血清降鈣素原檢測在菌血癥早期診斷中的臨床應用研究

鄭運周，張會峰，龍建國

[作者單位]　050082 石家莊，解放軍白求恩國際和平醫(yī)院檢驗實驗科

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血清降鈣素原檢測在菌血癥早期診斷中的臨床應用研究

鄭運周，張會峰，龍建國

[作者單位]050082 石家莊，解放軍白求恩國際和平醫(yī)院檢驗實驗科

[摘要]目的探討血清降鈣素原(procalcitonin， PCT)檢測在菌血癥早期診斷中的臨床應用價值。方法采用回顧性研究，以同時進行血液培養(yǎng)、PCT檢測、全血超敏C反應蛋白(hs-CRP)及中性粒細胞(NEU)計數(shù)的496例患者為研究對象，采用受試者工作特征曲線(receiver operating characteristic curve,ROC)比較PCT、全血hs-CRP及NEU診斷菌血癥及區(qū)分革蘭陰性菌和革蘭陽性菌菌血癥的臨床應用價值。結(jié)果PCT、全血hs-CRP、NEU診斷菌血癥感染的ROC曲線下面積分別為0.888、0.646、0.585，PCT診斷菌血癥的最佳診斷臨界值(optimal operating point,OOP)為0.265 ng/ml。以血培養(yǎng)作為金標準，PCT診斷菌血癥的靈敏度、特異性、陽性預測值(PPV)、陰性預測值(NPV)分別為83.9%、77.6%、81.0%、80.9%。PCT區(qū)分革蘭陰性菌和革蘭陽性菌菌血癥的ROC曲線下面積為0.727，PCT診斷革蘭陰性菌導致菌血癥的OOP為0.485 ng/ml。以血培養(yǎng)作為金標準，PCT診斷革蘭陰性菌導致菌血癥的靈敏度、特異性、PPV、NPV分別為86.2%、76.9%、80.6%、83.3%。結(jié)論PCT可作為早期診斷菌血癥的實驗室指標，并可區(qū)分革蘭陰性菌和革蘭陽性菌導致的菌血癥，有助于早期診斷和治療，降低菌血癥的死亡率。

[關(guān)鍵詞]降鈣素原；菌血癥；革蘭陰性菌；革蘭陽性菌；早期診斷

菌血癥(bacteremia)是指外界的細菌經(jīng)由體表或感染的入口進入血液系統(tǒng)，在人體血液內(nèi)繁殖并隨血流在全身播散的一種全身感染性疾病。近年來，隨著免疫抑制劑及廣譜抗菌藥物的應用，血液感染發(fā)病率逐年增加，而其所致的菌血癥的病死率也不斷提高[1]，在急診科更是突出[2]，而重癥監(jiān)護病房患者多長期使用激素，免疫功能低下，加上各種侵入性操作的反復實施，更易發(fā)生敗血癥和感染性休克[3]。因此菌血癥的早期診斷和治療，對于控制感染，提高生存率尤其重要。血培養(yǎng)是診斷菌血癥的金標準，但病原菌分離、培養(yǎng)時間長，陽性率低，結(jié)果易受外界多種因素的影響[4]，不利于菌血癥的早期診斷和治療。近年來有關(guān)文獻報道，血清降鈣素原(procalcitonin， PCT)是診斷細菌感染的敏感指標，且其增高水平與疾病嚴重程度有關(guān)[5]。為此本研究采用受試者工作特征曲線(receiver operating characteristic curve， ROC)分析方法，以全血超敏C反應蛋白(high sensitive C reactive protein， hs-CRP)及中性粒細胞(neutrophil,NEU)絕對值作為對比指標，探討PCT在菌血癥早期診斷中的臨床應用價值。

1材料與方法

1.1一般資料采用回顧性分析，收集本院2014年6月—2015年5月同時進行血液培養(yǎng)、PCT檢測、hs-CRP測定及NEU計數(shù)的患者共496例，均有畏寒或寒戰(zhàn)，體溫≥38℃病史；排除可能導致PCT升高的病例，如外傷、術(shù)后患者、長期透析患者等[6]。其中男275例，女221例，男:女為1.24:1；年齡0~89歲，中位年齡50歲。血培養(yǎng)陽性94例(其中革蘭陰性菌49例，革蘭陽性菌45例)，血培養(yǎng)陰性402例。根據(jù)1992年美國胸科醫(yī)師學會與危重病醫(yī)學會(ACCP/SCCM)聯(lián)合會議有關(guān)菌血癥的診斷標準[7]，將患者分為菌血癥組94例和非菌血癥組402例。

1.2檢測儀器及方法PCT檢測使用北京熱景生物技術(shù)有限公司生產(chǎn)的UPT-3A上轉(zhuǎn)發(fā)光免疫分析儀，上機20 min測出結(jié)果；NEU計數(shù)采用日本希森美康株式會社生產(chǎn)的SYSMEX XT-2000i全自動血細胞分析儀；hs-CRP測定采用西班牙Biosystems S.A.生產(chǎn)的A15全自動特定蛋白分析儀；細菌培養(yǎng)使用法國梅里埃生物公司生產(chǎn)的全自動血培養(yǎng)儀(BACT/ALERT 3D型)，陽性標本接種血平板后放入日本SANYO生產(chǎn)的18AIC CO2培養(yǎng)箱，微生物鑒定及藥敏分析使用珠海美華醫(yī)療科技有限公司生產(chǎn)的MA120微生物鑒定藥敏分析系統(tǒng)，以上儀器均使用原廠配套試劑。

2結(jié)果

2.1PCT、hs-CRP、NEU水平兩組各指標均有統(tǒng)計學差異(P<0.05，P<0.001)，見表1。

表1　菌血癥組和非菌血癥PCT、hs-CRP、NEU水平的比較

2.2PCT、hs-CRP、NEU診斷菌血癥的ROC曲線PCT、hs-CRP、NEU診斷菌血癥的ROC曲線下面積分別為0.888、0.646、0.585。ROC曲線下面積越大，說明診斷的準確度越高[8]，根據(jù)ROC曲線下的面積可知PCT診斷菌血癥的準確度高于hs-CRP和NEU。由ROC曲線計算PCT診斷菌血癥的最佳診斷臨界值(optimal operating point, OOP)為0.265 ng/ml，靈敏度、特異性、陽性預測值(PPV)、陰性預測值(NPV)分別為83.9%、77.6%、81.0%、80.9%。見圖1。

圖1　PCT、hs-CRP、NEU診斷菌血癥的ROC曲線PCT為血清降鈣素原，hs-CRP為超敏C反應蛋白，NEU為中性粒細胞

2.3PCT、hs-CRP、NEU水平在革蘭陰性菌血癥和革蘭陽性菌血癥的比較兩組比較只有PCT水平在兩組間差異有統(tǒng)計學意義(P=0.004)，hs-CRP、NEU水平在兩組間差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。見表2。

表2　革蘭陰性菌血癥組和革蘭陽性菌血癥組PCT、hs-CRP、NEU水平比較

2.4PCT鑒別革蘭陰性菌血癥和革蘭陽性菌血癥的ROC曲線ROC曲線下面積為0.727，PCT診斷革蘭陰性菌導致菌血癥的OOP為0.485 ng/ml，靈敏度、特異性、PPV、NPV分別為86.2%、76.9%、80.6%、83.3%。見圖2。

圖2　PCT診斷革蘭陰性菌ROC曲線

3討論

長期以來，菌血癥的診斷依賴于血培養(yǎng)，但血培養(yǎng)作為診斷菌血癥的金標準有以下3個缺點：①檢測費時，獲取陽性報告至少需要12~24 h；②影響陽性檢出率因素較多，如采血量、采血時機等；③容易受到皮膚定植菌污染[9]。不能滿足臨床早期診斷治療的要求，而傳統(tǒng)的白細胞計數(shù)、CRP等檢測又存在特異性不高的缺陷，也不能達到臨床早期診斷的要求[6]。對于危重患者，病情進展迅速，往往在實驗室尚未出現(xiàn)血培養(yǎng)陽性結(jié)果時，病情已惡化，以致失去搶救的最佳時機[10],因此早期診斷菌血癥對患者的預后尤為重要。

近年來PCT作為一種指示細菌感染的標志物在臨床得到廣泛應用，PCT是一種無激素活性糖蛋白，由116個氨基酸組成，氨基酸序列與降鈣素的激素前體同等，是降鈣素的前體蛋白質(zhì)，在健康人群血PCT水平極低，分子量約13 kD,半衰期25~30 h。在非感染情況下由甲狀腺產(chǎn)生，發(fā)生全身性感染的情況下，其主要來源于甲狀腺以外的多種組織和器官，包括甲狀腺、白細胞、腹膜巨噬細胞、脾臟、肺、肝臟、腎臟、腎上腺、大腦、脊椎、胰腺、胃、小腸、結(jié)腸、心臟、睪丸、肌肉、脂肪組織、皮膚等[11]。發(fā)生系統(tǒng)細菌感染時，細菌內(nèi)毒素和細胞因子如TNF-α、IL-1、IL-6等刺激誘導PCT濃度升高，升高程度與感染嚴重程度呈正相關(guān)性。而細菌內(nèi)毒素為PCT增高主要誘導因子，研究表明PCT在細菌感染性疾病診斷、病情監(jiān)測、預后評估以及指導抗菌藥物使用等方面具有較大臨床價值且優(yōu)于常規(guī)炎癥判斷指標，如外周血白細胞計數(shù)、血清C反應蛋白水平等[12-14]?？兹f權(quán)等[15]報道，PCT具有高度特異性，在細菌感染性疾病早期其水平即可明顯增高，而在病毒感染尤其是嚴重病毒感染時仍保持較低水平，是鑒別病毒感染和細菌感染的敏感指標。陳思宇[16]報道，PCT水平與炎癥嚴重程度呈正相關(guān)，炎癥控制、病情緩解后其水平逐漸降低至正常水平，可作為判斷病情、評估預后、觀察療效的可靠指標。

本研究顯示PCT診斷菌血癥的ROC曲線下面積為0.888，明顯高于hs-CRP和NEU的0.646和0.585，與溫偉洪等[17]和茅國峰等[18]的報道相一致。高于Nieuwkoop等[19]和張有江等[20]的報道，Nieuwkoop等報道PCT診斷菌血癥的曲線下面積為0.73，國內(nèi)張有江等報道，PCT診斷菌血癥的曲線下面積為0.801，可能與本研究采取嚴格病例入選標準有關(guān)，避免一些引起血清PCT升高的其他因素對實驗結(jié)果的影響。本研究結(jié)果顯示PCT診斷細菌的OOP為0.265 ng/ml，靈敏度、特異性、PPV、NPV分別為83.9%、77.6%、81.0%、80.9%，提示當患者體溫≥38℃，畏寒或寒戰(zhàn)，懷疑菌血癥時，若無引起PCT增高的其他因素存在，如外傷、術(shù)后、長期透析等，血清PCT≥0.265 ng/ml,患菌血癥的可能性為81.0%，血清PCT濃度越高，其患菌血癥可能性越大，對此類患者應積極尋找感染灶同時送檢血培養(yǎng)，并及時抗生素治療。由于PCT半衰期較短為25~30 h，若PCT檢測前已進行抗生素治療，血清PCT濃度會快速下降，此時根據(jù)PCT診斷菌血癥容易導致漏檢。若血清PCT<0.265 ng/ml,患非菌血癥的可能性為80.9%，若無其他感染存在，此時可暫不給予抗生素治療，應密切觀察，必要時再次送檢。血清PCT的值越低，患非菌血癥的可能性越大。

本實驗研究中出現(xiàn)PCT診斷菌血癥準確度高于hs-CRP，這是因為PCT在血液中的半衰期為25~30 h，在全身細菌感染時，患者血漿中PCT濃度的升高2 h即可檢測到，6 h急劇上升，8~24 h維持高水平[21]，而hs-CRP在炎性反應發(fā)生后8~12 h才能檢測出，明顯遲于PCT[22]。

本研究顯示PCT水平在革蘭陰性菌血癥和革蘭陽性菌血癥間差異性顯著，與Charles等[23]和林錦喜等[24]的研究結(jié)果一致。究其原因：①PCT水平在革蘭陰性菌血癥和革蘭陽性菌血癥間差異可能與細菌細胞壁的結(jié)構(gòu)不同有關(guān)[25]；②革蘭陰性菌血癥患者血清中細胞因子如TNF-α、IL-1、IL-6等水平明顯高于革蘭陽性菌血癥患者[26]，而細胞因子如TNF-α、IL-1、IL-6等刺激誘導PCT濃度升高；③革蘭陰性菌與革蘭陽性菌相比，前者釋放更多的內(nèi)毒素，而細菌內(nèi)毒素為PCT增高主要誘導因子[13]。以上因素導致革蘭陰性菌血癥和革蘭陽性菌血癥相比前者PCT升高幅度更大。本研究顯示PCT鑒別革蘭陰性菌血癥和革蘭陽性菌血癥的ROC曲線下面積為0.727，PCT診斷革蘭陰性菌血癥的OOP為0.485 ng/ml，靈敏度、特異性、PPV、NPV分別為86.2%、76.9%、80.6%、83.3%。提示當患者體溫≥38℃，畏寒或寒戰(zhàn)，懷疑菌血癥時，若無引起PCT增高的其他因素存在，如外傷、術(shù)后、長期透析等，患者血清PCT≥0.485 ng/ml時,患革蘭陰性菌血癥的可能性為80.6%，對此類患者，可首選針對革蘭陰性菌廣譜抗生素如碳青霉烯類或含β內(nèi)酰胺酶抑制劑復合抗生素進行治療[27]，然后根據(jù)血培養(yǎng)結(jié)果調(diào)整抗生素治療方案,當0.265 ng/ml≤血清PCT<0.485 ng/ml時患革蘭陽性菌血癥的可能性更大，對于此類患者，在選擇抗生素治療時可首選針對革蘭陽性菌廣譜抗生素如萬古霉素等，以降低菌血癥患者死亡率。

綜上所述，PCT作為一種快速且準確度好的炎癥指標可用于菌血癥的早期預測診斷，其診斷準確度高于hs-CRP和NEU，并可區(qū)分革蘭陰性菌血癥和革蘭陽性菌血癥。在血培養(yǎng)結(jié)果報告之前，血清PCT可以作為菌血癥感染的早期輔助診斷指標，從而進行菌血癥的早期治療[28-29]。同時，為抗生素使用提供了可參照的科學標準，對減少抗生素的使用量[30-31]，減輕患者經(jīng)濟負擔、降低細菌耐藥性的發(fā)生及提高治愈率方面具有重要意義。

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(收稿時間：2015-09-10修回時間：2015-10-20)

·論著·

Clinical Application of Serum Procalcitonin in Detection of Early Diagnosis for Bacteremia

ZHENG Yun-zhou, ZHANG Hui-feng, LONG Jian-guo (Department of Clinical Laboratory, Bethune International Peace Hospital of PLA, Shijiazhuang 050082, China)

[Abstract]ObjectiveTo investigate the clinical value of serum procalcitonin (PCT) in detection of early diagnosis for bacteremia. MethodsA total of 496 patients were recruited in the retrospective study, who underwent the blood culture, PCT test, whole blood high sensitive C reactive protein (hs-CRP) and neutrophil (NEU) count simultaneously. Clinical values of PCT, whole blood hs-CRP and NEU in diagnosis of bacteremia and in distinctness of bacteremia caused by gram-negative bacteria and gram-positive bacteria were compared using receiver operating characteristic (ROC) curve. ResultsArea under ROC curve of PCT, whole blood hs-CRP and NEU in diagnosis of bacteremia were 0.888, 0.646 and 0.585 respectively. The optimal operating point (OOP) of PCT in diagnosis of bacteremia was 0.265 ng/ml. Blood culture was used as the gold standard, the sensitivity, specificity, positive predictive value (PPV) and negative predictive value (NPV) of PCT in diagnosis of bacteremia were 83.9%, 77.6%, 81.0% and 80.9%. Area under the ROC curve of PCT in distinctness of bacteremia caused by gram-negative bacteria and gram-positive bacteria was 0.727. The OOP of PCT in diagnosis of bacteremia caused by gram-negative bacteria was 0.485 ng/ml. Blood culture was used as the gold standard, the sensitivity, specificity, PPV and NPV of PCT in diagnosis of bacteremia caused by gram-negative bacteria were 86.2%, 76.9%, 80.6% and 83.3%. ConclusionSerum procalcitonin can be used as the laboratory marker in early diagnosis of bacteremia, and it can also distinguish bacteremia caused by gram-negative bacteria and gram-positive bacteria, and therefore it is helpful in taking early diagnosis and treatment of bacteremia and reducing the mortality rate of bacteremia.

[Key words]Procalcitonin; Bacteremia; Gram negative bacteria; Gram positive bacteria; Early diagnosis

[DOI]10.3969/j.issn.2095-140X.2015.12.021

[文獻標志碼][中國圖書資料分類號]R515.3A

[文章編號]2095-140X(2015)12-0090-05

[通訊作者]龍建國，E-mail：16576607@qq.com