降鈣素原 - 診斷和監(jiān)測(cè)細(xì)菌炎性疾病感染的蛋白質(zhì)
降鈣素原是一種蛋白質(zhì),當(dāng)嚴(yán)重細(xì)菌、真菌、寄生蟲(chóng)感染以及膿毒癥和多臟器功能衰竭時(shí)它在血漿中的水平升高。
自身免疫、過(guò)敏和病毒感染時(shí)PCT不會(huì)升高。局部有限的細(xì)菌感染、輕微的感染和慢性炎癥不會(huì)導(dǎo)致其升高。細(xì)菌內(nèi)毒素在誘導(dǎo)過(guò)程中擔(dān)任了至關(guān)重要的作用。PCT反映了全身炎癥反應(yīng)的活躍程度。影響PCT水平的因素包括被感染器官的大小和類(lèi)型、細(xì)菌的種類(lèi)、炎癥的程度和免疫反應(yīng)的狀況。
另外,PCT只是在少數(shù)患者的大型外科術(shù)后1~4d可以測(cè)到。PCT水平的升高出現(xiàn)在嚴(yán)重休克、全身性炎癥反應(yīng)綜合征(SIRS)和多器官功能紊亂綜合征(MODS),即使沒(méi)有細(xì)菌感染或細(xì)菌性病灶。但是,在這些病例中PCT水平通常低于那些有細(xì)菌性病灶的患者。從腸道釋放細(xì)胞因子或細(xì)菌移位可能引起誘導(dǎo)。
指征
PCT是診斷和監(jiān)測(cè)細(xì)菌炎性疾病感染的一個(gè)參數(shù)。
PCT的測(cè)定可以預(yù)示為:
作為一個(gè)急性的參數(shù)來(lái)鑒別診斷細(xì)菌性和非細(xì)菌性感染和炎癥。
監(jiān)測(cè)有感染危險(xiǎn)的患者(如外科術(shù)后和器官移植后免疫抑制期,多處創(chuàng)傷后)以及需要重癥監(jiān)護(hù)患者,用來(lái)探測(cè)細(xì)菌感染的全身影響或檢測(cè)膿毒性并發(fā)癥。
評(píng)價(jià)嚴(yán)重炎癥性疾病臨床進(jìn)程及預(yù)后,如腹膜炎、膿毒癥、SIRS和MODS。
血清PCT在各種疾病中的類(lèi)型
PCT升高、PCT降低或稍微升高
細(xì)菌性感染伴隨系統(tǒng)性炎癥反應(yīng),例如:腹膜炎、軟組織感染病毒感染,例如:乙肝,HIV,CMV
膿毒癥,MODS自身免疫性疾病和慢性炎癥
全身性真菌感染過(guò)敏反應(yīng)(類(lèi)型I~IV)
寄生蟲(chóng)感染(痢疾)局部局限性細(xì)菌感染、潰瘍、淺表微生物移植發(fā)展
細(xì)菌引起的ARDS、中毒引起的ARDS
膽管引起的胰腺炎、中毒性胰腺炎
細(xì)菌性腦膜炎病毒性腦膜炎
新生兒膿毒癥、局部微生物移植發(fā)展
外科大手術(shù)后的一些病例、小或中等規(guī)模外科手術(shù)
ARDS:急性呼吸窘迫綜合征。acute respiratory distress syndrome
來(lái)源
在人體中,PCTmRNA最初在肝臟中發(fā)現(xiàn)。隨著研究的深入,也在其他器官中被發(fā)現(xiàn)。有研究證實(shí)PCTmRNA可以在膿毒血癥動(dòng)物模型中已分化的實(shí)質(zhì)細(xì)胞上表達(dá)。另有研究發(fā)現(xiàn),非膿毒血癥倉(cāng)鼠僅肺中可檢測(cè)PCT,而膿毒血癥倉(cāng)鼠在所有組織中均可檢測(cè)到。在非感染情況下,甲狀腺外的calc基因轉(zhuǎn)錄抑制,PCT限制性選擇性表達(dá)于甲狀腺和肺的神經(jīng)內(nèi)分泌細(xì)胞上。在微生物感染時(shí),誘導(dǎo)的calc基因表達(dá)普遍性升高,并在機(jī)體所有組織和不同類(lèi)型的細(xì)胞中持續(xù)釋放。因此,實(shí)質(zhì)組織細(xì)胞是感染時(shí)PCT的主要來(lái)源。
生化特征
PCT?來(lái)自定位于第11號(hào)染色體上 - ?11p15,?4的單拷貝基因,?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。轉(zhuǎn)錄后在甲狀腺濾泡旁細(xì)胞粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)翻譯成降鈣素原前體 - ?Preproca?lciton?in?,?包括N?端84個(gè)氨基酸、活性降鈣素和降鈣蛋白三部分。降鈣素原前體在內(nèi)源多肽酶作用下剪掉nPro-CT?端單一序列,?生成116?氨基酸的PCT,?分子量約為13kD,?PCT和降鈣素具有一個(gè)相同的32個(gè)氨基酸的序列 - ?60~?91?位。PCT是無(wú)激素活性的降鈣素前肽物質(zhì)。
正常代謝時(shí),甲狀腺C?細(xì)胞分泌并產(chǎn)生有激素活性的降鈣素。PCT?在健康個(gè)體中的濃度非常低 - ?<?0.1ng?/ml?,?并且在活體內(nèi)外都是非常穩(wěn)定的蛋白,?半衰期大約20~?24h。收集標(biāo)本24h后,?PCT?濃度在室溫下大約下降12%,?之后每4小時(shí)?大約下降6%,?因此PCT?不需特殊儲(chǔ)存條件,?只需用常規(guī)實(shí)驗(yàn)室方法收集。
PCT?在內(nèi)毒素等細(xì)胞因子誘導(dǎo)下,?2~?3h?開(kāi)始增加,?LPS?后2h血漿中可檢測(cè)到,?6?~?8h?體內(nèi)濃度快速升高,?12~?48h到達(dá)峰值,?2~?3d后恢復(fù)正常。隨后有研究表明,?PCT?是由細(xì)菌內(nèi)毒素、TNF-α、IL-6等因素作用于肝、脾、腎、肺的神經(jīng)內(nèi)分泌細(xì)胞或特殊細(xì)胞而產(chǎn)生。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證明,?PCT可能是一種次級(jí)炎癥因子,本身不直接參與啟動(dòng)膿毒血癥反應(yīng),?但可放大并加重膿毒血癥病理過(guò)程。
檢測(cè)方法
目前,檢測(cè)PCT的實(shí)驗(yàn)室方法有很多,不僅可以定性,亦可以定量。常用的方法有如下幾種:
1.放射免疫學(xué)分析法
利用人工合成的多克隆抗體特異地識(shí)別和連接合成氨基酸降鈣素原。該方法能檢測(cè)正常人的血清PCT,可靠敏感度為4pm/mL,檢測(cè)的是游離PCT、結(jié)合型PCT和降鈣素基因相關(guān)肽前體的混合物,而不能區(qū)分上述三種物質(zhì)。該法檢測(cè)耗時(shí)長(zhǎng) - 19~22h,而且有放射性元素的污染使用受到限制。
2.雙抗夾心免疫化學(xué)發(fā)光法 - ILMA
運(yùn)用雙單克隆抗體,其中一個(gè)抗體為降鈣素抗體,另一個(gè)為抗鈣素抗體,分別結(jié)合到PCT分子的降鈣素和抗鈣素部位,可排除交叉反應(yīng)。其中一個(gè)抗體是光標(biāo)記的,另一個(gè)未標(biāo)記的抗體固定在試管的內(nèi)壁,反應(yīng)過(guò)程中兩個(gè)抗體與PCT分子結(jié)合而形成三明治復(fù)合體,發(fā)光部位于反應(yīng)管的表面。該法操作簡(jiǎn)便,特異性強(qiáng),敏感性高,測(cè)定的低限值為0.1ng/mL,2h可以出結(jié)果。
3.膠體金比色法(B.R.A.H.M.SPCT-Q-半定量快速實(shí)驗(yàn))
采用膠體金技術(shù),包括膠體金標(biāo)記的抗抗鈣素的單克隆抗體和用作包被的抗降鈣素多克隆抗體,當(dāng)標(biāo)本 - 血清或血漿加人標(biāo)本孔,金標(biāo)單克隆抗體與標(biāo)本中的PCT結(jié)合,形成金標(biāo)記的抗原抗體復(fù)合物。該復(fù)合物在反應(yīng)膜上移動(dòng),與固定在膜上的抗降鈣素抗體結(jié)合形成更大的復(fù)合物。當(dāng)PCT濃度超過(guò)0.5ng/mL,該復(fù)合物顯示紅色,紅色的深淺與PCT的濃度成正比,與標(biāo)準(zhǔn)比色板比較即可得出PCT的濃度范圍。結(jié)果分為四級(jí):正常<0.5ng/mL;輕度升高>0.5ng/mL;明顯升高>2ng/mL;顯著升高>10ng/mL。該法具有快速簡(jiǎn)便,易觀察的特點(diǎn)。
4.透射免疫濁度法
樣品中的PCT與試劑中的PCT單克隆抗體發(fā)生抗原-抗體反應(yīng),使反應(yīng)液濁度增加,并在一定范圍內(nèi)反應(yīng)液濁度與所加人抗原的量呈線(xiàn)性關(guān)系,可使用生化分析儀或其它光學(xué)檢測(cè)儀器在6O0nm波長(zhǎng)處測(cè)定反應(yīng)液吸光度值,反應(yīng)液吸光度值與所測(cè)PCT濃度成正比。該測(cè)定方法簡(jiǎn)便、快速,可自動(dòng)化,適合于批量檢測(cè)。2005年國(guó)內(nèi)已有研制開(kāi)發(fā)的PCT免疫比濁試劑盒供應(yīng),為PCT的廣泛應(yīng)用提供了方便條件。雖然免疫透射比濁的方法學(xué)及臨床應(yīng)用尚需做進(jìn)一步的驗(yàn)證,但其應(yīng)用前景非常看好。
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(guò)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(jiàn),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(chóng)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(jiàn)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0.5-2.0ng·ml,偶爾超過(guò)5ng·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)2.0ng·ml,嚴(yán)重的肺或胸部創(chuàng)傷,PCT可達(dá)ng·ml,如沒(méi)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(wèn)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(chóng)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(jiàn)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>0.1ng·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)镻CT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(guò)10ng·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(lài)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2ng·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(wèn)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(guò)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)。
