不同病原體血流感染血清降鈣素原水平研究*

袁 梁，隋文君，顧海彤，王 玫，劉向祎

北京同仁醫院檢驗科，北京 100730

降鈣素原(PCT)是降鈣素的激素原，由多種器官的不同類型細胞在受到促炎反應刺激后分泌。微生物毒素和促炎性反應介質如白細胞介素(IL)-1β、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)和IL-6等能刺激細胞釋放PCT[1]。PCT比其他生物標志物具有更多的優勢，包括細菌刺激后能夠快速產生及生物半衰期時間較長；PCT水平主要與感染性炎癥嚴重程度相關，與中性粒細胞的改變關聯性小，中性粒細胞減少或使用抗菌藥物對PCT水平影響不大；在病毒感染中，機體釋放的干擾素γ(IFN-γ)能抑制PCT釋放，因此PCT鑒別病毒或細菌感染的特異度較高[2]。這些優勢使得PCT能夠預測血流感染的發生[3]。1997-2017年全球血流感染發病率為237/100 000～437/100 000，血流感染是臨床病例死亡的重要原因之一[4]。血培養能夠鑒定病原微生物的種類，是血流感染檢測的“金標準”，但血培養最少需要2 d以上的時間才能得到結果，在早期治療決策中發揮的作用有限。研究表明，PCT可以作為一種生物標志物指導何時開始使用或停止使用抗菌藥物[5]，但針對革蘭陽性菌、革蘭陰性菌、真菌及厭氧菌需使用不同種類的抗菌藥物。而革蘭陽性菌、革蘭陰性菌、厭氧菌及真菌抗原性存在差異，在血流感染中刺激釋放的PCT水平有所差異[6]，研究和分析這些差異是否能夠預測血流感染病原體的種類，可指導血流感染早期抗菌藥物的使用。

1 資料與方法

1.1一般資料 選取2018年1月至2020年10月北京同仁醫院血培養陽性樣本526份為研究對象。納入標準：(1)連續兩次外周血培養陽性；(2)同一患者導管血與外周血培養同時陽性；(3)一次外周血或導管血培養陽性，但臨床其他癥狀符合血流感染，診斷為血流感染的樣本。(4)首次血培養陽性前24 h內檢測過PCT水平。排除標準：(1)患有自身免疫系統疾病或腫瘤[7-8]；(2)兩次血培養結果不一致或培養出兩種不同病原微生物；(3)臨床癥狀排除血流感染，血培養陽性考慮為污染。該研究通過本院醫學倫理委員會審批。

1.2儀器與試劑 免疫分析儀VIDAS30及PCT測定試劑盒(酶聯免疫發光法)，法國生物梅里埃公司生產。血培養儀Bactec FX及配套需氧及厭氧血培養瓶，美國BD公司生產。MicroflexLT/SH質譜分析儀及配套試劑，德國布魯克公司生產。

1.3方法

1.3.1血培養及病原體分離鑒定 外周血培養遵循血培養一般原則，盡量避免藥物影響和污染。取2～8 mL靜脈全血或導管血加入血培養需氧和厭氧瓶中。Bactec FX血培養儀培養5 d，期間血培養報警2 h內涂片革蘭染色鏡檢，并接種于血平板、麥康凱平板，如果直接涂片結果可見真菌孢子則加種于沙保羅培養基，如果血培養厭氧瓶報警則加種于厭氧平皿。普通培養24～48 h，厭氧培養48～72 h形成明顯單一菌落后進行質譜鑒定。

1.3.2血清PCT水平檢測 統計患者第一次血培養陽性采血時間之前24 h內血清PCT水平。抽取患者靜脈血3～5 mL留取在紅帽管中，靜置30 min后3 000 r/min離心5 min。輕微溶血、乳糜及黃疸血不影響試驗結果，嚴重溶血、乳糜與黃疸則需要重新留取樣本。取200 μL血清加至PCT檢測試劑條孔中，相應位置放入固相管，按照預設條件進行反應。VIDAS30 PCT最小檢出限為0.05 ng/mL，最大檢出限為200.00 ng/mL。

1.4統計學處理 分別繪制PCT水平用于診斷革蘭陰性桿菌、革蘭陽性球菌、真菌及厭氧菌感染的受試者工作特征(ROC)曲線，利用ROC曲線計算約登指數(靈敏度+特異度-1)，用約登指數確定預測各病原體血流感染PCT水平的最佳截斷值。不符合正態分布的計量資料以M(P25，P75)表示，組間比較采用非參數檢驗；計數資料以頻數或百分率表示，組間比較采用χ2檢驗。以P<0.05為差異有統計學意義。

2 結 果

2.1血培養陽性樣本菌株及相應患者PCT水平分布情況 526份血培養陽性樣本中革蘭陽性球菌238株，占42.2%；革蘭陰性桿菌245株，占46.6%；真菌28株，占5.3%；厭氧菌15株，占2.9%，見表1。革蘭陽性球菌中凝固酶陰性葡萄球菌是常見的血培養假陽性污染細菌，因此本研究只收集了不同時間或不同采血位點兩次血培養均為同種凝固酶陰性葡萄球菌的患者數據作為研究對象。

表1 血培養陽性菌株及相應患者PCT水平分布情況[M(P25,P75),ng/mL]

2.2不同病原體血流感染患者PCT水平比較 革蘭陽性球菌感染患者PCT水平為0.76(0.26，3.93)ng/mL；革蘭陰性桿菌感染患者PCT水平為4.86(0.97，24.94)ng/mL；真菌感染患者PCT水平為0.80(0.30，1.44)ng/mL；厭氧菌感染患者PCT水平為2.96(2.25，5.07)ng/mL。革蘭陰性桿菌感染患者PCT水平明顯高于革蘭陽性球菌感染患者PCT水平(P<0.05)，革蘭陰性桿菌感染患者中，PCT水平出現兩次最大檢出限200.00 ng/mL的結果。

2.3不同病原體血流感染患者PCT水平最佳截斷值 以革蘭陽性球菌感染患者PCT水平作為正樣本，根據這些正樣本數據特點，以較小的檢驗結果表示更肯定的結果，其余病原體感染患者PCT水平為負樣本，繪制ROC曲線，AUC為0.71(95%CI：0.666～0.754，P<0.001)。最佳截斷值為1.38 ng/mL，靈敏度61.8%，特異度71.5%。見圖1。

續表1 血培養陽性菌株及相應患者PCT水平分布情況[M(P25,P75),ng/mL]

圖1 PCT水平用于革蘭陽性球菌血流感染診斷的ROC曲線

以革蘭陰性桿菌血流感染患者PCT水平作為正樣本，根據這些正樣本數據特點，以較大的檢驗結果表示更肯定的結果，其余病原體血流感染患者PCT水平為負樣本，繪制ROC曲線，AUC為0.735(95%CI:0.692～0.777，P<0.001)。最佳截斷值為7.83 ng/mL，靈敏度54.1%，特異度84.3%。見圖2。

圖2 PCT水平用于革蘭陰性桿菌血流感染診斷的ROC曲線

以真菌血流感染患者PCT水平作為正樣本，其余病原體PCT水平為負樣本，繪制ROC曲線，AUC為0.725(95%CI:0.662～0.788，P<0.05)。最佳截斷值為1.22 ng/mL，靈敏度92.9%，特異度42.2%。見圖3。

圖3 PCT水平用于真菌血流感染患者診斷的ROC曲線

以厭氧菌血流感染患者PCT水平作為正樣本，根據這些正樣本數據特點，以較大的檢驗結果表示更肯定的結果，其余病原體血流感染患者PCT水平為負樣本，繪制ROC曲線，AUC為0.725(95%CI:0.662～0.788，P=0.097)。最佳截斷值為3.76 ng/mL，靈敏度86.7%，特異度65.4%。見圖4。

圖4 PCT水平用于厭氧菌血流感染診斷的ROC曲線

3 討 論

健康者體內PCT產生于神經內分泌細胞和甲狀腺濾泡旁細胞，水平極低，病原體感染機體時，可由感染部位的多種類型組織和細胞產生。PCT與白細胞計數、C反應蛋白等炎性指標相比，不易受到過敏、自身免疫和病毒感染等因素影響，其水平與感染嚴重程度、感染器官部位和大小呈正相關[9]。PCT體內半衰期為25～30 h，可以用于監測感染性疾病的病程及轉歸，體外穩定性好，便于檢測，是檢測感染性疾病的高靈敏度、高特異度指標[10]。

感染性疾病中PCT主要由病原體內毒素刺激產生，促炎性物質及外毒素也能誘導PCT產生，但刺激效果均不及內毒素[11]。大部分革蘭陰性桿菌都能產生內毒素，部分革蘭陰性桿菌也可產生外毒素，而革蘭陽性球菌以釋放外毒素為主。對于常見細菌的生長速度而言，革蘭陰性桿菌進入對數生長期的時間一般要早于革蘭陽性球菌。過往臨床研究證實，多種類型的感染性疾病患者中，革蘭陰性桿菌感染患者PCT平均水平高于革蘭陽性球菌感染患者[12]，血流感染中也存在這樣的規律，但在不同研究中，預測不同病原體血流感染的PCT水平最佳截斷值存在一定差異[13-15]。這個差異的原因可能是由于試驗入組標準存在差異，本研究只納入了血流感染發生前24 h內的PCT單次檢測的水平；其次各醫院患者來源不同，患者身體基本條件與基礎疾病存在差異；同時，各醫院血流感染細菌種類和排名存在一些差異也會影響最終結果。本研究結果表明，當血流感染發生前24 h內PCT水平如果小于1.38 ng/mL，則發生革蘭陽性球菌血流感染的可能性較大；而當24 h內PCT水平大于7.83 ng/mL時，則發生革蘭陰性桿菌血流感染的可能性較大。

真菌及厭氧菌血流感染在臨床比較少見，偶見于老年人群及免疫能力低下的人群，病例數量較少。這些人群普遍存在基礎疾病并且免疫力低下，感染性疾病起病和發展往往比較迅速，PCT水平變化也較快，因此分析真菌與厭氧菌血流感染PCT水平特點比較困難。本研究中厭氧菌血流感染患者PCT水平中位數為2.96 ng/mL，預測厭氧菌血流感染的PCT水平最佳截斷值為3.76 ng/mL，但樣本量僅15株，漸進顯著性P=0.097，因此這個試驗結果參考意義有限，適合臨床高度疑似厭氧菌血流感染的患者。真菌菌體較大，一般來說其難以突破血管壁形成血流感染，臨床也不常見。真菌細胞壁結構不同于細菌，生長方式也不相同，本研究結果顯示，真菌血流感染患者PCT水平總體要低一些，中位數為0.80 ng/mL，預測真菌血流感染的PCT水平最佳截斷值為1.22 ng/mL，但病例數較少同樣需要增加病例數來完善研究結果。

綜上所述，不同病原體血流感染患者PCT水平存在一定差異，臨床可以在感染早期根據PCT水平預測血流感染病原體的類型，特別是革蘭陽性球菌和革蘭陰性桿菌血流感染患者PCT水平差異明顯。但是即使相同種類的病原體在不同患者個體中PCT水平也存在一些差異，需要結合臨床表現及其他感染癥狀綜合判斷。