降鈣素原監測在感染性疾病診治中的研究進展

由感染導致的膿毒癥、膿毒癥休克、多器官功能障礙綜合征具有很高的致死率，治療延遲將導致死亡率明顯增加。降鈣素原（PCT）是近十余年來應用于臨床的一個指標，其在感染的診斷、治療，尤其是細菌導致的重癥感染的早期診斷與干預治療中有重要價值。本文將從其發現、生化特點、病理生理功能、主要適應證、特殊人群中的應用等幾個方面加以闡述。

一、PCT的發現、生化特點及病理生理功能　　　

PCT于1975年由Moya等發現，其確切結構于1981年研究明確，但其生理功能此后一直未能闡明，直到1993年PCT第一次作為膿毒癥相關性蛋白由Assicot等提出。

PCT是一種可溶性蛋白，是由116個氨基酸組成的多肽（臨床檢測的還包括N-端水解掉2個氨基酸的剩余114個氨基酸殘基的產物），其氨基酸序列與降鈣素前體蛋白完全相同，核區域與鈣素有相同的氨基酸序列。PCT的mRNA源于11號染色體上的CALC-Ⅰ基因，由膿毒癥誘導產生，可產生于不同細胞，在肝、肺、腎、小腸等器官能產生較高水平的PCT。

PCT誘導和活化受嚴格的調節，黏附過程和細胞間的接觸在產生PCT中起重要作用，且細胞的活化具有時間依賴性，單核細胞在黏附內皮細胞后3~5h內開始產生PCT和降鈣素基因相關肽（CGRP），但這種誘導持續時間較短，18h后就檢測不到了。外周血中的單核細胞在沒有TNF-α參與的條件下，即使高濃度的內毒素刺激也沒有明顯的PCT產生，提示PCT是膿毒癥反應時繼發于其他炎癥介質的一種中間產物？而來源于單核細胞的巨噬細胞在黏附、吞噬感染的組織細胞（例如脂肪細胞）后可以表達出明顯的PCT產物。這種嚴格的調節可能是其高度特異且與感染的嚴重性和炎癥的活動程度密切相關的原因。

肝臟在膿毒癥早期可產生大量的PCT或對早期PCT的誘導、合成起重要作用。而局部感染時，循環中很少檢測到PCT,外科手術或嚴重組織創傷后PCT也有一過性的升高。PCT誘導迅速，適當的刺激后（如：注射內毒素或細菌污染的液體、手術），4h即可在循環中檢測到PCT,6h明顯升高，12~48h出現峰值，半衰期約20~35h。在腎功能受損或無尿時，血PCT清除速率會略有減慢，在嚴重腎功能不全時（肌酐清除率<30ml/h），甚至是進行持續血液濾過的患者，血漿PCT的清除率仍然沒有明顯的變化，提示腎臟并不是PCT的主要清除途徑。臨床觀察到的血漿PCT濃度主要取決于其合成和分解的（徑） 速度差，而不是PCT生物半衰期。

PCT的生物學效應：PCT作為一種免疫調節蛋白，在感染或膿毒癥時發揮重要的調節作用。

（1）趨化作用：可影響單核細胞的趨化反應，但未觀察到對中性粒細胞及其釋放的氧自由基的趨化作用。因PCT可以升高單核細胞中環腺苷酸（cAMP）濃度，推測PCT可能通過cAMP系統介導其生物效應。

（2）在膿毒癥和膿毒癥休克時，體內釋放的一氧化氮（NO）誘導細胞內一氧化氮合酶（iNOS）基因的表達，產生的NO可以導致感染時血管擴張、血壓下降，而膿毒癥時產生的PCT可以抑制iNOS基因的活化和表達，從而對血管擴張起到調節作用。

（3）PCT可以有效抑制降鈣素受體、腎上腺髓質-1受體、腎上腺髓質-2受體，可以部分激動CGRP-1受體、淀粉酶-1（AMY-1）受體、PCT（1-116）的N-末端通過二肽基肽酶（DPⅣ）水解為丙氨酸-氨酸組成的二肽和PCT（3-116），推測這可能導致PCT生物功能（脯） 的失活。

（4）動物實表明給予外源性的PCT可以增加實驗組動物的死亡率，給予中和PCT的抗體可觀察到存活率增。一項以豬為實驗動物的實驗中，在內毒素所致的膿毒癥克中，當給予PCT抗體處理后，可觀察到治療組的平均動脈壓、心臟射血分數、尿量均高于對照組，且膿毒癥休克至11h時對照組5只全部死亡，而治療組僅1只死亡。

二、PCT的臨床應用　　　　

1.實驗室檢查方法和正常值范圍：PCT臨床檢驗主要是通過免疫學方法，采用定量或半定量檢測？其在血樣中非常穩定，采血后在室溫下放置24h,PCT濃度也僅降低12.4%,如在4℃保存則僅降低6.3%,如需長時間保存可冷凍樣品、冷凍血樣、是否抗凝、血漿、血清、動脈血、靜脈血，對結果的影響均微乎其微。這為臨床檢驗和實驗研究的準確性提供了便利。檢驗時間由之前放射免疫法的20h左右，降至酶聯免疫定量自動分析的18min就可出結果，為早期診斷提供了可能。

PCT的正常值：檢驗方法不同可測量的范圍也有差異，如定量檢測的0.02~200ng/ml,半定量檢測最低可檢測0.5ng/ml?健康成人的血漿PCT<0.05ng/ml。不到10%的老年人及一些慢性疾病患者的PCT水平可略有升高（可>0.1ng/ml,但大多<0.3ng/ml）。不管用何種方法>0.5ng/ml的PCT濃度提示全身嚴重感染的存在。

2.PCT的主要應用范圍：目前PCT的檢測主要用于細菌感染導致的膿毒癥、重癥膿毒癥和膿毒癥休克的診斷，與其他非細菌感染的鑒別診斷，細菌感染疾病嚴重程度的判斷，治療效果的評估、抗生素治療策略的制訂，病情變化和預后的判斷等。

PCT對重癥感染早期的診斷有著較高的敏感性和特異性。在一項與白細胞介素-6（IL-6），白細胞介素-8（IL-8）的對比研究中，PCT對膿毒癥的受試者工作曲線下面積（AUC）要明顯高于IL-6、IL-8。且結合PCT進行診斷較未結合診斷膿毒癥的準確率也明顯升高。類似與CRP、乳酸、白細胞（WBC）等的比較中，PCT以其較高的敏感性和特異性也顯示出很高的診斷價值。菌血癥：菌血癥的診斷在結合臨床資料的同時主要靠血培養，但血培養存在時效性差，假陰性、污染所致的假陽性等缺點。檢測PCT并結合臨床資料，可以為早期診斷菌血癥？早期抗生素的使用帶來很大的幫助。由菌血癥造成的膿毒癥中，PCT水平較一般的膿毒癥升高更明顯，并且血培養陽性的膿毒癥患者多出現嚴重的膿毒癥或膿毒癥休克。如在一項研究中以0.145ng/ml作為界值，可以75%的靈度和79.8%的特異度在進入急診的第1天診斷出菌血癥。另一項以PCT結合臨床資料診斷菌血癥的研究中，PCT水平>2.4ng/ml提示存在菌血癥。PCT水平極低（<0.1ng/ml）的血培養常為陰性（陰性預測值可達98.2%）。因此極低水平的PCT水平可以作為高敏感性和高陰性預測值來排除菌血癥的診斷。

用于協助制訂和調整治療策略，尤其是抗生素的應用。已有多個研究提示基于PCT的抗生素規范使用，抗生素療程平均可減少至少2d?同樣在重癥監護室中檢測PCT水平，并根據其他臨床信息可以制訂個體化的方案、改善治療效果、縮短療程。對于剛剛起病的發熱患者，如果PCT明顯升高，提示細菌感染可能為發熱原因。結合其他臨床資料可以決定是否應用抗生素。歐洲一項多中心研究顯示，利用PCT指導抗生素治療后，可使抗生素處方使用率下降30%~80%,縮短CAP住院患者和膿毒癥患者抗生素療程的25%~65%?單純病毒感染性疾病中PCT一般不升高，或者僅輕微升高，PCT能很好地區分細菌感染和病毒感染，如在一項研究中PCT檢測用于鑒別病毒性腦膜炎和細菌性腦膜炎，有著理想的敏感度和特異度。

根據PCT水平變化，可以判斷治療效果和疾病預后。PCT升高提示感染存在且控制不佳，而PCT下降提示治療成功或嚴重感染的好轉，一般當PCT較前下降30%以上時提示感染病情趨于好轉，治療有效。如果抗生素治療已經超過7d,這時需要重新評估是否需要繼續應用抗生素治療，如果PCT已經從基線下降超過80%~90%,可考慮停止抗生素治療。PCT若持續顯著下降，說明病灶趨于或已經治愈，且全身炎癥反應明顯減輕或消除。

3.導致PCT升高的非細菌感染情況：

（1）在大的手術，如心臟或腹部手術或伴有組織嚴重損傷的多發傷后或者心源性休克，經常發生PCT的升高，持續時間很短，與產生創傷的時間很接近，無菌手術、小手術無升高或僅輕微升高，通常于術后或創傷后第1~2天達峰值，可通過連續監測PCT與膿毒癥進行鑒別。術后PCT水平明顯升高者更容易發生并發癥。

（2）在自身免疫性疾病中一般不會導致PCT升高，主要是當繼發細菌感染時才會明顯升高，但有些自身免疫性疾病的活動期會有所升高，如系統性血管炎、肺腎綜合征（goodpasturesyn-drome），要結合其他臨床情況對PCT結果進行判讀。

（3）腫瘤性疾病：甲狀腺髓樣癌（MTC）患者PCT明顯升高，與膿毒癥無必然聯系，且顯示出與MTC很強的相關性，可以作為一種腫瘤標記物？

（4）對特殊人群新生兒的研究：意大利的一項研究顯示PCT在新生兒的正常范圍與成人有所不同，且在每小時都有變化，新生兒免疫系統的非特異性激活，像傳統指標白細胞等一樣存在一個生理性的升高，在應用PCT鑒別嚴重感染時需要結合患兒的具體出生年齡和相應的PCT參考值來判斷。

三、尚需探討或存在爭議的方面　　　　　

PCT的確切組織來源、誘導、表達、調節的過程尚待進一步研究。在膿毒癥等重癥感染的診斷界值、敏感度、特異度及不同亞組（疾病種類、年齡）尚缺乏大規模多中心的循證醫學證據。在兒童或新生兒等特定人群尚需進一步的循證醫學論證。能否指導抗生素的應用方面，現有的指南或支持性的研究多是應用于呼吸系統感染，如慢性阻塞性肺病的急性發作（AECO-PD）、社區獲得性肺炎（CVP）等單一或幾種感染的抗生素治療的指導上，其普遍性尚需大規模多中心的論證。

總之，目前多數研究均顯示PCT在臨床應用中具有令人矚目的價值。但在一些研究中尚有不同的意見，尤其是對其能否指導抗生素的臨床使用方面爭議較大。臨床實踐中在全面評估其他臨床資料，注意個體差異的同時，輔以PCT檢測會使臨床診斷、治療更加準確，會給患者帶來更多收益。