血清降鈣素原水平在血流感染中的臨床價值

鄧林鋒，劉曉峰，陳雪禮，溫洪周，劉丹(九江市第一人民醫院檢驗科，江西九江332000)

?

血清降鈣素原水平在血流感染中的臨床價值

鄧林鋒，劉曉峰，陳雪禮，溫洪周，劉丹
(九江市第一人民醫院檢驗科，江西九江332000)

摘要：目的探討血清降鈣素原（PCT）水平在血流感染患者中的臨床價值。方法回顧性分析我院568例同時送檢PCT檢測和血培養的結果，其中有效研究對象538例；比較PCT水平與血培養結果的關系，同時比較PCT在革蘭陰性菌、革蘭陽性菌及真菌之間的差異；選取多次行PCT檢測的血培養陽性患者，并依據3周內轉歸分為好轉組、遷延組及死亡組，比較不同轉歸患者PCT差異。各組間PCT差異比較采用秩和檢驗；預后分析中采用Fisher’s精確概率法。結果血培養陽性患者PCT值[3.39（0.69~6.52）μg/L]明顯高于血培養陰性患者[0.31（0.09~1.48）μg/L]，差異有統計學意義（P<0.05）；G-菌、G+菌及真菌感染患者PCT分別為4.39（1.80~10.85）μg/L、1.98（0.42~4.05）μg/L及0.62（0.39~3.98）μg/L，差異有統計學意義（P<0.05）；根據受試者工作特征曲線（ROC），PCT臨界值設定為3.315μg/L時，區分G-菌與真菌血流感染的靈敏度為67.9%，特異度為75. 0%；設定為4.1μg/L時，PCT區分G+菌與G-菌血流感染的靈敏度為57.7%，特異度為76.5%；46例多次PCT檢測血培養陽性患者中，PCT呈下降趨勢時患者預后較好。結論血清PCT水平的檢測有助于快速排除和診斷血流感染，同時有助于區分G-菌、G+菌及真菌所致的感染；動態監測PCT變化趨勢有助于患者預后的判斷。

關鍵詞：降鈣素原；血培養；革蘭陰性菌；革蘭陽性菌；真菌；血流感染

由于激素和抗生素的廣泛應用及有創診療技術的開展，血流感染發病率逐年上升，對感染的早期識別、及時合理的使用抗生素，可縮短住院時間，減少住院費用，降低血流感染的病死率[1]。血培養是診斷血流感染的金標準，但耗時較長，陽性率偏低，容易延誤診斷及治療。降鈣素原（Procalcitonin，PCT）是由甲狀腺的髓質細胞分泌，不釋放入外周血中，在健康人血液中PCT的濃度小于0.1μg/L，當有細菌感染時，血清中的PCT會明顯升高[2]。有研究表明降鈣素原與血培養結果有著相關性，血培養陽性患者的PCT水平明顯升高[3]；同時降鈣素原在區分革蘭陽性菌感染（G+菌）及革蘭陰性菌（G-菌）感染及感染嚴重性有一定的價值[4]。本研究回顧性分析血培養陽性和陰性及G+菌、G-菌及真菌感染患者體內PCT水平差異，并分析PCT對患者預后判斷的作用。

1　對象與方法

1.1對象本研究選取2013年8月至2014年9月在本院同時進行血培養及PCT檢測的患者568例，剔除25例為污染菌（結合臨床表現及相關血流感染的其他實驗室檢查，如外周血白細胞數、中性粒細胞比值、血沉、CRP及血培養陽性時間等綜合判斷）及混合感染5例，余538例進行統計學分析。若同一患者住院期間有2次及以上送檢，記錄第一次血培養結果及每次PCT檢測結果；若血培養陽性患者此次住院期間有≥3次連續PCT檢測（每次PCT檢測間隔小于1周），則對每次檢測的PCT數值與患者預后進行記錄。

1.2研究方法

1.2.1試劑與儀器羅氏全自動電化學發光儀（型號：Cobas e 601）與專用原裝試劑盒；血培養儀為美國BD公司BD BACTEC 9120血培養儀及配套血培養瓶。

1.2.2 PCT檢測采用羅氏全自動電化學發光儀（Cobas e 601）與專用原裝試劑進行檢測，試劑盒推薦PCT臨界值為0.05μg/L，若PCT≥0.05μg/L即為陽性，檢測過程按要求進行定標和質控試驗。

1.2.3血培養成人采血8~10ml，標本采集后立即注入血培養瓶并送實驗室，實驗室接收標本、編號及登記后，將血培養瓶置于BD BACTEC 9120血培養儀中，儀器發出陽性警報時，立即用無菌注射器抽取培養瓶內培養液接種于血平板上于37℃過夜培養，第二天進行菌落分純，將分純后的菌落進行革蘭染色及菌株鑒定、藥敏試驗。

1.3統計學分析采用SPSS 17.0統計軟件進行統計分析，總體PCT值采用M（P25~P75）表示；PCT對患者預后判斷的分析中，由于例數較少，PCT值采用M（范圍）表示；兩組間PCT值差異比較采用Wilcoxon秩和檢驗；多組間PCT值差異比較采用Kraskal-Wallis秩和檢驗；根據G+組、G-組及真菌類別，繪制PCT的ROC，判斷其鑒別G+組、G-組及真菌的診斷性能，并確定臨界值；預后分析中采用Fisher’s精確概率法。以P<0.05為差異有統計學意義。

2　結果

2.1血培養陽性與陰性患者PCT的比較568例中有25例判定為污染菌，5例為混合感染；納入分析的538例患者中，血培養陰性為389例，陽性149例（詳細資料見表1）。149例血培養陽性患者中有115例PCT陽性，陽性比例為77.18%，PCT值為3.39（0.69~6.52）μg/L；389例血培養陰性患者中有246例PCT陰性，陰性比例為63.24%，PCT值為0.31（0.09~1.48）μg/L。將血培養陽性與陰性組所有PCT值進行Wilcoxon秩和檢驗（Z=-10.902，P=0.000），差異有統計學意義，即血培養陽性組PCT檢測結果明顯高于血培養陰性組。

表1　538例血培養檢測結果與PCT檢測結果

2.2血培養陽性患者PCT檢測結果血培養陽性共有149例，其中革蘭陽性菌感染51例，革蘭陰性菌感染78例，真菌感染20例。革蘭陽性菌感染組PCT值為1.98（0.42~4.05）μg/L，其中PCT陽性35例，陽性比例為68.63%；革蘭陰性菌感染組PCT值為4.39（1.80~10.85）μg/L，其中PCT陽性68例，陽性比例為87.18%；真菌感染組PCT值為0.62（0.39~3.98）μg/L，其中PCT陽性12例，陽性比例為60%；見表1。將G+組、G-組及真菌組PCT值進行Kraskal-Wallis秩和檢驗（H=23.227，P= 0.000），三組間PCT值差異有統計學意義；將G-組分別與G+組和真菌組PCT值進行Wilcoxon秩和檢驗（Z=-3.902 P=0.000；Z=-3.764 P=0.000），差異均有統計學意義，即革蘭陰性菌感染組的PCT水平明顯高于革蘭陽性菌感染組和真菌感染組；將所有細菌感染組（G-組+G+組）與真菌組PCT值進行秩和檢驗（Z=-2.869 P=0.004），差異有統計學意義，即細菌感染組PCT值明顯高于真菌感染組；而將G+組與真菌組PCT值進行Wilcoxon秩和檢驗（Z=-1.208 P=0.227），差異無統計學意義，即革蘭陽性菌感染組PCT水平與真菌組差異無統計學意義。

2.3不同菌種PCT水平的ROC曲線分析當臨界值為3.315μg/L時，血清PCT水平區分G-菌與真菌血流感染的靈敏度為67.9%，特異度為75.0%，ROC曲線下面積為0.744；當臨界值為4.1μg/L時，血清PCT水平區分G+菌與G-菌血流感染的靈敏度為57.7%，特異度為76.5%，ROC曲線下面積為0.704；G+菌與真菌的ROC曲線下面積為0.592（P> 0.05）。見表2及圖1~3。

2.4 PCT水平與變化趨勢在患者預后判斷中的作用采用Fisher確切概率法進行分析，PCT呈下降趨勢變化者的死亡率要明顯低于PCT升高趨勢組及無規律組，差異均有統計學意義（Fisher檢驗值= 19.013，P=0.000；Fisher檢驗值=6.594，P=0.024）；而PCT無規律組死亡率要低于PCT升高趨勢組，但差異無統計學意義（Fisher檢驗值=5.725，P= 0.058）。分別將好轉組、遷延組及死亡組每例患者PCT的平均值進行Wilcoxon秩和檢驗，好轉組中每例患者PCT平均值明顯低于遷延組及死亡組（Z=-2.342，P=0.019；Z=-4.189，P=0.000），差異均有統計學意義；而遷延組中每例患者PCT平均值明顯低于死亡組（Z=-3.012，P=0.003），差異有統計學意義。見表3。

圖1　G-菌與真菌PCT水平的ROC

圖2　G-菌與G+菌PCT水平的ROC

圖3　G+菌與真菌PCT水平的ROC

表2　不同菌種（G-菌、G+菌及真菌）PCT水平診斷性能

表3　46例多次PCT檢測血培養陽性患者PCT檢測結果（例）

3　討論

PCT是由114~116個氨基酸組成的一種糖蛋白，是一種新型炎癥指標，除甲狀腺外，各種器官尤其是肝臟的單核細胞和巨噬細胞均能產生PCT[5]。脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）和其他多種炎癥因子均能誘導生成大量PCT，其升高程度不僅依賴于引起炎癥的病原體，還能顯示炎癥反應程度；與其他細胞因子相比，LPS可在短時間內誘導產生大量PCT。研究表明[6]，健康志愿者在靜脈注射一定量內毒素后顯示，注射后3~4h后PCT水平迅速升高，6~8h達到高峰并持續24h以上。PCT的升高不受機體免疫抑制狀態的影響，嚴重細菌感染時，即使處于免疫抑制狀態或尚無臨床表現，血漿PCT水平仍明顯升高，且其升高程度與感染嚴重程度呈正相關[5]。

本研究的538例患者，149例患者血培養陽性，其中細菌感染（G-菌和G+菌）129例（占86.56%），真菌感染20例（占13.44%）。血培養陽性患者血清中有77.18%的患者PCT高于臨界值，血培養陽性患者PCT水平明顯高于血培養陰性患者，這與國內相關研究結果基本相同[7，8]。該結果提示對于懷疑血流感染的患者需盡快完善PCT檢測，可以幫助早期診斷，改善預后。有22.82%血培養陽性患者PCT陰性，考慮藥物等因素所致。因此在PCT水平不高，而臨床上仍不能排除血流感染時。應結合血沉、C反應蛋白、白細胞計數、中性粒細胞計數等綜合判斷。血培養陰性患者中有36.76%患者PCT陽性，這主要是因為PCT水平受創傷、神經內分泌瘤等多種因素影響[9]，這提示我們對于采用PCT陽性來診斷感染時，在保證儀器性能符合要求的同時，需排除以上干擾因素。當然，血培養陽性率受采血時間、采血量及血培養次數影響，所以對于血培養陰性而PCT陽性患者，臨床不能排除血流感染時，需根據患者臨床癥狀及其他檢測結果綜合判定。

對血培養陽性菌種類型患者的血清PCT水平進行分析，結果顯示G-菌感染者的血清學PCT水平明顯高于G+菌及真菌感染者，這表明G-菌感染后誘導PCT水平明顯高于G+菌及真菌。這是由于G-菌、G+菌及真菌是通過不同的信號途徑釋放各種細胞因子，從而導致血清中PCT水平的升高。G-菌與G+菌及真菌細胞壁構成不同，G-菌的細胞壁的重要組成部分內毒素可以在無細胞因子的情況下體外直接誘導人培養細胞產生高水平PCT，而G+菌和真菌的細胞壁無此作用[10]。

在對G-菌與G+菌血清PCT水平的ROC進行分析中，當臨界值設定為4.1μg/L時，血清PCT水平區分G-菌與G+菌所致的感染靈敏度為57.7%，特異度為76.5%。這與國內相關報告有一定差異，這可能與研究對象的不同有關，同時本研究樣本偏少，可能存在一定的偏倚。因此我們需要針對不同的研究對象，進行大樣本的臨床研究，建立相應的參考值。對G-菌與真菌血清PCT水平的ROC分析，當臨界值設定為3.315μg/L時，血清PCT水平區分G-菌與真菌所致的感染的靈敏度為67.9%，特異度為75.0%。這表示PCT水平在區分G-菌和真菌有著重要意義，在臨床中對于經合理的抗生素治療后PCT水平仍未見恢復正常的患者，需警惕合并真菌感染。本研究中，對G+菌與真菌感染后血清PCT水平進行比較，差異無統計學意義（P= 0.227）；且在進一步ROC分析時，曲線下面積只有0.592（P=0.227）。提示血清PCT水平在鑒別G+菌與真菌血流感染中臨床意義不肯定，這可能與G+菌與真菌誘導PCT水平升高的機制相似有關，與此同時，本研究中真菌感染患者樣本很少，對結果可能產生一定的偏倚，仍需增加樣本量進行統計分析。

有研究[11，12]表明，PCT水平與感染所致的炎癥反應的嚴重程度有關，并隨著炎癥的控制和病情的緩解可降至正常水平，因而動態監測血清PCT水平的變化，能更好的預測血流感染的預后和療效觀察。Karlsson[13]等認為PCT濃度的下降與預后無相關性，但PCT降低50%以上，則提示預后良好。本研究表明，PCT呈下降趨勢變化者的死亡率要明顯低于PCT升高趨勢組及無規律組，差異均有統計學意義。好轉組中每例患者PCT平均值明顯低于遷延組及死亡組，而遷延組中每例患者PCT平均值明顯低于死亡組。表明在血流感染患者的治療中，動態監測PCT水平，獲取PCT的變化趨勢或求多次檢測的平均值，有助于患者預后的判斷，這與國內的相關研究結果類似[14，15]，但此項研究屬于回顧性研究，需大樣本的前瞻性研究進一步論證。

綜上所述，血清PCT水平在血流感染的診斷及菌種判斷中有一定的臨床應用價值，但對G+菌與真菌引起的血流感染的鑒別意義尚不肯定，動態監測PCT水平有助于血流感染患者預后的判斷。然而本研究病例數量過少，為回顧性研究，收集的病例局限在同一個醫院，PCT采血時間與起病時間的關系、患者入院前的治療經過等混雜因素未能得到完全的控制，可能對研究結果產生一定的偏倚。在今后的研究中，需采用大樣本、多中心的、前瞻性的隨機對照試驗進一步論證此分析結果。

參考文獻

[1]Schroeder S，Hochreiter M，Koehler T，et al.Procalcitonin(PCT) guided algorithm reduces length of antibiotic reatment in surgical intensive care patients with severe sepsis：results of a prospective randomized study[J].Langenbecks Arch Surg，2009，394(2)：221-226.

[2]Liu F，Wang Q，Zeng FY，et al.Clinical diagnostic value of procalcitonin detection in local infection and sepsis[J].Nan Fang Yi Ke Da Xue Xue Bao，2010，30：614-619.

[3]Previsdomini M，Gini M，Cerutti B，et al.Predictors of positive blood cutures in critically ill patients：a retrospective evaluation[J]. CroatMed J，2012，53(1)：30-39.

[4]BrodskáH，MalíkováK，AdámkováV，et al.Significantly higher procalcitonin levels could differentiate gram-negative sepsis from gram-positive and fungal sepsis[J].Clin Exp Med，2013，13(3)165-170.

[5]Linscheid P，Seboek D，Nylen ES，et al.In vitro and in vivo calcitonin I gene expression in parenchymal cells：a novel product of human adipose tissue[J].Endocrinology，2003，144：5578-5584.

[6]Dandona P，Nix D，Wilson MF，et al.Procalcitonin increase after endotoxin injection in normal subjects[J].J Clin Endocrinol Metab，1994，79(5)：1605-1608.

[7]楊朵，胡梅，李莉，等.C-反應蛋白及降鈣素原在血流細菌感染診斷中的應用價值[J].中華醫院感染學雜志，2013，22：265-267.

[8]蔡利勵，陳玉，鄭劍鋒，等.降鈣素原在上呼吸道感染診治中的應用[J].實驗與檢驗醫學，2012，30(6)：546-547.

[9]Becker KL，Snider R，Nylen ES.Procalcitonin in sepsis and systemic inflammation：a harm ful biomarkers and a therapeutic target [J].Br JPharmacol，2010，159(2)：253-264.

[10]Tavares E，Maldonado R，Ojeda ML，et al.Circulating inflammatory mediators during start of fever in differential diagnosis of gram-negative and gram-positive infections in leukopenic rats[J]. Clin Diagn Lab Immunol，2005，12(9)：1085-1093.

[11]Karlsson S，Heikkinen M，Pettila V，et al.Predictive value of procalcitonin decrease in patients with severe sepsis：a prospective observational study[J].Critical Care，2010，14(6)：R205．

[12]Kaur K，Mahajan R，Tanwar A.A novelmarker procalcitonin may help stem the antibiotic overuse in emergency setting[J].Int JAppl Basic Med Res，2013，3(2)：77-83.

[13]Karlsson S，Heikkinen M，Pettila V，et al.Predictive value of procalcitonin decrease in patients with severe sepsis：a prospective observational study[J].Critical Care，2010，14：R205.

[14]王橋生，符暉，湯石林，等.早期血清降鈣素原對膿毒血癥患者預后判斷的價值[J].廣東醫學，2013，39(4)：2666-2669.

[15]邱錫榮，張為民，許志堅，等.血清降鈣素原在感染性疾病診斷中的應用價值[J].實驗與檢驗醫學，2011，29(5)：543-544.

Clinical value of serum procalcitonin level in the diagnosis of bloodstream infection

DENG Linfeng，LIU Xiaofeng，CHEN Xueli，WEN Hongzhou，LIU Dan.Department of Laboratory Medicine，the First People’s Hospital of Jiujiang，Jiujiang Jiangxi 332000，China.

Abstract：Objective To evaluate the clinical value of serum procalcitonin levels in bloodstream infection.M ethods 568 patientswho had both PCT detection and blood culturewere collected from our hospital，538 of them were involved in this study.The relationship between serum PCT level and blood culture result was investigated.The PCT levels in patients with gram-negative bacterial bloodstream infection，gram-positive bacterial bloodstream infection and fungal bloodstream infection were compared.The bloodstream infection patientswho had several PCT detection results were divided into three groups：better group，delay group and death group according to the infection outcome in threeweeks.PCT levels between the three groupswere compared and the correlation with prognosis of bloodstream infection were analyzed.Rank sum testand Fisher’s testwere used to analyze PCT values and prognosis among all the groups.Results In patients with positive blood culture result，themedian of PCT[3.39（0.69~6.52）μg/L] was significantly higher than that[0.31（0.09~1.48）μg/L]in patientswith negative blood culture result(P<0.05).Themedian of PCT in gram-negative bacterial infection，gram-positive bacterial infection and fungal infection were 4.39（1.80~10.85）μg/L，1.98（0. 42~4.05）μg/L and 0.62（0.39~3.98）μg/L respectively，the differences among them were statistically significant(P<0.05).According to receiver operating characteristic curve，if 3.315μg/L was taken as a critical value，the sensitivity of PCT in diagnosis of gramnegative bacterial infection and fungal infection was 67.9%，and the specificity was 75.0%.And if 4.1μg/L was taken as a critical value，the sensitivity of PCT in diagnosis of gram-negative bacterial infection and gram-positive bacterial infection was 57.7%，and the specificity was 76.5%.In the 46 patientswho detected PCT repeatedly，the prognosis of whom with decreasing PCT levelwas better than the others.Conclusions Serum PCT level is proved to be an effectivemarker for rapid diagnosis of bloodstream infection，and is valuable to discriminate gram-negative bacterial infection，gram-positive bacterial infection and fungal infection.Dynamicmonitoring of PCT level has a certain reference value for the prognosis of bloodstream infection patients.

Key words：Procalcitonin；Blood culture；Gram-negative bacteria；Gram-positive bacteria；Fungi；Bloodstream infection

(收稿日期2015-09-11；修回日期2015-11-12)

作者簡介：鄧林鋒，女，1984年1月生，檢驗師，學士學位，目前從事臨床檢驗。

DOI：10.3969/j.issn.1674-1129.2016.01.012

中圖分類號：R446.5，R446.62

文獻標識碼：A

文章編號：1674-1129(2016)01-0034-04