申建偉
[摘要] 降鈣素原(procalcitonin,PCT)作為細菌感染的早期診斷指標,是反映機體嚴重感染的一個生物學指標,可對細菌感染進行預測判斷。兒童社區獲得性肺炎(community acquired pneumonia,CAP)是5歲以下兒童發病和死亡的主要病因,目前診斷主要限于臨床表現、胸片和血常規,但仍缺乏特異性,主要還要依靠臨床經驗,PCT在兒童CAP中的診斷價值越來越得到認可,本文主要就PCT在兒童CAP中的臨床診斷價值作一綜述。
[關鍵詞] 降鈣素原;社區獲得性肺炎;診斷價值
[中圖分類號] R725.6 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673-9701(2015)09-0157-04
The diagnosis value of procalcitonin on children community acquired pneumonia
SHEN Jianwei
Department of Pediatrics, Songjiang Central Hospital of Shanghai City, Shanghai 201600, China
[Abstract] Procalcitonin (PCT) is a biomarker of early bacterial infection, and it can be regarded as a prognostic factor and a marker of biological indicator of serious infections. Community acquired pneumonia (CAP) is the main mortality and morbidity cause of children under 5 years old. The diagnosis of CAP is mainly depent on clinical symptoms such as chest X-ray and regular blood test, and absent of specific indications. The diagnosis and prognosis values in children CAP have been proved by many clinical trials. So we will give a review on the clinical value of PCT on children CAP.
[Key words] Procalcitonin; Community acquired pneumonia; Diagnosis value
肺炎是5歲以下兒童發病和死亡的最主要原因,肺炎是由許多病原體(包括病毒、細菌、支原體等)引起的,國內外的診斷和治療主要是依據臨床經驗,包括臨床表現、胸部X線片和其他的輔助檢查如血常規、C-反應蛋白及近年來開展的病原學檢查。降鈣素原(procalcitonin,PCT)是一種無活性的糖蛋白,主要用于嚴重感染性疾病的診斷,在下呼吸道感染、泌尿系統嚴重感染、敗血癥等中的診斷價值已經得到認可。其在兒童社區獲得性肺炎中的診斷價值報道尚少,本文就這一問題作一綜述。
1降鈣素原(procalcitonin,PCT)
PCT是一種無激素活性的糖蛋白,是降鈣素(calcitonin,CT)的前體肽,由116個氨基酸組成,相對分子量為13×103,其編碼基因于11號染色體,被二肽酶迅速降解為114個氨基酸的PCT出現在血循環中,隨時被降解為不成熟的CT,在健康人血清中水平極低,幾乎不能檢測到,但在炎癥和敗血癥時細胞內毒素和細胞因子(IL-1β、TNF-α)誘導CTmRNA的表達,刺激各器官的巨噬細胞、單核細胞分泌大量的PCT,這種表達增高表現在肝、腎、肺等組織,由于這些組織的實質細胞缺乏分泌顆粒,因此未被加工的PCT直接釋放入血[1,2]。目前臨床最多用的方法為免疫熒光法,該方法的優點是比較靈敏,操作方便,結果可在20 min內檢出,在細菌感染時,血清PCT會在3~4 h開始升高,24 h達高峰值,當感染控制后,血清中PCT會隨之降低[3]。所以近幾年來有研究[4]表明PCT被越來越多地用于兒科臨床。
由于臨床難以區分細菌和病毒感染,多導致抗菌素的濫用。因此,早期鑒別和診斷細菌和病毒感染,及時給予有效治療,減少耐藥菌的生長,是當前臨床急需解決的問題之一,而PCT可作為一個早期鑒別呼吸系統細菌感染的有價值的新指標應用于臨床[5,6] 。下呼吸系統疾病患者血清中PCT研究結果表明[7],細菌感染組與非細菌感染組PCT中位數對比差異有統計學意義(P<0.01),細菌性肺炎PCT顯著高于病毒性肺炎PCT,可能是由于病毒感染時產生的γ干擾素消弱了CTmRNA的表達,提示PCT可作為細菌性感染的早期指標,可對細菌性感染進行預測判斷,因此是鑒別下呼吸道感染的重要參數。PCT持續升高提示預后不良和治療無效,而當PCT水平持續下降,則提示感染得到有效控制、病情好轉[8]。研究顯示[9],采用免疫熒光定量法,在對呼吸系統患者測定血PCT的同時,測定了CRP和白細胞計數,提示PCT≥0.1 ng/mL是下呼吸道細菌感染的敏感指標,其靈敏度、特異性均高于CRP及白細胞。傳統的白細胞計數可提示存在嚴重細菌感染,但其診斷特異性差,主要由于白細胞計數升高多提示炎癥反應,而并非感染的特異性表現。CRP是一種急性反應蛋白,多種因素均可引起其升高,而血清PCT水平不受非感染性因素的影響。有研究表明[10]PCT對細菌感染的診斷價值明顯高于白細胞計數及CRP測定,是一項靈敏度好、特異性高的診斷指標。
2 兒童社區獲得性肺炎(community acquired pneumonia,CAP)
兒童社區獲得性肺炎,簡稱CAP,是5歲以下兒童發病和死亡的最主要原因,引起CAP的病原體種類較多,包括病毒、細菌、支原體等[11]。多數為細菌性肺炎,病原體主要是肺炎雙球菌、葡萄球菌、鏈球菌及革蘭陰性桿菌等,一部分為病毒性肺炎,常見引起肺炎的病毒為呼吸道合胞病毒、腺病毒、流感及副流感,而長期應用廣譜抗生素的兒童,尤其是嬰幼兒和新生兒可繼發真菌性肺炎[12]。早期明確診斷、明確感染源將有助于有效治療、降低死亡率。現有的檢測手段,包括外周血白細胞(WBC)計數、細菌培養、C-反應蛋白、細胞因子等在敏感性和特異性方面各有偏短。研究顯示[13],血漿中的PCT水平與細菌感染的嚴重程度及其預后密切相關,可作為新的感染性監測指標[6]。
近年來由于臨床開展的病原學檢測如支原體、腺病毒、呼吸道合胞病毒、流感病毒等使CAP的診斷和治療水平有了很大提高。但從費用和檢測時間來看,這些檢查還不能用于常規檢查,不能解決肺炎診斷和治療中的所有問題,所以目前國內外對CAP的診斷和治療還主要依賴臨床經驗,當然胸部X線片和血常規、C-反應蛋白也是臨床常用的檢查。在CAP的治療上還存在抗生素使用時間長短的問題,過短則治療不徹底,過長易造成患者住院費用增加,更重要的是易增加院內感染的機會,造成抗生素耐藥性的產生[14]。
3 PCT在兒童CAP中的診斷價值
CAP的診斷除了臨床表現(發熱、咳嗽、咳痰、胸悶等)還包括胸部X線片、外周血白細胞計數(>1×109/L或<4×109/L),對于年齡小、體質差的兒童來說,有時臨床表現或胸部X線片、血常規并不典型,尤其近期已經在門診用過抗生素,所以CAP的診斷就非常困難,主要依靠兒科醫生的臨床經驗。這些情況在國外的醫院也是如此,因此尋找有效的生物標志已成為臨床醫生和檢驗師的重要任務。目前已知的臨床生物標志有PCT、CRP和一些細胞因子。其中PCT在CAP中的診斷價值在臨床已經越來越得到認可,并已用于CAP指導抗生素的應用。
CAP的診斷主要是在臨床表現的基礎上加上肺X線片,但由于缺乏特異性,有時容易漏診和誤診,PCT可提高CAP臨床診斷的精確性。研究發現[15],將545例下呼吸道感染的住院患者分為PCT組和對照組,PCT組患者除常規檢查外,抽血測血清中PCT的水平,結果發現PCT組診斷CAP的可信區間為0.92(95%CI 0.89~0.94),P<0.01,常規組診斷CAP的可信區間為0.79(95%CI 0.75~0.83),提示PCT可提高CAP診斷的精確性。有研究提示[16],與常規的CRP和白細胞計數在CAP診斷中的價值相比,PCT的曲線下面積大于前兩者,提示PCT的診斷價值更優于前兩者。PCT在診斷大葉性肺炎的精確度高于CRP和血沉;在診斷支氣管肺炎的精確度上和CRP、血沉無明顯不同[17]。
已有一些臨床對照研究顯示[18],血清中的PCT水平隨著肺炎的嚴重程度而上升,且與年齡有關,肺炎嚴重指數(pneumonia severity index,PSI)是用來評估嚴重程度,包括呼吸次數、體溫、缺氧、血氧飽和度等。研究顯示PCT水平隨著PSI上升而上升,經過治療臨床癥狀好轉后,PCT也下降[19]。在一項研究中顯示[20],血培養陽性的CAP患兒的PCT水平明顯高于血培養陰性患兒,而且PCT的升高程度與血中病原體的種類有關,PCT和CRP可以作為重癥肺炎患兒血培養的判斷指標,尤其在相對落后地區,血培養無條件進行時[21]。
PCT是細菌感染的一項生物標志,PCT在幫助區分CAP的病原體有重要輔助價值[22]。正常人體檢測不到PCT,在細菌感染后PCT水平升高,4 h開始,12~24 h可達到高峰,而且不受糖皮質激素治療的影響[23]。許多臨床研究發現在細菌感染后的CAP,PCT顯著升高,在病毒感染后PCT水平不升高或輕度升高。而且在抗生素有效治療后PCT可以下降,所以也將PCT作為CAP治療效果的一個評價指標[24,25]。國內的一項研究[26]是將60例重癥肺炎患兒隨機分為PCT指導治療組及對照組各30例,選擇PCT>2 ng/mL作為細菌性和非細菌性的臨界值。PCT指導治療組根據PCT結果調整抗生素用藥,結果顯示PCT作為輔助指標對細菌性重癥肺炎和非細菌性肺炎的鑒別相對于傳統的白細胞、C-反應蛋白檢測具有更高的靈敏性和特異性,而且使抗生素使用時間明顯縮短。
PCT在判斷CAP預后中有重要價值,還有些研究提示PCT對疾病預后的判斷價值優于它的診斷價值[27]。一些研究顯示將住院CAP患者的血清PCT水平分為四個水平:<0.1 ng/mL、(0.1~0.25)ng/mL、(0.25~0.5)ng/mL、>0.5 ng/mL,其中<0.25 ng/mL是不主張使用抗生素的,同時用PSI和PCT一同評估CAP的預后,結果提示PCT可提高PSI的評估效果,優于單獨使用PSI的評價效果。PCT的檢測可降低門診下呼吸道患者CAP患者的漏診風險,尤其是嬰兒患者[28]。許多門診,尤其是社區門診并不具備做血培養和X線片的條件,這樣就增加了患者,尤其是兒科患者的風險。單憑醫生的經驗有時會造成誤診和漏診,或者是為了安全而過度使用抗生素。研究顯示[29],將CAP患者分為PCT組和對照組,對照組按照肺炎治療指南給抗生素,PCT組定期給予檢測PCT水平,并結合臨床癥狀給藥,結果顯示PCT組抗生素使用的時間明顯縮短,住院費用明顯下降,而且不影響臨床療效。一項循證醫學的結果顯示,PCT只能作為CAP診斷的輔助工具,而且是應該作為CAP預后判斷因子而非診斷因子。PCT在不影響療效的前提下能夠幫助減少抗生素的使用,從而間接減少住院費用,并在判斷CAP嚴重程度上有特別的功效[30],但這需要進一步規范CAP的診斷標準,減少發表偏倚。
綜上所述,PCT在兒科感染性疾病,尤其是兒童社區獲得性肺炎的診斷上具有重要的臨床價值,這可能還需要更多高質量的臨床研究進一步證實。
[參考文獻]
[1] Berg P,Lindhardt B. The role of procalcitonin in adult patients with community-acquired pneumonia-a systematic review[J]. Dan Med J,2012,59(3):A4357.
[2] Lippi G,Meschi T,Cervellin G. Inflammatory biomarkers for the diagnosis,monitoring and follow-up of community-acquired pneumonia:Clinical evidence and perspectives[J]. Eur J Intern Med,2011,22(5):460-465.
[3] 雷永革,曹巧林,譚秋梅. 降鈣素原在老年社區獲得性肺炎的臨床應用價值[J]. 臨床肺科雜志,2014,19(5):831-833.
[4] Mahajan P,Grzybowski M,Chen X,et al. Procalcitonin as a marker of serious bacterial infections in febrile children younger than 3 years old[J]. Acad Emerg Med,2014,21(2):171-179.
[5] Lindstrom ST,Wong EK. Procalcitonin,a valuable biomarker assisting clinical decision-making in the management of community-acquired pneumonia[J]. Intern Med J,2014, 44(4):390-397.
[6] Tamura M,Watanabe M,Nakajima A,et al. Serial quantification of procalcitonin(PCT) predicts clinical outcome and prognosis in patients with community-acquired pneumonia (CAP)[J]. J Infect Chemother,2014,20(2):97-103.
[7] Patria MF,Longhi B,Lelii M,et al. Association between radiological findings and severity of community-acquired pneumonia in children[J]. Ital J Pediatr,2013,39(1):56-58.
[8] Das RR,Singh M. Treatment of severe community-acquired pneumonia with oral amoxicillin in under-five children in developing country: A systematic review[J]. PLoS One,2013, 8(6):e66232.
[9] Lakhani D,Muley P. The association of positive chest radiograph and laboratory parameters with community acquired pneumonia in children[J]. J Clin Diagn Res, 2013, 7(8):1629-1631.
[10] Nijman RG,Moll HA,Smit FJ,et al. C-reactive protein,procalcitonin and the lab-score for detecting serious bacterial infections in febrile children at the emergency department: A prospective observational study[J]. Pediatr Infect Dis J,2014,33(11):e273-e279.
[11] 林濤,陳實,王靈. 兒童社區獲得性肺炎病原菌與耐藥性分析[J]. 中華醫院感染學雜志,2014,24(2):483-485.
[12] Rudan I,O'Brien KL,Nair H,et al. Epidemiology and etiology of childhood pneumonia in 2010: Estimates of incidence,severe morbidity,mortality,underlying risk factors and causative pathogens for 192 countries[J]. J Glob Health,2013,3(1):10401-10405.
[13] 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.
[14] 劉長海. 社區獲得性肺炎患兒痰液降鈣素原檢測意義[J].中國實用醫刊,2012,39(11):107-108.
[15] Esposito S,Tagliabue C,Picciolli I,et al. Procalcitonin measurements for guiding antibiotic treatment in pediatric pneumonia[J]. Respir Med,2011,105(12):1939-1945.
[16] Seligman R,Ramos-Lima LF,Oliveira Vdo A,et al. Biomarkers in community-acquired pneumonia: A state of the art review[J]. Clinics(Sao Paulo),2012,67(11):1321-1325.
[17] Lee JY,Hwang SJ,Shim JW,et al. Clinical significance of serum procalcitonin in patients with community-acquired lobar pneumonia[J]. Korean J Lab Med,2010,30(4):406-413.
[18] Kim JH,Seo JW,Mok JH,et al. Usefulness of plasma procalcitonin to predict severity in elderly patients with community-acquired pneumonia[J]. Tuberc Respir Dis(Seoul),2013,74(5):207-214.
[19] Johansson N,Kalin M,Backman-Johansson C,et al. Procalcitonin levels in community-acquired pneumonia- correlation with aetiology and severity[J]. Scand J Infect Dis.,2014,46(11):787-791.
[20] Kaur K,Mahajan R,Tanwar A. A novel marker procalcitonin may help stem the antibiotic overuse in emergency setting[J]. Int J Appl Basic Med Res,2013,3(2):77-83.
[21] Nakajima A,Yazawa J. Clinical utility of procalcitonin as a marker of sepsis: A potential predictor of causative pathogens[J]. Intern Med,2014,53(14):1497-1503.
[22] Hoshina T,Nanishi E,Kanno S,et al. The utility of biomarkers in differentiating bacterial from non-bacterial lower respiratory tract infection in hospitalized children: Difference of the diagnostic performance between acute pneumonia and bronchitis[J]. J Infect Chemother,2014,20(10):616-620.
[23] Hoeboer SH,Groeneveld AB. Changes in circulating procalcitonin versus C-reactive protein in predicting evolution of infectious disease in febrile,critically ill patients[J].PLoS One,2013,8(6):e65564.
[24] Mathew B,Roy DD,Kumar TV. The use of procalcitonin as a marker of sepsis in children[J]. J Clin Diagn Res,2013,7(2):305-307.
[25] Jaimes FA,De La Rosa GD,Valencia ML,et al. A latent class approach for sepsis diagnosis supports use of procalcitonin in the emergency room for diagnosis of severe sepsis[J]. BMC Anesthesiol,2013,13(1):23-25.
[26] 李興周,沈麗萍. 降鈣素原在嬰幼兒重癥肺炎診治中的價值[J]. 臨床兒科雜志,2007,25(11):923-925.
[27] Bafadhel M,Clark TW,Reid C,et al. Procalcitonin and C-reactive protein in hospitalized adult patients with community-acquired pneumonia or exacerbation of asthma or COPD[J]. Chest,2011,139(6):1410-1418.
[28] Pierce R,Bigham MT,Giuliano JS,et al. Use of procalcitonin for the prediction and treatment of acute bacterial infection in children[J]. Curr Opin Pediatr,2014,26(3):292-298.
[29] Sa RN,Wang AQ. Role of procalcitonin measurement in the antibiotic therapy in children with lower respiratory tract infection[J]. Zhongguo Dang Dai Er Ke Za Zhi,2014, 16(2):211-213.
[30] Don M,Valent F,Korppi M,et al. Efficacy of serum procalcitonin in evaluating severity of community-acquired pneumonia in childhood[J]. Cand J Infect Dis,2007,39(2):129-137.
(收稿日期:2015-01-07)