慕月晶，　王偉佳，　嚴(yán)海忠,　徐全中，　闞麗娟，　歐陽能良，　黃燕華，　張秀明

(中山大學(xué)附屬中山醫(yī)院檢驗醫(yī)學(xué)中心，廣東 中山 528403)

PCT檢測在全身和局部細菌感染診斷中的臨床應(yīng)用

慕月晶，王偉佳，嚴(yán)海忠,徐全中，闞麗娟，歐陽能良，黃燕華，張秀明

(中山大學(xué)附屬中山醫(yī)院檢驗醫(yī)學(xué)中心，廣東 中山 528403)

摘要：目的評價血清降鈣素原(PCT)定量檢測在全身和局部細菌感染診斷中的臨床應(yīng)用價值。方法采用美國臨床實驗室標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(CLSI)頒布的EP15-A2文件驗證羅氏Cobas E601電化學(xué)發(fā)光免疫檢測系統(tǒng)(簡稱Cobas E601)檢測PCT的精密度和準(zhǔn)確度，保證儀器條件符合實驗要求。收集全身和局部細菌感染住院患者697例，聯(lián)合分析患者血培養(yǎng)、痰培養(yǎng)、中段尿培養(yǎng)和腦脊液培養(yǎng)數(shù)據(jù)及其血清PCT結(jié)果，比較全身感染和局部感染及不同部位感染患者血清PCT的變化趨勢，并分析革蘭陽性球菌和革蘭陰性桿菌感染機體PCT的表達差異情況。結(jié)果Cobas E601檢測PCT具有良好的重復(fù)性，總變異系數(shù)(CV)<3.59%，與定值校準(zhǔn)品的偏差<5.0%，符合臨床檢測要求。血清PCT水平在全身和局部感染患者中均升高，且全身感染患者PCT水平明顯高于局部感染患者(P<0.05)；在局部感染中，呼吸系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)感染組間血清PCT水平差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。在全身感染中，革蘭陰性桿菌感染患者血清PCT水平高于革蘭陽性球菌感染患者(P<0.05)；在局部感染中，此2類細菌感染患者血清PCT水平差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。結(jié)論血清PCT水平在全身感染和局部感染患者樣本中均升高，在局部感染中不能通過血清PCT水平鑒別革蘭陰性桿菌和革蘭陽性球菌的感染。

關(guān)鍵詞：降鈣素原；全身感染；局部感染；革蘭陰性桿菌；革蘭陽性球菌

中圖分類號：

文章編號：1673-8640(2015)01-0017-04R446.5

文獻標(biāo)志碼：碼：A

DOI：10.3969/j.issn.1673-8640.2015.01.005

Abstract:ObjectiveTo evaluate the clinical application significance of serum procalcitonin(PCT)quantitation determination in the diagnosis of systemic and local bacterial infections. MethodsThe Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI) EP15-A2 document was employed to verify the precision and accuracy of PCT determination by Roche Cobas E601 chemiluminescence analyzer (Cobas E601) and ensure instrument conditions being complied with the requirement of experiment. A total of 697 patients with systemic and local bacterial infections were enrolled. The results of serum PCT determination, blood culture, sputum culture, middle-urine culture and cerebrospinal culture were used to compare the change trends of serum PCT for systemic and local bacterial infections and for different-part infections. The difference of PCT in Gram-positive cocci and Gram-negative bacilli infections was analyzed. ResultsCobas E601 had good repeatability, and the total coefficient of variation (CV) was <3.59%. The fixed calibration bias was <5.0% and met the clinical determination requirements. For serum PCT, there was significance for systemic and local bacterial infections with having increasing serum PCT level(P<0.05). For local bacterial infection, there was no statistical significance for respiratory system, urinary system and nervous system infections (P>0.05). For systemic bacterial infection, there was higher serum PCT level for patients with Gram-negative bacilli infection than with Gram-positive cocci infection (P<0.05). For local bacterial infection, there was no statistical significance for patients with Gram-negative bacilli infection and Gram-positive cocci infection (P>0.05). ConclusionsIn patients with systemic and local bacterial infections， serum PCT level has high expression, and serum PCT level can not identify local bacterial infection Gram-negative bacilli and Gram-positive cocci infections.

作者簡介：慕月晶，女，1984年生，學(xué)士，技師，主要從事臨床微生物檢驗研究。

通訊作者：張秀明，聯(lián)系電話：0760-89880351。

收稿日期：(2014-02-15)

The clinical application of PCT in the diagnosis of systemic and local bacterial infectionsMUYuejing,WANGWeijia,YANHaizhong,XUQuanzhong,KANLijuan,OUYANGNengliang,HUANGYanhua,ZHANGXiuming.(CenterofLaboratoryMedicine,ZhongshanHospitalAffiliatedtoSunYat-senUniversity,GuangdongZhongshan528403,China)

Key words: Procalcitonin；Systemic bacterial infection； Local bacterial infection； Gram-negativebacillus；Gram-positivecoccus

降鈣素原(procalcitonin ，PCT)是一種由甲狀腺Ce-細胞、肺或腸道的神經(jīng)內(nèi)分泌細胞分泌的蛋白質(zhì)。正常條件下人血清PCT水平極低，但在系統(tǒng)性炎癥反應(yīng)綜合征、膿毒癥、創(chuàng)傷及急慢性肺炎時患者血清中的水平顯著升高。而在自身免疫、過敏、病毒感染及局部感染時血清PCT水平尚存爭議。同時有研究證明單一內(nèi)毒素注射后，血清PCT水平快速增高[1]。由此可見，PCT在人體血液中的含量與細菌感染密切相關(guān)。近年來，由感染引發(fā)的膿毒癥逐年增高，死亡率也明顯高于心血管疾病和常見腫瘤。更為重要的是膿毒癥的正確診斷和治療推遲1 h，死亡率增加7.6%。因此，我們探討了PCT在系統(tǒng)感染和局部感染中的臨床應(yīng)用價值，旨在為感染的早期診斷及鑒別診斷提供切實有效的依據(jù)。

材料和方法

一、試劑與儀器

PCT采用瑞士羅氏Cobas E601電化學(xué)發(fā)光免疫分析儀(簡稱Cobas E601)測定，校準(zhǔn)液、試劑、質(zhì)控品均由羅氏公司提供。血培養(yǎng)采用BacT/Alert3D全自動血培養(yǎng)檢測系統(tǒng)及配套血培養(yǎng)瓶(包括需氧、厭氧、兒童瓶)和Vitek 2 Compact全自動微生物分析儀，均購自法國生物梅里埃公司。

二、Cobas E601檢測PCT的精密度和準(zhǔn)確度驗證

根據(jù)美國臨床實驗室標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(Clinical and Laboratory Standards Institute ，CLSI)EP15-A2文件對精密度的驗證要求[2]，結(jié)合Cobas E601儀器說明書，選接近說明書中廠商對分析物的評價濃度作為實驗濃度，其中PCT分別選用0.55、10.46、0.10、0.48和56.84 ng/mL，除最后2個濃度為質(zhì)控品外，其余濃度樣本均為高值檢測樣本，采用低值血清進行配制，-70 ℃冰箱保存。配制樣本的理論值均連續(xù)檢測5次后計算均值求得。然后將以上每個濃度樣本分為20份，每天檢測4份，連續(xù)檢測5 d，記錄并分析數(shù)據(jù)。同時，對2個水平不同批號的定值校準(zhǔn)品進行檢測，重復(fù)檢測3次，取均值和靶值進行比較，計算相對偏差，以相對偏差≤1/2允許總誤差(total allowable analytical error，TEa)判斷準(zhǔn)確度性能的可接受性[3]。

三、細菌培養(yǎng)與鑒定

嚴(yán)格按《全國臨床檢驗操作規(guī)程》(第3版)的操作規(guī)程進行血培養(yǎng)、痰培養(yǎng)、中段尿培養(yǎng)和腦脊液培養(yǎng)，當(dāng)其中僅有一種培養(yǎng)陽性，而且只有一種致病菌或可疑致病菌時，收集其樣本采集24 h內(nèi)的血清PCT檢測結(jié)果，新生兒樣本除外。但對同一患者同期多次培養(yǎng)結(jié)果相同者，取首次培養(yǎng)結(jié)果及24 h內(nèi)的血清PCT檢測結(jié)果；對單次血培養(yǎng)為凝固酶陰性的葡萄球菌或微球菌等常見污染菌且不能排除污染者，則剔除該樣本。

四、全身感染和局部感染患者血清PCT表達趨勢分析

在感染分組方面，由于目前尚缺乏感染篩選和分組標(biāo)準(zhǔn)，且血液檢查指標(biāo)缺乏特異性，本研究將血培養(yǎng)陽性者視為全身感染，各系統(tǒng)的臨床樣本(如痰、中段尿和腦脊液)培養(yǎng)致病菌陽性者視為局部感染。樣本采集人群大部分來自初診患者，并在抗菌藥物使用前采集細菌樣本(同一患者同一部位的陽性樣本按1次統(tǒng)計)。分類上述樣本中血培養(yǎng)陽性者196例，痰液培養(yǎng)、中段尿培養(yǎng)以及腦脊液培養(yǎng)致病菌陽性局部感染樣本501例，同批隨機上機檢測血清PCT，觀察全身感染和局部感染PCT表達趨勢。

五、不同部位局部感染患者血清PCT表達差異情況

分類上述局部感染樣本中痰液培養(yǎng)陽性樣本275例為呼吸系統(tǒng)感染，中段尿培養(yǎng)陽性樣本190例為泌尿系統(tǒng)感染，腦脊液培養(yǎng)陽性樣本36例為神經(jīng)系統(tǒng)感染，同期上機檢測血清PCT，分析不同部位局部感染患者血清PCT表達差異情況。

六、 革蘭陽性球菌和革蘭陰性桿菌在全身感染和不同部位局部感染時PCT表達差異情況

分類上述樣本中革蘭陽性球菌導(dǎo)致全身感染的樣本41例，革蘭陰性桿菌導(dǎo)致全身感染的樣本155例，革蘭陽性球菌導(dǎo)致局部感染的樣本142例，革蘭陰性桿菌導(dǎo)致局部感染的樣本359例， 分析革蘭陽性球菌和革蘭陰性桿菌在全身感染和不同部位局部感染時PCT的表達情況。

七、 統(tǒng)計學(xué)方法

用SPSS 19.0 軟件進行統(tǒng)計分析。兩組數(shù)據(jù)均值間的比較采用t檢驗，多組數(shù)據(jù)均值間的比較采用方差分析。以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

結(jié)果

一、精密度和準(zhǔn)確度驗證

不同濃度PCT測定的變異系數(shù)(coefficient of variation,CV)見表1。在所選濃度范圍內(nèi)，廠商聲明的PCT批內(nèi)CV為1.10%～7.11%，總CV為1.65%～8.73%。從表1可見，本研究結(jié)果均低于廠商聲明結(jié)果，并且符合實驗室質(zhì)量目標(biāo)CV<10%的要求。對不同批號PCT校準(zhǔn)品進行重復(fù)測定，計算偏倚，可得PCT檢測的準(zhǔn)確度。PCT相對定值參考品偏差為(2.17±1.21)%，偏差均<5.0%。

表1　Cobas E601檢測PCT的精密度

二、全身感染和局部感染患者血清PCT水平的比較

196例全身感染患者血清PCT水平為(21.25±2.30) ng/mL，501例局部感染患者血清PCT水平為(4.13±0.91) ng/mL，兩組之間血清PCT水平差異有統(tǒng)計學(xué)意義(t=7.213，P<0.05)。

三、不同部位局部感染患者血清PCT表達差異情況

痰液培養(yǎng)陽性、中段尿培養(yǎng)陽性及腦脊液培養(yǎng)陽性的患者血清PCT水平分別為(4.45±2.02)、(4.03±2.89)及(2.15±1.61)ng/mL，三者間差異無統(tǒng)計學(xué)意義(F=0.695,P>0.05)。

四、革蘭陰性桿菌和革蘭陽性球菌感染患者血清PCT水平的變化趨勢

將全身感染患者分為革蘭陰性桿菌致全身感染組和革蘭陽性球菌致全身感染組，前者共155例，血清PCT水平為(23.83±2.74) ng/mL；后者共41例，血清PCT水平為(11.5±3.87) ng/mL，兩組之間差異有統(tǒng)計學(xué)意義(t=2.21，P<0.05)。在局部感染中，359例革蘭陰性桿菌感染者血清PCT水平為(4.64±2.44) ng/mL，142例革蘭陽性球菌感染者血清PCT水平為(2.80±1.57) ng/mL，兩組比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。革蘭陰性桿菌致呼吸系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)感染患者分別為183、160和16例，血清PCT水平依次為(5.37±2.74)、(3.88±1.46)、(2.82±1.77 )ng/mL；革蘭陽性球菌致呼吸系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)感染患者分別為92、30和20例，血清PCT水平依次為(2.61±1.01)、(4.83±2.94)、(1.62±0.62) ng/mL,各組之間差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。

討論

本研究應(yīng)用CLSI EP15-A2文件對Cobas E601檢測PCT的精密度和準(zhǔn)確度進行評價，證實兩者的分析性能符合要求。本研究結(jié)果顯示，血清PCT水平不僅可以鑒別全身感染和局部感染，也可區(qū)分是革蘭陰性桿菌致全身感染還是革蘭陽性球菌致全身感染；但在局部感染中，不能通過血清PCT水平鑒別革蘭陰性桿菌和革蘭陽性球菌的感染。

感染是危重病常見病因和并發(fā)癥。細菌感染時血清PCT水平升高，而在健康生理狀況下血清PCT水平幾乎不能檢測到(<0.1 ng/mL)。因此PCT在1993年被ASSICOT等[4]提出作為炎癥、膿毒癥的血清標(biāo)志。有研究表明，在感染性全身炎癥反應(yīng)綜合征時PCT升高，在嚴(yán)重感染性全身炎癥反應(yīng)綜合征并有全身表現(xiàn)者會明顯增高，而在病毒感染或其它非細菌感染性疾病中PCT不升高或輕度升高，其有助于臨床鑒別細菌感染性疾病和非細菌感染性疾病、局部輕癥感染和全身重癥感染[5]。而近年來，在眾學(xué)者不斷探索和研究下，PCT的生物學(xué)特性和臨床應(yīng)用不斷被發(fā)現(xiàn)。PCT升高的誘導(dǎo)因素及PCT升高后導(dǎo)致的結(jié)果如何已成為眾學(xué)者研究的焦點。DANDONA等[1]報道，對健康受試者注射內(nèi)毒素可刺激血清PCT、腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factor-alpha，TNF-α)、白細胞介素6(interleukin 6，IL-6)水平升高，PCT在4 h開始升高，6 h達高峰，維持8～24 h；而TNF-α在1 h即迅速升高， 2 h達峰值，6 h后恢復(fù)正常；IL-6在3 h即達峰值，約8 h后降至正常，由此可推測內(nèi)毒素可能是血清PCT升高的原因。但WANNER等[6]在創(chuàng)傷后PCT升高的患者體內(nèi)僅檢測出微量的內(nèi)毒素，不支持該說法。從DANDONA等[1]報道中還發(fā)現(xiàn)PCT的升高也可能是由于TNF-α、IL-6作用的結(jié)果。有試驗證實注射白細胞介素2(interleukin 2,IL-2)后PCT會升高。WHANG等[7]的動物實驗證明，TNF-α、白細胞介素1β(interleukin 1 beta, IL-1β)等均可誘導(dǎo)PCT水平升高，但PCT不能刺激TNF-α、IL-1β表達。因此PCT可能是一種次級炎癥介質(zhì)，可放大并加重炎癥反應(yīng)，但不能啟動炎癥反應(yīng)。NYLEN等[8]也證實了這一觀點，他們建立了倉鼠膿毒癥模型，注射PCT可引起實驗動物死亡率升高，而給予PCT中和抗體后死亡率降低，證實了PCT參與炎癥反應(yīng)的級聯(lián)反應(yīng)；而給予同樣劑量的PCT注射到健康動物體內(nèi)并不會引起動物的死亡，說明了PCT不是炎癥反應(yīng)的始動因子，其僅有放大炎癥反應(yīng)的作用。在細菌領(lǐng)域也有報道，革蘭陰性菌血癥時PCT水平顯著高于革蘭陽性菌血癥[9]。本研究同樣證實了革蘭陰性桿菌致全身感染患者血清PCT水平升高尤為顯著。眾所周知，革蘭陰性桿菌細胞壁中的脂多糖(lipopolysaccharide，LPS)可激活巨噬細胞釋放白細胞介素(interleukin 1, IL-1)、TNF-α及IL-6等細胞因子，進而誘導(dǎo)PCT水平升高。那么，革蘭陽性菌感染是如何導(dǎo)致PCT水平升高的呢？如葡萄球菌產(chǎn)生毒性休克綜合征毒素1(toxic shock syndrom toxin 1，TSST-1)，其一方面可誘導(dǎo)單核細胞產(chǎn)生IL-1、TNF,另一方面作為超抗原激活大量T細胞和單核細胞釋放細胞因子。由此可見，無論何種細菌，凡能刺激產(chǎn)生細胞因子的致病物質(zhì)即可導(dǎo)致PCT水平升高，只不過內(nèi)毒素是革蘭陰性桿菌的主要致病物質(zhì)，葡萄球菌的主要致病物質(zhì)是腸毒素，而非TSST-1。這與王凱飛等[10]研究發(fā)現(xiàn)血培養(yǎng)陽性患者中革蘭陰性桿菌導(dǎo)致PCT的陽性率更高相符合。

除此之外，本研究結(jié)果還顯示，在局部感染中不能通過血清PCT水平鑒別何系統(tǒng)、何細菌的感染，那么用相關(guān)系統(tǒng)的樣本進行PCT檢測能否不同。據(jù)孫學(xué)東等[11]報道，支氣管肺泡灌洗液中PCT水平始終高于血清，同樣杜娟等[12]認(rèn)為痰液PCT水平較血清PCT水平更能反應(yīng)肺部細菌感染情況；也有報道顯示尿液中PCT的濃度波動較大，且尿液PCT水平低于血清PCT，比例約為1∶4[13]。為此，本研究特收集了12例泌尿系統(tǒng)感染的血清PCT和尿液PCT檢測結(jié)果，意外發(fā)現(xiàn)2種樣本類別的PCT水平各有高低。由此可見，尿液PCT和血清PCT聯(lián)合檢測對泌尿系感染的診斷具有一定的臨床價值，但還有待商榷。PCT水平在感染中的臨床應(yīng)用遠不止于此，相信在今后的堅持和努力探究中，其價值將會日臻完善。

參考文獻

[1]DANDONA P, NIX D, WILSON MF, et al. Procalcitonin increase after endotoxin injection in normal subjects[J]．J Clin Endocrinol Metab，1994，79(6)：1605-1608．

[2]Clinical and Laboratory Standards Institute. User demonstration of performance for precision and accuracy; approved guideline-second edition[S]. EP15-A2, CLSI, 2004.

[3]National Committee for Clinical Laboratory. User demonstration of performance for precision and accuracy; approved guideline[S]. EP-15A, NCCLS, 2001.

[4]ASSICOT M, GENDREL D, CARSIN H, et al. High serum procalcitonin concentrations in patients with sepsis and infection[J].Lancet，1993，341(8844)：515-518.

[5]張宗新.降鈣素原在細菌感染性疾病診斷中的應(yīng)用探討[J]．檢驗醫(yī)學(xué)，2006，21(2)：117-119.

[6]WANNER GA, KEEL M, STECKHOIZ RU, et al. Relationship between procalciton in plasma and severity of injury, sepsis, organ failure, and mortality in injured patients[J]. Crit Care Med, 2000, 28(4): 950-957.

[7]WHANG KT， VATH SD， BECKER KL， et al． Procalcitonin and proinflammatory cytokine in interactions in sepsis[J]．Shock，1999， 12(4)：268-273．Corrected and republished in：Shock，2000，14(1)：73-78．

[8]NYLEN ES, WHANG KT, SNIDER RH, et al. Mortality is increased by procalcitonin and decreased by an antiserum reactive to procalcitonin in experimental sepsis[J]. Cirt Care Med, 1998, 26(6): 1001-1006.

[9]FENDLER WM， PIOTROWSKI AJ．Procalcitonin in the early diagnosis of nosocomial sepsis in preterm neonates[J]．J Paediatr Child Health，2008，44(3)：114-118．

[10]王凱飛，沈定霞，劉朝軍，等．血清降鈣素原定量檢測與血培養(yǎng)結(jié)果的比較[J]．中華檢驗醫(yī)學(xué)雜志，2012，35(3)：243-246．

[11]孫雪東，董金芳，陸地，等．支氣管肺泡灌洗液中炎癥因子在呼吸機相關(guān)性肺炎患者中的動態(tài)變化[J]．中華醫(yī)院感染學(xué)雜志，2010，20(15)：2189-2191．

[12]杜娟，黃金蓮，應(yīng)巧玲，等.痰液降鈣素原檢測在兒童社區(qū)獲得性肺炎中的應(yīng)用[J]．檢驗醫(yī)學(xué)，2011，26(3)：147-149.

[13]LEVEL C, CHAUVEAU P, GUISSET O, et al. Mass transfer, clearance and plasma concentration of procalcitonin during continuous venovenous hemofiltration in patients with septic shock and acute oliguric renal failure[J]. Crit Care, 2003, 7(6): R160-R166.

(本文編輯：姜敏)