动态监测血清降钙素原水平对感染再发的诊断价值

沉默

作者：中山大学附属中山医院检验医学中心  慕月晶, 王伟佳, 徐胜男, 阚丽娟, 黄燕华, 欧阳能良, 徐全中, 严海忠, 张秀明

细菌感染是临床常见疾病, 由于病原学诊断耗时长, 在微生物培养结果报告之前, 临床医生常采用经验用药。大量抗菌药物的应用为耐药菌的产生提供了机会, 致使感染加重、复发或发生再感染。因此对细菌感染能快速诊断并与感染严重程度呈正相关的生物标志物— — 降钙素原(procalcitonin, PCT)应用的重要性不言而喻。PCT水平检测不仅被用于指导感染患者的经验性抗菌治疗, 也用于疾病严重程度的评分[1], 而连续检测PCT水平还可用于判定抗菌治疗是否可以终止。在此基础上, 我们进一步研究了动态监测血清PCT水平对细菌感染再发的临床应用, 为感染再发提供早期预警, 为临床及时调整抗菌药物提供切实有效的依据。

材料和方法

一、样本收集

收集2012年1月至2014年6月中山大学附属中山医院细菌感染患者150例及健康对照者60名。在年龄选择方面, 虽然感染可能出现在任何年龄阶段, 但因已有文献报道新生儿及婴儿会出现PCT一过性表达升高[2], 因此排除婴幼儿患者人群。病例纳入标准:细菌培养阳性经临床确诊为单纯性细菌感染的患者, 以24 h为一个动态监测间隔, 对150例细菌感染患者连续监测血清PCT水平, 因致病菌不同, 抗菌药物应用不同, 疗效不同, PCT水平的变化快慢及变化趋势亦不同, 所以选择感染再发与治疗有效患者PCT变化分歧前的水平作为疗效监测点的拐点, 分别向前和向后收集144 h内的血清PCT水平。病例剔除标准:外伤、手术、烧伤、小细胞肺癌、甲状腺髓细胞癌、心力衰竭等目前普遍公认可能引起PCT升高的因素。在样本采集方面, 均采用非严重溶血、脂血或黄疸样本。

二、试剂与仪器

PCT采用瑞士罗氏Cobase601电化学发光免疫分析仪测定, 校准液、试剂、质控品均由罗氏公司提供。本实验室进行相应的性能验证, 结果符合试验要求。血培养采用全自动血培养检测系统BacT/alert3D及配套血培养瓶(包括需氧、厌氧瓶)和VITEK 2微生物全自动鉴定仪, 均购自法国生物梅里埃公司。

三、不同观察组PCT表达趋势的分析

细菌感染再发组:100例细菌感染的成人患者经抗菌药物治疗后, 体温恢复正常, 感染症状明显缓解, 血清PCT水平显著下降但未达到停药标准(PCT≤ 0.1 ng/mL)或抗菌药物治疗未满2周, 抗菌药物仍在使用, 但其血清PCT水平突然升高, 随后感染症状加重, 细菌培养结果出现菌量增加、菌种变迁及耐药菌的产生等。细菌感染治疗有效组:50例经抗菌药物治疗、感染症状逐渐缓解、PCT水平逐渐下降直至停药标准的成人患者。健康对照组:收集健康体检人群60名, 均为成人, 性别随机且样本合格。观察感染患者再发前与健康成人、感染患者再发前后、感染再发与治疗有效患者的血清PCT水平的变化趋势。

四、PCT、白细胞(white blood cell, WBC)、白细胞介素6(interleukin 6, IL-6)对细菌感染再发的诊断性能比较

通过上述细菌感染再发患者以拐点和再发时的血清PCT水平绘制受试者工作特征(receiver operating characteristic, ROC)曲线, 判断PCT对细菌感染再发的诊断性能, 并寻找PCT对感染再发的最佳诊断界点。同时收集上述100例患者与血清PCT水平同期的WBC和IL-6的检测结果, 且绘制PCT、WBC(100例)及IL-6(74例)三者的ROC曲线, 评价三者对感染再发的诊断性能。

五、统计学方法

采用SPSS 19.0软件进行统计分析。2个组数据均值间的比较用t检验, 多组数据均值间的比较用方差分析, 诊断试验采用ROC曲线分析, 以P< 0.05为差异具有统计学意义。

结果

一、细菌感染患者血清PCT水平的变化趋势

动态监测150例细菌感染患者血清PCT水平, 其变化趋势见图1。因患者感染类型、治疗有效性、就诊时间及患者本身差异, 为分析感染再发PCT水平, 设置“ 0 h” 为感染再发PCT水平拐点, 以“ 0 h-144 h” 和“ 0 h+144 h” 为感染再发前后连续观测时间段(间隔为24 h), 发现50例细菌感染患者治疗有效且PCT持续下降, 100例感染再发患者PCT水平于(1.37± 0.57 )ng/mL后回升, 该水平仅为PCT拐点均值, 而非诊断界值。

动态监测血清降钙素原水平对感染再发的诊断价值

图1 动态监测细菌感染患者血清PCT水平的变化趋势

二、细菌感染治疗有效与感染再发患者PCT水平比较分析

图1可见“ 0 h+24 h” 时治疗有效患者PCT水平明显低于“ 0 h” PCT水平, 呈下降趋势; 细菌感染再发患者“ 0 h+24 h” 时PCT水平明显高于“ 0 h” PCT水平, 呈上升趋势, 3个组之间差异有统计学意义(P< 0.05)。见表1。

动态监测血清降钙素原水平对感染再发的诊断价值

三、细菌感染再发前PCT水平与健康成人PCT水平的比较

100例感染再发患者“ 0 h” 样本血清PCT水平为(1.37± 0.57)ng/mL; 健康成人PCT水平为(0.03± 0.02)ng/mL。细菌感染再发患者于回升拐点时样本血清PCT水平明显高于健康成人(t=6.877, P< 0.05), 提示治疗间期感染再发患者需重新制定PCT诊断界值。

四、比较PCT、WBC、IL-6检测对细菌感染再发的诊断性能

根据细菌感染再发前后的血清PCT水平绘制ROC曲线, 见图2。PCT曲线下面积为83.5%(95%可信区间:76.0%~99.1%, P< 0.01), 说明PCT对细菌感染再发具有较好的诊断价值, 且最佳诊断界值为2.29 ng/mL, 在此临界值的敏感性为89.0%, 特异性为83.0%, 阳性预测值为84.0%, 阴性预测值为88.3%。分析比较PCT、WBC、IL-6对细菌感染再发的诊断性能, ROC曲线见图3, WBC和IL-6曲线下面积分别为55.1%(95%可信区间:44.0%~66.3%)、61.0%(95%可信区间:50.2%~71.8%), 说明两者对细菌感染再发的诊断已失去价值。

动态监测血清降钙素原水平对感染再发的诊断价值

图2 PCT预测细菌感染再发的 ROC曲线

动态监测血清降钙素原水平对感染再发的诊断价值

图3 PCT、WBC和IL-6预测细菌感染再发的ROC曲线

讨论

PCT是降钙素的前肽, 是一种无激素活性的糖蛋白, 早在20世纪90年代, KARZAI 等[3]就已发现PCT水平在细菌感染的患者中显著升高, 其有助于临床鉴别细菌感染性疾病和非细菌感染性疾病、局部轻症感染和全身重症感染[4], 指导临床使用抗菌药物[5]。近年来, 上述方面的研究报道较多, 而对动态监测血清PCT水平在感染再发患者中的诊断价值研究较少。因此, 我们可以通过观察患者血清PCT水平的动态变化来监测感染再发, 该动态监测对细菌感染再发与治疗有效的鉴别诊断具有临床价值。这一表现使得我们需对细菌感染患者在感染再发时的PCT诊断界值重新考量。

本研究结果显示, 细菌感染患者在治疗过程中呈感染再发和治疗有效2种趋势发展, 而感染再发前的患者血清PCT水平明显高于健康人, 进一步证实本研究对象为感染再发人群, 而非感染复发。本研究提出重新制定PCT对感染再发的诊断界值, 其意义在于临床工作中, 由于广谱抗菌药物的应用导致菌群失调, 条件致病菌已日趋成为难治性感染的主力军, 多数细菌感染再发患者当其PCT水平突然增高时, 细菌培养结果表现为菌种变迁或变异为多重耐药细菌, 少数细菌培养结果为阴性, 疑为应用了大量抗菌药物后, 细菌的生长能力被抑制, 所以在应用抗菌药物后, 细菌培养的结果受到一定影响, 联合动态监测PCT水平可对病情进行判断, 同时PCT作为一种可靠的检测指标可用于排除血培养污染即假阳性结果[6]。故此, 本研究对感染再发与治疗有效患者血清PCT水平均进行了比较, 为临床提供切实有效的依据。而目前临床为避免抗菌药物的错用和滥用, 很多相关研究都建议PCT在0.25 g/L[7]时作为开始使用和停用抗菌药物的界值。因此不同疾病状态下PCT诊断界值的设定成为目前关注的焦点[8]。本研究运用ROC曲线初步确认感染再发的诊断界值, 即2.29 ng/mL。由于PCT对细菌感染性疾病具有卓越的临床应用价值, 众多学者对PCT在单纯性感染、脓毒症及各种疾病合并细菌感染的诊断界值进行了广泛探讨。有研究结果显示, PCT≥ 0.85 ng/mL可以作为预测感染的独立风险因素[9], PCT诊断脓毒症的临界值为0.47 ng/mL, 诊断严重脓毒症诊断的临界值为2.28 ng/mL[10], 对感染合并Ⅱ 、Ⅲ 、Ⅳ 级心力衰竭的PCT最佳诊断界值分别为0.086、0.192和0.657 ng/mL[11], 而在感染性休克患者中由于原因不同, PCT的诊断界值存在很大的变异空间, 外科患者诊断临界值为9.7 ng/mL, 内科患者诊断的临界值为1.00 ng/mL[12]。设定不同病理状态下的PCT诊断界值, 都应考虑原发病、手术影响及标志物测量的时机。因此, 我们对细菌感染再发的诊断界值只作为初步的设定。已有众多研究表明, PCT较传统指标如体温、WBC、C反应蛋白、细胞因子(IL-6、IL-8)等更可靠[13, 14], DANDONA等[15]报道中还发现, PCT的升高可能是由于IL-6作用的结果。另外WHANG等[16]动物实验证明, 白细胞介素等细胞因子可诱导PCT水平升高, 但PCT不能刺激细胞因子表达。本研究结果显示, PCT对于细菌感染再发有诊断价值, 而WBC和IL-6对感染再发无诊断意义。结合众学者的研究结果可进一步明确PCT对感染再发的诊断价值是其他指标所不能替代的。

总之, PCT作为感染性疾病诊断标志物能够有效地提示疾病的进程和疗效, 而动态监测血清PCT水平不仅可以联合血培养提高感染的诊断和指导抗菌药物应用, 同时也可对抗现今滥用抗菌药物导致超级耐药菌产生而即将无药可用的严峻情况, PCT水平的动态监测将为临床医生对感染再发的诊疗提供更多客观依据, 这是PCT在细菌感染性疾病中又一新的临床应用价值。

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