徐 俐 綜述,甘華田 審校
(1.四川大學(xué)華西醫(yī)院 a.消化內(nèi)科,b.老年醫(yī)學(xué)中心,四川 成都 610041;2.四川省醫(yī)學(xué)科學(xué)院·四川省人民醫(yī)院城東病區(qū)消化內(nèi)科,四川 成都 610101)
△通訊作者
血清降鈣素原與潰瘍性結(jié)腸炎的相關(guān)性研究進(jìn)展
徐 俐1a,2綜述,甘華田1b△審校
(1.四川大學(xué)華西醫(yī)院 a.消化內(nèi)科,b.老年醫(yī)學(xué)中心,四川 成都 610041;2.四川省醫(yī)學(xué)科學(xué)院·四川省人民醫(yī)院城東病區(qū)消化內(nèi)科,四川 成都 610101)
潰瘍性結(jié)腸炎(ulcerative colitis,UC)是一種慢性非特異性腸道炎癥性疾病,具體的發(fā)病機(jī)制未明,其中腸道細(xì)菌感染是UC發(fā)生的重要誘因。血清降鈣素原(serum procalcitonin,PCT)是細(xì)菌感染的重要標(biāo)志物,由此推測PCT可能對UC的診斷和病情評估具有重要臨床價值。目前國內(nèi)外已有研究發(fā)現(xiàn)PCT與UC的活動度、預(yù)后有一定相關(guān)性,本文就兩者的臨床相關(guān)性作簡要綜述。
血清降鈣素原;潰瘍性結(jié)腸炎;腸道細(xì)菌感染
潰瘍性結(jié)腸炎(ulcerative colitis,UC)是一種慢性非特異性腸道炎癥性疾病,其病變好發(fā)于直腸和乙狀結(jié)腸的黏膜及黏膜下層,呈連續(xù)性彌漫性分布,臨床表現(xiàn)為腹痛、腹瀉、解黏液膿血便[1],部分患者可伴有關(guān)節(jié)、眼睛、皮膚損傷及肝膽管類疾病。多數(shù)研究認(rèn)為UC屬于自身免疫性疾病的一種,發(fā)病機(jī)制可能和感染、遺傳、自身免疫及神經(jīng)精神等多種因素有關(guān),上述因素導(dǎo)致腸道黏膜免疫系統(tǒng)異常反應(yīng),從而引起慢性炎性病變。其中,腸道細(xì)菌感染被認(rèn)為是UC的一項(xiàng)獨(dú)立危險因素。在UC的發(fā)生、發(fā)展及轉(zhuǎn)歸過程中,始終有慢性炎癥存在,炎性細(xì)胞在趨勢因子作用下引起結(jié)直腸黏膜和黏膜下層發(fā)生炎性改變,同時分泌多種炎性細(xì)胞因子參與該過程,促炎細(xì)胞因子增加(如TNF-α、IL-6)、抗炎細(xì)胞因子減少(如IL-4、IL-10)將導(dǎo)致UC病情加重[2]。
UC的診斷和病情活動度的評估主要依靠臨床癥狀、內(nèi)鏡檢查、病理活檢及放射造影[3],但是創(chuàng)傷大,較難用于監(jiān)測病情。臨床上多采用C反應(yīng)蛋白、血沉和白細(xì)胞等傳統(tǒng)指標(biāo)監(jiān)測UC的嚴(yán)重程度,但目前國內(nèi)外有研究發(fā)現(xiàn)血清降鈣素原(serum procalcitonin,PCT)與UC有一定相關(guān)性,為臨床上評估UC病情及活動度提供了另一種方法。PCT由Moya等[4]于1975年發(fā)現(xiàn),1993年Assicot等[5]首次報道細(xì)菌感染的患者血清PCT濃度明顯升高,由此開拓了PCT的研究方向。PCT是血清降鈣素的前肽,是一種無激素活性的糖蛋白,由116個氨基酸組成,其相對分子質(zhì)量約為13000,半衰期為25~30小時[6]。PCT來自于第11號染色體(11p 15.4)上的單拷貝基因,轉(zhuǎn)錄后在甲狀腺濾泡旁細(xì)胞粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)翻譯成PCT前體,TNF-α與IL-6分別對PCT的產(chǎn)生具有調(diào)控作用[7]。TNF-α是一種蛋白因子,由Caswell等[8]于1975年發(fā)現(xiàn),主要由革蘭陰性菌脂多糖激活的單核巨噬細(xì)胞產(chǎn)生。TNF-α可增強(qiáng)T、B淋巴細(xì)胞及單核巨噬細(xì)胞的功能,能與多種細(xì)胞因子協(xié)同作用,誘導(dǎo)炎癥介質(zhì)產(chǎn)生,是公認(rèn)的介導(dǎo)UC的細(xì)胞因子。IL-6是一個具有多種潛能的細(xì)胞因子,UC的炎性病變可能與IL-6的過度產(chǎn)生有一定關(guān)系[2]。
生理情況下甲狀腺C細(xì)胞產(chǎn)生極少量的PCT,由特異蛋白酶將PCT剪切為降鈣素、降鈣蛋白和N-末端殘基[9],健康人的血清中PCT濃度一般<0.1 ng/ml,在體內(nèi)穩(wěn)定存在,當(dāng)機(jī)體嚴(yán)重感染時PCT可升高至1000 ng/ml,相當(dāng)于正常人的2000倍[10]。在細(xì)菌感染等病理情況下,PCT可同時由肝臟巨噬細(xì)胞和單核細(xì)胞,肺、腸道組織的淋巴細(xì)胞及內(nèi)分泌細(xì)胞分泌,感染后2小時即可在血清中監(jiān)測出,12~24小時達(dá)到峰值[11],感染控制后2~3天恢復(fù)正常水平。同時PCT的濃度不受機(jī)體免疫抑制狀態(tài)的影響,當(dāng)機(jī)體處于嚴(yán)重細(xì)菌感染,即使患者處于免疫抑制狀態(tài)或尚無明顯的臨床表現(xiàn),PCT濃度也可明顯升高,并且PCT升高程度與感染的嚴(yán)重程度呈正相關(guān)[6]。
人體腸道內(nèi)有近500種細(xì)菌群體,數(shù)量約為1×1014[12],主要位于結(jié)腸和末端小腸[13]。當(dāng)發(fā)生腸道細(xì)菌感染時,腸道的定植菌(如大腸桿菌、擬桿菌等)增殖并產(chǎn)生細(xì)菌內(nèi)毒素,促進(jìn)PCT釋放入血,血清PCT水平升高[14]。Sellon等[15]研究發(fā)現(xiàn)通過敲除IL-10基因造成免疫缺陷的小鼠在腸道無菌環(huán)境下不會發(fā)生結(jié)腸炎,重新恢復(fù)腸道正常菌群狀態(tài)即表現(xiàn)出腸道慢性炎癥。Guslandi[16]研究發(fā)現(xiàn)越靠近肛側(cè)的大腸細(xì)菌濃度越高,而UC的好發(fā)部位和最嚴(yán)重的部位恰好是細(xì)菌濃度最高的遠(yuǎn)端大腸,說明人體胃腸道細(xì)菌的分布與UC的好發(fā)部位相吻合。
與健康人相比,UC患者結(jié)腸樣本中的黏膜存在著嚴(yán)重的細(xì)菌感染[17~20]。在活動期 UC 患者的腸道內(nèi),類桿菌和梭狀芽孢菌明顯增多,且與UC病程嚴(yán)重度呈正相關(guān)[21]。de Souza等[22~23]發(fā)現(xiàn)UC患者腸道大腸埃希菌較健康對照組增加。Roediger等[24]發(fā)現(xiàn)UC患者糞便中的硫酸鹽還原菌較健康人增加。Pilarczyk-Zurek等[25]發(fā)現(xiàn)活動期UC患者病變腸段的大腸埃希菌增加。以上研究報道均說明腸道菌群與UC的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。除此之外,UC患者腸道中雙歧桿菌、乳桿菌數(shù)量顯著減少也是目前國內(nèi)外比較一致的觀點(diǎn)[26]。
臨床上多采用C反應(yīng)蛋白、血沉、白細(xì)胞評估UC的病情活動度,但存在較低的靈敏度和特異性。PCT是細(xì)菌感染的可靠指標(biāo),同時PCT也被用于評估慢性炎癥和自身免疫性疾病,如肺韋格納肉芽腫[27]、系統(tǒng)性紅斑狼瘡、抗中性粒細(xì)胞胞漿抗體相關(guān)性血管炎[28]。鑒于上述觀點(diǎn)以及腸道細(xì)菌與UC、PCT的相關(guān)性,推測PCT可能是UC病情與活動度的判斷指標(biāo)之一。
2.1 PCT在UC患者與健康對照組的對比 國外Shigeo等[29]研究發(fā)現(xiàn)UC患者PCT水平較健康對照組顯著升高。國內(nèi)劉建輝等[30~37]研究同樣發(fā)現(xiàn)UC患者PCT水平明顯高于健康對照組。上述研究表明PCT可作為監(jiān)測UC病情的指標(biāo)。另外在國內(nèi)的研究中,楊旭光等[35,36,38]發(fā)現(xiàn)緩解期UC患者PCT水平高于健康對照組,而周霞等[37]發(fā)現(xiàn)緩解期UC患者PCT水平與健康對照組差異無統(tǒng)計學(xué)意義,這需要更多研究以證明PCT是否與緩解期UC有相關(guān)性。
2.2 PCT與UC嚴(yán)重程度、活動度的相關(guān)性 Shigeo等[29]研究發(fā)現(xiàn)重度UC患者血清PCT較輕、中度UC患者的PCT升高(但PCT在輕、中度UC患者和健康對照組之間對比差異無統(tǒng)計學(xué)意義),Mayo評分為3分的UC患者血清PCT較2分UC患者的PCT明顯升高。在該實(shí)驗(yàn)中,Shigeo同時發(fā)現(xiàn)重度UC患者的C反應(yīng)蛋白不會較輕、中度UC患者的C反應(yīng)蛋白顯著升高,Mayo評分為3分的UC患者的C反應(yīng)蛋白也不會較2分患者的C反應(yīng)蛋白明顯升高,說明PCT較C反應(yīng)蛋白有更高的靈敏度。除此之外,國內(nèi)袁柏思等[34~39]研究也發(fā)現(xiàn)重度UC患者血清PCT顯著高于中、輕度UC患者。同時,李楠等[35~39]通過分層研究發(fā)現(xiàn)重度UC患者的PCT水平高于中度UC患者,中度UC患者的PCT水平高于輕度UC患者。其中李楠等[35,37]還發(fā)現(xiàn)活動期UC患者的PCT水平高于緩解期UC患者的PCT水平。以上研究說明PCT水平與UC的嚴(yán)重程度呈正相關(guān),隨病情活動度的變化而變化。
2.3 PCT與UC病程、療效觀察及預(yù)后的相關(guān)性
彭華軍[32]研究發(fā)現(xiàn)病程≥3年、病情嚴(yán)重的UC患者血清PCT水平顯著髙于病程<3年、病情輕的UC患者,但是UC患者血清PCT在性別、年齡和病變部位的差異無統(tǒng)計學(xué)意義。該研究表明PCT與UC的病程和病情嚴(yán)重程度呈正相關(guān),病程越長、病情越嚴(yán)重的患者血清PCT越高。劉建輝等[30,33,38]研究發(fā)現(xiàn)給予氨基水楊酸類藥物或激素治療后,UC患者血清PCT水平較治療前的PCT水平顯著下降。另外,在袁柏思等[34]的研究中,PCT、血沉、C反應(yīng)蛋白、白細(xì)胞、血小板預(yù)測重度UC的ROC曲線下面積(95%可信區(qū)間)分別為0.895(0.721~0.992)、0.727(0.548~0.906)、0.856(0.721~0.992)、0.665(0.463~0.867)、0.636(0.421~0.852),PCT的面積高于C反應(yīng)蛋白、血沉、白細(xì)胞和血小板等傳統(tǒng)的炎癥指標(biāo),說明PCT在判斷UC的嚴(yán)重程度方面優(yōu)于上述傳統(tǒng)指標(biāo)。根據(jù)袁柏思研究中PCT的分級檢驗(yàn)效能和ROC曲線,PCT>0.1 μg/L作為閾值能夠預(yù)測大部分重度UC,這與Oussalah等[40]報道的將PCT≥0.14 μg/L作為預(yù)測重度UC閾值的觀點(diǎn)較接近。上述研究說明PCT可作為UC療效觀察的指標(biāo),對判斷病情的預(yù)后有著重要的臨床價值。
2.4 PCT與外周血炎癥相關(guān)指標(biāo)的相關(guān)性分析 袁柏思等[34]研究發(fā)現(xiàn)PCT與C反應(yīng)蛋白、IL-6、血沉呈明顯正相關(guān),與白蛋白水平呈明顯負(fù)相關(guān),與白細(xì)胞、血小板的相關(guān)性無統(tǒng)計學(xué)意義。王明濤[33]的研究也證明PCT與C反應(yīng)蛋白呈正相關(guān)。周霞等[37]的研究證明PCT與TNF-α呈正相關(guān)。上述研究充分表明PCT能與評估UC活動度的傳統(tǒng)指標(biāo)一樣用于監(jiān)測UC的病情,為臨床評估UC提供了另一種高敏感性、高特異性的方法。
雖然目前已有部分研究驗(yàn)證了PCT與UC的相關(guān)性,但尚無證據(jù)表明PCT在UC的發(fā)病機(jī)制中有直接作用。鑒于UC與炎癥的關(guān)系,以及PCT調(diào)控炎癥的事實(shí),推測可能是炎癥導(dǎo)致UC的同時引起PCT升高,而不是PCT直接導(dǎo)致UC的發(fā)生[32]。另外,Oru?等[41]和Yasser等[42]研究提出PCT對判斷UC的活動度沒有臨床價值,這需要做更多的研究以證實(shí)PCT在UC患者中的實(shí)用性。
PCT作為感染性炎性標(biāo)志物的作用已經(jīng)被廣泛認(rèn)可,通過本文里的各項(xiàng)研究,提示PCT還能用于評估UC的病情嚴(yán)重程度及活動度,能觀察療效及預(yù)測重度UC。但是本文提及的研究存在樣本量少、部分入選病例既往已給予藥物治療等不足,因此需要更多的大樣本及多中心前瞻性隊(duì)列研究,以進(jìn)一步證實(shí)PCT用于監(jiān)測UC的活動度、評估UC的療效與預(yù)后的價值。
[1] Sung CP,Yoon TJ.Current and emerging biologics for ulcerative colitis[J].Gut Liver,2015,9(1): 18-27.
[2] 李貞娟,張彩鳳,夏永華,等.潰瘍性結(jié)腸炎患者外周血單個核細(xì)胞TLR4的表達(dá)及其與TNF-α和IL-6的相關(guān)性[J].廣東醫(yī)學(xué),2011,32(9):1166-1168.
[3] Gian ET,Maurizio V,Luca P,et al.Differential diagnosis in inflammatory bowel disease colitis: State of the art and future perspectives[J].World J Gastroenterol,2015,21(1): 21-46.
[4] Moya F,Nieto A,Candela JL.Calcitonin biosythesis: evidence for a precursor[J].European Journal of Biochemistry,1975,55(2):407-413.
[5] Assicot M,Gendrel D,Carsin H,et al.High serumprocalcitonin concentrations in patients with sepsis and infection[J].Lancet,1993,341:515-518.
[6] 呼新建,常曉悅.降鈣素原的研究進(jìn)展[J].醫(yī)學(xué)綜述,2010,16(12):1795-1797.
[7] 劉雪燕,徐勇,周知遠(yuǎn),等.血清降鈣素原預(yù)測危重患者院內(nèi)感染的臨床價值[J].現(xiàn)代中西醫(yī)結(jié)合雜志,2010,19(12):1443-1445.
[8] Carswell EA,Old LJ,Kassel RL,et al.An endotoxin-induced serum factor that causes necrosis of tumors[J].Proc Natl Acad Sci USA,1975,72(9): 3666-3670.
[9] Snider RH,Nylen ES,Becker KL.Procalcitonin and its component peptides in systemic Inflammation: immunochemical characterization[J].Investig Med,1997,45(9): 552-560.
[10]Guven H,Altintop L,Baydin A,et al.Diagnostic value of procalciton levels as an early indicator of sepsis[J].Am J Emerg Med,2002,20:202-206.
[11]Michael M.Update on procalcitonin measurements[J].Ann Lab Med,2014,34(4): 263-273.
[12]沈冰冰,錢家鳴.腸道菌群與潰瘍性結(jié)腸炎[J].實(shí)用醫(yī)院臨床雜志,2008,5(5):6-8.
[13]崔路佳,王裕宣.潰瘍性結(jié)腸炎患者腸道菌群改變與炎性指標(biāo)的相關(guān)性研究[J].海南醫(yī)學(xué),2014,25(20):3014-3016.
[14]Stolberg L,Rolfe R,Gitlin N,et al.d-Lactic acidosis due to abnormal gut flora: diagnosis and treatment of two cases[J].N Engl J Med,1982,306:1344-1348.
[15]Sellon RK,Tonkonogy S,Schultz M,et al.Resident enteric bacteria are necessary for development of spontaneouscolitis and immune system activation in interleukin-10-deficient mice[J].Infect Immun,1998,66:5224.
[16]Guslandi M.Antibiotics for infalmmatory bowel disease: do they work[J].Eur J Gastroenterol Hepatol,2005,17(2):145-147.
[17]Macfarlane S,F(xiàn)urrie E,Cummings JH,et al.Chemotaxonomic analysis of bacterial populations colonizing the rectal mucosa in patients with ulcerative colitis[J].Cli Infect Dis,2004,38:1690-1699.
[18]Tamboli CP,Neut C,Desreumaux P,et al.Dysbiosis in inflarrunatorybowel disease[J].Gut,2004,53:1-4.
[19]Furrie E,Macfarlane S,Cummings JH,et al.Systemic antibodies towards mueosal bacteria in ulcerative colitis and Crohn’s disease differentially activate the innate immune response[J].Gut,2004,53:91-98.
[20]Ohkusa T,Sato N,Ogihara T,et al.Fusobacterium varium localized in the colonic mucosa of patients with ulcerative colitis stimulates species-specific antibody[J].J Gastroenterol Hepatol,2002,17:849-853.
[21]Ananthakrishnan AN,McGinley EL,Binion DG.Excess hospitalisation burden associated with clostridium difficile in patients with inflammatory bowel disease[J].Gut,2008,57(2):205-210.
[22]de Souza HL,de Carvalho VR,Romeiro FG,et al.Mucosa associated but not luminal Escherichia coli is augmented in Crohn’s disease and ulcerative colitis[J].Gut Pathog,2012,4:21.
[23]宋美茹,姚萍.應(yīng)用實(shí)時熒光定量PCR定量檢測潰瘍性結(jié)腸炎腸道大腸埃希菌、乳酸桿菌及雙歧桿菌屬的變化[J].中國微生態(tài)學(xué)雜志,2012,24(2):239-243.
[24]Roediger WE,Moore J,Babidge W.Colonic sulfide in pathogenesis and treatment of ulcerative colitis[J].Dig Dis Sci,1997,42:1571-1579.
[25]Pilarczyk-Zurek M,Chmielarczyk A,Gosiewski T,et al.Possible role of Escherichia coli in propagation and perpetuation of chronic inflammation in ulcerative colitis[J].BMC Gastroenterol,2013,13:61.
[26]劉玉婷,郝微微,歷娜娜,等.潰瘍性結(jié)腸炎與腸道菌群的研究進(jìn)展[J].世界華人消化雜志,2013,21(27):2802-2807.
[27]Zycinska K,Wardyn KA,Zielonka TM,et al.Procalcitonin as an indicator of systemic response to infection in active pulmonary Wegener’s granulomacytosis[J].J Physiol Pharmacol,2008,59(Suppl 6):839-844.
[28]Eberhard OK,Haubitz M,Brunkhorst FM,et al.Usefulness of procalcitonin for differentiation between activity of systemic autoimmune disease(systemic lupus erythematosus/systemic antineutrophil cytoplasmic antibody-associated vasculitis)and invasive bacterial infection[J].Arthritis Rheum,1997,40:1250-1256.
[29]Shigeo K,Toshifumi O,Kazuki T,et al.Clinical significance of serum procalcitonin in patients with ulcerative colitis[J].World J Gastroenterol,2013,19(45): 8335-8341.
[30]劉建輝.血清降鈣素原水平在潰瘍性結(jié)腸炎患者中的臨床應(yīng)用價值[J].醫(yī)學(xué)信息,2013,26(9):89-90.
[31]張艷杰,胡立華,馮春,等.血清降鈣素原、前白蛋白和C反應(yīng)蛋白在潰瘍性結(jié)腸炎診治中的價值[J].中國傷殘醫(yī)學(xué),2012,20(11):26-27.
[32]彭華軍.潰瘍性結(jié)腸炎患者血清降鈣素原的檢測及其臨床意義[J].中國醫(yī)藥指南,2014,12(31):26-27.
[33]王明濤.柳氮磺胺吡啶治療老年潰瘍性結(jié)腸炎對血清降鈣素原、C反應(yīng)蛋白水平的影響[J].中國老年學(xué)雜志,2013,33(2):321-322.
[34]袁柏思,金鑫鑫,路又可,等.潰瘍性結(jié)腸炎患者血清降鈣素原檢測的臨床價值[J].世界華人消化雜志,2015,23(1):37-43.
[35]李楠,蘇麗,張萌,等.血清降鈣素原和C反應(yīng)蛋白在評價潰瘍性結(jié)腸炎病情中的臨床價值[J].臨床消化病雜志,2014,26(2):80-82.
[36]楊旭光,謝揚(yáng),韓溟.潰瘍性結(jié)腸炎患者血清降鈣素原檢測分析[J].現(xiàn)代臨床醫(yī)學(xué),2012,38(2):103-104.
[37]周霞,張紹武,李治國.潰瘍性結(jié)腸炎患者血清PCT、TNF-α水平及臨床意義[J].胃腸病學(xué)和肝病學(xué)雜志,2015,24(6):691-693.
[38]鄭佳,盛顯倉,吳婧婧,等.降鈣素原及紅細(xì)胞沉降率在潰瘍性結(jié)腸炎病情活動中的評估價值[J].中國鄉(xiāng)村醫(yī)藥,2014,22(13):18-19.
[39]周海平.血清降鈣素原、C反應(yīng)蛋白在潰瘍性結(jié)腸炎病情嚴(yán)重程度中的預(yù)測價值[J].中國當(dāng)代醫(yī)藥,2014,21(34):102-103.
[40]Oussalah A,Laurent V,Bruot O,et al.Additional benefit of procalcitonin to C-reactive protein to assess disease activity and severity in Crohn’s disease[J].Aliment Pharmacol Ther,2010,32: 1135-1144.
[42]Yasser MK,Ali AG,Ashraf K.Comparison between Procalcitonin and C-reactive protein as indicators of ulcerative colitis activity[J].Journal of American Science,2013,9(12):1-4.
The clinical correlation between serum procalcitonin and ulcerative colitis
XU Li1,2,GAN Hua-tian3
R574.62
B
1672-6170(2016)03-0156-04
2015-10-26;
2015-12-31)