感染一直是臨床各科醫師所面臨的重大課題,盡管監測手段多,但仍缺乏敏感而特異的動態監測指標?雖然血細胞分析可反應患者細菌感染的情況,但在創傷?應激時也會升高; 血菌培養只在大量細菌入血時才能獲陽性結果; 急性期反應蛋白( C-reactive protein,CRP) 在嚴重細菌感染時表現為血漿濃度明顯升高,但手術?病毒感染?局部細菌感染及非感染因素下CRP 也升高,升高水平與感染嚴重程度不一致,受激素影響; TNF-α?IL-1?IL-6 等細胞因子在細菌感染患者血漿濃度會升高,但維持時間短,無法每日進行動態監測?而降鈣素原( Procalcitonin,PCT) 克服了上述監測手段的缺點,近年在臨床感染診斷?預后判斷上應用越來越廣泛,現就其生物學特點?檢測方法及臨床應用進展綜述如下?

一?PCT 生物學

PCT 是1992 年發現的人類降鈣素的前體物質,細菌和內毒素可引起所有實體組織和器官合成PCT,脂肪細胞也可分泌?4 h內可在血清中發現,12 ~ 48 h 達峰,PCT與CRP 等其他反應分子不同的是單純病毒感染引起升高是非常罕見的?PCT 對病毒性疾病缺乏反應的原因推測與病毒刺激巨噬細胞合成α干擾素有關,干擾素可抑制TNF合成,而TNF 是組織合成PCT 所必要的成分?在人類組織中,PCT-Ⅰ和PCT-Ⅱ mRNA 主要存在于肝臟,其次為肺?腎或睪丸等器官?在肺?肝?胰腺?結腸和其他器官中的濃度較高,而在白細胞和小腸組織濃度較低?肝?腎?肺?脂肪和肌肉等實質組織細胞是感染時血循環中PCT的主要來源?

PCT 是由116 個氨基酸組成的無激素活性的糖蛋白,分子量為13kDa,由降鈣素Ⅰ基因編碼,氨基酸序列第1 ~ 57 為N-末端,第60 ~ 91 為降鈣素,96 ~ 116 為降鈣蛋白?通常情況下都被降解,不釋放到血液中,故正常人血漿中PCT 濃度非常低( < 0. 1 ng /ml) ?血漿中其半衰期為25 ~ 30 h?細菌內毒素可能是刺激PCT 產生的主要來源?也有研究認為細菌內毒素?TNF-α?IL-6?IL-2 等因素作用下使肝?肺?脾?腎的神經內分泌細胞或特殊細胞( 如巨噬細胞) 產生PCT,其中TNF-α?IL-6 對刺激PCT 的產生具有調控作用?PCT 不受糖皮質激素影響?微生物感染時體內降鈣素-Ⅰ基因表達升高,使肝和外周血單核細胞的各實體組織細胞釋放?

二?血漿PCT 檢測

PCT 正常水平為0. 033 ± 0. 003 ng /ml?第一代LUMI檢驗法的敏感度低限值為0. 5 ng /ml?第2代TRACE 免疫檢測法敏感度低限值為0. 05 ng /ml,可定量至1, 000 ng /ml,1 h 內獲結果?近來發現PCT 在體內合成后數分鐘內酶解為兩個氨基酸片段,可對第1 至116 個氨基酸定量檢測,或第3- 116 個氨基酸分解產物定量?

三?血漿PCT 檢測的臨床應用

最早于90 年代在膿毒血癥病人血清中檢測到PCT?健康個體血清濃度很低,感染時升高?最早進行血清PCT檢測的是來自法國的一項關于兒童感染的前瞻性研究,對從79 名新生兒到12 歲兒童研究發現,嚴重細菌感染的19 名患兒中PCT 水平非常高( 6 ~ 53 ng /ml) ,無感染的21 名患兒中卻非常低( 0. 1 ng /ml) ,病毒感染患兒水平也較低?2009年一項德國對患急性呼吸道感染的327 名1 ~ 17 歲孩子的回顧性研究也獲相似結論?

目前PCT 主要有四個常見臨床應用?

第一,嚴重膿毒性感染患者死亡率與PCT 濃度有關,血漿PCT 濃度1 ~ 5 ng /ml, 90 天死亡率達11%; 51 ~ 100 ng /ml 死亡率達42%?

第二,在歐洲已利用PCT 來指導慢些支氣管炎急性發作?CAP和膿毒癥患者的經驗性抗菌治療,首次入院4 ~ 6 h 內PCT 水平低的患者,較少需經驗性抗菌治療,對入院4 h 的住院患者,低水平PCT 對細菌感染有較好陰性預測值?

第三,聯合其他檢測指標能更好地判定患者是否需要經驗性抗菌治療?

第四,也是最重要的應用,監測PCT 水平變化可決定和何時終止抗菌治療?目前,報道了多種中截值?內科ICU內,使用≤0. 1 ng /ml 作為細菌入侵終止信號,此時停用抗生素是安全的?

1. 細菌感染的判斷

血漿中PCT 濃度低于0. 1 ~ 0. 5 μg /L 為正常,0. 5 ~ 2μg /為輕度升高,3μg /L 以上為明顯升高, 30 μg /L 以上甚至1000 μg /L 為極度升高?處于免疫抑制狀態或尚無明顯臨床表現的嚴重細菌感染或膿毒血癥患者血漿濃度也明顯升高,而手術創傷?病毒感染?局部細菌感染和非細菌感染患者血漿中濃度僅輕度升高或不升高?國內外研究表明PCT 診斷CAP 的敏感性和特異性優于CRP?WBC?ESR 等,PCT 與CAP嚴重度有相關性,對CAP 病情判斷有實用價值?化膿性腦膜炎患兒血PCT 明顯較高,而在病毒性腦膜炎患兒血PCT大多正常,PCT 可鑒別細菌性和病毒性腦膜炎?

2. 感染程度的判斷

感染組織的范圍和嚴重程度與血漿PCT 濃度呈正相關?研究發現細菌性肺炎患者血中PCT 僅輕度升高,平均為2. 4μg /L; 感染性休克患者血PCT 濃度顯著升高,平均為72 ~ 135μg /L?持續升高提示預后不佳,明顯降低或恢復正常提示治療有效,病情好轉?

3. 指導抗生素選擇及調整

肺部浸潤性病灶患者PCT 升與降常提示細菌性感染和感染好轉或恢復?低水平( < 0. 25 ng /ml) 且無明顯癥狀不支持抗菌治療, 0. 25 ng /ml ~ 0. 5 ng /ml 可能為細菌感染,可予抗菌治療; > 大于0. 5 ng /ml 說明存在細菌感染,強烈建議予抗生素治療?如開始時非常高( 如超過1 ng /ml) ,而再次測定值下降到低于初始值80% ~ 90%,則可考慮停用原有抗生素或者改換其他窄譜抗生素?持續處于高水平則提示肺部感染出現胸腔積液或者膿胸等并發癥?

4. 治療效果的評定

血PCT 濃度是評定療效的靈敏指標,嚴重細菌感染病人在抗菌治療后,血PCT 濃度迅速降低或恢復正常,臨床癥狀明顯好轉?

四?PCT 與臨床微生物學在CAP 診治的聯合應用

擬診肺部感染的患者,臨床醫生常據癥狀?白細胞總數和分類計數,及胸部影像學檢查作出診斷,繼而選擇抗生素只能是經驗性的,等治療后隨訪觀察胸片上的浸潤影有無吸收才能確定此浸潤影是否為感染性的,故肺部感染的診斷多屬于回顧性的?但臨床癥狀及影像學檢查對于鑒別感染性和非感染性肺部疾病缺乏特異性?

診斷CAP 的標準方法是痰培養和痰菌革蘭氏染色?診斷CAP 的傳統感染標準是基于癥狀?體征?臨床評分系統和白細胞?發熱?CRP 和血培養等全身性炎癥指標,但這些指標對于病原學診斷?最佳治療和預后判斷不可靠,PCT 優于其他標記物,可預示疾病嚴重性?死亡危險度?指導抗生素治療,因此PCT 可作為診斷?預后和診斷性治療試驗指標?PCT 與CAP 的嚴重度相關,PCT 對于軍團菌肺炎和肺炎鏈球菌肺炎的鑒別診斷具有一定價值,軍團菌肺炎的PCT 均顯著低于肺炎鏈球菌肺炎?多中心的CAP 定群研究表明,在較低PCT濃度下( ≤0. 1 ng /ml) 具有較低的死亡風險,不論其臨床危險度( PSI 或CURB-65 評分) 多寡?基于PCT 具有區別細菌和非細菌感染的概念,PCT 具有取代CRP 進行CAP 和AECOPD的抗感染治療的作用?

肺結核與普通細菌性肺炎的臨床和放射學表現類似,抗酸染色敏感性低,故對CAP 和肺結核進行鑒別診斷較困難?肺結核患者PCT 并沒有顯著升高,這就使PCT 成為一個很有希望的快速鑒別肺結核和細菌性CAP 的分子( 細菌培養至少24 ~ 48 h) ?研究表明血清PCT 在肺結核和細菌性CAP 患者的早期階段具有顯著差異,具有較高的敏感性和陰性預測值?對57 名CAP 和30< /> 名肺結核患者研究發現,細菌性肺炎的平均PCT 水平為0. 514 ng /ml( 0. 01 ~ 27. 75) ,而肺結核的平均PCT 水平為0. 029 ng /ml( 0. 01 ~ 0. 87) ( P < 0. 001) ?一般說尿中PCT 約為血漿的25%; 如果沒有系統表現的局限性感染,無膿毒血癥胸液PCT 濃度可能出現低的升高( 0. 3 ~ 1. 5ng /ml) ,細菌性胸液PCT( 0. 24 ng /mL) 高于非細菌性胸液( 0. 09 ng /ml) ,但血漿中PCT 無明顯差別,胸液PCT 濃度>0. 174 ng/ml 可作為診斷細菌性胸液的陽性值( 敏感度80%,特異度76%,AUC 0. 84?

五?PCT 與CRP?細胞因子的比較

1、PCT 與CRP 比較

血漿CRP 水平的變化與感染嚴重度不一致,不能反映感染嚴重度?全身細菌感染患者血漿PCT 濃度的升高比CRP 早,恢復正常水平所需時間比CRP短?炎性反應發生后8 ~ 12 h CRP 水平方超過正常值,而PCT 在4 h 即可檢測到,6h 時急劇上升并在8 ~ 24 h 內維持該水平?因此作為全身細菌感染的指標,PCT 比CRP 能更早反映病情,而且由于其半衰期短,在血漿中存在時間短,動態監測血漿中PCT 濃度的變化能更好判定預后和治療效果?

2. PCT 與細胞因子的比較

盡管細菌感染患者血漿中細胞因子濃度與PCT一樣會升高,而且出現更早,但在血漿中維持時間遠短于PCT,無法每日檢測進行動態觀察?給健康志愿者注射內毒素,血漿PCT 濃度4 h 后開始上升,8 ~ 24 h維持在4 μg /L 水平,而TNF 和IL-6 水平在2 ~ 3 h 達峰, 24 h后已測不出?此外當感染繼續存在或發生膿毒血癥時,血漿TNF?IL-6 水平仍會下降,而血漿PCT 水平則不會降低或繼續升高,故血漿TNF 和IL-6 水平與感染的嚴重程度無關?IL-6不能區別是否由細菌感染所致?

六?PCT 的其他利用

PCT 水平有助于尋找不明原因發熱原因,如still 病?系統性紅斑狼瘡和炎癥性腸病并非引起PCT 升高?PCT水平不受患者使用非甾體抗炎藥或糖皮質激素的影響,非甾體抗炎藥或糖皮質激素可影響患者的體溫曲線?WBC 總數及分類?

七?無法解釋的PCT 升高的可能原因

也有報道在未發生膿毒血癥?呼吸道感染?其他傳統感染性疾病時PCT 也升高?據報道在硬化?胰腺炎?腸系膜梗死( 缺血性腸病) ?心源性休克和術中低血壓和創傷出血性休克患者的PCT 升高?有一些證據表明,PCT 升高,預示腸道屏障的破壞,細菌移位至胰腺?腸壁?或局部淋巴結?在燒傷?肺水腫和肺吸入患者PCT 也升高,可能提示細菌入侵的早期階段?

總之,盡管生物標志物與其他診斷方法一樣同樣存在假陽性和假陰性的缺憾,但是將血清生物標記物用于肺部感染性和非感染性疾病的鑒別診斷至少為臨床醫生提供了一個臨床癥狀和影像學檢查之外的輔助性手段,有助于在病因診斷尚未完全明確前盡早開始經驗性抗感染治療,避免延遲治療開始的時間,而在指導抗生素治療減少用量?縮短療程方面,也可能發揮重要的作用?PCT作為全身反應的細菌感染指標,其特異性?敏感性高,還可以判斷感染的嚴重程度?治療效果和預后,而且因其出現早,維持時間長而適用于臨床?由于PCT 的精確性及它的中截值完全取決于使用何種敏感測量方法,故PCT 不能替代詳細的病史和臨床檢查,細菌感染的診斷仍然需要認真的臨床觀察?詳細的病史?系統的體格檢查及其他影像和細菌學等輔助檢查檢驗進行綜合判斷?