降钙素原的临床应用及研究进展

·综 述·

DOI:10.3760/cma.j.issn.1673-436X.2016.06.018

作者单位:646000泸州医学院附属医院呼吸一科

通信作者:王宋平,Email:wang4816@sina.com降钙素原的临床应用及研究进展

杨扬 王宋平

【摘要】 降钙素原(procalcitonin,PCT)是一种无激素活性的糖蛋白,作为一种新型的炎症生

物学标记物,已广泛用于评判感染的类型及严重程度,指导抗生素的合理应用,以减少抗生素的处方

率,避免耐药性的产生。本文着重综述了近年来降钙素原的临床应用及研究进展。【关键词】 降钙素原;感染性疾病;生物学标记物

Theclinicalapplicationandresearchprogressofprocalcitonin YangYang,WangSongping.First

DepartmentofRespiratoryMedicine,theAffiliatedHospitalofLuzhouMedicineCollege,Luzhou

646000,China

Correspondingauthor:WangSongping,Email:wang4816@sina.com

【Abstract】 Procalcitonin(PCT)isaglycoproteinwithouthormoneactivity.Asanovel

inflammatorybiomarker,PCThasbeenwidelyusedtoidentifythetypeandseverityofinfection,andto

guidetherationaluseofantibiotics,toreducetherateofantibioticprescriptionandavoiddrugresistance

toantibiotics.Thisarticlereviewedtheclinicalapplicationandresearchprogressofcalcitonininrecent

years.

【Keywords】 Procalcitonin;Infectiousdiseases;Biologicalmarkers

感染是威胁患者生命和造成社会经济负担的重要因素,

目前临床上有许多评价感染及其严重程度的指标,但或其

敏感度不高,或其特异度不高,降钙素原(procalcitonin,

PCT)是一种无激素活性的糖蛋白,作为一种可以快速被

检测出的评价感染类型及感染控制程度的指标,其特异度

及敏感度较其他指标高,在临床上已广泛用于评价感染的

类型及严重程度,指导及规范抗生素的使用,减少抗生素

的处方率及避免耐药性的产生[1]。本文就其发现发展,理

化性质,检测手段及其在临床上的应用价值进行综述。1 PCT的发现与应用发展PCT是降钙素的前肽,也称甲状腺降血钙素,是一种

无激素活性的糖蛋白。于1975年由Moya等发现,其结构

于1981年研究明确,在1993年由Assicot等报道发现血清PCT的浓度似乎与细菌感染的严重性有关,后证实不仅与

感染的严重性相关,同时与疾病预后也有着密切关系[2],

到2001年,国际脓毒症会议把PCT作为脓毒症的诊断指

标之一。2012年《降钙素原(PCT)急诊临床应用的专家

共识》中指出,PCT在全身炎症反应综合征(SIRS)、脓

毒症、严重脓毒症和脓毒症休克患者的浓度依次升高,与

病情的严重程度呈正相关[3]。现PCT已广泛应用于临床,其临床价值得到大家的广泛认可。2 PCT的理化性质PCT的本质是一种糖蛋白,是由116个氨基酸组成的

多肽[4],是降钙素的前体,PCT及降钙素均始于多肽-前降

钙素原,多肽-前降钙素原由信号序列、PCT的N端、降

钙素序列、PCT的C端组成,当前降钙素原被内质网摄取

后,信号序列被降解,剩余的蛋白质即为PCT。若蛋白质

溶解,分离出来的即为降钙素,但当炎症刺激时,蛋白质

溶解分离出降钙素的过程即受抑制,此时PCT及其片段被

释放进入循环,这就是炎症刺激时PCT升高的原理。

生理情况下,PCT由甲状腺滤泡旁C细胞生成,故又

叫做甲状腺降血钙素,健康成年人其血清含量较少,故通

常的检测手段测不到,但在细菌感染时,除甲状腺外,肝

脏的巨噬细胞和单核细胞,肺和肠道组织的淋巴细胞及内

分泌细胞均能合成PCT,在感染最初3h即可检测到,24~48h达高峰,可以用于早期快速检测[5]。

3 PCT的检测方法评价PCT的检测手段多种多样,有放射免疫法,免疫荧光

法,免疫化学发光法,金标法,酶联免疫定量自动分析,

其他的还有单克隆抗体法,较少用的有凝胶层析法及高效

液相色谱分析法等。放射免疫法与其他方法比较其精确度

高,但耗时长,约需20h,且存在放射性元素污染的问题,

故限制其在临床上的使用;免疫荧光法通过计算荧光标志

物的含量,荧光信号的强弱与PCT的浓度呈正比,从而得

到PCT的含量;免疫化学发光法较放射免疫法有所进步,

其检测时间大大缩短,约需2h,通过荧光比色来判断降钙·174·国际呼吸杂志2016年3月第36卷第6期 IntJRespir,March2016,Vol.36,No.6素原的浓度,最低检测浓度为10μg/L;金标法检测时间

更是大为缩短,约30min,结果分为四个区间:<

0.5μg/L,≥0.5μg/L,≥2.0μg/L,≥10μg/L,可以在

床旁实施检测,大部分以≥0.5mg/L作为阳性预测值;酶

联免疫定量自动分析检测出的最低阈值为10μg/L,对正

常人血清中的PCT不可检出,凝胶层析法及高效液相色谱

分析法因其耗时长,费用昂贵,在临床上较少使用。4 PCT与其他炎性指标的比较及其应用价值

无论是门诊还是住院患者,特别是重症监护室的患者,

都亟需要一个敏感度及特异度相对较高,可快速检测出的

炎性指标来对这些患者进行早期病情的判断,危险分级及

愈后评估,指导及规范临床上抗菌药物的使用,避免耐药

性的产生,而传统的病原学指标,如体外细菌培养及药敏

实验往往耗时较长,而体内体外环境不一样,即使药敏实

验结果出来,也不一定能真实反应体内的情况,此时如果

根据体外药敏结果更换抗生素,又会增加细菌耐药性的产

生及可能导致抗感染治疗失败。故在感染的早期,一个兼

具敏感性及特异性的指标就显得尤为重要。在这种情况下,PCT应运而生。大量的研究表明,PCT与传统的炎症指标

如白细胞计数(WBC)、中性粒细胞百分比(N%)、C反

应蛋白(CRP)、血沉(ESR)、IL等比较,其临床应用价

值优于其他指标。

张庆勇等[6]比较了同期住院的70例细菌感染患者及81例非细菌感染患者的WBC、CRP和PCT,结果发现

CRP的敏感性高,但同时假阳性率也高,PCT的敏感性较CRP为低,但其特异性高,假阳性率低,故PCT更适用于

细菌感染的诊断。在发热疾病中要鉴别细菌感染和非细菌

感染,PCT要优于CRP,IL-6[7]。Hoeboer等[8]的研究发

现,在休克的患者,体温及WBC不能反应患者是否同时

合并细菌感染,而PCT则可弥补其不足,合并细菌感染时

明显升高,且反应迅速,随感染的控制其变化也显著,所

以对于ICU的医生来说,测定血清PCT对判断感染类型

及其严重程度显得更为重要。血常规作为传统的感染指标,

在严重感染的患者,可能不升反降,故无法判断是严重感

染还是免疫抑制所致,同时血常规中的感染指标,如CRP

和ESR,其达峰时间长,降至正常耗时也长,大概需要1~

2周时间。而PCT可以不受免疫抑制的影响,在感染后的2~4h则开始升高,而这段时间常常由于无早期提示的指

标而导致诊治不及时,其干扰因素较血常规小,故在严重

感染及血液科免疫抑制的患者,化疗粒细胞减少及粒缺的

患者中,更具有优势。5 PCT的临床应用价值5.1 感染类型的鉴定 国内外有大量研究表明脂多糖是PCT产生的一个强烈刺激因素,而革兰阴性杆菌细胞壁最

外层的组成成份就是脂多糖,革兰阳性细菌的细胞壁主要

是肽聚糖,病毒则是由蛋白质和核酸组成,故推断PCT的

升高与革兰阴性杆菌的感染密切相关。Guo等[9]的研究表

明,PCT对于鉴别革兰阴性菌和革兰阳性菌感染是一个有

用的生物学标志,其在革兰阴性菌菌血症中升高显著。血清PCT在诊断结核感染中的特异度及敏感度相对降

低,而在鉴别结核与细菌感染,其敏感度及特异度则大大

提高,故血清PCT在诊断结核感染中价值不大[10]。孙国

磊等[11]的研究表明,在COPD急性加重期的患者,PCT

较CRP具有更高的敏感度,预测细菌感染有更高的特异

度。CRP的达峰时间长,恢复正常需要1~2周时间,甚

至在COPD急性加重的患者出院后3个月仍高于正常值,

故限制其在临床上的使用。临床上的患者往往不只是单一

感染的问题,还可合并其他系统的疾病,PCT与其他炎症

指标比较,一个显著的优点就是它可以较少受患者合并症

的影响。

由于败血症,脓毒血症,感染性休克至今仍是重症监

护室最常见的死亡原因,其早期临床表现千差万别,缺乏

特异的指标,现PCT已广泛应用于上述疾病的早期预警,

虽然仅仅依据这个生物标志物做出临床抉择并不可行,但

可以把之作为一个补充手段,同时应用低水平的PCT作为

脓毒症停用抗菌药物的辅助指标,可以缩短抗生素的使用

时间[12-13]。但PCT也有其局限性,局部细菌感染通常不会

诱发PCT的升高,如扁桃体炎,脓肿,轻微软组织的感

染,甚至局限性的胆囊炎及阑尾炎,其值不会升高;另如

果系统性炎症不处于活动期,那么其值也不升高。5.2 指导抗菌药物的应用 在健康人体,血清PCT的浓

度是很低的,通常<0.1μg/L,当其浓度≤0.2μg/L是排

除系统性炎症反应或脓毒症的一个很有价值的参考范围,

血清PCT≥0.5μg/L被认为是不正常并且是提示脓毒症的

一个临界值。PCT是诊断系统性炎症反应综合征、脓毒症、严重脓

毒症及败血症休克的一个非常重要的生物学标志,同时也

可以指导抗生素的选用及合理的降阶梯治疗。PCT因随细

菌感染的严重程度及控制程度而变化,故其是一个具有临

床预警作用的生物学标志[14]。Bishop等[15]的研究显示,

利用PCT指导抗生素的使用,不仅减少了不必要的抗生素

的使用,同时不增加患者的并发症及感染相关死亡率。许

多研究表明治疗后患者PCT水平迅速降至1μg/L以下提示

预后良好;若PCT初始水平较高,且在治疗过程中持续升

高、无变化或下降缓慢,不能降至1μg/L以下,则表明预

后较差,需调整治疗计划。当一种抗生素治疗方案持续1

周左右就应该对其有效性进行评估,若PCT较基线下降80%~90%,则表明抗感染治疗有效,可继续原抗生素的

治疗方案,若系统性炎症反应明显减轻甚至消失,PCT显

著持续下降,则表明感染趋于控制甚至消除。5.2.1 非感染性疾病中降钙素原的变化情况5.2.1.1 心脏骤停 早期检测PCT浓度,可以判断心脏

骤停后综合征的严重性,其还与心肺复苏及低体温后神经

系统的恢复呈负相关,但在这些背景下检测的PCT浓度则

不能反映感染的严重程度[16]。心肺复苏术

(cardiopulmonaryresuscitation,CPR)后患者血清中的

PCT也升高,大于诊断阈值,且与CPR持续时间呈正相

关,可能与CPR导致自身菌群移位所致脓毒血症有关。·274·国际呼吸杂志2016年3月第36卷第6期 IntJRespir,March2016,Vol.36,No.6