感染性疾病标志物及快速诊断

感染性疾病标志物及快速诊断技术概述1.感染性疾病：由某种病原体所致，通过不同方式引起人体发生感染并出现临床症状的疾病,主要表现为发热。2.病原体：细菌（含TB）、真菌、支原体、衣原体、病毒、原虫等感染的诊断依据临床表现：感染的全身中毒症状：畏寒、发热、皮疹等实验室常规检查：血常规：WBC、DC影像学检查：X-RAY、B超病原学检查：染色、培养血清学检查：抗原或抗体检测危重病人：临床表现、WBC+DC不典型感染的分类按病原学分类：1.细菌感染（包括结核）2.真菌感染3.病毒感染4.支原体、衣原体按部位分类：1.局部感染2.全身感染临床希望第一时间知道的信息感染或非感染细菌感染或非细菌感染结核感染或普通细菌感染酵母样真菌感染或丝状真菌感染白色假丝酵母或其他念珠菌感染曲菌感染或毛霉菌感染因为上述感染治疗方法不同一、免疫学方法（一）降钙素原降钙素原是正常人血清中存在的含116个氨基酸组成的糖蛋白，最初由甲状腺细胞产生，血清水平很低。在非感染或病毒性感染疾病时保持非常低的血清水平，在细菌性感染时含量升高，并与感染程度和预后呈正相关。PCT含量的变化稳定，并出现在疾病的早期（3-4h）。短半衰期(24h)国外把PCT作为最敏感的感染标志。降钙素原PCT:分子结构血清降钙素(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正常情况下降钙素LinscheidP,etalCritCareMed04;32:1715-21Endocrinology03;144:5578-84&05;146:2699-708在病毒感染时，大量产生的IFN-，将会抑制PCT的激活及产生.因此，病毒感染时，PCT的浓度将会保持在较低的水平BacterialInfection(e.g.Endotoxin)IL-6IL-6细菌感染后PCT快速升高KineticsofprocalcitonininiatrogenicsepsisBrunkhorstF.Metal,IntensCareMed1998,24:888-892PCT来源LeftLane:正常组,在不存在感染的情况下，甲状腺外CT表达被抑制，而主要局限于甲状腺和肺的神经内分泌细胞有一定程度的表达RightLane:脓毒症组,在细菌感染时可诱导全身各种组织多种类型细胞CT表达和PCT连续性释放PCT动力学2-3h开始增加；6-8h快速升高；12h-48到达峰值；2-3d正常血浆浓度在＜0.05ng/ml-1000ng/ml半衰为15-20h左右,且不受肾功能影响PCT检测方法快速半定量法（PCT-Q）全自动快速定量法（VIDAS)快速半定量法（PCT-Q）样本：200µl血清/血浆结果：30min同胶体金免疫层析法，即在标准品上结合有胶体金的小鼠单克隆抗降钙素抗体和绵羊多克隆抗降钙素抗体，待检标本加上后，示踪元素即与标本中的PCT结合，形成一个“三明治式”的复合物，然后通过发光比色判断PCT浓度当PCT浓度≥0.5μg/ml时，夹心复合物呈红色带，颜色深浅与样品中的PCT浓度成正比例，未结合的示踪物扩散到对照区，结合并产生了红色的对照带。全自动快速定量法酶联荧光法、化学发光法标本要求：静脉抗凝血注意无菌操作，使用新鲜标本，如果4小时内不使用，应将标本放置-20℃保存。血浆中的PCT非常稳定，收集标本24h后，PCT浓度在室温下大约下降12％，在4℃大约下降6％PCT临床意义细菌感染/脓毒症诊断及严重程度判断脓毒症治疗效果监测及预后评估抗生素的有效管理细菌感染诊断及严重程度判断脓毒性休克严重脓毒症系统性感染(脓毒症)局部感染正常值PCT的浓度随感染的扩散和感染严重程度的加重而升高脓毒症患者治疗效果及预后监测(n=109)F.Stüber,UniversityBonn,LectureatISICEM,Brussels2001通过PCT不断在体内衰减，反映出抗生素治疗策略的成功随着患者对抗生素治疗的响应，引起了PCT血中浓度水平的典型变化过程AB-antibiotics抗生素有效管理PCT浓度（ng/ml）临床意义＜0.05无细菌感染0.05-0.1非细菌感染0.1-0.25可能是局部细菌感染，不建议使用抗生素，6-24小时内复查0.25-0.5局部细菌感染，建议使用抗生素0.5-2.0严重细菌感染、脓毒症2.0-10.0重症脓毒症＞10.0重度脓毒症、脓毒性休克或MODSPCT的临床应用急诊住院病房外科手术血液科内科ICU外科ICU儿科急诊儿科病房儿科ICU新生儿科严重细菌感染或脓毒症的检测（鉴别诊断）疾病或治疗反应的监测局部与全身性感染脓毒症的诊断和监测新生儿脓毒症的检测48hr的新生儿-生理性一过性峰值创伤后炎症综合症:多发性创伤,大面积烧伤,大手术后(心脏,移植,腹部)使用致炎细胞因子治疗后(OKT3,注射TNFα,IL-2,抗淋巴细胞球蛋白)某些肿瘤(甲状腺髓样细胞癌,肺小细胞癌和支气管癌)长时间循环衰竭(心源性休克,出血性休克,热休克)PCT水平增加但没有系统细菌感染的几种情况感染早期(-6-12小时后重复检测!)亚急性心内膜炎局部感染细菌感染而PCT不升高的情况PCT检测影响因素受以下因素影响*甲状腺功能是功能性甲状腺髓样癌的肿瘤标志物*肾功能严重肾功能受损者中水平较高不受以下因素影响*类固醇药物*自身免疫性疾病*年龄、性別*免疫功能低下状态:肝硬化、HIV感染（二）细菌内毒素•革兰氏阴性菌细胞壁上的一种脂多糖（LPS）和蛋白的复合物，细菌死亡或自溶后释放•进入机体将会出现发热、血压降低、寒颤、引起DIC、内毒素败血症等一系列临床反应。细菌内毒素检测原理：仪器检测试管内反应物的光密度OD值，取当OD上升到0.02的点的时间作为反应时间，该点在反应曲线上的位置为浊度开始快速变化的时期，该取值能够快速、稳定的获得反应时间，从而判断内毒素的含量动态浊度法仪器和试剂BET-24A细菌内毒素分析仪MB-80微生物快速动态监测系统标本要求患者早上尚未进行药物静脉治疗时:MB-80：“无热源真空采血管”,静脉抗凝血，采血量2-4ml，30min内送检BET-24A：抽取1mL静脉抗凝血，配1mL1号处理液其它体液如脑脊液﹑胸腹水与血标本要求相同。注意无菌操作内毒素活性定量检测意义G-所致脓毒症早期鉴别诊断指导抗生素正确使用判定抗感染治疗效果帮助判断患者的预后内毒素定量检测的适应症各种急、慢性病理性发热患者各种类型“中重度感染、肝病、休克、肠道疾病、脏器功能衰竭、大手术术后”患者慢性疾病长期卧床、免疫力低下患者急诊及ICU病房收治的生命体征不稳定的患者1.1,3-β-D-葡聚糖-G试验1，3-β-D-葡聚糖是酵母和丝状真菌细胞壁的多聚糖成分，以假丝酵母菌属含量最高，而其他微生物动物及人的细胞成分和细胞外液都不含这种成分。因此，血液及无菌体液中检出1，3-β-D-葡聚糖在很大程度上可以视为IFI的标志，如念珠菌、曲霉、镰刀霉、酵母和丝孢酵母感染等。目前的检测方法为G试验，其原理是1，3-β-D-葡聚糖有特异性激活鲎变形细胞裂解物中的G因子引起裂解物凝固，故称为G试验。国内已经使用微生物快速动态检测系统检测。标本要求采样过程要求无菌操作常规病人早上用药治疗前空腹采血取样（血透患者透析前采血）标本类型：抗凝静脉血，使用无热原真空采血管采血量：2-3ml，立即混匀半小时内送检。实验前未打开标本在2-8℃可保存5天。打开后标本需在48小时内完成检测。如需长时间储存，存储温度应为-70℃。血清标本最多可冻融四次。解冻标本检测之前要充分混匀G试验的临床意义早期、快速诊断侵袭性真菌感染可用于真菌感染早期筛查，适用于念珠菌、曲霉、肺孢子菌、镰刀菌、地霉、组织胞浆菌和毛孢子菌等，不能用于检测隐球菌和接合菌感染。对真菌感染症状进行诊断，阳性结果代表存在侵袭性真菌感染（三）半乳甘露聚糖(GM)半乳甘露聚糖(GM)是一种对热稳定的水溶性的物质，是广泛存在于曲霉和青霉细胞壁中的一类多糖。一般在曲霉感染者出现临床症状和影像学检查异常前数天，其体内循环中GM即可呈阳性表达，其灵敏度和特异度均可达到80%以上。原理：是一种微孔板双抗体夹心法，采用小鼠单克隆抗体EBA-2，检测人血清中的曲霉菌半乳甘露聚糖。标本要求标本采集：静脉采血5ml（红帽管）。检测标本：血清标本，密封，无菌操作。实验前未打开标本在2-8℃可保存5天。打开后标本需在48小时内完成检测。如需长时间储存，存储温度应为-70℃。血清标本最多可冻融四次。解冻标本检测之前要充分混匀20mg/L胆红素，或2g/L甘油三酯的脂血，或165mg/L血红蛋白的溶血标本不影响检测结果GM试验临床意义1.诊断侵袭性真菌感染2.血清GM检测能区分侵袭性肺曲霉感染与白色假丝酵母菌、毛霉、肺炎链球菌感染和烟曲霉口咽定植。但不能区分曲霉菌种。3.评价疗效的可靠指标G试验和GM试验提高对IFI的诊断。阳性预测值可达100%。其它新生隐球菌：循环夹膜抗原是新生隐球菌病,尤其是新生隐球菌脑膜炎的诊断手段。乳胶法:5min即可出结果,特异性达90-100%,可检测35ng/ul的抗原ELISA:敏感性高于LA(乳胶凝集),可检测6ng/ul（四）结核分枝杆菌的快速诊断结核病至今仍为重要的传染病。估计世界人口中1/3感染结核分枝杆菌。结核分枝杆菌生长缓慢，一般需2-4周长成肉眼可见的落菌。抗酸染色法是检测TB的传统方法，但存在假阳性因此，快速诊断对TB至关重要。结核感染现状全球范围内结核病疫情急剧恶化结核病与艾滋病同时流行结核菌耐药现象益发严重人口大规模流动我国是世界上仅低于印度的第二结核病大国结核菌感染率44.5%新发活动性结核患者130万/年死亡13万/年早期快速诊断与治疗成为制约结核病控制的关键常规实验室诊断结核病方法阳性率不到60%全球结核疫情结核检测方法一、现有实验室常规检测技术细菌学诊断─涂片、培养免疫学诊断─抗原、抗体胶体金分子生物学诊断─PCR二、其它检测技术结核菌素纯蛋白衍生物PPD（TST）实验影像学检查结核夹层杯技术结核感染T细胞检测技术分子生物学技术结核分枝杆菌的快速诊断结核夹层杯技术原理：通过专用消化灭活液消化组织细胞和粘蛋白等，将结核杆菌裸露出来，并结合高速震荡，使痰标本充分液化而有利于其中的抗酸杆菌沉淀于特制彭氏杯底部的菌膜上，在夹层杯中直接抗酸染色、干燥，并用取片针顶出内底，经封片等步骤后，镜下检测抗酸杆菌。检测流程示意图镜下比较图2.夹层杯法（新方法）：菌量多，背景清晰，易于观察图1.直接涂片法（传统方法）：菌量少，背景不清晰夹层杯诊断技术的优点阳性率高背景清晰，易于观察易于标准化检测速度快生物安全性好夹层杯诊断技术的优点结核夹层杯技术标本要求：（1）痰液要求新鲜，留取清晨深咳出的第一口痰液，留痰时，患者以清水漱口３次，然后用力咳出气管深处的痰（2）用氢氧化钠处理完全。临床应用：用于结核分枝杆菌的初筛结核感染T细胞检测技术是以ELISPOT技术检测结核感染的新方法，ELISPOT是近20年发展起来的检测抗原特异性T细胞的技术，是目前最敏感的检测抗原特异性T细胞的方法之一。•γ-干扰素释放实验（IGRA，interferon-gammareleaseassay）•酶联免疫斑点技术（ELISPOT，Enzyme-LinkedImmunoSpotassay）•结核杆菌特异抗原早期抗原靶6（ESAT-6）earlysecretedantigenictarget6培养滤液蛋白10（CFP10）culturefiltrateprotein10）技术背景结核感染者体内存在特异的效应T淋巴细胞，效应T淋巴细胞再次受到结核抗原刺激时会分泌多种细胞因子（IFN-γ）。因此