降鈣素原聯(lián)合C反應(yīng)蛋白檢測(cè)在血流感染早期臨床診斷的應(yīng)用

湯 瑾， 許 靜， 王堅(jiān)鏹， 陳 瑜， 李妮婭， 高 鋒

(上海交通大學(xué)附屬第六人民醫(yī)院檢驗(yàn)科，上海 200233)

血流感染是危重患者的主要死亡原因之一，臨床表現(xiàn)缺乏特異性，易漏診及誤診，因此其早期診斷具有重要的臨床意義。血培養(yǎng)是診斷血流感染的金標(biāo)準(zhǔn)，但需要較長(zhǎng)時(shí)間，抽血過程可能受到污染[1]，且患者需要抽取多套血培養(yǎng)。因此，血培養(yǎng)不是血流感染早期臨床診斷的理想指標(biāo)。降鈣素原(procalcitonin，PCT)是近幾年發(fā)現(xiàn)的一種新型炎性因子，是由116個(gè)氨基酸組成的無激素活性的降鈣素前體物，在全身系統(tǒng)性細(xì)菌感染過程中的作用已引起高度重視[2-3]。PCT在健康人血液中幾乎不能被檢測(cè)到(＜0.05 ng/mL)，在全身嚴(yán)重細(xì)菌感染時(shí)2～3 h開始升高，12 h達(dá)到最高值[4]，且半衰期較短，因此PCT檢測(cè)是早期診斷嚴(yán)重細(xì)菌感染的理想指標(biāo)[5-9];PCT濃度與炎癥嚴(yán)重程度呈正相關(guān)，并隨著炎癥的控制和病情的緩解而降至正常水平。因此PCT的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)可以反映疾病的發(fā)展[10-11]。為了提高PCT在診斷感染性疾病中的應(yīng)用，需要聯(lián)合其他的一些炎癥指標(biāo)。PCT聯(lián)合C反應(yīng)蛋白(C reactive protein，CRP)檢測(cè)可以提高診斷細(xì)菌感染性疾病的敏感性和特異性。連續(xù)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)可以用于抗菌藥物的治療評(píng)價(jià)[12]，并對(duì)感染性疾病的預(yù)后進(jìn)行預(yù)測(cè)[13-14]。

材料和方法

一、研究對(duì)象

1.血流感染組 (1)陽性組:收集上海交通大學(xué)附屬第六人民醫(yī)院2011年1月至6月血培養(yǎng)陽性患者156例，排除單次凝固酶陰性葡萄球菌及棒狀桿菌結(jié)果，入組個(gè)體間無親緣關(guān)系，其中男83例、女73例，年齡18～73歲;(2)陰性組:收集上海交通大學(xué)附屬第六人民醫(yī)院2011年1月至6月雙次血培養(yǎng)陰性患者105例，排除血培養(yǎng)檢測(cè)前使用抗菌藥物者，入組個(gè)體間無親緣關(guān)系，其中男50例、女55例，年齡18～73歲。2組年齡結(jié)構(gòu)、性別比例差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2.血培養(yǎng) 入選患者在抗菌藥物使用前，發(fā)熱＞38.5℃時(shí)分別在左、右上臂皮膚穿刺點(diǎn)抽取2次血液進(jìn)行雙套血培養(yǎng)，1套血培養(yǎng)包括1瓶厭氧培養(yǎng)和1瓶需氧培養(yǎng)，每次采血量為16～20 mL，分別注入2個(gè)血培養(yǎng)瓶中。2套血培養(yǎng)抽取間隔盡量＜5 min。

3.PCT及CRP檢測(cè) 患者做血培養(yǎng)的同時(shí)抽取血液進(jìn)行PCT及CRP檢測(cè)。

二、樣本量估計(jì)

樣本量符合診斷評(píng)價(jià)樣本量估計(jì)公式計(jì)算要求:N=Uα2ρ(1- ρ)/δ2;式中 ρ為敏感性或特異性，假設(shè)血培養(yǎng)診斷血流感染的敏感性為60%，特異性為80%;δ為允許波動(dòng)范圍0.08，α為第1類錯(cuò)誤概率，U值由U界表查得。病例組樣本量由敏感性估計(jì)為145例，對(duì)照組樣本量由特異性估計(jì)為97例。

三、方法

1.PCT檢測(cè) 采用化學(xué)發(fā)光免疫夾心法檢測(cè)PCT濃度，儀器為邁格魯米2000全自動(dòng)免疫分析儀(深圳市新產(chǎn)業(yè)生物醫(yī)學(xué)工程有限公司產(chǎn)品)，操作嚴(yán)格按照試劑盒說明書進(jìn)行。參考區(qū)間為＜0.05 ng/mL。

2.CRP檢測(cè) 采用散射比濁法檢測(cè)CRP，儀器為BNⅡ全蛋白分析儀(德國SIEMENS公司產(chǎn)品)，操作嚴(yán)格按照試劑盒說明書進(jìn)行。參考區(qū)間:＜10 ng/mL。

3.細(xì)菌培養(yǎng)及鑒定 血培養(yǎng)使用BD公司BACTEC9240全自動(dòng)血培養(yǎng)儀及配套血培養(yǎng)瓶;細(xì)菌鑒定使用西門子MicroScanWalkaway40Si全自動(dòng)細(xì)菌鑒定系統(tǒng)。

4.白細(xì)胞(while blood cell，WBC)計(jì)數(shù)WBC采用SYSMEX XE-5000五分類血液分析儀(日本Sysmex公司)及配套試劑檢測(cè)。

5.紅細(xì)胞沉降率(erythrocyte sedimentation rate，ESR) ESR使用Test 1血沉分析儀(ALI FAX公司)檢測(cè)。

四、統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

應(yīng)用SPSS 19.0軟件進(jìn)行受試者工作特征(receiver operating characteristic，ROC)曲線分析和χ2檢驗(yàn)，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié) 果

一、血流感染病原菌種類與PCT結(jié)果分析

將PCT結(jié)果分為 4組(＞0.05～ ＜0.5、≥0.5 ～ ＜2.0、≥2.0 ～ ＜10、≥10 ng/mL)。各組病原菌種類見表1。

表1 血流感染病原菌種類與PCT結(jié)果

二、PCT檢測(cè)結(jié)果分析

PCT=0.307 ng/mL處的約登指數(shù)最大。以0.307 ng/mL為診斷血流感染的Cut-off值進(jìn)行χ2檢驗(yàn)。結(jié)果顯示PCT在血流感染陽性、陰性組之間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=52.807，P ＜0.001)，見表2。不同的PCT Cut-off值在診斷血流感染中的評(píng)價(jià)見表3。

表2 血流感染與PCT檢測(cè)結(jié)果分析 (例)

表3 不同PCT的Cut-off值在診斷血流感染中的評(píng)價(jià)

三、ROC曲線分析

圖1 PCT、CRP、WBC和 ESR的ROC曲線

PCT、CRP、WBC和ESR的ROC曲線見圖1，曲線下面積(AUC)和95%可信區(qū)間(CI)見表4。

表4 PCT、CRP、WBC和ESR的ROC曲線分析

四、PCT聯(lián)合CRP檢測(cè)的評(píng)價(jià)

PCT聯(lián)合CRP在診斷血流感染中的評(píng)價(jià)見表5。

表5 PCT聯(lián)合CRP在診斷血流感染中的評(píng)價(jià)

討 論

病毒感染和過敏反應(yīng)時(shí)PCT不升高，局部感染時(shí)PCT輕微升高，全身嚴(yán)重細(xì)菌感染時(shí)PCT升高明顯。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)細(xì)菌感染引起的PCT升高主要來源于各種器官的巨噬細(xì)胞、單核細(xì)胞[15-16]，細(xì)菌內(nèi)毒素是最主要的刺激因子[17]。本研究顯示革蘭陰性桿菌引起的血流感染患者PCT升高較革蘭陽性球菌明顯，PCT＞10 ng/mL組中血流感染病原菌全部為革蘭陰性桿菌，革蘭陽性菌血流感染的PCT主要在0.304～0.5 ng/mL，推測(cè)與細(xì)菌產(chǎn)生毒素的分子結(jié)構(gòu)不同有關(guān)。革蘭陰性桿菌的細(xì)胞壁由脂多糖組成，主要產(chǎn)生內(nèi)毒素;革蘭陽性球菌的細(xì)胞壁由肽聚糖組成，主要產(chǎn)生外毒素，此差異可能影響PCT的產(chǎn)生與釋放。本研究以血培養(yǎng)作為診斷血流感染的金標(biāo)準(zhǔn)，可以減少研究中判斷系統(tǒng)性感染的偏倚。因?yàn)檠囵B(yǎng)不需要專門的醫(yī)師來判斷結(jié)果，也不存在模棱兩可的判讀結(jié)果[4]。

PCT的AUC為0.890，高于相關(guān)文獻(xiàn)的報(bào)道(0.73)[18]，分析原因可能為:本研究在入選病例時(shí)需要所有患者在體溫＞38.5℃時(shí)進(jìn)行雙套血培養(yǎng)，并排除已經(jīng)使用抗菌藥物的患者;血流感染陽性組中排除凝固酶陰性葡萄球菌單次血培養(yǎng)陽性的病例;血流感染陰性組要求2套血培養(yǎng)同時(shí)為陰性結(jié)果，以排除影響血培養(yǎng)結(jié)果的各類因素。

ROC曲線顯示PCT在血流感染的早期臨床診斷價(jià)值高于CRP、WBC和ESR，對(duì)血流感染的特異性為88.6%，尚不能作為單一的標(biāo)志物。這可能是與革蘭陽性菌血流感染的PCT升高不明顯有關(guān)，此外還有一些手術(shù)和創(chuàng)傷后的非特異性增高。為了提高PCT對(duì)血流感染診斷的敏感性和特異性往往需要聯(lián)合其他相關(guān)的炎癥指標(biāo)。由于WBC計(jì)數(shù)易受生理狀態(tài)及采樣時(shí)間的影響，ESR的診斷價(jià)值較低(AUC為0.545)，所以本研究選擇聯(lián)合CRP檢測(cè)。戴佩佩等[19]研究了37例重癥細(xì)菌感染患者、23例局部細(xì)菌感染患者以及34例病毒感染患者的PCT和CRP水平，發(fā)現(xiàn)細(xì)菌感染患者血清PCT和CRP水平遠(yuǎn)高于病毒感染患者(P＜0.001)，且重癥細(xì)菌感染患者血清 PCT和CRP水平高于局部細(xì)菌感染患者(P＜0.05);細(xì)菌感染組治療后血清PCT和CRP水平低于治療前(P ＜0.001);如以 PCT ＞0.5 μg/L 為界，診斷細(xì)菌感染的敏感性為96.7%(58/60)，特異性為85.3%(29/34)，陽性預(yù)測(cè)值為92.1%(58/63)，陰性預(yù)測(cè)值為93.5%(29/31);以 CRP＞8 mg/L為界，診斷細(xì)菌感染的敏感性為96.7%(58/60)，特異性為73.5%(25/34)，陽性預(yù)測(cè)值為 86.6%(58/67)，陰性預(yù)測(cè)值為92.5%(25/27)。本研究顯示PCT＞0.307 ng/mL且 CRP ＞48.35 ng/mL能提高血流感染診斷的敏感性，PCT＞0.307 ng/mL或 CRP＞48.35 ng/mL檢測(cè)能提高血流感染診斷的特異性。

本研究的局限在于是單中心、小樣本的研究，由于樣本量的限制，無法對(duì)血流感染中的不同病原菌種類與PCT之間的差異進(jìn)行有效的統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。此外本研究沒有對(duì)血流感染的PCT水平進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)以評(píng)價(jià)PCT變化與抗菌藥物療效間的相關(guān)性。由于PCT作為炎癥診斷指標(biāo)存在一定的假陽性和假陰性，因此需對(duì)PCT水平進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，并結(jié)合臨床病史、癥狀和其他實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)來綜合進(jìn)行診斷。

[1]Schultz MJ，Determann RM.PCT and sTREM-1:the markers of infection in critically ill patients[J].Med Sci Monit，2008，4(12):RA241-RA247.

[2]Barati M，Alinejad F，Bahar MA，et al.Comparison of WBC，ESR，CRP and PCT serum levels in septic and non-septic burn cases[J].Burns，2008，34(6):770-774.

[3]Santuz P，Soffiati M，Dorizzi RM，et al.Procalcitonin for the diagnosis of early-onset neonatal sepsis:a multilevel probabilistic approach[J].Clin Biochem，2008，41(14-15):1150-1155.

[4]Assicot M，Gendrel D，Carsin H，et al.High serum procalcitonin concentrations in patients with sepsis and infection[J].Lancet，1993，341(8844):515-518.

[5]孔怡淳，任新生.前降鈣素與危重病[J].中華危重病急救醫(yī)學(xué)，2004，16(2):124-126.

[6]Pourakbari B，Mamishi S，Zafari J，et al.Evaluation of procalcitonin and neopterin level in serum of patients with acute bacterial infection[J].Braz J Infect Dis，2010，14(3):252-255.

[7]張宗新.降鈣素原在細(xì)菌感染性疾病診斷中的應(yīng)用探討[J].檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)，2006，21(2):117-119.

[8]董長(zhǎng)林，金曉東，陳國軍，等.降鈣素原對(duì)慢性阻塞性肺疾病加重患者下呼吸道細(xì)菌感染的診斷價(jià)值[J].檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)，2008，23(4):429-430.

[9]杜 娟，黃金蓮，應(yīng)巧玲，等.痰液降鈣素原檢測(cè)在兒童社區(qū)獲得性肺炎中的應(yīng)用[J].檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)，2011，26(3):147-149.

[10]Haeuptle J，Zaborsky R，F(xiàn)iumefreddo R，et al.Prognostic value of procalcitonin in Legionella pneumonia[J].Eur J Clin Microbiol Infect Dis，2009，28(1):55-60.

[11]Ramsthaler F，Kettner M，Mall G，et al.The use of rapid diagnostic test of procalcitonin serum levels for the postmortem diagnosis of sepsis[J].Forensic Sci Int，2008，178(2-3):139-145.

[12]Christ-Crain M，Stolz D，Bingisser R，et al.Procalcitonin guidance of antibiotic therapy in communityacquired pneumonia:a randomized trial[J].Am J Respir Crit Care Med，2006，174(1):84-93.

[13]Ferrière F.Procalcitonin，a new marker for bacterial infections[J].Ann Biol Clin，2000，58(1):49-59.

[14]Balcl C，Sungurtekin H，Gürses E，et al.Usefulness of procalcitonin for diagnosis of sepsis in the intensive care unit[J].Crit Care，2003，7(1):85-90.

[15]Morgenthaler NG，Struck J，Chancerelle Y，et al.Production of procalcitonin(PCT)in non-thyroidal tissue after LPS injection[J].Horm Metab Res，2003，35(5):290-295.

[16]Müller B ，White JC ，Nylén ES ，et al.Ubiquitous expression of the calcitonin-i gene in multiple tissues in response to sepsis[J].J Clin Endocrinol Metab，2001，86(1):396-404.

[17]Maruna P ，Nedelníková K，Gürlich R.Physiology and genetics of procalcitonin[J].Physiol Res，2000，49(Suppl 1):S57-S61.

[18]Novotny A，Emmanuel K，Matevossian E，et al.Use of procalcitonin for early prediction of lethal outcome of postoperative sepsis[J].Am J Surg，2007，194(1):35-39.

[19]戴佩佩，裘曉樂，徐 克.降鈣素原與C反應(yīng)蛋白聯(lián)合檢測(cè)在細(xì)菌感染中的應(yīng)用[J].檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)，2010，25(11):858-860.