 2 нг/мл находится в «серой зоне», по которой диагноз сепсиса нельзя поставить с уверенностью. В этих случаях рекомендуется повторить измерения через 6—24 ч, чтобы поставить точный диагноз. Уровень PCT выше 2 нг/мл с высокой вероятностью свидетельствует об инфекционном процессе с системным воспалением. Концентрация более 10 нг/мл наблюдается почти исключительно у пациентов с сепсисом или септическим шоком [41, 42].

При вирусных и грибковых инфекциях, а также при аллергических и аутоиммунных заболеваниях уровень PCT значимо не возрастает, что позволяет проводить дифференциальный диагноз [43, 44].

Полученные данные свидетельствуют о том, что чувствительность, специфичность, позитивная и негативная предиктивная ценность были наиболее высокими для РСТ, за ним следовал CRP, а на последнем месте по диагностической значимости находились показатели лейкоцитов крови. Обширные повреждения тканей из-за травмы или гипоксии в отсутствие признаков бактериальной инфекции могут вызвать транзиторное повышение уровня РСТ.

Таким образом, концентрация РСТ является хорошим показателем, дополняющим клинические и лабораторные исследования. В отличие от методов определения всех известных маркеров воспаления метод определения РСТ более чувствителен и высокоспецифичен для тяжелой бактериальной инфекции. К достоинству теста относится возможность его проведения в экстренных клинических ситуациях (у постели больного), при мониторировании больных в палатах интенсивной терапии и в качестве прогностического маркера при прогрессировании инфекционного процесса. Тест отличается высокой точностью измерения в диапазоне низких значений от 0,1 до 5 нг/мл, что особенно важно при очаговых инфекциях без признаков бактериемии [2]. Несмотря на то что точная функция РСТ в воспалительной реакции и цитокиновом каскаде остается неизвестной, использование теста в клинике уже сейчас оценивается чрезвычайно высоко [45].

Уровень лактата в сыворотке может отражать тканевую гипоперфузию и анаэробный метаболизм при сепсисе. Повышенный уровень лактата в основном обусловлен увеличением гликолиза и образованием лактата, а также сниженной оксигенацией тканей. Несколько исследований [46—48] показали, что повышение уровня лактата связано со смертностью у пациентов с сепсисом. В ретроспективном исследовании у больных, находящихся в критическом состоянии, при повышении уровня лактата в сыворотке более 2 ммоль/л наблюдали 2—10-кратное повышение летальности по сравнению с больными, у которых уровень лактата был ниже 2 ммоль/л [49]. Устойчивая гиперлактатемия увеличивает риск внутрибольничной смертности [50]. Существуют подтверждения полезности мониторинга серийного уровня лактата крови и его ценности как прогностического маркера внутрибольничной смертности [48]. Таким образом, скрининг и мониторинг лактата могут быть ценными инструментами для стратификации риска и прогнозирования исхода сепсиса.

Как и РСТ, проадреномедуллин (proADM) является своего рода «гормокином», который охватывает цитокиноподобное поведение гормонов во время воспаления и инфекций. ADM производится во время физиологического стресса и имеет различные функции, включая вазодилатацию, противовоспалительное и противомикробное действие [48, 51, 52]. Концентрация ADM плазмы и экспрессия ADM-гена увеличиваются у пациентов с сепсисом [53]. Однако ADM быстро разрушается, делая измерения ненадежными. В связи с этим вместо ADM изучали количественную оценку сыворотки среднерегионального фрагмента proADM. Недавние клинические данные [54] показали, что циркулирующие среднерегиональные уровни proADM значительно выше у пациентов с сепсисом, чем у пациентов с синдромом системного воспалительного ответа (SIRS).

CD64 представляет собой мембранный гликопротеин с повышенной экспрессией у пациентов с бактериальными инфекциями. Повышение уровня CD64 может отражать очень ранние стадии заражения, помочь в ранней диагностике и предсказать прогноз заболевания. Индекс CD64 чувствителен к грамположительной инфекции [55]. Индексы CD64, превышающие 2,2, являются специфическими (специфичность 89%), но менее чувствительны (чувствительность 63%) для прогнозирования бактериальных инфекций у больных, находящихся в критическом состоянии [56]. В некоторых работах показано [57], что CD64 может быть маркером бактериальной инфекции с чувствительностью и специфичностью 79 и 91% соответственно. Однако, поскольку опубликованные исследования имеют низкое методологическое качество, необходимы дальнейшие исследования для проверки этих результатов.

Растворимый триггерный рецептор, экспрессируемый в миелоидной клетке 1 (sTREM-1), представляет собой растворимую форму TREM-1, гликопептидного рецептора, экспрессируемого на поверхности миелоидных клеток, таких как PMN, зрелые моноциты и макрофаги. Экспрессия TREM-1 возрастает при бактериальных или грибковых инфекциях [58, 59]. Чувствительность и специфичность sTREM-1 для диагностики сепсиса сопоставимы с таковыми CRP и PCT [60]. Метаанализ показал, что чувствительность и специфичность sTREM-1 для диагностики бактериальных инфекций составили 82 и 86% соответственно [61]. Y. Wu и соавт. [62] показали, что плазменный sTREM-1 имел только умеренную диагностическую эффективность для дифференциации сепсиса от SIRS. Имеются сообщения [63], что уровни sTREM-1 были значимыми для выживания у пациентов с сепсисом. Кроме того, быстрое снижение sTREM-1 коррелирует с лучшим исходом [58]. Для диагностики сепсиса или прогнозирования исхода сепсиса sTREM-1 может быть полезен. Вместе с тем полезность sTREM-1 в качестве биомаркера требует дальнейшей оценки в клинических условиях, измеренных отдельно или в сочетании с другими биомаркерами [2].

Рецептор активатора урокиназного плазминогена (uPAR) является рецептором поверхностной сигнализации, выраженным на большинстве лейкоцитов. Он участвует в многочисленных иммунологических функциях, включая клеточную адгезию, дифференцировку, пролиферацию и ангиогенез, а также миграцию [64]. Во время воспалительных процессов uPAR отщепляется от поверхности клетки протеазами и выделяется в виде растворимого uPAR (suPAR). Он измеряется в крови и биологических жидкостях организма, включая мочу, спинномозговую жидкость, бронхиальную промывочную жидкость и слюну. Уровни suPAR в плазме отражают иммунную активацию в ответ на бактериальную или вирусную инфекцию, рак, ожоги и ревматические заболевания. Уровни suPAR значительно выше у пациентов с сепсисом, чем у пациентов с банальным воспалением, и выше у пациентов с тяжелыми заболеваниями, чем у пациентов контрольной группы [65]. Однако suPAR имеет более низкое диагностическое значение для сепсиса, чем CRP или PCT [65, 66]. В нескольких исследованиях [66—68] предположено, что suPAR является информативным маркером тяжести сепсиса. Исследования Y. Backes и соавт. [66] показали, что suPAR превосходил другие биомаркеры, включая CRP, PCT и sTREM-1 для прогнозирования исхода заболевания. Вероятно, suPAR может иметь большую прогностическую ценность для прогнозирования смертности, а не для диагностики [2].

Ангиопоэтин-(Ang) 1 и Ang-2 представляют собой эндотелиальные факторы роста сосудов, роль которых во время сепсиса противоположна. Ang-1 стабилизирует эндотелий, тогда как Ang-2 облегчает потерю целостности эндотелия и деструкцию стенки сосуда. Ang-1 или Ang-2 активирует трансмембранную эндотелиальную тирозинкиназу Tie2, которая опосредует нормальное состояние сосудов [69]. Ang-2 играет решающую роль в индукции воспаления [69, 70]. Повышенные уровни циркулирующего Ang-2 связаны с сепсисом с полиорганной дисфункцией, что свидетельствует о нарушенной целостности эндотелия сосудов. Имеются сообщения, что повышенные уровни Ang-1 и пониженные уровни Ang-2 являются хорошим прогностическим признаком при сепсисе [71].

Результаты определения одного биомаркера даже в динамике в клинических условиях могут быть ошибочно интерпретированы и в результате сделать выбор лечебной тактики неадекватным. Из-за этого ограничения недавно были введены комбинированные подходы, учитывающие показатели нескольких биомаркеров. Были также разработаны «системы оценки», в которых используются как клинические, так и лабораторные маркеры [17, 72, 73]. В 2003 г. введен показатель для оценки вероятности инфицирования (IPS) у критически больных пациентов. IPS колеблется от 0 до 26 баллов и включает в себя температуру тела пациента (0—2 балла), частоту сердечных сокращений (0—1 балл), скорость дыхания (0—1 балл), количество лейкоцитов (0—3 балла), CRP (0—6 баллов) и оценку отказа органов, связанных с сепсисом (0—2 балла). AUC-ROC IPS составлял 0,82 для прогнозирования вероятности заражения. Пациенты с оценкой менее 14 баллов имеют только 10% риск заражения [74]. Несколько клинических примеров комбинаций индикаторов и биомаркеров для скрининга сепсиса показано в таблице.

Таким образом, в настоящее время для раннего выявления сепсиса наиболее эффективно определение уровня пресепсина. Для мониторирования больных в палатах интенсивной терапии, для выбора антибактериальной терапии и в качестве прогностического маркера наряду с пресепсином, эффективно определение уровня прокальцитонина.

Теоретически объединение нескольких маркеров может улучшить диагностические и прогностические значения, поскольку сепсис состоит из нескольких иммунных ответов с различными изменениями в цитокинах и биомаркерах. Однако, какие и сколько комбинаций биомаркеров являются наиболее информативными для использования в качестве стандарта в клинической работе, еще не определено.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

*e-mail: docher@gmail.com, cherepanova_on@rudn.university