降鈣素原在感染中的應(yīng)用及相關(guān)研究進(jìn)展

甘雨靈(綜述)，宋興華(審校)

(1.新疆醫(yī)科大學(xué)臨床醫(yī)學(xué)院，烏魯木齊 830000； 2.新疆醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院骨腫瘤科，烏魯木齊 830000)

現(xiàn)在多重耐藥菌的報道逐年增加，而且細(xì)菌性感染的發(fā)病率和病死率也顯著上升，其中一個重要的原因就是抗生素的濫用。雖然對細(xì)菌性感染不治療可能造成嚴(yán)重的并發(fā)癥，但是錯誤地使用抗生素將造成更嚴(yán)重的后果，比如將抗生素應(yīng)用在病毒性疾病、非感染性炎癥反應(yīng)，都會造成治療費(fèi)用增加、抗生素使用劑量增加、不良反應(yīng)增加以及細(xì)菌耐藥性增加等嚴(yán)重后果。為了減少抗生素的濫用，需要盡早明確診斷，但是，早期診斷細(xì)菌性感染十分困難，迫切需要一種生物標(biāo)志物來早期明確診斷。

降鈣素原(Procalcitonin，PCT)是一種新興的生物標(biāo)志物，近年來已經(jīng)被認(rèn)為是一種比較成熟的診斷系統(tǒng)性炎癥、感染和敗血癥的指標(biāo)[1-3]。

1 感染標(biāo)志物的發(fā)展

不管是細(xì)菌培養(yǎng)還是抽取血液檢測均有顯著的缺陷，而且細(xì)菌感染的臨床癥狀和體征容易與其他疾病相混淆，所以需要一種更可靠的指標(biāo)來辨別細(xì)菌感染。為此，美國食品藥品管理局提倡發(fā)展新的生物標(biāo)志物來解決問題[4]。

長久以來，被用作感染標(biāo)志物的有白細(xì)胞計數(shù)、C反應(yīng)蛋白(C-reactive protein,CRP)、腫瘤壞死因子α、白細(xì)胞介素6以及白細(xì)胞介素8等。Mondal等[5]提出了一種電泳試驗(yàn)，用以明確診斷新生兒膿毒癥，該測試又包括4個部分，分別是微量紅細(xì)胞沉降率、幼稚嗜中性粒細(xì)胞計數(shù)、中性粒細(xì)胞的形態(tài)變化以及CRP。

CRP作為傳統(tǒng)標(biāo)志物，是一種急性期反應(yīng)蛋白，由五個相同的亞單位以非共價鍵形式組成一個環(huán)狀五聚體蛋白。血清CRP的濃度在正常人中平均為0.8 mg/L[6]。血清CRP水平升高可提示急性系統(tǒng)性革蘭陽性、革蘭陰性細(xì)菌感染以及系統(tǒng)性真菌感染。相比之下，大多數(shù)急性病毒性感染CRP往往是低水平表達(dá)[7]。然而，這并不是絕對的，巨細(xì)胞病毒、單純皰疹病毒感染同樣伴隨著CRP高水平表達(dá)。除了感染，還有其他幾種情況可導(dǎo)致CRP水平升高，包括創(chuàng)傷、手術(shù)、燒傷、組織壞死、由免疫介導(dǎo)的炎性疾病以及癌癥進(jìn)展期等[8]。因此，連續(xù)性CRP測定一直被主張，而不是入院時的單一測定，這是一個更有價值的診斷敗血癥和感染的方法，同時還可以監(jiān)測患者對治療的一系列反應(yīng)。

Elsing等[9]曾報道一些新的標(biāo)志物，比如脂多糖結(jié)合蛋白和白細(xì)胞介素6，他們均有作為確診嚴(yán)重感染性疾病標(biāo)志物的潛力。他們可以用于指導(dǎo)抗生素的使用，減少不必要的抗生素應(yīng)用。而且在胃腸道細(xì)菌性感染的診斷上，CRP和脂多糖結(jié)合蛋白比白細(xì)胞介素6和白細(xì)胞計數(shù)更加有優(yōu)勢。

2 PCT

2.1PCT的生物化學(xué)特征以及調(diào)節(jié)機(jī)制 1993年，Assicot等[10]首次發(fā)現(xiàn)PCT在敗血癥和感染的患者中顯著升高。編碼PCT的人類基因是Calc-1，位于第11號染色體的短臂，包含6個外顯子。Calc-1轉(zhuǎn)錄為兩條信使RNA，即PCT和降鈣素基因相關(guān)肽(calcitonin generelative peptide，CGRP)。PCT信使RNA包含4個外顯子，CGRP信使RNA包含5個外顯子，兩者共同擁有0、1、2、3外顯子。兩條信使RNA都具有組織特異性，PCT在甲狀腺C細(xì)胞中表達(dá)，CGRP在神經(jīng)細(xì)胞中表達(dá)[11]。在甲狀腺C細(xì)胞中，Calc-1翻譯為141個氨基酸，此為PCT前體，被移動到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中，并且N端裂解成為PCT，PCT包含116個氨基酸，相對分子質(zhì)量為14×103，然后PCT移到高爾基體中，在內(nèi)切酶的作用下裂解為3個肽段，降血鈣素蛋白、PCT N端和抗鈣素原[12]。當(dāng)感染發(fā)生時，沒有裂解的PCT為什么會出現(xiàn)在血液中，至今仍然沒有得到準(zhǔn)確的解釋，可能是由于PCT基因調(diào)節(jié)、內(nèi)切酶的活性、分泌的途徑等被改變，最有可能的是PCT組織特異性表達(dá)被感染的細(xì)菌模仿。白細(xì)胞對于PCT分泌的作用還不是很清楚，但是實(shí)質(zhì)細(xì)胞在感染性疾病中已經(jīng)成為PCT的主要來源[13]。由甲狀腺產(chǎn)生和由炎癥狀態(tài)下產(chǎn)生PCT是兩種不同的途徑，正常情況下，甲狀腺C細(xì)胞在機(jī)體多種激素和鈣離子的調(diào)節(jié)下控制PCT的釋放，其中起正反饋調(diào)節(jié)的激素包括糖皮質(zhì)激素、CGRP、胰高血糖素、胃泌素和α腎上腺素，相反生長抑素和維生素D抑制PCT的產(chǎn)生。而炎癥條件下的PCT釋放又不同，主要是依賴細(xì)菌內(nèi)毒素和炎性細(xì)胞因子[14]。

2.2血清PCT水平升高及其意義 在沒有感染的情況下，嚴(yán)重的創(chuàng)傷和心肺分流術(shù)后可以觀測到PCT升高，且一般發(fā)生在24 h內(nèi)[15]。有報道稱，在甲狀腺C細(xì)胞癌和小細(xì)胞肺癌的患者血清PCT水平也有升高[16]。

有研究表明，細(xì)菌性感染患者的血清PCT水平顯著高于非細(xì)菌性感染的患者[17]。目前的研究提示，病毒感染患者血清PCT水平不會升高，原因在于病毒刺激干擾素的產(chǎn)生，從而阻止了PCT應(yīng)答機(jī)制[18-19]。在大腸埃希菌內(nèi)毒素的刺激下，血清PCT水平快速升高，可以達(dá)正常水平的10 000倍以上[20]。一般情況下，血清PCT會在刺激后2～6 h被檢測到，而且將在接下來的24 h保持一個較高水平，同時以后7 d內(nèi)均可被檢測到[21]。PCT水平與感染的嚴(yán)重程度相關(guān)，PCT可作為治療應(yīng)答的檢測指標(biāo)[22]。如果沒有感染，PCT水平會在48 h內(nèi)迅速降低，連續(xù)檢測PCT可提示何時終止使用抗生素[23]。

2.3血清PCT的檢測 血清PCT的檢測方法很多，通常采用雙抗夾心免疫化學(xué)發(fā)光法。這種方法采用雙抗原單克隆抗體，一個抗體為降鈣素抗體，另一個為抗鈣素抗體，其中降鈣素抗體攜帶熒光標(biāo)記，該方法具有快速、敏感的特點(diǎn)，結(jié)果可在20 min內(nèi)獲得。檢測極限是0.1 μg/L，此方法在檢測PCT水平1～1000 μg/L的范圍內(nèi)變異系數(shù)是5%～10%。且該檢測結(jié)果不受抗生素、鎮(zhèn)靜劑以及血管活性藥物的影響。

健康人血清PCT水平是非常低的，通常<0.5 μg/L[24]。對第1日進(jìn)入重癥監(jiān)護(hù)治療病房的患者，如果PCT水平>2.0 μg/L，則表示該患者具有高風(fēng)險發(fā)展為嚴(yán)重膿毒癥或膿毒性休克，而PCT水平<0.5 μg/L則提示低風(fēng)險。值得注意的是，局部感染屬于一種特殊情況，PCT會表達(dá)低水平。PCT水平介于0.5和2.0 μg/L之間時，需要結(jié)合患者的臨床表現(xiàn)和癥狀加以判斷。

2.4PCT在感染性疾病中作用 PCT最初是作為一個診斷兒科感染性疾病的指標(biāo)，在兒童感染性疾病中，細(xì)菌性感染能顯著引起PCT的升高，而無感染者、病毒性感染者及局部感染者則不能檢測到PCT的顯著升高。Al-Nawas等[25]研究以及后來的各種試驗(yàn)數(shù)據(jù)均指出，在細(xì)菌性感染的患者中血清PCT水平會顯著升高，對于真菌引起的感染，PCT則只有較低的價值，而對于病毒性感染，血清PCT水平只會少量的升高。因此，血清PCT水平可以作為鑒別細(xì)菌性和病毒性感染，這對于感染性腦膜炎的患者尤其適用[26]。

在外科重癥監(jiān)護(hù)治療病房經(jīng)常能見到全身炎癥反應(yīng)綜合征的患者，其病因可以是感染也可以是非感染，可通過檢測PCT水平來區(qū)別，早期明確診斷和及時的治療可以有效降低其病死率，減少不適當(dāng)?shù)目股貞?yīng)用。極高水平的PCT通常在全身性細(xì)菌感染和多器官功能衰竭的患者身上出現(xiàn)[27]。PCT水平<0.5 μg/L被認(rèn)為是正常的，PCT>10 μg/L被認(rèn)為是顯著升高，一些非感染性因素也會引起PCT的升高，比如吸入性損傷、創(chuàng)傷、胰腺炎術(shù)后、中暑和某些癌癥，這些情況下PCT水平通常在2～3 μg/L，甚至有些重癥患者的PCT升高到20 μg/L，然而在排除這些非感染性因素之后，PCT水平0.5～2 μg/L表明有一定可能發(fā)展為敗血癥，PCT水平2～10 μg/L則提示有較大可能已經(jīng)存在敗血癥[28]。

2.5PCT相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究 關(guān)于PCT用于感染診斷以及指導(dǎo)抗生素使用的研究很多，對不同疾病的感染診斷結(jié)果也是各不相同。

Haeusler等[29]報道在兒童癌癥治療過程中，中性粒細(xì)胞減少癥引起發(fā)熱的預(yù)測，PCT比CRP更有價值。感染性心內(nèi)膜炎診斷對臨床是一個挑戰(zhàn)，Meta分析表明PCT的診斷價值不如CRP，PCT特異度為0.64(95%CI0.52～0.74)，CRP特異度為0.73(95%CI0.58～0.84)[30]。干細(xì)胞移植后并發(fā)癥之一就是感染，Lyu等[31]通過Meta分析發(fā)現(xiàn)PCT特異度為0.66(95%CI0.60～0.72)，靈敏度為0.72(95%CI0.65～0.79)。對骨關(guān)節(jié)感染的診斷，有Meta分析指出PCT的靈敏度為0.67(95%CI0.37～0.88)，特異度為0.90(95%CI0.78～0.96)，陽性似然比(LR+)為6.48(95%CI2.28～14.6)，陰性似然比(LR-)為0.37(95%CI0.16～0.84)[32]。對診斷腎功能不全患者合并細(xì)菌感染，PCT的靈敏度為0.73(95%CI0.54～0.86)，而CRP為0.78(95%CI0.52～0.92)；PCT的特異度為0.88(95%CI0.79～0.93)，而CRP為0.84(95%CI0.52～0.96)，可以看出PCT的特異度優(yōu)于CRP，也就是排除非細(xì)菌感染的能力更有優(yōu)勢[33]。另外，通過對曲線下面積、靈敏度和特異度的研究可以看出PCT對診斷流感繼發(fā)感染有較高的靈敏度[34]。一項研究發(fā)現(xiàn)PCT對兒童急性細(xì)菌感染有較高的診斷價值，其靈敏度為0.771(95%CI0.707～0.826)，特異度為0.804(95%CI0.777～0.830)[35]。在危重患者中PCT作為膿毒癥標(biāo)志物準(zhǔn)確性的研究指出，取閾值≥2 μg/L，PCT具有適度的靈敏度(86%)和特異度(95%)[36]。另有報道稱，膿毒癥患者只有輕微的PCT升高，PCT不能作為一個強(qiáng)制性指標(biāo)，不能說每個高水平PCT患者都有膿毒癥，因此多實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)配合臨床癥狀來診斷是最為正確的做法，持續(xù)的高水平或PCT顯著增加可能表明感染或敗血癥的出現(xiàn)，因此連續(xù)測量可能更有用[37]。

Schuetz等[38]提出一個用以指導(dǎo)重癥患者抗生素應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)主張使用抗生素(PCT水平>0.5 μg/L)和拒絕任何抗生素(PCT<0.25 μg/L),以及需要考慮患者的臨床表現(xiàn)和身體條件來決定是否應(yīng)用抗生素(0.25

3 小 結(jié)

修訂特定患者的抗菌管理計劃是一個重大的責(zé)任，可以限制抗生素的使用，減少細(xì)菌的耐藥性，患者的開銷及不良反應(yīng)也會減少。PCT已經(jīng)被提議作為判斷患者是否需要抗生素治療以及治療的需求量的一個指標(biāo)。

一個經(jīng)過驗(yàn)證的標(biāo)志物可以很好地幫助臨床抗生素的選擇和應(yīng)用，迄今為止，這些生物標(biāo)志物在減少抗生素的使用上發(fā)揮著重要的作用，PCT作為其中一員，而且是一個非常具有潛力的標(biāo)志物，需要進(jìn)一步地了解，不僅可指導(dǎo)早期對感染進(jìn)行干預(yù)，還可避免抗生素的濫用，這需要臨床工作者共同努力。

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