不同病原體血流感染血清降鈣素原水平研究*

袁 梁，隋文君，顧海彤，王 玫，劉向祎

北京同仁醫(yī)院檢驗(yàn)科，北京 100730

降鈣素原(PCT)是降鈣素的激素原，由多種器官的不同類(lèi)型細(xì)胞在受到促炎反應(yīng)刺激后分泌。微生物毒素和促炎性反應(yīng)介質(zhì)如白細(xì)胞介素(IL)-1β、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)和IL-6等能刺激細(xì)胞釋放PCT[1]。PCT比其他生物標(biāo)志物具有更多的優(yōu)勢(shì)，包括細(xì)菌刺激后能夠快速產(chǎn)生及生物半衰期時(shí)間較長(zhǎng)；PCT水平主要與感染性炎癥嚴(yán)重程度相關(guān)，與中性粒細(xì)胞的改變關(guān)聯(lián)性小，中性粒細(xì)胞減少或使用抗菌藥物對(duì)PCT水平影響不大；在病毒感染中，機(jī)體釋放的干擾素γ(IFN-γ)能抑制PCT釋放，因此PCT鑒別病毒或細(xì)菌感染的特異度較高[2]。這些優(yōu)勢(shì)使得PCT能夠預(yù)測(cè)血流感染的發(fā)生[3]。1997-2017年全球血流感染發(fā)病率為237/100 000～437/100 000，血流感染是臨床病例死亡的重要原因之一[4]。血培養(yǎng)能夠鑒定病原微生物的種類(lèi)，是血流感染檢測(cè)的“金標(biāo)準(zhǔn)”，但血培養(yǎng)最少需要2 d以上的時(shí)間才能得到結(jié)果，在早期治療決策中發(fā)揮的作用有限。研究表明，PCT可以作為一種生物標(biāo)志物指導(dǎo)何時(shí)開(kāi)始使用或停止使用抗菌藥物[5]，但針對(duì)革蘭陽(yáng)性菌、革蘭陰性菌、真菌及厭氧菌需使用不同種類(lèi)的抗菌藥物。而革蘭陽(yáng)性菌、革蘭陰性菌、厭氧菌及真菌抗原性存在差異，在血流感染中刺激釋放的PCT水平有所差異[6]，研究和分析這些差異是否能夠預(yù)測(cè)血流感染病原體的種類(lèi)，可指導(dǎo)血流感染早期抗菌藥物的使用。

1 資料與方法

1.1一般資料 選取2018年1月至2020年10月北京同仁醫(yī)院血培養(yǎng)陽(yáng)性樣本526份為研究對(duì)象。納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)連續(xù)兩次外周血培養(yǎng)陽(yáng)性；(2)同一患者導(dǎo)管血與外周血培養(yǎng)同時(shí)陽(yáng)性；(3)一次外周血或?qū)Ч苎囵B(yǎng)陽(yáng)性，但臨床其他癥狀符合血流感染，診斷為血流感染的樣本。(4)首次血培養(yǎng)陽(yáng)性前24 h內(nèi)檢測(cè)過(guò)PCT水平。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)患有自身免疫系統(tǒng)疾病或腫瘤[7-8]；(2)兩次血培養(yǎng)結(jié)果不一致或培養(yǎng)出兩種不同病原微生物；(3)臨床癥狀排除血流感染，血培養(yǎng)陽(yáng)性考慮為污染。該研究通過(guò)本院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)審批。

1.2儀器與試劑 免疫分析儀VIDAS30及PCT測(cè)定試劑盒(酶聯(lián)免疫發(fā)光法)，法國(guó)生物梅里埃公司生產(chǎn)。血培養(yǎng)儀Bactec FX及配套需氧及厭氧血培養(yǎng)瓶，美國(guó)BD公司生產(chǎn)。MicroflexLT/SH質(zhì)譜分析儀及配套試劑，德國(guó)布魯克公司生產(chǎn)。

1.3方法

1.3.1血培養(yǎng)及病原體分離鑒定 外周血培養(yǎng)遵循血培養(yǎng)一般原則，盡量避免藥物影響和污染。取2～8 mL靜脈全血或?qū)Ч苎尤胙囵B(yǎng)需氧和厭氧瓶中。Bactec FX血培養(yǎng)儀培養(yǎng)5 d，期間血培養(yǎng)報(bào)警2 h內(nèi)涂片革蘭染色鏡檢，并接種于血平板、麥康凱平板，如果直接涂片結(jié)果可見(jiàn)真菌孢子則加種于沙保羅培養(yǎng)基，如果血培養(yǎng)厭氧瓶報(bào)警則加種于厭氧平皿。普通培養(yǎng)24～48 h，厭氧培養(yǎng)48～72 h形成明顯單一菌落后進(jìn)行質(zhì)譜鑒定。

1.3.2血清PCT水平檢測(cè) 統(tǒng)計(jì)患者第一次血培養(yǎng)陽(yáng)性采血時(shí)間之前24 h內(nèi)血清PCT水平。抽取患者靜脈血3～5 mL留取在紅帽管中，靜置30 min后3 000 r/min離心5 min。輕微溶血、乳糜及黃疸血不影響試驗(yàn)結(jié)果，嚴(yán)重溶血、乳糜與黃疸則需要重新留取樣本。取200 μL血清加至PCT檢測(cè)試劑條孔中，相應(yīng)位置放入固相管，按照預(yù)設(shè)條件進(jìn)行反應(yīng)。VIDAS30 PCT最小檢出限為0.05 ng/mL，最大檢出限為200.00 ng/mL。

1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 分別繪制PCT水平用于診斷革蘭陰性桿菌、革蘭陽(yáng)性球菌、真菌及厭氧菌感染的受試者工作特征(ROC)曲線，利用ROC曲線計(jì)算約登指數(shù)(靈敏度+特異度-1)，用約登指數(shù)確定預(yù)測(cè)各病原體血流感染PCT水平的最佳截?cái)嘀怠２环险龖B(tài)分布的計(jì)量資料以M(P25，P75)表示，組間比較采用非參數(shù)檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料以頻數(shù)或百分率表示，組間比較采用χ2檢驗(yàn)。以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1血培養(yǎng)陽(yáng)性樣本菌株及相應(yīng)患者PCT水平分布情況 526份血培養(yǎng)陽(yáng)性樣本中革蘭陽(yáng)性球菌238株，占42.2%；革蘭陰性桿菌245株，占46.6%；真菌28株，占5.3%；厭氧菌15株，占2.9%，見(jiàn)表1。革蘭陽(yáng)性球菌中凝固酶陰性葡萄球菌是常見(jiàn)的血培養(yǎng)假陽(yáng)性污染細(xì)菌，因此本研究只收集了不同時(shí)間或不同采血位點(diǎn)兩次血培養(yǎng)均為同種凝固酶陰性葡萄球菌的患者數(shù)據(jù)作為研究對(duì)象。

表1 血培養(yǎng)陽(yáng)性菌株及相應(yīng)患者PCT水平分布情況[M(P25,P75),ng/mL]

2.2不同病原體血流感染患者PCT水平比較 革蘭陽(yáng)性球菌感染患者PCT水平為0.76(0.26，3.93)ng/mL；革蘭陰性桿菌感染患者PCT水平為4.86(0.97，24.94)ng/mL；真菌感染患者PCT水平為0.80(0.30，1.44)ng/mL；厭氧菌感染患者PCT水平為2.96(2.25，5.07)ng/mL。革蘭陰性桿菌感染患者PCT水平明顯高于革蘭陽(yáng)性球菌感染患者PCT水平(P<0.05)，革蘭陰性桿菌感染患者中，PCT水平出現(xiàn)兩次最大檢出限200.00 ng/mL的結(jié)果。

2.3不同病原體血流感染患者PCT水平最佳截?cái)嘀?以革蘭陽(yáng)性球菌感染患者PCT水平作為正樣本，根據(jù)這些正樣本數(shù)據(jù)特點(diǎn)，以較小的檢驗(yàn)結(jié)果表示更肯定的結(jié)果，其余病原體感染患者PCT水平為負(fù)樣本，繪制ROC曲線，AUC為0.71(95%CI：0.666～0.754，P<0.001)。最佳截?cái)嘀禐?.38 ng/mL，靈敏度61.8%，特異度71.5%。見(jiàn)圖1。

續(xù)表1 血培養(yǎng)陽(yáng)性菌株及相應(yīng)患者PCT水平分布情況[M(P25,P75),ng/mL]

圖1 PCT水平用于革蘭陽(yáng)性球菌血流感染診斷的ROC曲線

以革蘭陰性桿菌血流感染患者PCT水平作為正樣本，根據(jù)這些正樣本數(shù)據(jù)特點(diǎn)，以較大的檢驗(yàn)結(jié)果表示更肯定的結(jié)果，其余病原體血流感染患者PCT水平為負(fù)樣本，繪制ROC曲線，AUC為0.735(95%CI:0.692～0.777，P<0.001)。最佳截?cái)嘀禐?.83 ng/mL，靈敏度54.1%，特異度84.3%。見(jiàn)圖2。

圖2 PCT水平用于革蘭陰性桿菌血流感染診斷的ROC曲線

以真菌血流感染患者PCT水平作為正樣本，其余病原體PCT水平為負(fù)樣本，繪制ROC曲線，AUC為0.725(95%CI:0.662～0.788，P<0.05)。最佳截?cái)嘀禐?.22 ng/mL，靈敏度92.9%，特異度42.2%。見(jiàn)圖3。

圖3 PCT水平用于真菌血流感染患者診斷的ROC曲線

以厭氧菌血流感染患者PCT水平作為正樣本，根據(jù)這些正樣本數(shù)據(jù)特點(diǎn)，以較大的檢驗(yàn)結(jié)果表示更肯定的結(jié)果，其余病原體血流感染患者PCT水平為負(fù)樣本，繪制ROC曲線，AUC為0.725(95%CI:0.662～0.788，P=0.097)。最佳截?cái)嘀禐?.76 ng/mL，靈敏度86.7%，特異度65.4%。見(jiàn)圖4。

圖4 PCT水平用于厭氧菌血流感染診斷的ROC曲線

3 討 論

健康者體內(nèi)PCT產(chǎn)生于神經(jīng)內(nèi)分泌細(xì)胞和甲狀腺濾泡旁細(xì)胞，水平極低，病原體感染機(jī)體時(shí)，可由感染部位的多種類(lèi)型組織和細(xì)胞產(chǎn)生。PCT與白細(xì)胞計(jì)數(shù)、C反應(yīng)蛋白等炎性指標(biāo)相比，不易受到過(guò)敏、自身免疫和病毒感染等因素影響，其水平與感染嚴(yán)重程度、感染器官部位和大小呈正相關(guān)[9]。PCT體內(nèi)半衰期為25～30 h，可以用于監(jiān)測(cè)感染性疾病的病程及轉(zhuǎn)歸，體外穩(wěn)定性好，便于檢測(cè)，是檢測(cè)感染性疾病的高靈敏度、高特異度指標(biāo)[10]。

感染性疾病中PCT主要由病原體內(nèi)毒素刺激產(chǎn)生，促炎性物質(zhì)及外毒素也能誘導(dǎo)PCT產(chǎn)生，但刺激效果均不及內(nèi)毒素[11]。大部分革蘭陰性桿菌都能產(chǎn)生內(nèi)毒素，部分革蘭陰性桿菌也可產(chǎn)生外毒素，而革蘭陽(yáng)性球菌以釋放外毒素為主。對(duì)于常見(jiàn)細(xì)菌的生長(zhǎng)速度而言，革蘭陰性桿菌進(jìn)入對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的時(shí)間一般要早于革蘭陽(yáng)性球菌。過(guò)往臨床研究證實(shí)，多種類(lèi)型的感染性疾病患者中，革蘭陰性桿菌感染患者PCT平均水平高于革蘭陽(yáng)性球菌感染患者[12]，血流感染中也存在這樣的規(guī)律，但在不同研究中，預(yù)測(cè)不同病原體血流感染的PCT水平最佳截?cái)嘀荡嬖谝欢ú町怺13-15]。這個(gè)差異的原因可能是由于試驗(yàn)入組標(biāo)準(zhǔn)存在差異，本研究只納入了血流感染發(fā)生前24 h內(nèi)的PCT單次檢測(cè)的水平；其次各醫(yī)院患者來(lái)源不同，患者身體基本條件與基礎(chǔ)疾病存在差異；同時(shí)，各醫(yī)院血流感染細(xì)菌種類(lèi)和排名存在一些差異也會(huì)影響最終結(jié)果。本研究結(jié)果表明，當(dāng)血流感染發(fā)生前24 h內(nèi)PCT水平如果小于1.38 ng/mL，則發(fā)生革蘭陽(yáng)性球菌血流感染的可能性較大；而當(dāng)24 h內(nèi)PCT水平大于7.83 ng/mL時(shí)，則發(fā)生革蘭陰性桿菌血流感染的可能性較大。

真菌及厭氧菌血流感染在臨床比較少見(jiàn)，偶見(jiàn)于老年人群及免疫能力低下的人群，病例數(shù)量較少。這些人群普遍存在基礎(chǔ)疾病并且免疫力低下，感染性疾病起病和發(fā)展往往比較迅速，PCT水平變化也較快，因此分析真菌與厭氧菌血流感染PCT水平特點(diǎn)比較困難。本研究中厭氧菌血流感染患者PCT水平中位數(shù)為2.96 ng/mL，預(yù)測(cè)厭氧菌血流感染的PCT水平最佳截?cái)嘀禐?.76 ng/mL，但樣本量?jī)H15株，漸進(jìn)顯著性P=0.097，因此這個(gè)試驗(yàn)結(jié)果參考意義有限，適合臨床高度疑似厭氧菌血流感染的患者。真菌菌體較大，一般來(lái)說(shuō)其難以突破血管壁形成血流感染，臨床也不常見(jiàn)。真菌細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)不同于細(xì)菌，生長(zhǎng)方式也不相同，本研究結(jié)果顯示，真菌血流感染患者PCT水平總體要低一些，中位數(shù)為0.80 ng/mL，預(yù)測(cè)真菌血流感染的PCT水平最佳截?cái)嘀禐?.22 ng/mL，但病例數(shù)較少同樣需要增加病例數(shù)來(lái)完善研究結(jié)果。

綜上所述，不同病原體血流感染患者PCT水平存在一定差異，臨床可以在感染早期根據(jù)PCT水平預(yù)測(cè)血流感染病原體的類(lèi)型，特別是革蘭陽(yáng)性球菌和革蘭陰性桿菌血流感染患者PCT水平差異明顯。但是即使相同種類(lèi)的病原體在不同患者個(gè)體中PCT水平也存在一些差異，需要結(jié)合臨床表現(xiàn)及其他感染癥狀綜合判斷。