降钙素原联合C反应蛋白检测在血流感染早期临床诊断的应用

名胜古迹

作者：上海交通大学附属第六人民医院检验科  汤瑾, 许静, 王坚镪, 陈瑜, 李妮娅, 高锋

血流感染是危重患者的主要死亡原因之一,临床表现缺乏特异性,易漏诊及误诊,因此其早期诊断具有重要的临床意义。血培养是诊断血流感染的金标准,但需要较长时间,抽血过程可能受到污染[ 1],且患者需要抽取多套血培养。因此,血培养不是血流感染早期临床诊断的理想指标。降钙素原(procalcitonin,PCT)是近几年发现的一种新型炎性因子,是由116 个氨基酸组成的无激素活性的降钙素前体物,在全身系统性细菌感染过程中的作用已引起高度重视[ 2, 3] 。PCT在健康人血液中几乎不能被检测到(<0.05 ng/mL),在全身严重细菌感染时2~3 h开始升高,12 h达到最高值[ 4],且半衰期较短,因此PCT检测是早期诊断严重细菌感染的理想指标[ 5, 6, 7, 8, 9];PCT浓度与炎症严重程度呈正相关,并随着炎症的控制和病情的缓解而降至正常水平。因此PCT的动态监测可以反映疾病的发展[ 10, 11]。为了提高PCT在诊断感染性疾病中的应用,需要联合其他的一些炎症指标。PCT联合C反应蛋白(C reactive protein, CRP)检测可以提高诊断细菌感染性疾病的敏感性和特异性。连续动态监测可以用于抗菌药物的治疗评价[ 12],并对感染性疾病的预后进行预测[ 13, 14]。

材料和方法

一、研究对象

1.血流感染组

(1)阳性组:收集上海交通大学附属第六人民医院2011年1月至6月血培养阳性患者156例,排除单次凝固酶阴性葡萄球菌及棒状杆菌结果,入组个体间无亲缘关系,其中男83例、女73例,年龄18~73岁;(2)阴性组:收集上海交通大学附属第六人民医院2011年1月至6月双次血培养阴性患者105例,排除血培养检测前使用抗菌药物者,入组个体间无亲缘关系,其中男50例、女55例,年龄18~73岁。2组年龄结构、性别比例差异无统计学意义。

2.血培养

入选患者在抗菌药物使用前,发热>38.5 ℃时分别在左、右上臂皮肤穿刺点抽取2次血液进行双套血培养,1套血培养包括1瓶厌氧培养和1瓶需氧培养,每次采血量为16~20 mL,分别注入2个血培养瓶中。2套血培养抽取间隔尽量<5 min。

3.PCT及CRP检测

患者做血培养的同时抽取血液进行PCT及CRP检测。

二、样本量估计

样本量符合诊断评价样本量估计公式计算要求: N=Ux003b1;2 x003c1;(1 -x003c1;) /x003b4;2;式中 x003c1;为敏感性或特异性,假设血培养诊断血流感染的敏感性为60%,特异性为80%; x003b4;为允许波动范围0.08, x003b1;为第1类错误概率, U值由 U界表查得。病例组样本量由敏感性估计为145例,对照组样本量由特异性估计为97例。

三、方法

1.PCT检测

采用化学发光免疫夹心法检测PCT浓度,仪器为迈格鲁米 2000全自动免疫分析仪(深圳市新产业生物医学工程有限公司产品),操作严格按照试剂盒说明书进行。参考区间为<0.05 ng/mL。

2.CRP检测

采用散射比浊法检测CRP,仪器为BNx02161;全蛋白分析仪(德国SIEMENS公司产品),操作严格按照试剂盒说明书进行。参考区间:<10 ng/mL。

3.细菌培养及鉴定

血培养使用BD公司 BACTEC9240全自动血培养仪及配套血培养瓶;细菌鉴定使用西门子MicroScanWalkaway40Si全自动细菌鉴定系统。

4. 白细胞(while blood cell, WBC)计数

WBC采用SYSMEX XE-5000五分类血液分析仪(日本Sysmex公司)及配套试剂检测。

5.红细胞沉降率(erythrocyte sedimentation rate, ESR)

ESR使用Test 1血沉分析仪(ALI FAX公司)检测。

四、统计学方法

应用SPSS 19.0 软件进行受试者工作特征(receiver operating characteristic, ROC)曲线分析和 x003c7;2检验, P<0.05为差异有统计学意义。

结果

一、血流感染病原菌种类与PCT结果分析

将PCT结果分为4组(>0.05~<0.5、x02265;0.5~<2.0、x02265;2.0~<10、x02265;10 ng/mL)。各组病原菌种类见表1:

       

降钙素原联合C反应蛋白检测在血流感染早期临床诊断的应用

二、PCT检测结果分析

PCT=0.307 ng/mL处的约登指数最大。以0.307 ng/mL为诊断血流感染的Cut-off值进行 x003c7;2检验。结果显示PCT在血流感染阳性、阴性组之间差异有统计学意义( x003c7;2=52.807, P<0.001),见表2。不同的PCT Cut-off值在诊断血流感染中的评价见表3:

       

降钙素原联合C反应蛋白检测在血流感染早期临床诊断的应用

降钙素原联合C反应蛋白检测在血流感染早期临床诊断的应用

三、ROC曲线分析

PCT、CRP、WBC和ESR的ROC曲线见图1:

降钙素原联合C反应蛋白检测在血流感染早期临床诊断的应用

图1 PCT、CRP、WBC和ESR的ROC曲线

曲线下面积(AUC)和95%可信区间( CI)见表4:

       

降钙素原联合C反应蛋白检测在血流感染早期临床诊断的应用

四、PCT联合CRP检测的评价

PCT联合CRP在诊断血流感染中的评价见表5:

       

降钙素原联合C反应蛋白检测在血流感染早期临床诊断的应用

讨论

病毒感染和过敏反应时PCT不升高,局部感染时PCT轻微升高,全身严重细菌感染时PCT升高明显。进一步研究发现细菌感染引起的PCT升高主要来源于各种器官的巨噬细胞、单核细胞[ 15, 16],细菌内毒素是最主要的刺激因子[ 17]。本研究显示革兰阴性杆菌引起的血流感染患者PCT升高较革兰阳性球菌明显,PCT>10 ng/mL组中血流感染病原菌全部为革兰阴性杆菌,革兰阳性菌血流感染的PCT主要在0.304~0.5 ng/mL,推测与细菌产生毒素的分子结构不同有关。革兰阴性杆菌的细胞壁由脂多糖组成,主要产生内毒素;革兰阳性球菌的细胞壁由肽聚糖组成,主要产生外毒素,此差异可能影响PCT的产生与释放。本研究以血培养作为诊断血流感染的金标准,可以减少研究中判断系统性感染的偏倚。因为血培养不需要专门的医师来判断结果,也不存在模棱两可的判读结果[ 4]。

PCT的AUC为0.890,高于相关文献的报道(0.73)[ 18],分析原因可能为:本研究在入选病例时需要所有患者在体温>38.5 ℃时进行双套血培养,并排除已经使用抗菌药物的患者;血流感染阳性组中排除凝固酶阴性葡萄球菌单次血培养阳性的病例;血流感染阴性组要求2套血培养同时为阴性结果,以排除影响血培养结果的各类因素。

ROC曲线显示PCT在血流感染的早期临床诊断价值高于CRP、WBC和ESR,对血流感染的特异性为88.6%,尚不能作为单一的标志物。这可能是与革兰阳性菌血流感染的PCT升高不明显有关,此外还有一些手术和创伤后的非特异性增高。为了提高PCT对血流感染诊断的敏感性和特异性往往需要联合其他相关的炎症指标。由于WBC计数易受生理状态及采样时间的影响,ESR的诊断价值较低(AUC为0.545),所以本研究选择联合CRP检测。戴佩佩等[ 19]研究了37例重症细菌感染患者、23例局部细菌感染患者以及34例病毒感染患者的PCT和CRP水平,发现细菌感染患者血清PCT和CRP水平远高于病毒感染患者( P<0.001),且重症细菌感染患者血清PCT和CRP水平高于局部细菌感染患者( P<0.05);细菌感染组治疗后血清PCT和CRP水平低于治疗前( P<0.001);如以PCT>0.5 x003bc;g/L为界,诊断细菌感染的敏感性为96.7%(58/60),特异性为85.3%(29/34),阳性预测值为92.1%(58/63),阴性预测值为93.5%(29/31);以CRP>8 mg/L为界,诊断细菌感染的敏感性为96.7%(58/60),特异性为73.5%(25/34),阳性预测值为86.6%(58/67),阴性预测值为92.5%(25/27)。本研究显示PCT>0.307 ng/mL且CRP>48.35 ng/mL能提高血流感染诊断的敏感性,PCT>0.307 ng/mL或CRP>48.35 ng/mL检测能提高血流感染诊断的特异性。

本研究的局限在于是单中心、小样本的研究,由于样本量的限制,无法对血流感染中的不同病原菌种类与PCT之间的差异进行有效的统计学分析。此外本研究没有对血流感染的PCT水平进行动态监测以评价PCT变化与抗菌药物疗效间的相关性。由于PCT作为炎症诊断指标存在一定的假阳性和假阴性,因此需对PCT水平进行动态监测,并结合临床病史、症状和其他实验室指标来综合进行诊断。

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