血清降钙素原水平在血流感染中的临床价值

邓林锋，刘晓峰，陈雪礼，温洪周，刘丹(九江市第一人民医院检验科，江西九江332000)



血清降钙素原水平在血流感染中的临床价值

邓林锋，刘晓峰，陈雪礼，温洪周，刘丹
(九江市第一人民医院检验科，江西九江332000)

摘要：目的探讨血清降钙素原（PCT）水平在血流感染患者中的临床价值。方法回顾性分析我院568例同时送检PCT检测和血培养的结果，其中有效研究对象538例；比较PCT水平与血培养结果的关系，同时比较PCT在革兰阴性菌、革兰阳性菌及真菌之间的差异；选取多次行PCT检测的血培养阳性患者，并依据3周内转归分为好转组、迁延组及死亡组，比较不同转归患者PCT差异。各组间PCT差异比较采用秩和检验；预后分析中采用Fisher’s精确概率法。结果血培养阳性患者PCT值[3.39（0.69~6.52）μg/L]明显高于血培养阴性患者[0.31（0.09~1.48）μg/L]，差异有统计学意义（P<0.05）；G-菌、G+菌及真菌感染患者PCT分别为4.39（1.80~10.85）μg/L、1.98（0.42~4.05）μg/L及0.62（0.39~3.98）μg/L，差异有统计学意义（P<0.05）；根据受试者工作特征曲线（ROC），PCT临界值设定为3.315μg/L时，区分G-菌与真菌血流感染的灵敏度为67.9%，特异度为75. 0%；设定为4.1μg/L时，PCT区分G+菌与G-菌血流感染的灵敏度为57.7%，特异度为76.5%；46例多次PCT检测血培养阳性患者中，PCT呈下降趋势时患者预后较好。结论血清PCT水平的检测有助于快速排除和诊断血流感染，同时有助于区分G-菌、G+菌及真菌所致的感染；动态监测PCT变化趋势有助于患者预后的判断。

关键词：降钙素原；血培养；革兰阴性菌；革兰阳性菌；真菌；血流感染

由于激素和抗生素的广泛应用及有创诊疗技术的开展，血流感染发病率逐年上升，对感染的早期识别、及时合理的使用抗生素，可缩短住院时间，减少住院费用，降低血流感染的病死率[1]。血培养是诊断血流感染的金标准，但耗时较长，阳性率偏低，容易延误诊断及治疗。降钙素原（Procalcitonin，PCT）是由甲状腺的髓质细胞分泌，不释放入外周血中，在健康人血液中PCT的浓度小于0.1μg/L，当有细菌感染时，血清中的PCT会明显升高[2]。有研究表明降钙素原与血培养结果有着相关性，血培养阳性患者的PCT水平明显升高[3]；同时降钙素原在区分革兰阳性菌感染（G+菌）及革兰阴性菌（G-菌）感染及感染严重性有一定的价值[4]。本研究回顾性分析血培养阳性和阴性及G+菌、G-菌及真菌感染患者体内PCT水平差异，并分析PCT对患者预后判断的作用。

1　对象与方法

1.1对象本研究选取2013年8月至2014年9月在本院同时进行血培养及PCT检测的患者568例，剔除25例为污染菌（结合临床表现及相关血流感染的其他实验室检查，如外周血白细胞数、中性粒细胞比值、血沉、CRP及血培养阳性时间等综合判断）及混合感染5例，余538例进行统计学分析。若同一患者住院期间有2次及以上送检，记录第一次血培养结果及每次PCT检测结果；若血培养阳性患者此次住院期间有≥3次连续PCT检测（每次PCT检测间隔小于1周），则对每次检测的PCT数值与患者预后进行记录。

1.2研究方法

1.2.1试剂与仪器罗氏全自动电化学发光仪（型号：Cobas e 601）与专用原装试剂盒；血培养仪为美国BD公司BD BACTEC 9120血培养仪及配套血培养瓶。

1.2.2 PCT检测采用罗氏全自动电化学发光仪（Cobas e 601）与专用原装试剂进行检测，试剂盒推荐PCT临界值为0.05μg/L，若PCT≥0.05μg/L即为阳性，检测过程按要求进行定标和质控试验。

1.2.3血培养成人采血8~10ml，标本采集后立即注入血培养瓶并送实验室，实验室接收标本、编号及登记后，将血培养瓶置于BD BACTEC 9120血培养仪中，仪器发出阳性警报时，立即用无菌注射器抽取培养瓶内培养液接种于血平板上于37℃过夜培养，第二天进行菌落分纯，将分纯后的菌落进行革兰染色及菌株鉴定、药敏试验。

1.3统计学分析采用SPSS 17.0统计软件进行统计分析，总体PCT值采用M（P25~P75）表示；PCT对患者预后判断的分析中，由于例数较少，PCT值采用M（范围）表示；两组间PCT值差异比较采用Wilcoxon秩和检验；多组间PCT值差异比较采用Kraskal-Wallis秩和检验；根据G+组、G-组及真菌类别，绘制PCT的ROC，判断其鉴别G+组、G-组及真菌的诊断性能，并确定临界值；预后分析中采用Fisher’s精确概率法。以P<0.05为差异有统计学意义。

2　结果

2.1血培养阳性与阴性患者PCT的比较568例中有25例判定为污染菌，5例为混合感染；纳入分析的538例患者中，血培养阴性为389例，阳性149例（详细资料见表1）。149例血培养阳性患者中有115例PCT阳性，阳性比例为77.18%，PCT值为3.39（0.69~6.52）μg/L；389例血培养阴性患者中有246例PCT阴性，阴性比例为63.24%，PCT值为0.31（0.09~1.48）μg/L。将血培养阳性与阴性组所有PCT值进行Wilcoxon秩和检验（Z=-10.902，P=0.000），差异有统计学意义，即血培养阳性组PCT检测结果明显高于血培养阴性组。

表1　538例血培养检测结果与PCT检测结果

2.2血培养阳性患者PCT检测结果血培养阳性共有149例，其中革兰阳性菌感染51例，革兰阴性菌感染78例，真菌感染20例。革兰阳性菌感染组PCT值为1.98（0.42~4.05）μg/L，其中PCT阳性35例，阳性比例为68.63%；革兰阴性菌感染组PCT值为4.39（1.80~10.85）μg/L，其中PCT阳性68例，阳性比例为87.18%；真菌感染组PCT值为0.62（0.39~3.98）μg/L，其中PCT阳性12例，阳性比例为60%；见表1。将G+组、G-组及真菌组PCT值进行Kraskal-Wallis秩和检验（H=23.227，P= 0.000），三组间PCT值差异有统计学意义；将G-组分别与G+组和真菌组PCT值进行Wilcoxon秩和检验（Z=-3.902 P=0.000；Z=-3.764 P=0.000），差异均有统计学意义，即革兰阴性菌感染组的PCT水平明显高于革兰阳性菌感染组和真菌感染组；将所有细菌感染组（G-组+G+组）与真菌组PCT值进行秩和检验（Z=-2.869 P=0.004），差异有统计学意义，即细菌感染组PCT值明显高于真菌感染组；而将G+组与真菌组PCT值进行Wilcoxon秩和检验（Z=-1.208 P=0.227），差异无统计学意义，即革兰阳性菌感染组PCT水平与真菌组差异无统计学意义。

2.3不同菌种PCT水平的ROC曲线分析当临界值为3.315μg/L时，血清PCT水平区分G-菌与真菌血流感染的灵敏度为67.9%，特异度为75.0%，ROC曲线下面积为0.744；当临界值为4.1μg/L时，血清PCT水平区分G+菌与G-菌血流感染的灵敏度为57.7%，特异度为76.5%，ROC曲线下面积为0.704；G+菌与真菌的ROC曲线下面积为0.592（P> 0.05）。见表2及图1~3。

2.4 PCT水平与变化趋势在患者预后判断中的作用采用Fisher确切概率法进行分析，PCT呈下降趋势变化者的死亡率要明显低于PCT升高趋势组及无规律组，差异均有统计学意义（Fisher检验值= 19.013，P=0.000；Fisher检验值=6.594，P=0.024）；而PCT无规律组死亡率要低于PCT升高趋势组，但差异无统计学意义（Fisher检验值=5.725，P= 0.058）。分别将好转组、迁延组及死亡组每例患者PCT的平均值进行Wilcoxon秩和检验，好转组中每例患者PCT平均值明显低于迁延组及死亡组（Z=-2.342，P=0.019；Z=-4.189，P=0.000），差异均有统计学意义；而迁延组中每例患者PCT平均值明显低于死亡组（Z=-3.012，P=0.003），差异有统计学意义。见表3。

图1　G-菌与真菌PCT水平的ROC

图2　G-菌与G+菌PCT水平的ROC

图3　G+菌与真菌PCT水平的ROC

表2　不同菌种（G-菌、G+菌及真菌）PCT水平诊断性能

表3　46例多次PCT检测血培养阳性患者PCT检测结果（例）

3　讨论

PCT是由114~116个氨基酸组成的一种糖蛋白，是一种新型炎症指标，除甲状腺外，各种器官尤其是肝脏的单核细胞和巨噬细胞均能产生PCT[5]。脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）和其他多种炎症因子均能诱导生成大量PCT，其升高程度不仅依赖于引起炎症的病原体，还能显示炎症反应程度；与其他细胞因子相比，LPS可在短时间内诱导产生大量PCT。研究表明[6]，健康志愿者在静脉注射一定量内毒素后显示，注射后3~4h后PCT水平迅速升高，6~8h达到高峰并持续24h以上。PCT的升高不受机体免疫抑制状态的影响，严重细菌感染时，即使处于免疫抑制状态或尚无临床表现，血浆PCT水平仍明显升高，且其升高程度与感染严重程度呈正相关[5]。

本研究的538例患者，149例患者血培养阳性，其中细菌感染（G-菌和G+菌）129例（占86.56%），真菌感染20例（占13.44%）。血培养阳性患者血清中有77.18%的患者PCT高于临界值，血培养阳性患者PCT水平明显高于血培养阴性患者，这与国内相关研究结果基本相同[7，8]。该结果提示对于怀疑血流感染的患者需尽快完善PCT检测，可以帮助早期诊断，改善预后。有22.82%血培养阳性患者PCT阴性，考虑药物等因素所致。因此在PCT水平不高，而临床上仍不能排除血流感染时。应结合血沉、C反应蛋白、白细胞计数、中性粒细胞计数等综合判断。血培养阴性患者中有36.76%患者PCT阳性，这主要是因为PCT水平受创伤、神经内分泌瘤等多种因素影响[9]，这提示我们对于采用PCT阳性来诊断感染时，在保证仪器性能符合要求的同时，需排除以上干扰因素。当然，血培养阳性率受采血时间、采血量及血培养次数影响，所以对于血培养阴性而PCT阳性患者，临床不能排除血流感染时，需根据患者临床症状及其他检测结果综合判定。

对血培养阳性菌种类型患者的血清PCT水平进行分析，结果显示G-菌感染者的血清学PCT水平明显高于G+菌及真菌感染者，这表明G-菌感染后诱导PCT水平明显高于G+菌及真菌。这是由于G-菌、G+菌及真菌是通过不同的信号途径释放各种细胞因子，从而导致血清中PCT水平的升高。G-菌与G+菌及真菌细胞壁构成不同，G-菌的细胞壁的重要组成部分内毒素可以在无细胞因子的情况下体外直接诱导人培养细胞产生高水平PCT，而G+菌和真菌的细胞壁无此作用[10]。

在对G-菌与G+菌血清PCT水平的ROC进行分析中，当临界值设定为4.1μg/L时，血清PCT水平区分G-菌与G+菌所致的感染灵敏度为57.7%，特异度为76.5%。这与国内相关报告有一定差异，这可能与研究对象的不同有关，同时本研究样本偏少，可能存在一定的偏倚。因此我们需要针对不同的研究对象，进行大样本的临床研究，建立相应的参考值。对G-菌与真菌血清PCT水平的ROC分析，当临界值设定为3.315μg/L时，血清PCT水平区分G-菌与真菌所致的感染的灵敏度为67.9%，特异度为75.0%。这表示PCT水平在区分G-菌和真菌有着重要意义，在临床中对于经合理的抗生素治疗后PCT水平仍未见恢复正常的患者，需警惕合并真菌感染。本研究中，对G+菌与真菌感染后血清PCT水平进行比较，差异无统计学意义（P= 0.227）；且在进一步ROC分析时，曲线下面积只有0.592（P=0.227）。提示血清PCT水平在鉴别G+菌与真菌血流感染中临床意义不肯定，这可能与G+菌与真菌诱导PCT水平升高的机制相似有关，与此同时，本研究中真菌感染患者样本很少，对结果可能产生一定的偏倚，仍需增加样本量进行统计分析。

有研究[11，12]表明，PCT水平与感染所致的炎症反应的严重程度有关，并随着炎症的控制和病情的缓解可降至正常水平，因而动态监测血清PCT水平的变化，能更好的预测血流感染的预后和疗效观察。Karlsson[13]等认为PCT浓度的下降与预后无相关性，但PCT降低50%以上，则提示预后良好。本研究表明，PCT呈下降趋势变化者的死亡率要明显低于PCT升高趋势组及无规律组，差异均有统计学意义。好转组中每例患者PCT平均值明显低于迁延组及死亡组，而迁延组中每例患者PCT平均值明显低于死亡组。表明在血流感染患者的治疗中，动态监测PCT水平，获取PCT的变化趋势或求多次检测的平均值，有助于患者预后的判断，这与国内的相关研究结果类似[14，15]，但此项研究属于回顾性研究，需大样本的前瞻性研究进一步论证。

综上所述，血清PCT水平在血流感染的诊断及菌种判断中有一定的临床应用价值，但对G+菌与真菌引起的血流感染的鉴别意义尚不肯定，动态监测PCT水平有助于血流感染患者预后的判断。然而本研究病例数量过少，为回顾性研究，收集的病例局限在同一个医院，PCT采血时间与起病时间的关系、患者入院前的治疗经过等混杂因素未能得到完全的控制，可能对研究结果产生一定的偏倚。在今后的研究中，需采用大样本、多中心的、前瞻性的随机对照试验进一步论证此分析结果。

参考文献

[1]Schroeder S，Hochreiter M，Koehler T，et al.Procalcitonin(PCT) guided algorithm reduces length of antibiotic reatment in surgical intensive care patients with severe sepsis：results of a prospective randomized study[J].Langenbecks Arch Surg，2009，394(2)：221-226.

[2]Liu F，Wang Q，Zeng FY，et al.Clinical diagnostic value of procalcitonin detection in local infection and sepsis[J].Nan Fang Yi Ke Da Xue Xue Bao，2010，30：614-619.

[3]Previsdomini M，Gini M，Cerutti B，et al.Predictors of positive blood cutures in critically ill patients：a retrospective evaluation[J]. CroatMed J，2012，53(1)：30-39.

[4]BrodskáH，MalíkováK，AdámkováV，et al.Significantly higher procalcitonin levels could differentiate gram-negative sepsis from gram-positive and fungal sepsis[J].Clin Exp Med，2013，13(3)165-170.

[5]Linscheid P，Seboek D，Nylen ES，et al.In vitro and in vivo calcitonin I gene expression in parenchymal cells：a novel product of human adipose tissue[J].Endocrinology，2003，144：5578-5584.

[6]Dandona P，Nix D，Wilson MF，et al.Procalcitonin increase after endotoxin injection in normal subjects[J].J Clin Endocrinol Metab，1994，79(5)：1605-1608.

[7]杨朵，胡梅，李莉，等.C-反应蛋白及降钙素原在血流细菌感染诊断中的应用价值[J].中华医院感染学杂志，2013，22：265-267.

[8]蔡利励，陈玉，郑剑锋，等.降钙素原在上呼吸道感染诊治中的应用[J].实验与检验医学，2012，30(6)：546-547.

[9]Becker KL，Snider R，Nylen ES.Procalcitonin in sepsis and systemic inflammation：a harm ful biomarkers and a therapeutic target [J].Br JPharmacol，2010，159(2)：253-264.

[10]Tavares E，Maldonado R，Ojeda ML，et al.Circulating inflammatory mediators during start of fever in differential diagnosis of gram-negative and gram-positive infections in leukopenic rats[J]. Clin Diagn Lab Immunol，2005，12(9)：1085-1093.

[11]Karlsson S，Heikkinen M，Pettila V，et al.Predictive value of procalcitonin decrease in patients with severe sepsis：a prospective observational study[J].Critical Care，2010，14(6)：R205．

[12]Kaur K，Mahajan R，Tanwar A.A novelmarker procalcitonin may help stem the antibiotic overuse in emergency setting[J].Int JAppl Basic Med Res，2013，3(2)：77-83.

[13]Karlsson S，Heikkinen M，Pettila V，et al.Predictive value of procalcitonin decrease in patients with severe sepsis：a prospective observational study[J].Critical Care，2010，14：R205.

[14]王桥生，符晖，汤石林，等.早期血清降钙素原对脓毒血症患者预后判断的价值[J].广东医学，2013，39(4)：2666-2669.

[15]邱锡荣，张为民，许志坚，等.血清降钙素原在感染性疾病诊断中的应用价值[J].实验与检验医学，2011，29(5)：543-544.

Clinical value of serum procalcitonin level in the diagnosis of bloodstream infection

DENG Linfeng，LIU Xiaofeng，CHEN Xueli，WEN Hongzhou，LIU Dan.Department of Laboratory Medicine，the First People’s Hospital of Jiujiang，Jiujiang Jiangxi 332000，China.

Abstract：Objective To evaluate the clinical value of serum procalcitonin levels in bloodstream infection.M ethods 568 patientswho had both PCT detection and blood culturewere collected from our hospital，538 of them were involved in this study.The relationship between serum PCT level and blood culture result was investigated.The PCT levels in patients with gram-negative bacterial bloodstream infection，gram-positive bacterial bloodstream infection and fungal bloodstream infection were compared.The bloodstream infection patientswho had several PCT detection results were divided into three groups：better group，delay group and death group according to the infection outcome in threeweeks.PCT levels between the three groupswere compared and the correlation with prognosis of bloodstream infection were analyzed.Rank sum testand Fisher’s testwere used to analyze PCT values and prognosis among all the groups.Results In patients with positive blood culture result，themedian of PCT[3.39（0.69~6.52）μg/L] was significantly higher than that[0.31（0.09~1.48）μg/L]in patientswith negative blood culture result(P<0.05).Themedian of PCT in gram-negative bacterial infection，gram-positive bacterial infection and fungal infection were 4.39（1.80~10.85）μg/L，1.98（0. 42~4.05）μg/L and 0.62（0.39~3.98）μg/L respectively，the differences among them were statistically significant(P<0.05).According to receiver operating characteristic curve，if 3.315μg/L was taken as a critical value，the sensitivity of PCT in diagnosis of gramnegative bacterial infection and fungal infection was 67.9%，and the specificity was 75.0%.And if 4.1μg/L was taken as a critical value，the sensitivity of PCT in diagnosis of gram-negative bacterial infection and gram-positive bacterial infection was 57.7%，and the specificity was 76.5%.In the 46 patientswho detected PCT repeatedly，the prognosis of whom with decreasing PCT levelwas better than the others.Conclusions Serum PCT level is proved to be an effectivemarker for rapid diagnosis of bloodstream infection，and is valuable to discriminate gram-negative bacterial infection，gram-positive bacterial infection and fungal infection.Dynamicmonitoring of PCT level has a certain reference value for the prognosis of bloodstream infection patients.

Key words：Procalcitonin；Blood culture；Gram-negative bacteria；Gram-positive bacteria；Fungi；Bloodstream infection

(收稿日期2015-09-11；修回日期2015-11-12)

作者简介：邓林锋，女，1984年1月生，检验师，学士学位，目前从事临床检验。

DOI：10.3969/j.issn.1674-1129.2016.01.012

中图分类号：R446.5，R446.62

文献标识码：A

文章编号：1674-1129(2016)01-0034-04