炎症指数你知道多少——NLR,NPR,PAR,CAR,SIRI,SII,LMR,CLR,NPR?
2024-02-09 MedSci原创 MedSci原创 发表于威斯康星
一、炎症的内涵:炎症不等于感染性疾病
一、炎症的内涵:炎症不等于感染性疾病
很多人将炎症误等于感染性疾病,其实是误解。当然,感染性疾病是临床最为常见的炎症性疾病。实际上,炎症是指机体对于刺激的一种防御反应,表现为红、肿、热、痛和功能障碍。炎症可以是感染引起的感染性炎症,也可以不是由于感染引起的非感染性炎症。例如关节炎,滑膜炎等。甚至象冠心病,肿瘤,糖尿病,很多神经和精神类疾病也与炎症密切相关。
二、炎症的指标
炎症指标可以分为几个大类,一类是单一指标,另一类是联合指标,即通过多个单一指标计算出“炎症指数”。相关的炎症指数非常多。当然,还有一些是炎症过程中产生的炎症细胞因子,通过检测这些细胞因子也可以反向推测出炎症的程度。
1、单一炎症指标
1.1 白细胞(WBC)
血常规中白细胞计数及分类比例对于临床诊断感染来说是最基本、最常用的指标。不同病原体感染时,白细胞总数可以升高、降低甚至缺乏。白细胞升高和降低的幅度是检验医师和临床医师用作诊断疾病的手段。但由于影响白细胞计数的原因很多,因此单纯白细胞计数的高低缺乏敏感性和特异性。
1.2 中性粒细胞
中性粒细胞是免疫系统的重要组成部分。在发生细菌感染时,机体免疫系统激活,白细胞增多,杆状核粒细胞数增加(左移),中性粒细胞比例升高。
1.3 淋巴细胞、单核细胞
病毒感染初期白细胞总数一般没有明显升高,甚至出现降低(EB 病毒),但中性粒细胞比例大多不高,以淋巴细胞比例升高为主。因此在临床上,血常规中外周血白细胞计数、中性粒细胞和淋巴细胞百分比可作为鉴别细菌感染和病毒感染的筛查工具之一。
骨髓释放入外周血液的单核细胞为成熟的单核细胞,在血液中停留 3~6 天后,循环单核细胞(circulating monocytes)离开外周血迁移到组织中,在局部生长因子、促炎细胞因子和微生物产物的作用下,经 5~9 天,分化为巨噬细胞(macrophages)或树突状细胞群(dendritic cells, DCs),形成 「单核吞噬细胞系统」(MPS)。
经典的单核细胞进入组织参与多种不同的功能,如感染控制、炎症调节和组织修复。进入组织后,根据环境信号可以分化为不同类型的细胞,包括树突状细胞、M1 巨噬细胞和 M2 巨噬细胞,参与调节免疫应答、炎症调控以及组织修复等多种生理功能。
1.4 红细胞沉降率(ESR)
红细胞沉降率简称血沉,指红细胞在一定条件下的沉降速率,为炎症反应的非特异性指标。在感染性炎症疾病、组织坏死和损伤、恶性肿瘤、多种原因导致的高球蛋白血症、高胆固醇血症等疾病时,血沉都会加快。
血沉可用于了解和观察感染性炎症疾病的发展和变化,但特异性较差,对鉴别感染原因、评价感染严重程度和预后的临床意义均不大。
1.5 C 反应蛋白(CRP)和高敏CRP(hs-CRP)
CRP 是来源于肝脏的 急性炎症蛋白(APP) 之一,也是目前临床上运用最为广泛的评估炎症反应的指标之一。当体内有急性炎症反应时,CRP 在 6 ~ 8 h 开始升高,24 ~ 48 h 达到高峰,峰值是正常值的几百倍。
同时,CRP 的升高幅度与炎症的程度具有明显相关性,因此临床上通常会对 CRP 的动态变化进行监测并发症警报和治疗效果的判定。
1.6 降钙素原(PCT)
PCT 也是来源于肝脏的 APP 之一,是无激素活性的降钙素前肽物质,在机体正常情况下含量极低;而在机体发生感染,尤其是受到细菌内毒素刺激时,几乎所有器官中的实质组织细胞均可合成 PCT,大量的降钙素原释放到血液中,导致其在血浆中的水平显著升高。
病毒感染导致的炎症反应时 PCT 一般不升高,而在全身性细菌感染导致的炎症早期即可有明显升高。
PCT 在体内外较稳定,PCT 浓度的升高不受机体的免疫抑制状态的影响,同时与机体细菌感染的严重程度呈正相关性并不受大多数临床药物的影响。因此,PCT 浓度的变化能用于判断感染性疾病的预后和监测疗效。尤其是在早期全身性细菌感染(如脓毒症)的诊断、病情监测及预后评估中,PCT 拥有较高的敏感性和特异性。PCT 与炎症活动的相关性较弱,这是其与 CRP 等炎症标志物的差别。
血清PCT的升高与细菌感染密切相关。在细菌感染时,肝脏的巨噬细胞和单核细胞、肺及肠道组织的淋巴细胞及内分泌细胞,在内毒素、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)及IL-6等作用下合成分泌大量的PCT,导致血清PCT水平显著升高。PCT在细菌感染引起的全身性炎症反应早期(2~3 h)即可升高,感染后12~24 h达到高峰,PCT浓度与感染严重程度呈正相关,经抗生素治疗使感染控制后,血中PCT会下降。PCT是全身严重感染的一个重要观察指标,也是目前临床常用的判断脓毒症的重要指标。
1.7 血清淀粉样蛋白(SAA)
SAA 是组织淀粉样蛋白 A 的前体物质,也是来源于肝脏的 APP 之一。在受到炎症刺激损伤后,SAA 在 3 ~ 6 h 内可迅速升高,早于 CRP。
同时,SAA 作为新一代的炎症感染指标弥补了目前常用炎症标志物不能提示病毒感染的不足,不仅在机体受到细菌感染时升高,其在病毒感染时亦有显著升高。
SAA 与其他炎症标志物(如 CRP)联合运用可对病毒和细菌感染进行早期鉴别:例如当 SAA 与 CRP 同时升高,提示细菌性炎症可能性较大;如果 SAA 升高而 CRP 不升高或仅有轻度增高(≤ 50 mg/L),提示病毒性感染可能。
1.8 铁蛋白(SF)
铁蛋白是一种储存铁的蛋白质,人体的铁贮备主要以铁蛋白形式存在。铁蛋白几乎存在于人体所有组织中,尤其是肝细胞和网状内皮细胞内。正常情况下,血清中铁蛋白浓度反映了机体铁储备水平,铁蛋白升高说明存在铁过载。
但同时铁蛋白可作为一种正相 APP 用于对急性感染和炎症性疾病的诊断和监测。研究显示,当感染患者局部器官有炎症反应时,单核巨噬细胞系统可刺激肝脏合成去铁铁蛋白,去铁铁蛋白的合成增加可使铁蛋白水平增高。
FERR升高可见于肝脏疾病、血色病、输血引起的铁负荷过度,急性感染,铁粒幼细胞贫血及甲状腺功能亢进患者。肝癌、乳腺癌、肺癌、胰腺癌、白血病及淋巴瘤等多种恶性肿瘤患者血清FERR可明显增高。FERR也是一种急性时相反应蛋白,在急性的全身或系统性炎症包括感染、组织损伤(如创伤、手术、心肌梗死、恶性肿瘤等)、炎症性疾病(如自身免疫性炎症)等情况下会升高,急性损伤部位组织释放的细胞因子,包括IL-6等会促进铁蛋白的合成。此外,FERR可作为重症/危重症新冠肺炎早期预警指标。
1.9 纤维蛋白原(Fb)
Fb 是一种由肝脏合成的具有凝血功能的 APP。在感染性疾病中,Fb 水平明显增高,目前也被视为早期感染的一个辅助诊断指标。
1.10 血小板
一般不认为血小板与炎症有关,事实上血小板在炎症中起到关键性作用。血小板表现出血管内爬行行为,可以收集和捆绑细菌。此外,血小板是促进感染时血管内血栓形成的关键,这一过程被称为“免疫血栓形成”,有助于遏制病原体,但也可能损害宿主。血小板是白细胞募集和激活的纽带,但同时它们在预防炎症相关出血和组织损伤方面也至关重要。这种多任务处理需要特定的受体和通路,这取决于刺激、器官和效应功能。
由血小板-白细胞相互作用引起的血管内血栓形成可以作为先天免疫系统的效应物来遏制入侵的病原体,但也可以引起宿主的损伤。血小板-中性粒细胞相互作用是ALI和宿主防御的一个核心方面,但也涉及血栓形成。血小板介导的宿主防御和免疫血栓形成的核心要素是与先天免疫细胞(主要是中性粒细胞)的相互作用。已知血小板通过大量分泌的细胞因子如CCL5(RANTES)、血小板激活因子(PAF)和血小板因子4(CXCL4)激活和募集免疫细胞。在可能的稳态修复clc -2和促炎GPVI信号之间的平衡似乎对炎症中的组织完整性至关重要。血小板对预防炎症相关出血和防止组织细胞损伤很重要。
1.11 白蛋白
白蛋白可结合转运致炎物质及炎症介质,调节全身和局部的炎症反应,减轻机体炎症损伤。白蛋白可调节中性粒细胞和内皮细胞的相互作用,减轻肺损伤。
2、组合炎症指标——炎症指数
上述单个炎症指标在某些情况下仍然存在缺陷,如果将上述单个炎症指标进行组合计算,就会得到新型炎症指标,不仅预测感染性疾病,尤其是对非感染性疾病的判断方面,起到至关重要作用。目前常用的炎症指数很多,大部分都是通过临床上最常用的指标进行计算,其作用比单一指标的效果更好。包括如下:
在线使用:炎症指数集合:血小板/淋巴细胞比值(PLR)、中性粒细胞/淋巴细胞比值 (NLR)、淋巴细胞/单核细胞比值(LMR)、系统炎症反应指数、血小板/白蛋白比值(PAR)
2.1、全身免疫炎症指数 systemic immune inflammation index(SII)
全身免疫炎症指数(SII)是一种可以反映人体局部免疫反应和全身炎症反应的良好的、稳定的新型炎症标志物。全身免疫炎症指数(SII)在2014年首次定义为血小板计数×中性粒细胞计数/淋巴细胞计数。这种结合了外周血小板、中性粒细胞和淋巴细胞的综合参数,与单一的炎症指标相比更全面地反映了机体炎症状态。研究表明冠状动脉介入治疗后,SII对主要心血管事件的预测价值明显优于传统危险因素。此外,SII也是维持性血液透析患者蛋白质能量消耗的独立危险因素。
SII既是炎症的准确指标,也有助于预测多种疾病的诊断和预后。是一个新型、简单且廉价的指标,反映了炎症和免疫反应之间的平衡。
2.2、中性粒细胞/淋巴细胞比值 neutrophil–lymphocyte ratio (NLR)
中性粒细胞/淋巴细胞(neutrophil-lymphocyte ratio,NLR)和身体的免疫状况以及炎症表达密切相关,中性粒细胞提示非特异性炎症,而淋巴细胞对炎症反应具有防御及调控作用,两者结合可以更加全面地反映机体的炎症状态。由于NLR基于白细胞成分中的中性粒细胞和淋巴细胞的全面分析,具备简便、易获等优点。研究报道NLR与多种疾病相关,如COPD、变应性鼻炎、慢性肾功能衰竭、缺血性脑卒中、系统性硬化症等。
中性淋巴比(neutrophil-to-lymphocyte ratio,NLR)指外周血中性粒细胞与淋巴细胞的比值,是系统性炎性反应的有效指标之一。NLR升高可能提示肿瘤组织的血管生成或促炎性状态,它反映了中性粒细胞与淋巴细胞之间的平衡,可反映患者的免疫状态。NLR高可能与中性粒细胞升高或淋巴细胞降低有关。肿瘤发生后机体肿瘤区域处于免疫抑制状态,淋巴细胞水平较低。NLR的升高可反映其淋巴细胞介导的免疫功能较低,因而预后不良。
2.3、血小板/淋巴细胞比值 platelet–lymphocyte ratio (PLR)
PLR是血小板数与淋巴细胞数的比值,PLR反应了体内血小板与淋巴细胞水平的平衡,是全身炎症反应的标志。PLR也是机体血小板是否被结合的一个标志,PLR代表了机体血栓发生和血栓前状态。根据现有的临床证据,PLR可以识别高危的ACS患者,独立预测STEMI患者短期和长期死亡危险,特别是对于合并有糖尿病的STEMI患者。PLR升高与再发性心肌梗死、心力衰竭、缺血性卒中和全因死亡相关。PLR可以间接反映出冠心病的发病机制,通过测定PLR可以了解冠心病患者冠状动脉粥样硬化程度是否严重。PLR可以预测二尖瓣环的钙化、确定风湿性心脏病二尖瓣狭窄患者是否存在左心房血栓;预测钙化性主动脉狭窄的严重程度。与dipping型高血压相比,Non-dipping型高血压PLR升高;PLR>107可以预测Non-dipping型高血压发生。PLR和NLR可以预测肺栓塞患者短期死亡率,识别高危的肺栓塞患者。 此外,测定PLR方法简单易行、廉价方便、可重复,不需要增加大型的仪器设备,特别适合我国的国情。
2.4、淋巴单核比(Lymphocyte-to-monocyte ratio,LMR)
淋巴单核比(Lymphocyte-to-monocyte ratio,LMR)指外周血淋巴细胞与单核细胞的比值,是系统性炎性反应的有效指标之一。低LMR常与肿瘤患者不良预后有关。
2.5、中性粒细胞与血小板比值(NPR)
将血小板与中性粒细胞组合为PNR,与单一指标相比,能更好反映出血栓形成和炎症的严重程度。
2.6、全身炎症反应指数(SIRI)
全身炎症标志物(systemic inflammation marker, SIM)与全身炎症反应指数(systemic inflammation response index,SIRI)等价,已被证实是一些恶性肿瘤预后影响因素之一
2.7、血小板与白蛋白比值(PAR)
2.8、CRP与白蛋白比值(CAR)
CRP/ALB为C反应蛋白与白蛋白比值(CAR),是一个新的反映炎症和营养状态的复合指标,与多种肿瘤、胰腺炎、脓毒症患者不良预后相关。
炎症反应可以影响白蛋白合成,CAR被认为是一种新的炎症评分指标,它比单独使用CRP或ALB在评估各类疾病患者炎症状态上更具价值。
2.9、CRP与淋巴细胞比率(CLR)、CRP与淋巴细胞比率(CLR)
CRP与淋巴细胞比率(CLR)目前认为与肿瘤预后有关。
2.10、甘油三酯葡萄糖(TyG)指数
甘油三酯-葡萄糖指数(TyG指数)最初由南美专家引入,Simental-Mendia等人将TyG指数应用于社区筛查旨在评估胰岛素抵抗。TyG指数的计算公式:LN[甘油三脂(mg/dl)*血浆葡萄糖(mg/dl)/2]。近几年越来越多的研究表明,TyG指数成为预测动脉粥样硬化的严重程度的独立危险因子,但是TyG指数能否更近一步,成为冠心病患者预后的独立预测因子
2.11、CALLY指数
CALLY指数由CRP、血清白蛋白和淋巴细胞组成,分别代表炎症水平、营养状况和免疫功能,而炎症、营养和免疫在各种疾病进展中起重要作用。CALLY指数计算方法为:白蛋白×淋巴细胞÷(CRP×10)。
研究表明,较低的CALLY指数与患者较高死亡风险相关,下图对结直肠癌患者研究所示CALLY指数比经典的疾病预后因素中性粒细胞与淋巴细胞比值(NLR)、血小板与淋巴细胞比值(PLR)、疾病严重指数(SII)和格拉斯哥评分(mGPS)具有更高的预后价值
3、炎症相关的细胞因子
3.1 白介素-6(IL-6)
IL-6 是由 IL-1 与 TNF-α 诱导产生的细胞因子网络的关键成分,也是介导急性时相反应的主要信号分子,可诱导机体产生 CRP、SAA 和 PCT 等 APP。因此,IL-6 也会早于各种 APP 出现。
比 CRP 升高更早、下降更快、幅度更大是 IL-6 检测的独特优势。IL-6 升高与炎症的进展程度密切相关,特别是在脓毒症等全身性感染导致的炎症中升高尤为明显,也能更快的反应抗感染治疗的效果。因此,IL-6 不仅可用于炎症的早期诊断,对其水平的动态观察也有助于了解炎症的进展和对治疗的反应。
IL-6 可用来评估预后,当 IL-6 过高时提示重症感染患者预后不良。
3.2 肿瘤坏死因子 -α(tumor necrosis factor-α, TNF-α)
大多数正常人外周血中 TNF-α 水平极低,当受到致炎因子损伤时,TNF-α 水平可迅速升高,但 TNF-α 高峰期时间较 IL-6 短,并迅速下降至正常。因此,TNF-α 阳性检出率低于 IL-6。
3.3 肝素结合蛋白(HBP)
HBP 是一种主要存在于成熟中性粒细胞分泌颗粒和嗜天青颗粒中的蛋白质,具有杀菌作用和趋化特性。
HBP 是细菌感染最早升高的标志物之一,出现局部的或轻微的细菌感染后 1 h 内即可在血浆中检测到,是与 CRP、IL-6 等其他炎症标志物相比的一个显著优势,可以看作是炎症预警的急先锋。
因其快升快降的特点,可迅速反应患者病情好转或恶化以及抗生素治疗效果,也可用于评估是否需要更换抗生素或停药。
3.4 中性粒细胞载脂蛋白(HNL)
HNL 是中性粒细胞二级颗粒的主要成分,当人外周血中性粒细胞受到刺激而活化时,HNL 无需现合成即可由细胞内释放到细胞外。
当发生急性细菌感染时,血液中 HNL 的浓度可在 1 ~ 2 小时内明显升高,体内半衰期短,当患者接受有效治疗后 HNL 浓度则很快下降。因此,检测患者血液中 HNL 含量可辅助诊断急性细菌感染尤其是腹部和血行感染。
HNL 诊断效能不受感染部位和病原菌种类的影响,HNL 可用于急性细菌感染的早期及局部诊断。
HNL 浓度变化与病程转归曲线一致,因此也可用于抗生素疗效监测。
病毒感染时 HNL 不增高或轻度增高,HNL 可用于区分细菌感染与病毒感染。
3.5 HMGB1
HMGB1,也称为晚期炎症因子,是介导感染、组织损伤和炎症的重要因子。正常情况下,HMGB1主要位于细胞核内并充当DNA的伴侣与染色质结合,但它也可以在各种应激条件下从细胞核穿梭到细胞质。目前已知的细胞外HMGB1来源主要分为两种途径,即主动分泌与被动释放。其中:1. 主动分泌:巨噬细胞、单核细胞、垂体细胞、上皮细胞等受LPS,TNFα,IFNγ,IL-1等刺激后,HMGB1可通过非典型由囊泡介导的途径主动分泌到细胞外;2. 被动释放:细胞损伤或坏死后可释放HMGB1,但需要注意的是细胞凋亡过程中并不释放HMGB1。HMGB1被巨噬细胞等主动分泌或在感染和从受损/坏死细胞中释放后,其功能为招募炎症细胞并在巨噬细胞、树突细胞及自然杀伤细胞之间进行信号介导。细胞外HMGB1能激活内皮细胞,促进血管生成,增强造血干细胞迁移,并引发局部或全身的炎症。
3.6 MIP-1α
巨噬细胞炎性蛋白1α(MIP-1α)是多种细胞产生的趋化因子,主要通过募集免疫细胞调节感染或炎症反应。
MIP-1通过趋化促炎性细胞在伤口或感染处引起炎症反应,其促使T细胞由血循环进入炎症组织,特异性的趋化单核巨噬细胞、淋巴细胞、中性粒细胞等穿过血管内皮细胞进入炎症部位。MIP-1与相应受体结合后,还可促使Ca2+及IL-1、TNF-α、组胺等炎症调节因子释放引起炎症反应。此外MIP-1还可以通过调节辅助性T细胞的分化而调节免疫反应。因此MIP-1在许多炎症性疾病,包括支气管哮喘、慢性关节炎、肉芽肿、病毒性心肌炎等疾病中都起着重要作用。有研究显示其与1型糖尿病的发病亦有密切关系。
3.7 NLRP3, Caspase-1,AIM2等炎症小体
炎性小体是一种蛋白质复合物,主要包含三部分,受体蛋白、接头蛋白ASC以及下游的Caspase家族。受体蛋白分为NOD样受体(NLR)家族和PYHIN家族。NLR家族包括NLRP1,NLRP2,NLRP3,NLRP6,NLRC4以及NLRP12。
炎症小体可招募pro-caspase-1,调控caspase-1的活性并激活caspase-1。caspase-1被激活后,会将无活性的促炎细胞因子pro-IL-1β、pro-IL-18切割为成熟体IL-1β和IL-18,并介导细胞焦亡。
在线使用:炎症指数集合:血小板/淋巴细胞比值(PLR)、中性粒细胞/淋巴细胞比值 (NLR)、淋巴细胞/单核细胞比值(LMR)、系统炎症反应指数、血小板/白蛋白比值(PAR)
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