降钙素原（PCT）检测在不同临床科室中的应用

一、 背景

       感染是造成人类死亡最重要的因素，据世界卫生组织（WHO）统计数据显示，感染约占全球每年总体死亡率的25.5%（约1,500 万人）。其中呼吸道感染是导致患者死亡最主要的感染性疾病，每年约造成430万人死亡。       
       由于造成感染性疾病的临床症状和体征缺乏特异性，因此，临床上除了依靠血常规、胸部影像或者是微生物学检查来反映感染的真实情况，还借助于一些特殊的血清学检测项目指标来早期诊断感染，鉴别病原体类型，评估感染程度并有效指导抗菌药物的使用。IL-6，CRP（或hsCRP），和PCT 是临床上采用较多的用于发现炎症，评估抗生素治疗效果和预后，评估SIRS的重症度（全身炎症反应综合征）, 脓毒血症以及脓毒血症性休克的预后情况的检测项目。
       IL-6是一种具有多种生物活性的细胞因子，为单基因表达,包含212个氨基酸的多功能糖蛋白。最初被称为β2-干扰素, 浆细胞瘤生长因子和肝细胞刺激因子。后来被描述为人B细胞刺激因子2(BSF2)。1988年被建议命名为白介素6。进一步研究发现这种蛋白对B细胞, T细胞、造血干细胞、肝细胞和脑细胞均有生理活性作用。1989年有研究报道发现在急性细菌性感染的患者体液内有分子量约为60-70 kD的免疫反应复合物。在发生内外伤、外科手术，应激反应，感染，脑相关，肿瘤以及其它情况的急性炎症反应过程中IL-6会快速诱导生成。手术病人的IL-6浓度可以预测是否会有手术并发症的产生。连续检测重症监护(ICU)病人血清或血浆中IL-6的水平能有效地评估SIRS的重症度（全身炎症反应综合征）, 脓毒血症以及脓毒血症性休克的预后情况。IL-6还可以作为新生儿脓毒血症的早期预警指标。 并且，IL-6在慢性炎症反应 (如类风湿关节炎)中扮演着重要角色。
       C反应蛋白（CRP）是炎症反应中的典型急性时相反应蛋白。主要在肝脏中合成，包含五个相同的多肽，分子量为105kD。它具有激活补体和促进粒细胞及吞噬细胞的吞噬作用。是非特异性的验证蛋白。
       CRP是最为敏感的急相反应标志，在急性创伤和感染时CRP浓度快速升高。并且CRP升高常先于发烧等临床症状出现。在健康的正常人体中CRP含量极微，浓度最高为5mg/L。在发生急相反应后，血清CRP浓度开始快速且大范围地上升。CRP浓度在6-12小时内开始上升，并在24-48小时内达到峰值。
       CRP浓度超过100mg/L与严重的刺激有关，如严重创伤和严重感染（败血症）。CRP反应在患有肝病的病人中可能不太明显。CRP检测用于发现系统炎症；评估细菌感染的抗生素治疗；检测早产伴随的羊膜破裂引起的宫内感染；区分并发感染疾病的发作期和静止期，如患有SLE或溃疡性结肠炎的病人；在治疗上监控风湿性疾病和评估抗炎治疗；在早期阶段发现术后并发症，如伤口感染、血栓症和肺炎，以及区分感染和骨髓移植排斥。在术后监控病人的CRP浓度可帮助识别意外并发症（浓度高居不下或浓度上升）。检测CRP浓度改变能为某种疾病的急性及严重程度提供有用的诊断信息，还能对疾病成因做出判断。
       血清CRP浓度持续高居不下通常属于严重的预后标志，一般表示存在感染控制不良。

       新生儿败血症患儿体内的细菌感染产生炎症，刺激机体的 T、B 细胞，单核细胞和内皮细胞分泌大量的 IL-6。并作用于肝脏，诱导肝细胞合成CRP。除细菌因素外，其它非感染因素也会引起IL- 6的非特异性升高，因此IL- 6和CRP诊断新生儿脓毒血症的特异性的诊断价值并不高。有报道说明，PCT，hsCRP和IL- 6在新生儿感染性疾病早期均升高。三者相比，PCT和hs- CRP的特异性高于IL- 6，IL- 6的敏感性高于PCT和hs- CRP。 PCT，hs- CRP，IL- 6三者联合测定能够更早、准确、灵敏地诊断新生儿早期感染疾病。

       PCT是无激素活性的降钙素前肽物质，由116个氨基酸组成，分子量为13 KD的糖蛋白。PCT的半衰期为25~30小时，在体外稳定性很好。健康人血浆PCT含量极低（＜0.1ng／ml。 0.5ng/ml 被认为是检测感染性疾病诊断的分界值。
　　PCT选择性地对系统性细菌感染、真菌感染及寄生虫感染有反应，而对无菌性炎症和病毒感染无反应或仅有轻度反应。许多学者研究发现，全身性细菌、真菌和寄生虫感染时，PCT水平异常增高，增高的程度与感染的严重程度及预后相关，在全身性细菌感染和脓毒症辅助鉴别诊断、预后判断、疗效观察等方面有很高的临床价值。PCT水平的监测，对于严重威胁生命的感染性疾病过程和跟踪治疗方案是很有用的，PCT浓度的升高标志着炎症反应正在进行中，使用足够的抗生素、炎症灶清除术治疗等，PCT值下降，证明治疗方案正确，预后良好，反之需改变治疗方案。
　　PCT为所有不知病因的炎症性疾病的鉴别诊断提供帮助与支持，如细菌性与毒素性的急性成人呼吸窘迫综合症（ARDS）的鉴别；胆源性与毒素性胰腺炎的鉴别；细菌性与病毒性脑膜炎的鉴别；微生物诱导的发热与非细菌性发热的鉴别，特别是发热待查（FOU）的诊断，病毒感染或自身免疫失调与免疫抑制条件下的急性细菌感染的鉴别，发热的病因的鉴别，如在肿瘤患者中被肿瘤溶解物或化疗诱导与细菌、真菌或其他感染病因区别，早期诊断新生儿和婴儿全身性细菌感染与败血症引起的急性发热；术后常规，包括术后感染预警及用药监测，术后切除感染灶（如腹膜炎、软组织感染）后的治疗指导，监测腹膜炎、吻合口漏和无典型腹部症状的疾病过程；器官移植后的监测，移植前排除急性细菌或其他感染，鉴别急性器官排斥、急性病毒、细菌与真菌感染；长期在ICU的患者及长期机械通气患者的监测，监测疾病过程及指导治疗；监测高危患者，早期获得有关并发症和内环境衰退的信息。

二、临床应用　　

       许多临床研究证明，PCT在不同医学领域对诊断和指导治疗有很高的价值，与目前所应用的诊断指标相比，PCT在鉴别诊断和控制感染及严重炎症方面提供了额外的信息。随着临床实践性研究的不断深入，临床数据的不断积累，PCT作为一个全身性细菌感染和脓毒症辅助和鉴别诊断的常规指标将成为共识，已经得到广泛的应用。

1.  外科

       败血症感染和多器官功能衰竭是术后致命的并发症，尽管现代医学有了长足的进步，但对此仍无良策。术后能对并非由原有疾病或手术创伤本身引起的败血症感染作出早期和准确的诊断是成功治疗的关键。
　　PCT浓度不受业已存在的疾病如癌症、变态反应或自身免疫性疾病的影响，PCT明显优于其他炎症因子如CRP和细胞因子，是一种客观肯易检测的指标，有其独特的诊断优势，甚至优于那些带有侵入性，风险性和造价均高的诊断方法，如细针穿刺病理检查法。
　　术后PCT的应用：PCT与严重细菌和败血症感染的发生及其过程有密切的关系，能准确反应引起病变（如腹膜炎）的感染源是否得到根除。每天对降钙素原PCT浓度的监测可对治疗结果做出可靠的评价。PCT可用于手术创伤或复合创伤的监测。PCT用于心脏手术患者，心脏手术使用心肺机，即使患者有白细胞增多症，中性粒细胞增多症，嗜酸性细胞减少症或CRP升高不充分等疾病，PCT浓度通常不升高或仅有轻微升高，故PCT很适合用于败血症的检测。
       器官移植PCT的应用：PCT用于器官移植患者感染的诊断，免疫抑制疗法严重削弱了器官移植患者的抗感染能力。成功的器官移植常受到像严重感染这样的并发症的挑战。31℅的患者器官移植后第一年内发生感染，感染症状可被急、慢性排斥所掩盖，因此对排斥反应期出现的感染不能作出早期和可靠的诊断。器官移植患者使用PCT检测，可早期引入治疗从而提高生存率以及缩短住院时间。降钙素原PCT的释放不是由急性或慢性器官排斥反应刺激引起的，所以高浓度的PCT即可认为有感染存在。如果PCT浓度超过10 ng／ml，98℅的可能是感染而非器官排斥。PCT可早在感染发生仅2小时即可提示有系统性感染的存在。感染早期PCT＞0.1 ng／ml，其灵敏度77℅，特异性100℅，逐月的PCT浓度监测可对抗微生物疗法的疗效作出可靠的评价。

2.  内科

    内科重症监护医疗中的问题常围绕着感染的诊断及是否与感染有关的鉴别诊断而进行。对炎症严重程度及其治疗结果的评价是否有效，是有效治疗方案的必要前提。
　　PCT选择性地对系统性细菌感染、相似菌感染及原虫感染有反应，而对无菌性炎症和病毒感染无反应或仅有轻度反应。因此，PCT能很方便地运用于内科医疗中常见的疾病和综合症的鉴别诊断，如：成人呼吸窘迫症感染性和非感染性病因学的鉴别诊断；胰腺炎感染坏死和无菌性坏死的鉴别诊断；鉴定感染时发热，如接受化疗的肿瘤和血液病患者；在接受免疫抑制剂的患者中，鉴别诊断慢性自身免疫性疾病的急性恶化与风湿性疾病伴系统性细菌感染；鉴别诊断细菌性脑膜炎与病毒性脑膜炎；对接受化疗的中性粒细胞低下症患者，明确是否存在有生命危险的细菌和真菌感染；对接受免疫抑制疗法的器官移植患者，明确是否存在有严重的细菌和真菌感染，同时用于感染和移植排斥反应的鉴别诊断。

3.  儿科

       小儿高热用临床手段常常难以区分不同的感染源，这一问题尤其会影响到因患血液、肿瘤疾病而给予免疫抑制疗法的患者的准确诊断。而且许多疾病伴有继发性免疫病理改变，如风湿性发热等，因此对患儿很难将其与原发性细菌感染相区别。
　　降钙素原PCT对细菌和病毒感染的鉴别诊断有很高的灵敏度和特异性。由于细菌感染和病毒感染治疗上存在本质性的差别，因此PCT对具有非特异性感染症状的患者的治疗可提供有价值的信息。
    检测脑脊液中的蛋白和细胞无助于鉴别小儿细菌性脑膜炎和病毒性脑膜炎，而且许多具有特异性的检测指标之间存在明显的交叉现象。高浓度的PCT只出现于细菌性脑膜炎；而病毒性脑膜炎PCT仍保持在正常范围内（脑脊液中检测不到PCT）。每天按时间对PCT浓度进行监测，可对治疗结果作出可靠的评价。
    PCT也是新生儿败血症高度特异性的指标。许多疾病在早产儿和新生儿中无特异性表现。血液学检查和传统的实验室指标和急性期蛋白对新生儿败血症均不能作出可靠的诊断。微生物检查的结果需要几天的时间，而且阴性结果并不能排除临床感染的存在以及与此相关的高死亡率。与其他炎症诊断指标相比，PCT是一种改进的实验室指标，它对新生儿出生后败血症的诊断具有高度的灵敏度和特异性。PCT也可用于对治疗结果的评价。早产儿和新生儿PCT年龄依赖性正常值：PCT于出生后24-30小时达其生理性高峰21ng／ml，但平均值仅为2 ng／ml，。出生后第三天起，PCT正常参考值同成人。早产儿和新生儿败血症感染，PCT可作出较传统方法更早更具特异性的诊断，它对新生儿诊断的灵敏度和特异性可达100℅。

4．血液肿瘤科

       对因接受化疗或骨髓移植而引起的免疫抑制和中性粒细胞减少的患者来说，严重的感染是致命的并发症，化疗期间有多种原因引起发热。发热通常是细菌、病毒或真菌感染的症状，但有时是治疗过程中对药物的反应。肿瘤细胞溶解引起的发热较常见，大多数病例的发热源仍不清楚。PCT有助于对细菌和真菌引起的系统性感染作出明确的诊断。即使是化疗患者，PCT对是否有败血症感染也能作出可靠的检测和评估。
　　中性粒细胞减少症患者常常缺乏炎症的特异性症状。PCT在免疫抑制和中性粒细胞减少患者中的表现与无免疫抑制患者中观察的结果相似。其诊断价值已明显优于CRP和细胞因子。
　　骨髓移植患者或造血干细胞移植患者很长一段时间内不论从数量上还是质量上，均存在体液和细胞免疫缺陷这将掩盖因细菌、真菌、病毒及原虫引起的严重的系统性感染。PCT浓度的升高对细菌性全身感染有很高的诊断率。如果同种异体移植后出现败血症休克，血浆PCT浓度极度升高，表明预后不良。

5．麻醉科

       术后败血症感染和多器官功能衰竭仍然是现在重症监护病房中最常见的死亡原因。中小手术血浆PCT浓度通常在正常范围内，大手术如大的腹部手术或胸部手术，术后1-2天内PCT浓度常有升高，通常为0.5-2.0 ng／ml，偶尔超过5 ng／ml，这种情况常以24小时的半衰期速度几天内降至正常水平。因此术后因感染造成的PCT高浓度或持续高水平很容易给予鉴别。
　　复合创伤后12-24小时，PCT中度升高，可达2.0 ng／ml，严重的肺或胸部创伤，PCT可达5 ng／ml，如没有感染并发症一般以半衰期速度降至正常范围。

三、总结、未来方向和结论

       对于ICU上呼吸道感染和下呼吸道感染的病人来说，他们感染败血症和术后感染，随机对照实验研究显示使用PCT运算法则的功效可指导抗生素治疗。对于其他类型的感染，可进行观察性研究，但重要的是其受缺乏金标准所限制。大多数干预性研究在欧洲国家内进行，包括瑞士、德国、法国和丹麦（两个在中国进行），验证研究在受到批准的其他国家和大洲进行。重要的是，在临床和微生物评估的背景下，评估PCT水平。因为PCT的动力学是诊断和预后预测的兴趣，如果可行可重复进行检测，尤其是在病人是否需停止抗生素治疗时。PCT测定的局限性包括假阳性和假阴性结果。无细菌感染时，PCT水平非特异性升高可看作为是大量细胞坏死情况，如在严重创伤或外科手术后出现的情况。在这些情况下，PCT数值通常适度升高，在随访检测中快速降低。相反的，在感染早期或局部感染情况下，PCT水平看似降低，但在随访检测中却升高。因此，在低浓度水平PCT发生微妙变化时，需要高灵敏度PCT实验进行监控，可改善检测灵敏度和患者安全。
       新出现的抗菌介质的细菌耐药性要求我们更努力来减少抗生素在自限性非细菌性、自发性疾病的不必要的长期使用。医生和病人有着共同的目标，尽快改善感染症状，经常将抗生素作为最快速的干预药物来实现目标。这个“均一尺寸”适合所有方法，但是并没有考虑谁会从抗生素治疗获益这个基本问题，如果进行治疗最佳的治疗时间是多少。使用PCT，会反映细菌感染的可能性和感染的严重性，并指导抗生素治疗，这是一种有说服力的、以循证为基础的方法，使抗生素的使用更为合理。
       2012年9月中国国内发表的《降钙素原PCT急诊临床应用的专家共识》指出：脓毒症患者的PCT水平明显高于非脓毒症患者。且PCT升高对细菌感染导致的脓毒症特异性很高，可作为诊断脓毒症和鉴别严重细菌感染的生物标志物。同时，与单纯的临床检测标准相比，PCT检测可显著提高SIRS/脓毒症诊断的敏感性（97%）和特异性（78%）。把PCT加入诊断标准后，诊断准确率从0.77提高到0.94。目前PCT诊断脓毒症的界值水平为>0.5ng/ml。PCT<0.05ng/ml的患者患高风险细菌性感染的可能性非常小。PCT浓度从0.5ng/ml上升超过2ng/ml时，严重细菌感染或脓毒症的发生率增高。如果PCT值大于 2ng/ml甚至大于10ng/ml时，脓毒症、严重脓毒症或者脓毒症休克的可能性非常大（超过90%）。高水平PCT表明全身炎症反应非常严重，死亡风险很高，应立即开始抗生素及针对性治疗。
       以上的降钙素原PCT分界值都是基于PCT检测的专利拥有者Thermo-Fisher 公司的BRAHMS PCT 而来的。拥有此专利使用权的市场上的在售产品有Thermo-Fisher 的BRAHMS PCT Q，生物梅里埃公司的BRAHMS PCT和罗氏公司的BRAHMS  PCT以及索林，西门子，雅培，日本光电，美艾利尔等多家公司。采用的方法是双抗夹心免疫法。目前其它的PCT检测方法有凝胶层析法及高效液相色谱分析法，但是很难做到自动化检测。