PCT在不同基礎疾病發生感染時的應用評價

張甜甜，王惠琴，常永莉，李天浩，田王斌，解嵐嵐

（1.陜西中醫藥大學第二附屬醫院，陜西 咸陽 712000；2.陜西中醫藥大學，陜西 咸陽 712000）

降鈣素原（PCT）作為一種新型的炎癥生物學標記物，已廣泛用于評判感染的類型及嚴重程度[1]。肺炎和慢性阻塞性肺疾病急性加重期（AECOPD）是臨床上常見的呼吸系統感染性疾病，感染是這兩種疾病發生發展的主要誘發因素，PCT對于感染性疾病的診斷具有重要的意義，所以本研究對于兩種疾病中PCT的變化進行比較，現報告如下。

1 材料與方法

1.1 一般材料

1.1.1 實驗動物 清潔級、雄性SD大鼠80只，體質量160～260 g，許可證號SCXK（陜）2012-003，質量檢測單位（陜西省實驗動物質量監督檢測中心），由西安交通大學醫學部實驗動物中心提供。

1.1.2 肺炎實驗 肺炎組大鼠是我們團隊前期的工作，該實驗從前期實驗中隨機選取了30只大鼠進行實驗對照。

1.2 建立動物模型

1.2.1 建立肺炎模型 將30只SD大鼠隨機分為正常組（n=10）、肺炎銅綠組（n=10）及肺炎肺鏈組（n=10），用10%水合氯醛3.5 mL/kg腹腔注射麻醉大鼠，正常組經口氣管插管緩慢注入0.4 mL滅菌生理鹽水，操作完后立即將豎立大鼠固定臺并左右搖晃；肺炎銅綠組、肺炎肺鏈組以同樣方法分別注入0.4 mL銅綠假單胞菌混懸液（6×108cfu/mL）、肺炎鏈球菌混懸液（4.8×109cfu/mL），注射完后立即將大鼠直立30 s，待液體均勻落入肺組織。

1.2.2 建立AECOPD模型 50只SD大鼠單純煙熏90 d，煙熏30 d、60 d、90 d時隨機選取5只大鼠進行處理，觀察COPD成熟度。90 d后將煙熏大鼠隨機分為COPD組（n=10）、AE肺鏈組（n=10）、AE銅綠組（n=10），另5只大鼠作為實驗候補。誘發AECOPD模型采用誘發肺炎的方法，但建立AECOPD模型時時分別將0.2 mL細菌混懸液（肺炎鏈球菌濃度2.4×109cfu/mL、銅綠假單胞桿菌濃度6×108cfu/mL）自大鼠氣道內緩慢注入，COPD組大鼠以相同方法注入0.2 mL滅菌生理鹽水。

1.3 血清 PCT檢測 實驗前、接種菌液后6、12、18、24 h分別斷尾取尾靜脈血0.5 mL于抗凝管中，放在冷凍型微量臺式離心機（HERAEUS FRESCO 2）以3 000 r/min，20 min，4℃離心，取血清存放于- 80℃冰箱中待測。檢測時，將冰凍的標本解凍后，ELISA檢測試劑盒說明書并嚴格按照ELISA檢測試劑盒說明書操作步驟進行，檢測血清中PCT質量濃度。24 h后處死實驗動物，取右肺組織做病理檢查，取左肺參照王煒芳[3]的實驗制備肺組織勻漿培養細菌。

1.4 統計學處理 應用SPSS 24.0軟件進行統計分析，計量資料以均數±標準差（± s） 表示，檢驗水準α=0.05。

2 結果

2.1 一般情況 正常組被毛光澤柔順，精神狀態良好，反應靈敏，飲食正常。肺炎銅綠組及肺炎肺鏈組的大鼠被毛欠光澤，呼吸急促，活動度減少，飲食飲水減少，精神狀態差，對周圍刺激反應差。COPD組營養狀況一般，被毛色枯黃，身體無明顯消瘦，精神欠佳，飲食尚可、飲水量增加，偶有打噴嚏、咳嗽。AE銅綠組及AE肺鏈組的大鼠消瘦，豎毛雜亂無光，被毛脫落稀少，精神萎靡，靈敏度下降/或活動能力明顯降低，飲食飲水較少，呼吸頻率加快，活動后加劇，有哮鳴音，口鼻有分泌物，咳嗽，打噴嚏。AECOPD造模過程中AE肺鏈組死亡1只，AE銅綠組死亡2只。

2.2 正常組與COPD組接種細菌后不同時間點血清PCT的水平比較 接種正常組和COPD組血清PCT水平的比較具有明顯的統計學意義（P＜0.05）；肺炎銅綠組、肺炎肺鏈組和AE銅綠組、AE肺鏈組血清PCT的濃度比較具有明顯的統計學意義（P＜0.05）。見表1，2，3。

2.3 肺組織勻漿鑒定結果 正常組和COPD組肺組織勻漿均未培養出菌落，肺炎銅綠組、肺炎肺鏈組和AE銅綠組、AE肺鏈組肺組織培養出的細菌，經自動血液細菌培養儀鑒定系統證實為肺炎鏈球菌、銅綠假單胞菌。

2.4 肺組織病理形態學改變 正常組大鼠肺組織肺泡結構無明顯變化、未見腺體增生肥大、氣道有分泌物及炎性細胞浸潤（圖a）；肺炎銅綠組、肺炎肺鏈組可見明顯的炎癥細胞浸潤，以淋巴細胞為主。肺泡壁增厚、破壞（圖b）。COPD組大鼠肺組織少肺泡結構融合范圍小，程度輕。柱狀上皮部分脫落，主要以中性粒細胞和淋巴細胞浸潤為主（圖c）。AE銅綠組、AE肺鏈組病理切片可見大量的巨噬細胞、嗜酸性粒細胞，可見鱗狀上皮化生，肺泡大量的融合、范圍較廣，炎癥程度加重（圖d）。

表1 接種滅菌生理鹽水不同時間點PCT的濃度（±s ，n=10） pg/mL

表1 接種滅菌生理鹽水不同時間點PCT的濃度（±s ，n=10） pg/mL

注：與同時間點肺炎組比較，# P＜0.05

組 別 0 h 6 h 12 h 18 h 24 h正常組 3.21±0.40 3.18±0.15 3.05±0.32 3.05±0.30 3.23±0.18 COPD 組 572.91±12.89# 553.1±21.06# 552.52±16.81# 461.23±26.43# 447.60±25.03#

表2 接種銅綠假單胞菌的不同時間點PCT的濃度（±s ，n=10） pg/mL

表2 接種銅綠假單胞菌的不同時間點PCT的濃度（±s ，n=10） pg/mL

注：與同時間點肺炎組比較，# P＜0.05

組 別 0 h 6 h 12 h 18 h 24 h肺炎銅綠組 3.20±0.27 48.20±7.02 106.48±9.23 83.27±3.41 83.01±3.59 AE 銅綠組 592.38±26.13# 633.70±14.12# 659.88±24.69# 598.42±23.18# 595.60±33.47#

表3 注射肺炎鏈球菌的不同時間點PCT的濃度（±s ，n=10） pg/mL

表3 注射肺炎鏈球菌的不同時間點PCT的濃度（±s ，n=10） pg/mL

注：與同時間點肺炎組比較，# P＜0.05

組 別 0 h 6 h 12 h 18 h 24 h肺炎肺鏈組 3.21±0.36 37.30±8.98 81.26±5.48 60.60±4.78 60.19±3.56 AE 肺鏈組 595.60±30.30# 601.30±21.48# 605.10±32.74# 519.52±40.50# 517.82±43.17#

3 討論

肺炎是指發生在肺間質、肺泡以及終末氣道的炎癥。細菌性肺炎約占肺炎的80%。AECOPD發生發展的原因中，細菌占50%左右[2-3]，細菌感染使COPD穩定期急性加重，使病情急劇惡化，累及多個系統、或多個器官等[4]。感染是臨床中常見的疾病，主要是由于機體自身抵抗力降低，發生感染所導致[5-6]。本研究中誘發COPD急性加重時細菌的菌落數小于肺炎的細菌菌落數，其可能與機體的免疫狀態有關，COPD組大鼠比正常組大鼠免疫功能差，極易發生細菌感染且感染程度重，預后較差。本研究結果顯示，未注射細菌的COPD組血清PCT明顯高于正常組，其可能與煙草中含有微量的微生物細胞成分，包括細菌脂多糖，長期煙熏使得這些微量的細菌脂多糖持續作用于氣道，導致氣道慢性炎癥改變有關[7]。而并非與細菌感染有關。本實驗中COPD組血清PCT雖有輕微升高趨勢，但其在24 h內波動幅度在0.5 ng/mL周圍，波動幅度不大，與唐丹丹等[8]研究結果一致，充分說明PCT與非感染因素有關。

血清降鈣素原（PCT）是一種無激素活性的物質，生理情況下由肺神經內分泌細胞和甲狀腺濾泡旁C細胞分泌，正常人血液中的含有微量的 PCT[9]。PCT 分泌的最重要誘導因素是LPS，當機體發生細菌感染時，LPS和大量的炎癥因子釋放入血，誘導甲狀腺內分泌細胞產生大量的PCT[10-11]。機體感染細菌6～12 h 后達峰值，48 h 內血清 PCT濃度維持在較高水平上[12-13]，所以，PCT對于細菌感染有重要的指導意義。本研究結果顯示，正常組、COPD組在接種細菌混懸液6 h后，PCT即升高，12 h達高峰，24 h內波動幅度小，維持在較高水平上。與文獻報道相符[14-15]，當機體發生感染時，血清中PCT水平變化與感染有關。

不同疾病發生感染時的基礎不同，其感染程度亦不同。本研究結果顯示，正常組及COPD組分別接種了銅綠假單胞菌、肺炎鏈球菌后，AECOPD組血清PCT明顯高于肺炎組，兩者比較具有明顯的統計學意義（P＜0.05）。COPD組大鼠免疫功能受損，有基礎疾病，而正常組大鼠免疫功能正常，所以當有細菌感染時，因易感性不同，其感染的程度也不同。本實驗通過檢測誘導的肺部感染動物模型和AECOPD動物模型中血清PCT的變化，發現當發生細菌感染時有基礎疾病的機體比健康機體血清PCT升高的幅度更大，猜測其與機體的免疫狀態有關，值得我們進一步研究。