感染的现代观点与降钙素原(PCT)的临床意义

感染的现代观点与降钙素原(PCT）的临床意义廖晓星中山大学附属第一医院急诊科内容感染的现代观点1降钙素原（PCT）的相关知识2PCT：感染和脓毒症的标记蛋白3PCT：监测和指导临床抗生素使用4全球感染性疾病现状•WHO(2008,2011)的统计数据提示：–感染是造成人类死亡最重要的因素–约占全球每年总体死亡率的25.5%(大约1500万人）每年全球死亡人数(单位:百万)AnthonyS.Fauci,M.D.,etal.NEnglJMed2012;366:454-461•其中呼吸道感染则是导致患者死亡最主要的感染性疾病•每年约造成430万人死亡急诊感染VS专科感染•普通感染•急、危、重症感染•特殊人群感染•慢性疾病急性加重感染•………•局部感染•局部感染影响全身•全身感染•病灶不能清除的感染急诊专科•急诊病人中常见的特殊人群ADBCE•存在复杂因素•体质异常（高龄、营养状态差、恶液质等）•妊娠期和哺乳期妇女•脏器功能障碍及衰竭•中性粒细胞缺乏合并感染细菌人体抗生素抑杀细菌对抗耐药病原微生物的致病机制致病原的致病力主要与三因素有关1.致病原的毒力强弱3.侵入部位是否合适2.侵入宿主机体的数量感染对机体的影响致病原清除痊愈病变局限介质反应介导致病原播散机体对致病微生物的反应1.正常免疫反应2.过度免疫反应3.缺陷免疫反应器官功能损害病原微生物及介质致病感染相关的SIRS•感染相关全身炎症介质反应综合症（SIRS）：由感染诱发引起的、持续全身性炎症反应失控的临床综合征•败血症（sepsis）：指病原微生物从局部病灶入血后，不仅没有被清除，反而大量繁殖，并产生毒素，引起全身的中毒症状，也可以指由感染引起的全身炎症反应综合症炎症介质的分类与理化作用功能炎症介质种类血管扩张组织胺、缓激肽、PGE2、PGD2、PGF2、PGI2、NO血管通透性升高组织胺、缓激肽、C3a、C5a、LTC4、LTD4、LTE4PAF、活性氧代谢产物、P物质、血小板激活因子趋化作用C5a、LTB4、细菌产物、嗜中性粒细胞阳离子蛋白、细胞因子（如IL-8）发热细胞因子（IL-1、IL-6、和TNF等）、PG疼痛PGE2、缓激肽组织损伤氧自由基、溶酶体酶、胰蛋白酶、NO局部防卫反应中产生多种介质•病原物的代谢和裂解产物•LPS、Endotoxins、M蛋白Superantigen、Peptidoglycan、细菌DNA•机体防卫中产生促炎介质•免疫复合物、补体、抗体•吞噬细胞裂解后细胞因子、溶酶体酶、氧自由基、细胞黏附因子•内皮细胞损伤因子•自身组织坏死产物•凝血因子•免疫调节中产生抗炎介质•促炎介质•TNF-α/IL-1/6、8/干扰素γ•抗炎介质•IL-4、10/可溶受体/受体拮抗•作用于血凝系的介质•TF、TF通道抑制物（TFPI）、PC、PS、Thrombin、AT、血浆素原活化抑制物（PAI-1）、血浆素、可活化凝血酶原纤溶抑制物•NO、缓激酞、LPS结合蛋白、补体、花生四烯酸产物、PAF、心肌抑制因子机体介质调控体系处于动态平衡•不同介质系统相互之间有着密切的联系•补体、激肽及凝血系统和纤维蛋白溶解系统的激活和其产物有密切的关系，这些炎症介质的作用也是交织在一起的•介质处于灵敏的调控和平衡体系中•介质在细胞内处于严密隔离状态或在血浆和组织内处于前体状态，必须经过多步骤才能被激活，转化时，限速机制控制着产生介质的生化反应的速度•介质一旦被激活和被释放，将迅速被灭活或破坏免疫反应不能得到完全动员，防御效率低下体能进一步消耗，防御效率低下介质、毒素等，不能在胃肠、肝、肺清除-扩散进入体循环-远隔脏器受累不充分的机体防御反应不能充分应激，有效的防御反应不能进行超敏炎性损伤介质、毒素大量产生，不能被单核巨噬系统及时清除形成“瀑布样”炎症介质反应-病理性放大进入体循环-远隔脏器受累过分的机体防御反应过分的应激，防御体系过度反应SIRS和CARS是两个相互关联的反应：组织受损引起失控炎症反应和代偿性抗炎症反应综合征(CARS)炎症反应与免疫反应的平衡理念原发炎症反应细胞因子(Proinflammatorycytokines)(TNF-,IL-1,IL-12,IFN-γ)抗炎症因子(Anti-inflammatorysignal）(IL-10,转化生长因子β…)SIRSCounteranti-inflammatoryresponsesyndrome++systemicinflammatoryresponsesyndromeCARSSIRS与CARS平衡•SIRS与CARS是对立统一的，平衡则内环境保持稳定•SIRS过强则导致炎症反应失控，使细胞因子由保护作用转为损伤作用，局部组织及远隔器官均遭到损伤而导致MODS•CARS过强导致全身免疫功能严重低下，引发全身性感染而导致MODS二者均为SIRS/CARS失衡的严重后果！急性重症感染重症感染存在以下三个方面变化：•防御反应体系被激活，促炎介质、抑炎介质释放•组织细胞缺血、缺氧、损伤•组织器官功能受累活性介质脏器组织细胞缺血缺氧脏器功能障碍脓毒症是由感染引发的SIRS感染脓毒症SIRS炎症介质内毒素SIRS诊断标准体温38°Cor36°C心率90/min呼吸20minorPCO232mmHg白细胞12,000or4,000/mm3or10%非成熟粒细胞脓毒症=SIRS+感染重度脓毒症=脓毒症+器官功能障碍或组织低灌注脓毒症休克=重度脓毒症+补液后低血压感染诊断现状：临床诊断方法•临床症状和体征：缺乏特异性•辅助检查–血常规•白细胞和中性粒细胞：严重感染时，由于骨髓抑制，白细胞反而不升高，不能客观的反应感染的真实情况–胸部影像•胸片：敏感性和特异性较差，可能漏诊31%的疑似病例•胸部CT：敏感性和特异性优于胸片，但费用较贵，辐射量大，不适用于危重患者–微生物学检查•“金标准”，耗时长，存在较多假阴性，且到达急诊室的CAP患者中多达30%已接受了抗感染治疗，影响病原体检出率叶枫,吴璐璐.CROTC通讯.2012年第四期第5页重症感染时评估指标动态、连续地评估以下指标：•感染相关证据：局部及全身感染征象、病原学；•感染所引起的器官功能改变：呼吸、循环、泌尿、消化、血液等；•临床检测指标：白细胞及分类、CRP、PCT、乳酸等；•影像学评估资料：感染部位相应的征象等理想状态：获得对重症感染有诊断、评价作用的标志物•感染诊断现状：“理想”的生物标记物最好能满足以下要求“理想”的生物标记物早期•感染早期发生显著变化•不受非感染因素影响，有助于早期诊断鉴别•可区分病原体类型指导•可指导抗菌药物的使用评估•有助于评估感染严重程度和预后PCT具有以上特点，因而应用于临床受到关注重症感染临床评估、诊断的标志物理想的标志物应具备以下条件•检测简便•检测快速，成本低•高特异性和敏感性•反映疾病严重程度•早期准确诊断•反映预后和疗效寻求理想的辅助诊断方法具有重大意义•与感染相关的标志物：–急性期反应物及其蛋白标记物：CRP，PCT，SAA，sTREM–促炎因子/趋化因子/细胞因子/抗炎因子：IL-6，IL-8，IL-10，TGF-β1–白细胞分化抗原：CD64–其他：pro-ANP，pro-VNP，pro-ADM，皮质醇•多数生物标志物半衰期短，费用昂贵•CRP和PCT是目前临床最常用的两种叶枫,吴璐璐.CROTC通讯.2012年第四期第5页PCT发现历史1983年1993年1994年•在葡萄球菌中毒性休克的低钙血症机制研究中发现PCT，首次将PCT与脓毒症和炎症状态联系起来•首次将PCT水平与细菌感染与指导抗生素使用联系•在健康受试者中注射内毒素，发现PCT的动力学特点1993年，发表在Lancet的关于PCT在儿童脓毒症及感染患者的首项前瞻性研究•79名疑似感染儿童•无感染：PCT＜0.1ng/ml•重度感染：PCT6~56ng/ml•无全身表现的局部感染和病毒感染：PCT0.3~1.5ng/ml•重度感染者抗生素治疗后PCT水平下降首次将PCT与细菌性感染及指导抗生素治疗联系起来AssicotM,etal.Lancet1993;341:515-81994年：在健康受试者中注射内毒素，发现PCT的动力学特点血浆浓度时间(小时)PCTCRPIL-6TNF-αIL-10•在一次内毒素刺激的人体试验中PCT的动力学变化•快速、高特异性的增长–在脓毒症情况下，3-6小时即可检测到其水平的增长•快速衰减–半衰期约20-24小时可以快速反映治疗效果DandonaP,etal.JClinEndocrinolMetab.1994;79(6):1605-8PCT临床感染诊断与管理应用3阶段•2004-2008•通过随机对照研究证实PCT可以减少抗生素用量，缩短住院时间有效阶段•2008-2012•通过长期随访研究证实PCT有效同时不增加死亡率，指导抗生素使用安全可靠阶段•2010-2013•研究证明PCT指导抗生素使用有效且安全后，得到指南推荐，推广临床一线应用指南推荐新诊断技术一线临床应用的转化医学模式PCT的生物学特点•血清降钙素(CT)的前肽物质•分子量：14.5kDa•由116个氨基酸组成的糖蛋白质•无激素活性11号染色体上的单拷贝基因转录甲状腺滤泡细胞降钙素原前体内源多肽酶降钙素原PCT分解细胞内特殊蛋白酶降钙素正常情况下PCT的生物学特点•快速：感染开始后3小时即可测得，6-12小时后达到峰值•峰值最高可达1000ng/ml•半衰期:接近24hrs•几乎不受肾功能状态影响•正常情况下，是降钙素的前体•健康人血液中浓度非常低，0.05ng/ml。•当细菌感染时，PCT可生成并释放入血液循环在细菌感染/脓毒血症状态下，PCT在各个组织、器官大量形成并释放进入血液循环系统CT-mRNACT-mRNA降钙素-mRNA•正常情况下,主要局限于甲状腺和肺的神经内分泌细胞表达并裂解成降钙素•脓毒血症及促炎症细胞因子可诱导全身各种组织多种类型细胞表达和释放CT-mRNA，PCT是CT的前体形式之一，CT-mRNA表达增加使得PCT表达量增加并释放入血MüllerB.etal.,JCEM2001PCT的血液动力学•快速：感染开始后3小时即可测得，6-12小时后达到峰值•峰值最高可达1000ng/ml•半衰期:接近24hrs•几乎不受肾功能状态的影响小时天数PCT(mg/ml)不动杆菌-脓毒症/播散性血管内凝血外周血常规与感染相关指标WBC；1中性粒细胞百分比和绝对值；2非成熟粒细胞3血小板4外周血-血小板内容物浓度•血小板内容物浓度(MPC,meanplateletcomponentconcentration)是血小板密度参数，血小板活化时降低•研究发现，严重脓毒症患者的MPC显著低于一般脓毒症患者；可能的机制为大量炎症介质激活血小板，使血小板活化，出现脱颗粒现象，血小板内凝血颗粒相继释放，血小板内容物浓度降低•在脓毒症早期，MPC较PC值降低得更快，灵敏度更高guraD，etal．JVetInternMed.2007,21(5)：1076-1082C反应蛋白(CRP)•细菌感染所致脓毒症中，CRP在发病4小时内明显升高，以CRP50mg/L为界值诊断脓毒症的敏感性为99％，而在病毒感染中CRP升高不明显•其他非感染性疾病如自身免疫病、创伤、大手术后、恶性肿瘤等亦可致CRP水平明显升高，脓毒症患者的CRP浓度(12-159mg／L)与非感染所致SIRS患者的CRP浓度(13～119mg／L)两者有明显重叠，相关的ROC曲线分析显示，CRP对于脓毒症诊断的特异性不高•目前尚不能将CRP的变化作为诊断脓毒症并判断是否使用或终止使用抗生素的依据•受糖皮质激素影响大细胞因子-IL-6、IL-8•研究显示，脓毒症病人血中IL-6、IL-8浓度水平明显增高，且增高幅度与脓毒症严重程度、脓毒性休克发生率和不良预后相关•Gaini等研究表明，IL-6界值(cut-off)在25ng/L(25pg/ml)时，对脓毒症有最好的诊断价值，敏感性为81.