科研項(xiàng)目
降鈣素原(PCT)檢測(cè)及臨床意義
對(duì)于入住ICU的患者,我們通常監(jiān)測(cè)其PCT水平來(lái)評(píng)價(jià)其感染及病情危重情況,現(xiàn)將降鈣素原(PCT)檢測(cè)及臨床意義總結(jié)如下。
一、概述 PCT是無(wú)激素活性的降鈣素前肽物質(zhì),由116個(gè)氨基酸組成,分子量為13 KD的糖蛋白。PCT的半衰期為25-30小時(shí),在體外穩(wěn)定性很好。健康人血漿PCT含量極低.
PCT選擇性地對(duì)系統(tǒng)性細(xì)菌感染、真菌感染及寄生蟲感染有反應(yīng),而對(duì)無(wú)菌性炎癥和病毒感染無(wú)反應(yīng)或僅有輕度反應(yīng)。許多學(xué)者研究發(fā)現(xiàn),全身性細(xì)菌、真菌和寄生蟲感染時(shí),PCT水平異常增高,增高的程度與感染的嚴(yán)重程度及預(yù)后相關(guān),在全身性細(xì)菌感染和膿毒癥輔助鑒別診斷、預(yù)后判斷、療效觀察等方面有很高的臨床價(jià)值。PCT水平的監(jiān)測(cè),對(duì)于嚴(yán)重威脅生命的感染性疾病過程和跟蹤治療方案是很有用的,PCT濃度的升高標(biāo)志著炎癥反應(yīng)正在進(jìn)行中,使用足夠的抗生素、炎癥灶清除術(shù)治療等,PCT值下降,證明治療方案正確,預(yù)后良好,反之改變治療方案。
PCT為所有不知病因的炎癥性疾病的鑒別診斷提供幫助與支持,如細(xì)菌性與毒素性的急性成人呼吸窘迫綜合癥(ARDS)的鑒別;膽源性與毒素性胰腺炎的鑒別;細(xì)菌性與病毒性腦膜炎的鑒別;微生物誘導(dǎo)的發(fā)熱與非細(xì)菌性發(fā)熱的鑒別,特別是發(fā)熱待查(FOU)的診斷,病毒感染或自身免疫失調(diào)與免疫抑制條件下的急性細(xì)菌感染的鑒別,發(fā)熱的病因的鑒別,如在腫瘤患者中被腫瘤溶解物或化療誘導(dǎo)與細(xì)菌、真菌或其他感染病因區(qū)別,早期診斷新生兒和嬰兒全身性細(xì)菌感染與敗血癥引起的急性發(fā)熱;術(shù)后常規(guī),包括術(shù)后感染預(yù)警及用藥監(jiān)測(cè),術(shù)后切除感染灶(如腹膜炎、軟組織感染)后的治療指導(dǎo),監(jiān)測(cè)腹膜炎、吻合口漏和無(wú)典型腹部癥狀的疾病過程;器官移植后的監(jiān)測(cè),移植前排除急性細(xì)菌或其他感染,鑒別急性器官排斥、急性病毒、細(xì)菌與真菌感染;長(zhǎng)期在ICU的患者及長(zhǎng)期機(jī)械通氣患者的監(jiān)測(cè),監(jiān)測(cè)疾病過程及指導(dǎo)治療;監(jiān)測(cè)高?;颊?,早期獲得有關(guān)并發(fā)癥和內(nèi)環(huán)境衰退的信息。
許多臨床研究證明,PCT在不同醫(yī)學(xué)領(lǐng)域?qū)υ\斷和指導(dǎo)治療有很高的價(jià)值,與目前所應(yīng)用的診斷指標(biāo)相比,PCT在鑒別診斷和控制感染及嚴(yán)重炎癥方面提供了額外的信息。隨著臨床實(shí)踐性研究的不斷深入,臨床數(shù)據(jù)的不斷積累,PCT作為一個(gè)全身性細(xì)菌感染和膿毒癥輔助和鑒別診斷的常規(guī)指標(biāo)將成為共識(shí),并將得到廣泛的應(yīng)用。
二、PCT分子生物學(xué)結(jié)構(gòu) PCT來(lái)自定位于第11號(hào)染色體上(11P15,4)單拷貝基因(與降鈣素基因相關(guān)肽為同一基因)。該基因由2800個(gè)堿基對(duì)組成,含6個(gè)外顯子和5個(gè)內(nèi)含子,基因全長(zhǎng)約7.6Kb。轉(zhuǎn)錄后經(jīng)特定剪輯產(chǎn)生PCTmRNA,再翻譯成降鈣素原前體(Pre-PCT),在高爾基復(fù)合體及分泌囊中,經(jīng)一系列水解酶作用最終形成PCT氨基酸多肽(aminoPCT),降鈣素(CT)及羧基端21個(gè) 氨基多肽(CT:CCP-1)。
三、血清 PCT來(lái)源及可能的生物學(xué)機(jī)制 正常條件下人血清PCT含量極低,約2.5pg/ml(運(yùn)用高效液相色譜分析),而成熟CT含量約6.3 pg/ml。髓質(zhì)甲狀腺腫瘤或其他神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤患者血清PCT及其組分均增高,組分相對(duì)含量也發(fā)生變化。在一些非甲狀腺損傷如慢性腎衰、吸入性燒傷、急性細(xì)菌感染、中風(fēng)、敗血癥等患者血清PCT及其組分也均增高,有些甚至成倍的上升,而CT略微升高,說(shuō)明除甲狀腺髓質(zhì)細(xì)胞分泌貯存PCT外,仍有其他細(xì)胞具有這些功能。
血清PCT升高的可能的生物學(xué)機(jī)制:靶細(xì)胞(PBMCs等)在LPS各種敗血癥相關(guān)因子作用下應(yīng)急分泌PCT,這種應(yīng)急分泌超過細(xì)胞后轉(zhuǎn)錄過程(由Pro-CT分解為aminoPCT、CT、CT:CCP-1)或后轉(zhuǎn)換過程缺少必需的水解酶,從而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)所觀察到的PCT成倍增長(zhǎng),而CT水平不變或稍增高。四、檢測(cè)方法及正常參考值范圍目前除了費(fèi)時(shí)不易自動(dòng)化的凝膠層析法及高效液相色譜分析法,檢測(cè)PCT較特異與敏感的分析方法有:雙抗夾心免疫化學(xué)發(fā)光法(雙抗夾心法)和放射免疫分析法(RIA)。
雙抗夾心法運(yùn)用雙單克隆抗體,其一作為捕獲抗體直接結(jié)合PCT96-106氨基酸殘基即未成熟CT:CCP-1部分,另一作為示蹤抗體直接結(jié)合PCT70-76氨基酸殘基,即未成熟CT分子,人工合成的PCT作為標(biāo)準(zhǔn)。該方法比較特異無(wú)交叉反應(yīng),其檢測(cè)最低為10pg·ml-1l,標(biāo)準(zhǔn)曲線線性范圍為 10-60pg·ml-1。批內(nèi)、批間變異系數(shù)分別為7℅和8℅。該法已有商品試劑,所需時(shí)間較短,易自動(dòng)化,但該法不能檢測(cè)到正常人血清中PCT。RIA使用一種對(duì)人工合成的aminoPCT特異的多克隆抗體RIB7。RIB7直接作用PCT的aminoPCT部分,故RIA既能檢測(cè)游離的PCT,又能檢測(cè)結(jié)合型的PCT,也可檢測(cè)降鈣素基因相關(guān)前體(Pro-CGRP),此法可信的敏感度為4 pg·ml-1。線性范圍10-77pg·ml-1,50℅的結(jié)合游離比為140 pg·ml-1,該法能檢測(cè)正常人血清PCT,故較雙抗夾心法敏感,另一優(yōu)點(diǎn)是RIA與患者病程呈現(xiàn)正相關(guān)(r=0.47,p=0.071)。RIA缺點(diǎn)是所需時(shí)間較長(zhǎng)。五、PCT檢測(cè)在不同臨床科系的應(yīng)用
1.血液腫瘤科 對(duì)因接受化療或骨髓移植而引起的免疫抑制和中性粒細(xì)胞減少的患者來(lái)說(shuō),嚴(yán)重的感染是致命的并發(fā)癥,化療期間有多種原因引起發(fā)熱。發(fā)熱通常是細(xì)菌、病毒或真菌感染的癥狀,但有時(shí)是治療過程中對(duì)藥物的反應(yīng)。腫瘤細(xì)胞溶解引起的發(fā)熱較常見,大多數(shù)病例的發(fā)熱源仍不清楚。PCT有助于對(duì)細(xì)菌和真菌引起的系統(tǒng)性感染作出明確的診斷。即使是化療患者,PCT對(duì)是否有敗血癥感染也能作出可靠的檢測(cè)和評(píng)估。
中性粒細(xì)胞減少癥患者常常缺乏炎癥的特異性癥狀。PCT在免疫抑制和中性粒細(xì)胞減少患者中的表現(xiàn)與無(wú)免疫抑制患者中觀察的結(jié)果相似。其診斷價(jià)值已明顯優(yōu)于CRP和細(xì)胞因子。
骨髓移植患者或造血干細(xì)胞移植患者很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)不論從數(shù)量上還是質(zhì)量上,均存在體液和細(xì)胞免疫缺陷這將掩蓋因細(xì)菌、真菌、病毒及原蟲引起的嚴(yán)重的系統(tǒng)性感染。PCT濃度的升高對(duì)細(xì)菌性全身感染有很高的診斷率。如果同種異體移植后出現(xiàn)敗血癥休克,血漿PCT濃度極度升高,表明預(yù)后不良。
2.麻醉科 術(shù)后敗血癥感染和多器官功能衰竭仍然是現(xiàn)在重癥監(jiān)護(hù)病房中最常見的死亡原因。中小手術(shù)血漿PCT濃度通常在正常范圍內(nèi),大手術(shù)如大的腹部手術(shù)或胸部手術(shù),術(shù)后1-2天內(nèi)PCT濃度常有升高,通常為0.5-2.0 ng·ml,偶爾超過5 ng·ml,這種情況常以24小時(shí)的半衰期速度幾天內(nèi)降至正常水平。因此術(shù)后因感染造成的PCT高濃度或持續(xù)高水平很容易給予鑒別。
復(fù)合創(chuàng)傷后12-24小時(shí),PCT中度升高,可達(dá)2.0 ng·ml,嚴(yán)重的肺或胸部創(chuàng)傷,PCT可達(dá)5 ng·ml,如沒有感染并發(fā)癥一般以半衰期速度降至正常范圍。
3.內(nèi)科內(nèi)科重癥監(jiān)護(hù) 醫(yī)療中的問題常圍繞著感染的診斷及是否與感染有關(guān)的鑒別診斷而進(jìn)行。對(duì)炎癥嚴(yán)重程度及其治療結(jié)果的評(píng)價(jià)是否有效,是有效治療方案的必要前提。
PCT選擇性地對(duì)系統(tǒng)性細(xì)菌感染、相似菌感染及原蟲感染有反應(yīng),而對(duì)無(wú)菌性炎癥和病毒感染無(wú)反應(yīng)或僅有輕度反應(yīng)。因此,PCT能很方便地運(yùn)用于內(nèi)科醫(yī)療中常見的疾病和綜合癥的鑒別診斷,如:成人呼吸窘迫癥感染性和非感染性病因?qū)W的鑒別診斷;胰腺炎感染壞死和無(wú)菌性壞死的鑒別診斷;鑒定感染時(shí)發(fā)熱,如接受化療的腫瘤和血液病患者;在接受免疫抑制劑的患者中,鑒別診斷慢性自身免疫性疾病的急性惡化與風(fēng)濕性疾病伴系統(tǒng)性細(xì)菌感染;鑒別診斷細(xì)菌性腦膜炎與病毒性腦膜炎;對(duì)接受化療的中性粒細(xì)胞低下癥患者,明確是否存在有生命危險(xiǎn)的細(xì)菌和真菌感染;對(duì)接受免疫抑制療法的器官移植患者,明確是否存在有嚴(yán)重的細(xì)菌和真菌感染,同時(shí)用于感染和移植排斥反應(yīng)的鑒別診斷。
4.移植外科 成功的器官移植常受到像嚴(yán)重感染這樣的并發(fā)癥的挑戰(zhàn)。31℅的患者器官移植后第一年內(nèi)發(fā)生感染,感染癥狀可被急、慢性排斥所掩蓋,因此對(duì)排斥反應(yīng)期出現(xiàn)的感染不能作出早期和可靠的診斷。器官移植患者使用PCT檢測(cè),可早期引入治療從而提高生存率以及縮短住院時(shí)間。
PCT用于器官移植患者感染的診斷,免疫抑制療法嚴(yán)重削弱了器官移植患者的抗感染能力。PCT可早在感染發(fā)生僅2小時(shí)即可提示有系統(tǒng)性感染的存在。感染早期PCT>0.1 ng·ml,其靈敏度77℅,特異性100℅,逐月的PCT濃度監(jiān)測(cè)可對(duì)抗微生物療法的療效作出可靠的評(píng)價(jià)。
PCT應(yīng)用于器官排斥反應(yīng),器官移植后監(jiān)測(cè)的主要任務(wù)之一就是能明確區(qū)分感染與器官排斥。因?yàn)?span style="PADDING-BOTTOM: 0px; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; PADDING-RIGHT: 0px; PADDING-TOP: 0px">PCT的釋放不是由急性或慢性器官排斥反應(yīng)刺激引起的,所以高濃度的PCT即可認(rèn)為有感染存在。如果PCT濃度超過10 ng·ml,98℅的可能是感染而非器官排斥。
5.新生兒科 許多疾病在早產(chǎn)兒和新生兒中無(wú)特異性表現(xiàn)。血液學(xué)檢查和傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)和急性期蛋白對(duì)新生兒敗血癥均不能作出可靠的診斷。微生物檢查的結(jié)果需要幾天的時(shí)間,而且陰性結(jié)果并不能排除臨床感染的存在以及與此相關(guān)的高死亡率。與其他炎癥診斷指標(biāo)相比,PCT是一種改進(jìn)的實(shí)驗(yàn)室指標(biāo),它對(duì)新生兒出生后敗血癥的診斷具有高度的靈敏度和特異性。PCT也可用于對(duì)治療結(jié)果的評(píng)價(jià)。
早產(chǎn)兒和新生兒PCT年齡依賴性正常值:PCT于出生后24-30小時(shí)達(dá)其生理性高峰21ng·ml,但平均值僅為2 ng·ml,。出生后第三天起,PCT正常參考值同成人。
PCT是新生兒敗血癥高度特異性的指標(biāo):早產(chǎn)兒和新生兒敗血癥感染,PCT可作出較傳統(tǒng)方法更早更具特異性的診斷,它對(duì)新生兒診斷的靈敏度和特異性可達(dá)100℅。
6.兒科 小兒高熱用臨床手段常常難以區(qū)分不同的感染源,這一問題尤其會(huì)影響到因患血液、腫瘤疾病而給予免疫抑制療法的患者的準(zhǔn)確診斷。而且許多疾病伴有繼發(fā)性免疫病理改變,如風(fēng)濕性發(fā)熱等,因此對(duì)患兒很難將其與原發(fā)性細(xì)菌感染相區(qū)別。
PCT對(duì)細(xì)菌和病毒感染的鑒別診斷有很高的靈敏度和特異性。由于細(xì)菌感染和病毒感染治療上存在本質(zhì)性的差別,因此PCT對(duì)具有非特異性感染癥狀的患者的治療可提供有價(jià)值的信息。檢測(cè)腦脊液中的蛋白和細(xì)胞無(wú)助于鑒別小兒細(xì)菌性腦膜炎和病毒性腦膜炎,而且許多具有特異性的檢測(cè)指標(biāo)之間存在明顯的交叉現(xiàn)象。高濃度的PCT只出現(xiàn)于細(xì)菌性腦膜炎;而病毒性腦膜炎PCT仍保持在正常范圍內(nèi)(腦脊液中檢測(cè)不到PCT)。每天按時(shí)間對(duì)PCT濃度進(jìn)行監(jiān)測(cè),可對(duì)治療結(jié)果作出可靠的評(píng)價(jià)。
7.外科 敗血癥感染和多器官功能衰竭是術(shù)后致命的并發(fā)癥,盡管現(xiàn)代醫(yī)學(xué)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步,但對(duì)此仍無(wú)良策。術(shù)后能對(duì)并非由原有疾病或手術(shù)創(chuàng)傷本身引起的敗血癥感染作出早期和準(zhǔn)確的診斷是成功治療的關(guān)鍵。
PCT濃度不受業(yè)已存在的疾病如癌癥、變態(tài)反應(yīng)或自身免疫性疾病的影響,PCT明顯優(yōu)于其他炎癥因子如CRP和細(xì)胞因子,是一種客觀肯易檢測(cè)的指標(biāo),有其獨(dú)特的診斷優(yōu)勢(shì),甚至優(yōu)于那些帶有侵入性,風(fēng)險(xiǎn)性和造價(jià)均高的診斷方法,如細(xì)針穿刺病理檢查法。
術(shù)后PCT的應(yīng)用:PCT與嚴(yán)重細(xì)菌和敗血癥感染的發(fā)生及其過程有密切的關(guān)系,能準(zhǔn)確反應(yīng)引起病變(如腹膜炎)的感染源是否得到根除。每天對(duì)PCT濃度的監(jiān)測(cè)可對(duì)治療結(jié)果做出可靠的評(píng)價(jià)。PCT可用于手術(shù)創(chuàng)傷或復(fù)合創(chuàng)傷的監(jiān)測(cè)。PCT用于心臟手術(shù)患者,心臟手術(shù)使用心肺機(jī),即使患者有白細(xì)胞增多癥,中性粒細(xì)胞增多癥,嗜酸性細(xì)胞減少癥或CRP升高不充分等疾病,PCT濃度通常不升高或僅有輕微升高,故PCT很適合用于敗血癥的檢測(cè)。
六、展望 隨著臨床和實(shí)驗(yàn)室性研究的不斷深入,大量臨床資料的積累,PCT作為一個(gè)全身性細(xì)菌感染和膿毒癥輔助和鑒別診斷的實(shí)驗(yàn)室常規(guī)指標(biāo)將成為共識(shí),并將得到推廣。另外在全身性細(xì)菌感染和膿毒癥中PCT的確切來(lái)源和病理生理作用還有等我們進(jìn)一步深入研究。
七、參考文獻(xiàn)
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