降鈣素原

降鈣素原

診斷和監測細菌炎性疾病感染的蛋白質
降鈣素原是一種蛋白質,當嚴重細菌、真菌、寄生蟲感染以及膿毒症和多髒器功能衰竭時它在血漿中的水平升高。自身免疫、過敏和病毒感染時PCT不會升高。局部有限的細菌感染、輕微的感染和慢性炎症不會導緻其升高。細菌内毒素在誘導過程中擔任了至關重要的作用。PCT反映了全身炎症反應的活躍程度。影響PCT水平的因素包括被感染器官的大小和類型、細菌的種類、炎症的程度和免疫反應的狀況。另外,PCT隻是在少數患者的大型外科術後1~4d可以測到。PCT水平的升高出現在嚴重休克、全身性炎症反應綜合征(SIRS)和多器官功能紊亂綜合征(MODS),即使沒有細菌感染或細菌性病竈。但是,在這些病例中PCT水平通常低于那些有細菌性病竈的患者。從腸道釋放細胞因子或細菌移位可能引起誘導。
    中文名:降鈣素原 外文名:procalcitonin 英文縮寫:PCT

指征

PCT是診斷和監測細菌炎性疾病感染的一個參數。

PCT的測定可以預示為:

作為一個急性的參數來鑒别診斷細菌性和非細菌性感染和炎症。

監測有感染危險的患者(如外科術後和器官移植後免疫抑制期,多處創傷後)以及需要重症監護患者,用來探測細菌感染的全身影響或檢測膿毒性并發症。

評價嚴重炎症性疾病臨床進程及預後,如腹膜炎、膿毒症、SIRS和MODS。

血清PCT在各種疾病中的類型

PCT升高、PCT降低或稍微升高

細菌性感染伴随系統性炎症反應,例如:腹膜炎、軟組織感染病毒感染,例如:乙肝,HIV,CMV

膿毒症,MODS自身免疫性疾病和慢性炎症

全身性真菌感染過敏反應(類型I~IV)

寄生蟲感染(痢疾)局部局限性細菌感染、潰瘍、淺表微生物移植發展

細菌引起的ARDS、中毒引起的ARDS

膽管引起的胰腺炎、中毒性胰腺炎

細菌性腦膜炎病毒性腦膜炎

新生兒膿毒症、局部微生物移植發展

外科大手術後的一些病例、小或中等規模外科手術

ARDS:急性呼吸窘迫綜合征。acute respiratory distress syndrome

來源

在人體中,PCTmRNA最初在肝髒中發現。随着研究的深入,也在其他器官中被發現。有研究證實PCTmRNA可以在膿毒血症動物模型中已分化的實質細胞上表達。另有研究發現,非膿毒血症倉鼠僅肺中可檢測PCT,而膿毒血症倉鼠在所有組織中均可檢測到。在非感染情況下,甲狀腺外的calc基因轉錄抑制,PCT限制性選擇性表達于甲狀腺和肺的神經内分泌細胞上。在微生物感染時,誘導的calc基因表達普遍性升高,并在機體所有組織和不同類型的細胞中持續釋放。因此,實質組織細胞是感染時PCT的主要來源。

生化特征

PCT 來自定位于第11号染色體上( 11p15, 4)的單拷貝基因, 該基因由2800個堿基對組成, 含6個外顯子和5個内含子。轉錄後在甲狀腺濾泡旁細胞粗面内質網内翻譯成降鈣素原前體( Preproca lciton in) , 包括N 端84個氨基酸、活性降鈣素和降鈣蛋白三部分。降鈣素原前體在内源多肽酶作用下剪掉nPro-CT 端單一序列, 生成116 氨基酸的PCT, 分子量約為13kD, PCT和降鈣素具有一個相同的32個氨基酸的序列( 60~ 91 位)。PCT是無激素活性的降鈣素前肽物質。

正常代謝時,甲狀腺C 細胞分泌并産生有激素活性的降鈣素。PCT 在健康個體中的濃度非常低( < 0.1ng /ml ), 并且在活體内外都是非常穩定的蛋白, 半衰期大約20~ 24h。收集标本24h後, PCT 濃度在室溫下大約下降12%, 之後每4小時 大約下降6%, 因此PCT 不需特殊儲存條件, 隻需用常規實驗室方法收集。

PCT 在内毒素等細胞因子誘導下, 2~ 3h 開始增加, LPS 後2h血漿中可檢測到, 6 ~ 8h 體内濃度快速升高, 12~ 48h到達峰值, 2~ 3d後恢複正常。随後有研究表明, PCT 是由細菌内毒素、TNF-α、IL-6等因素作用于肝、脾、腎、肺的神經内分泌細胞或特殊細胞而産生。動物實驗證明, PCT可能是一種次級炎症因子,本身不直接參與啟動膿毒血症反應, 但可放大并加重膿毒血症病理過程。

檢測方法

目前,檢測PCT的實驗室方法有很多,不僅可以定性,亦可以定量。常用的方法有如下幾種:

1.放射免疫學分析法

利用人工合成的多克隆抗體特異地識别和連接合成氨基酸降鈣素原。該方法能檢測正常人的血清PCT,可靠敏感度為4pm/mL,檢測的是遊離PCT、結合型PCT和降鈣素基因相關肽前體的混合物,而不能區分上述三種物質。該法檢測耗時長(19~22h),而且有放射性元素的污染使用受到限制。

2.雙抗夾心免疫化學發光法(ILMA)

運用雙單克隆抗體,其中一個抗體為降鈣素抗體,另一個為抗鈣素抗體,分别結合到PCT分子的降鈣素和抗鈣素部位,可排除交叉反應。其中一個抗體是光标記的,另一個未标記的抗體固定在試管的内壁,反應過程中兩個抗體與PCT分子結合而形成三明治複合體,發光部位于反應管的表面。該法操作簡便,特異性強,敏感性高,測定的低限值為0.1ng/mL,2h可以出結果。

3.膠體金比色法(B.R.A.H.M.SPCT-Q-半定量快速實驗)

采用膠體金技術,包括膠體金标記的抗抗鈣素的單克隆抗體和用作包被的抗降鈣素多克隆抗體,當标本(血清或血漿)加人标本孔,金标單克隆抗體與标本中的PCT結合,形成金标記的抗原抗體複合物。該複合物在反應膜上移動,與固定在膜上的抗降鈣素抗體結合形成更大的複合物。當PCT濃度超過0.5ng/mL,該複合物顯示紅色,紅色的深淺與PCT的濃度成正比,與标準比色闆比較即可得出PCT的濃度範圍。結果分為四級:正常<0.5ng/mL;輕度升高>0.5ng/mL;明顯升高>2ng/mL;顯着升高>10ng/mL。該法具有快速簡便,易觀察的特點。

4.透射免疫濁度法

樣品中的PCT與試劑中的PCT單克隆抗體發生抗原-抗體反應,使反應液濁度增加,并在一定範圍内反應液濁度與所加人抗原的量呈線性關系,可使用生化分析儀或其它光學檢測儀器在6O0nm波長處測定反應液吸光度值,反應液吸光度值與所測PCT濃度成正比。該測定方法簡便、快速,可自動化,适合于批量檢測。2005年國内已有研制開發的PCT免疫比濁試劑盒供應,為PCT的廣泛應用提供了方便條件。雖然免疫透射比濁的方法學及臨床應用尚需做進一步的驗證,但其應用前景非常看好。

應用

1.血液腫瘤科

對因接受化療或骨髓移植而引起的免疫抑制和中性粒細胞減少的患者來說,嚴重的感染是緻命的并發症,化療期間有多種原因引起發熱。發熱通常是細菌、病毒或真菌感染的症狀,但有時是治療過程中對藥物的反應。腫瘤細胞溶解引起的發熱較常見,大多數病例的發熱源仍不清楚。PCT有助于對細菌和真菌引起的系統性感染作出明确的診斷。即使是化療患者,PCT對是否有敗血症感染也能作出可靠的檢測和評估。

中性粒細胞減少症患者常常缺乏炎症的特異性症狀。PCT在免疫抑制和中性粒細胞減少患者中的表現與無免疫抑制患者中觀察的結果相似。其診斷價值已明顯優于CRP和細胞因子。

骨髓移植患者或造血幹細胞移植患者很長一段時間内不論從數量上還是質量上,均存在體液和細胞免疫缺陷這将掩蓋因細菌、真菌、病毒及原蟲引起的嚴重的系統性感染。PCT濃度的升高對細菌性全身感染有很高的診斷率。如果同種異體移植後出現敗血症休克,血漿PCT濃度極度升高,表明預後不良。

2.麻醉科

術後敗血症感染和多器官功能衰竭仍然是現在重症監護病房中最常見的死亡原因。中小手術血漿PCT濃度通常在正常範圍内,大手術如大的腹部手術或胸部手術,術後1-2天内PCT濃度常有升高,通常為0.5-2.0ng·ml,偶爾超過5ng·ml,這種情況常以24小時的半衰期速度幾天内降至正常水平。因此術後因感染造成的PCT高濃度或持續高水平很容易給予鑒别。

複合創傷後12-24小時,PCT中度升高,可達2.0ng·ml,嚴重的肺或胸部創傷,PCT可達ng·ml,如沒有感染并發症一般以半衰期速度降至正常範圍。

3.内科

内科重症監護醫療中的問題常圍繞着感染的診斷及是否與感染有關的鑒别診斷而進行。對炎症嚴重程度及其治療結果的評價是否有效,是有效治療方案的必要前提。

PCT選擇性地對系統性細菌感染、相似菌感染及原蟲感染有反應,而對無菌性炎症和病毒感染無反應或僅有輕度反應。因此,PCT能很方便地運用于内科醫療中常見的疾病和綜合症的鑒别診斷,如:成人呼吸窘迫症感染性和非感染性病因學的鑒别診斷;胰腺炎感染壞死和無菌性壞死的鑒别診斷;鑒定感染時發熱,如接受化療的腫瘤和血液病患者;在接受免疫抑制劑的患者中,鑒别診斷慢性自身免疫性疾病的急性惡化與風濕性疾病伴系統性細菌感染;鑒别診斷細菌性腦膜炎與病毒性腦膜炎;對接受化療的中性粒細胞低下症患者,明确是否存在有生命危險的細菌和真菌感染;對接受免疫抑制療法的器官移植患者,明确是否存在有嚴重的細菌和真菌感染,同時用于感染和移植排斥反應的鑒别診斷。

4.移植外科

成功的器官移植常受到像嚴重感染這樣的并發症的挑戰。31℅的患者器官移植後第一年内發生感染,感染症狀可被急、慢性排斥所掩蓋,因此對排斥反應期出現的感染不能作出早期和可靠的診斷。器官移植患者使用PCT檢測,可早期引入治療從而提高生存率以及縮短住院時間。

PCT用于器官移植患者感染的診斷,免疫抑制療法嚴重削弱了器官移植患者的抗感染能力。PCT可早在感染發生僅2小時即可提示有系統性感染的存在。感染早期PCT>0.1ng·ml,其靈敏度77℅,特異性100℅,逐月的PCT濃度監測可對抗微生物療法的療效作出可靠的評價。

PCT應用于器官排斥反應,器官移植後監測的主要任務之一就是能明确區分感染與器官排斥。因為PCT的釋放不是由急性或慢性器官排斥反應刺激引起的,所以高濃度的PCT即可認為有感染存在。如果PCT濃度超過10ng·ml,98℅的可能是感染而非器官排斥。

5.新生兒科

許多疾病在早産兒和新生兒中無特異性表現。血液學檢查和傳統的實驗室指标和急性期蛋白對新生兒敗血症均不能作出可靠的診斷。微生物檢查的結果需要幾天的時間,而且陰性結果并不能排除臨床感染的存在以及與此相關的高死亡率。與其他炎症診斷指标相比,PCT是一種改進的實驗室指标,它對新生兒出生後敗血症的診斷具有高度的靈敏度和特異性。PCT也可用于對治療結果的評價。

早産兒和新生兒PCT年齡依賴性正常值:PCT于出生後24-30小時達其生理性高峰21ng·ml,但平均值僅為2ng·ml,。出生後第三天起,PCT正常參考值同成人。

PCT是新生兒敗血症高度特異性的指标:早産兒和新生兒敗血症感染,PCT可作出較傳統方法更早更具特異性的診斷,它對新生兒診斷的靈敏度和特異性可達100℅。

6.兒科

小兒高熱用臨床手段常常難以區分不同的感染源,這一問題尤其會影響到因患血液、腫瘤疾病而給予免疫抑制療法的患者的準确診斷。而且許多疾病伴有繼發性免疫病理改變,如風濕性發熱等,因此對患兒很難将其與原發性細菌感染相區别。

PCT對細菌和病毒感染的鑒别診斷有很高的靈敏度和特異性。由于細菌感染和病毒感染治療上存在本質性的差别,因此PCT對具有非特異性感染症狀的患者的治療可提供有價值的信息。

檢測腦脊液中的蛋白和細胞無助于鑒别小兒細菌性腦膜炎和病毒性腦膜炎,而且許多具有特異性的檢測指标之間存在明顯的交叉現象。高濃度的PCT隻出現于細菌性腦膜炎;而病毒性腦膜炎PCT仍保持在正常範圍内(腦脊液中檢測不到PCT)。每天按時間對PCT濃度進行監測,可對治療結果作出可靠的評價。

7.外科

敗血症感染和多器官功能衰竭是術後緻命的并發症,盡管現代醫學有了長足的進步,但對此仍無良策。術後能對并非由原有疾病或手術創傷本身引起的敗血症感染作出早期和準确的診斷是成功治療的關鍵。

PCT濃度不受業已存在的疾病如癌症、變态反應或自身免疫性疾病的影響,PCT明顯優于其他炎症因子如CRP和細胞因子,是一種客觀肯易檢測的指标,有其獨特的診斷優勢,甚至優于那些帶有侵入性,風險性和造價均高的診斷方法,如細針穿刺病理檢查法。

術後PCT的應用:PCT與嚴重細菌和敗血症感染的發生及其過程有密切的關系,能準确反應引起病變(如腹膜炎)的感染源是否得到根除。每天對PCT濃度的監測可對治療結果做出可靠的評價。PCT可用于手術創傷或複合創傷的監測。PCT用于心髒手術患者,心髒手術使用心肺機,即使患者有白細胞增多症,中性粒細胞增多症,嗜酸性細胞減少症或CRP升高不充分等疾病,PCT濃度通常不升高或僅有輕微升高,故PCT很适合用于敗血症的檢測。

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