降钙素原的检测及在外科手术后感染判断中的应用

于永亮 蔡澄涵 姜凤全

摘要：降钙素原（PCT）是一类无激素活性的降钙素前体物质，可以通过神经内分泌细胞释放，并在蛋白酶的影响下形成活性成分，目前已普遍应用于临床手术术后感染评估。正常情况下，PCT仅会少量进入血液，可用于鉴别诊断感染的病原微生物的类型及感染的程度，同时可以更好地监测患者的感染病情变化，并指导抗生素的使用。近年来越来越多的外科医生也将PCT用于手术后的感染评估。本文将围绕PCT的生物学特性、方法及其在外科手术后的应用进行综述，旨在为PCT在外科术后应用提供参考。

关键词：降钙素原；外科手术；术后感染

中图分类号：R446                                  文献标识码：A                                  DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2024.11.040

文章编号：1006-1959（2024）11-0189-04

Detection of Procalcitonin and its Application in the Judgment of Infection After Surgery

Abstract：Procalcitonin （PCT） is a class of non hormonal active calcitonin precursors that can be released by neuroendocrine cells and form active components under the influence of proteases. Currently， it has been widely used in the evaluation of postoperative infection in clinical surgery. Under normal circumstances， PCT only enters the blood in a small amount. PCT can be used to identify and diagnose the type and degree of infection of pathogenic microorganisms. It can also help doctors better monitor the changes in patients' infection conditions and guide the use of antibiotics. In recent years， more and more surgeons have also used PCT for postoperative infection evaluation. This article will focus on the biological characteristics， methods and application of procalcitonin PCT after surgery， aiming to provide reference for the application of PCT after surgery.

Key words：Procalcitonin;Surgery;Postoperative infection

感染一直是临床中一个严峻的问题和挑战，需要对其实行动态监控。尽管目前有许多方法可以检测感染性状况，但缺少灵敏且特异的指标。血细胞分析方法可以反映患者微生物感染状况，但在外伤和应激时也会提高。血菌培养只能在大量菌株入血时才能获得阳性结论。急性时相反应蛋白（C-reactive protein， CRP）在重度细菌感染中会明显地升高，但在术后、病毒感染、部分微生物传播和非感染性条件下也会升高。TNF-a、IL-1、IL-6等细胞因子在病原微生物感染人体后，血浆中的含量也会有所升高，但由于持续时限较短，不能定期实行动态监测[1]。相比之下，降钙素原（procalcitonin， PCT）可以弥补这些缺陷，近年来在临床感染性疾病诊断和预后判断中应用越来越广泛，可以更准确地反映感染的发生严重程度，从而更好地预防和治疗感染性疾病。PCT是一类无激素作用活力的前肽化学物质，它可以用作人类细菌性疾病感染的血清标志物，当患者存在脓毒症时，血浆PCT水平显著升高，被认为是微生物感染和脓毒症的特异性和早期标志物[2]。因此，PCT可以被认为是一项重要的监测指标，可以帮助医生及时发现和治疗感染性疾病。在2001年，被国际脓毒症大会采用成为脓毒症诊断指标之一[3]。PCT技术的不断发展，不仅可以用于感染性疾病的筛查和鉴别，而且还可以用于系统性炎性反应综合征和脓毒症等病变的诊断，具有重要的临床意义。随着PCT在外科术后应用的不断深入，人们对其生物学特性、检测方法以及研究进展的关注度也在不断提高。本文将对PCT的实验室检测及在不同主要部位外科术后感染评估中的价值进行综述。

1 PCT的生物学特性

PCT由N末端降钙素和C末端三环节构成，其中包括116个氨基酸残基，分子量为13 600[4]。PCT在细菌感染引起的全身性炎症反应早期2～3 h即可在血液中检测到，6 h达到高峰，半衰期为24 h[2，5]。由于其在感染早期快速升高的特性，使得它比CRP和IL-6等传统的炎症标志物在感染性疾病早期的诊断价值更高，因此可以作为病原微生物，特别是细菌感染的早期筛查标志物。PCT在人体内的重要分布区域是肝脏，但也有一些区域，如外周血单核细胞、脾、肺或小肠的神经内分泌细胞。内毒物和微生物感染可以诱导PCT的形成[6]。PCT浓度在健康人体内非常低，几乎不可能被检测到。但是，当发生全身性微生物感染时，特别是败血症和革兰氏阴性菌感染中，血液中PCT浓度会显著增加，并且时间较长[7]。在病毒感染、恶性肿瘤、自我免疫性疾病和局部感染病人中，PCT浓度通常保持在正常范畴内或略有上升。由于感染性疾病的加重，PCT浓度也会显著上升，但是在接受高效抗生素治疗后，PCT浓度会很快降低，这与患者的预后有关[6，8，9]。

2 PCT的实验室检测方法及特点

PCT无生物活性，受干扰程度较少，有较高的敏感性和特异性，广泛地用于感染的诊断。PCT检测方法多样，总体来看包括定量分析、半定量分析和定性分析3大类，根据其检测原理具体可以分为放射免疫法、酶联免疫荧光法、胶体金比色法、免疫化学发光法、电化学发光法和免疫层析法等[10]。免疫层析法是PCT较早的检测方法，是一种定性的检测方法，完全手工操作，操作简单无需检测仪器，不受场地和环境的限制，但它是一种定性的检测方法，较适合床旁检测，因其不能提供具体数值临床上应用受限。胶体金比色法也是一种手工操作方法，无需仪器，属于半定量检测方法，虽然其检测不能确定PCT的具体数值，但可根据条带颜色肉眼比对、判断PCT水平范围，对于感染的程度判断提供一定的参考价值。该法操作虽简便但是不适合大批量样本检测，仅适合床旁检测。该方法下正常人血清PCT在0.1 μg/L以下，文献报道阳性阈值为≥0.5 μg/L[11，12]。放射免疫法检测的敏感性较高，但其耗时长且试剂对环境和操作人员有一定影响，因此临床应用受限[13]，已逐步被酶联免疫荧光法和化学发光法所取代。酶联免疫法检测的特异性高，成本低，可大批量检测，但敏感性略低，加之其最低检出限为 10 μg/L，该方法下健康人群不易检出。酶联免疫荧光法检测不仅特异性高，且敏感性也大大提高，最低检出限为0.05 μg/L，有半自动化和自动化检测分析仪，检测通量随着检测技术的改进也有所提高。电化学发光法是近年来发展较快的一种发光分析方法，是完全的定量检测方法。该方法精密度好，敏感性高，最低可检出0.02 μg/L的PCT，同时可实现全自动大批量检测，检测时间也相对较短。有研究显示[14]，正常水平和高水平PCT的批内不精密度为1.16%、0.86%，批间不精密度为2.54%、2.17%，分析测量范围为0.03～96.12 ng/ml，均符合厂商声明标准。随着技术的发展，酶联免疫荧光法和电化学发光法已成为PCT检测的主要手段，因其具有高度特异性、精确度和敏感性以及快速检测等优势，得到了广泛的应用。

3 PCT在不同部位术后感染判断的应用

3.1神经外科术后颅内感染  神经外科手术后颅内感染发生率约为3%～30%[15]，是神经外科手术常见并发症之一，引起术后恢复不良。神经外科手术由于脑部其特殊性手术复杂，需精细操作，手术时间较长，开颅后创口长时间暴露，因手术过程导致颅内感染风险增加。神经外科术后并发颅内感染的患者病死率高达约20%以上[16]。目前，颅内感染的早期表现不明显，早期诊断较困难且存在一定的误差[17]。颅内感染的确凿证据就是从脑脊液中查到明确的致病菌，但因菌培养阳性率低、耗时长，对颅内感染的早期诊治存在一定局限。寻找敏感的辅助检查指标对于颅内感染病原菌的及时诊断和鉴别有重要作用，可帮助指导颅内感染患者的早期诊断并指导治疗。PCT在细菌感染早期即可出现，能反映机体炎症反应程度，对于感染早期的病原菌诊断具有指导意义。高晨琛等[18]对神经外科术后颅内感染患者81例和术后未发生颅内感染者73例患者进行脑脊液PCT水平的对比研究，结果显示颅内感染组脑脊液共培养分离病原菌81株，其中革兰阳性菌47株占58.02%，革兰阴性菌34株占41.98%，感染组患者脑脊液PCT明显高于无感染组。颅内感染革兰阳性菌患者脑脊液PCT低于革兰阴性菌感染患者。受试者工作特征（ROC）曲线结果示显示：脑脊液PCT指导鉴别是否并发颅内感染具有较高效能，且鉴别神经外科术后患者革兰阳性菌与革兰阴性菌颅内感染也均有较高效能，其约登指数为0.624，对应Cut-off值为1.85 μg/L，曲线下面积（AUC）为0.807，敏感度、特异性分别为82.98%、79.14%。

3.2腹部术后感染  由于腹部手术时，手术部位的特殊性（肠道内寄生着多种细菌）加上部分腹部手术的原发疾病是由于感染所致，这样腹部手术时易造成细菌移位甚至入血，为微生物侵入机体提供了机会；同时大手术时机体免疫力降低，术后肠道功能减退，容易合并细菌感染。PCT检测对腹腔感染的诊断[19]、预后等方面有较高的临床价值[20]。患有腹腔感染（intra-abdominal infections， IAI）的患者可能会出现脓毒症的症状，并且可能会导致多器官功能障碍[21]。因此，早期发现IAI的存在将有助于更有效地诊断和治疗这种疾病，从而提高治疗效果。研究结果显示，监测血清PCT水平可能有助于早期诊断和治疗疾病。王苏梦等[22]的研究表明，血清PCT含量与腹腔感染患者多疾病之间存在相当高度的关联性。PCT可能是用于预测术后IAI的一个有效技术指标，但是需要考虑PCT的阈值及术后第几天其准确性，以确保其可靠性和可行性。PCT在腹部术后感染中对细菌感染的灵敏度和特异度较高，相比于传统的影像和病原学检查更容易被常规监测，因此PCT在术后感染的早期诊断、严重程度评估和治疗监测中的应用越来越普遍。大型手术创伤可能会导致PCT水平短暂升高，如不合并感染，通常在术后第2、3天开始逐渐下降，在评估检测结果时应特别注意[23]。动态监测PCT水平有助于判断病情，并采取适当的治疗措施来改善患者的健康状况。术后持续升高或下降后再次升高，需进一步明确是否合并感染。

3.3胸外科术后感染  胸外科手术作为一种创伤性治疗手段，多用于治疗各种病症如肺部肿瘤、食管癌、心脏病、纵隔疾病和胸外伤等常见疾病。然而，开胸手术不仅会对患者造成不同程度的损伤，还可能诱发多种相关的并发症，其中感染最常见，并且是导致该手术患者死亡的一项重要因素。周彦君[24]将321例胸外科手术患者依据是否感染分为两组，对比组间白细胞计数（WBC）、PCT、CRP各指标情况，结果显示未感染组WBC、PCT、CRP 在术毕均明显上升，且在术后第1天最高，然后三项指标水平开始降低；而感染组在术毕后其三项指标水平均明显上升，术后第3天其水平为最高，感染组在相同时间段WBC、PCT、CRP水平均明显高于非感染组。感染组中不同感染程度的患者血清PCT水平随病症严重程度升高。诊断术后感染的敏感性、特异性、阳性及阴性预测值血清PCT均优于WBC与CRP。胸外科术后并发感染可导致WBC、PCT、CRP水平提升，且PCT对术后感染的判断较其他两项在敏感性、特异性、阳性及阴性预测值更理想，临床可将其作为诊断胸外科术后早期感染的重要依据。

3.4外科术后并发脓毒症  外科手术后，由于细菌感染和脓毒症的发生，或许会造成重大的后遗症，甚至导致患者死亡的重要原因[25]。脓毒症是一种由致病性微生物入侵血流引发的全身炎症反应综合征，它会产生多种有毒因素，并随血流在全身扩散，从而使得患者出现器官功能衰竭[26]，以至可以危及生命。每年全球至少有1800万例脓毒症病例，死亡率高达30%～50%。脓毒症或许会引起多疾病或低血压，这种情况被称为脓毒性休克，它可以影响到人体的所有脏器，重大程度危及生命安全，甚至于可以引起死亡后果并具有很高的病死率。所以，找到早期、高度特殊的感染性标记针对脓毒症的早期诊断和适时防治必不可少。2001年国际脓毒症大会将PCT列为脓毒症确诊的重要依据。Yu H等[27]研究结果进一步证明，PCT能够有效提高脓毒症的早期诊断准确性，从而为临床提出有力支持。PCT技术已被普遍用作脓毒症的确诊、抗菌药物指示和预后评价，其结果表明，全身炎症反应综合征、脓毒症、重度脓毒症和脓毒症休克患者的PCT水平呈正相关性，且能够提供有效的预测[28]。PCT的动态监测对指导抗菌药物使用及病情预后评估有帮助。APACHEⅡ评分系统可应用于评估危重症患者的病情和预后，但过于复杂而不便于临床应用。许晓兰等[29]的研究对脓毒症抗菌药物使用时间及预后指标进行比较，发现PCT组不降低抗菌药物使用时间，可能与其PCT截点选择为下降超过峰值90%或PCT绝对值≤0.10 μg/L太低有关。过低的截点，脓毒症患者感染已控制，常规抗菌药物疗程已达到，甚至可能已过度使用抗菌药物。

4总结

PCT作为一种新型的炎症指标，在外科手术后被广泛应用，在诊断外科术后细菌性感染与非细菌性感染，鉴别在腹腔感染，胸外科术后合并感染、外科术后并发脓毒症中的应用等方面具有重要作用。目前，PCT检测已成为常用的监测指标，可以用来监测感染性疾病的发生和发展，并且在临床诊断中得到了广泛的应用。如果PCT长时间维持高水平，通常预示着患者的预后不佳。PCT技术的准确性和中截值全部取决于所用的敏感性检测方法。因此，PCT无法彻底取代详尽的病史和医学临床检验，病菌感染性的确诊仍必须结合医学临床观察、详尽的病史、系统的体格检查、影像学检查以及细菌学检验等多种因素，才能得出最佳的诊断结果。该指标在外科手术中的其他方面的作用还需要进一步探索发现。

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