感染相关生物标志物临床意义解读专家共识 2017_第2页

二、近年开始临床应用的细菌感染生物标志物

1．降钙素原(PCT)：PCT是无激素活性的降钙素的前体物质，是由116个氨基酸组成的糖蛋白，结构上包括降钙蛋白、降钙素和N端残基片段。生理情况下，PCT主要由甲状腺C细胞合成分泌。法国学者Assicot等[15]在1993年首先提出，PCT可以作为细菌感染的标志物。在细菌感染时，肝脏的巨噬细胞和单核细胞、肺及肠道组织的淋巴细胞及内分泌细胞，在内毒素、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)及IL-6等作用下合成分泌大量的PCT，导致血清PCT水平显著升高。常用的检测方法、动态变化及干扰药物：目前PCT可通过定量、半定量和定性的方法检测(表1)。

定量检测的方法主要有电化学发光法(ECLIA)和酶联免疫荧光法。电化学发光法和酶联免疫荧光法的检测特异度、敏感度和精密度均较高。二者不同之处在于电化学发光法是全自动检测，检测通量高，检测时间短。而酶联免疫荧光法为半自动检测，检测通量较低，单次检测的时间相对较长。半定量的检测方法主要为胶体金比色法(BRAHMS PCT-Q-半定量快速实验)，半定量PCT操作简单、报告结果快、不需特殊仪器，但易受操作者主观因素的影响，尤其是接近阳性临界值时结果较难判断。定性检测的方法主要为免疫层析法，常用于床旁检测(POCT)，其特点是机器小型便捷，样本周转时间短，但该方法的精密度相对较低。目前，国内外最常用的检测方法有瑞士罗氏公司的电化学发光法，法国梅里埃公司的酶联免疫荧光法，美国赛默飞公司的胶体金比色法和化学发光法。由于以上3家公司使用的是相同的抗体和制备标准，所以其检测结果具有可溯源性，并且检测结果之间具有较高的相关性与一致性。PCT诊断细菌感染的折点(cut-off)值也是基于应用上述检测方法进行大量临床研究而得出的。

PCT在细菌感染引起的全身性炎症反应早期(2～3 h)即可升高，感染后12～24h达到高峰，PCT浓度与感染严重程度呈正相关，感染消失后恢复正常，因此对严重细菌感染的早期诊断、判断病情严重程度、预后、评价抗感染疗效、指导抗菌药物应用等方面都具有较高的临床价值。在慢性非特异性炎症、自身免疫性疾病、肿瘤发热、移植物抗宿主排斥反应等疾病中，PCT浓度不增加或仅轻度增加，因此也可用于发热等疑似感染的鉴别诊断。PCT的检测结果可受到某些药物的干扰：如OKT3、单克隆抗体、多克隆抗体及白细胞介素(IL)等，这些药物可引起内源性细胞因子的急剧改变而导致PCT增高；其他一些药物如万古霉素、亚胺培南、头孢噻肟、去甲肾上腺素、多巴胺、多巴酚丁胺、肝素和呋塞米等，只有在大于常规治疗剂量时才有可能引起PCT的增高。常见可以影响CRP、末梢血白细胞等炎症指标的药物如肾上腺皮质激素和非甾体类药物，并不会引起PCT浓度的变化[16]。

对全身与局部感染的诊断价值：PCT是目前临床常用的判断脓毒症的重要工具。2008年美国危重症医学会和感染疾病学会提出，可将PCT作为鉴别细菌感染和其他炎症反应状态的诊断标志物[17]。2012年我国发表了由降钙素原急诊临床应用专家共识组制定的”降钙素原急诊临床应用的专家共识”，文中提到可将PCT作为诊断脓毒症和识别严重细菌感染的生物标志物，当PCT浓度升至2～10μg/L时，很可能为脓毒症、严重脓毒症或脓毒性休克，具有高度器官功能障碍的风险；当PCT浓度超过10 μg/L时，高度提示为严重细菌性脓毒症或脓毒性休克，并常伴有器官功能衰竭，具有高度死亡风险[18]。最近一项纳入30个研究共3 244例患者的荟萃分析结果提示，将PCT折点定为1.1 μg/L对早期识别脓毒症的敏感度为77%，特异度为79%[19]。脓毒性休克的患者PCT水平可高达4～45 μg/L[20]。PCT在局灶性细菌感染中往往正常或轻度升高。2011年的”欧洲成人下呼吸道感染管理指南”中推荐PCT可以用于评估CAP患者的病情，指导抗菌药物的应用[21]。

我国2012年制定的”降钙素原急诊临床应用专家共识”中提到，当PCT浓度在0.05～0.50 μg/L时，患者无或仅有轻度全身炎症反应，可能为局部炎症或局部感染；当PCT浓度在0.5～2.0 μg/L时，提示中度全身炎症反应，可能存在感染，也可能为严重创伤、大型手术、心源性休克等所致[18]。文献报道PCT水平轻度增高，在0.1～0.5 μg/L时提示局部细菌感染，如下呼吸道细菌感染，需要使用抗菌药物治疗[22]。儿童肺炎中，细菌性肺炎时PCT多>0.5 μg/L，以PCT 2 μg/L作为判定折点时，敏感度为100%，特异度为98%[15]。在一项纳入21个研究共6 007例肺炎患者的荟萃分析结果显示时，PCT增高的危重患者可能预后不良，若以PCT 0.5 μg/L作为预后判定折点时，总体特异度为0.77，但其敏感度较低，约0.46(95%CI为0.33～0.59)[23]。PCT在其他局部感染，如皮肤软组织感染中增高往往不明显，但对住院的糖尿病足患者的诊断有一定的意义[24]。对判定脓毒症预后及决定抗感染疗程的意义：动态监测PCT有助于判断脓毒症患者的预后，经过有效的抗感染治疗，脓毒症患者24 h后循环中PCT水平可降低50%。PCT降低的程度和存活率升高正相关，PCT水平持续增高或居高不下者提示预后不良。据统计分析，脓毒症患者PCT在72 h内下降>80%，其病死率的阴性预测值约为90%，经治疗后PCT仍继续增高或不下降时，对病死率的阳性预测值可达50%[25]。但也有研究结果表明，PCT可能不适用判断围手术期腹腔感染脓毒性休克患者的预后，Jung等[26]通过连续监测PCT的变化后发现，PCT持续>0.5 μg/L的患者中仍有50%治疗成功；而PCT下降80%的患者中，却有40%的患者治疗失败。除细菌感染的诊断和预后判断外，PCT也可用来指导抗生素的使用。

三项随机对照研究结果表明：治疗社区获得性下呼吸道感染，当PCT水平低于0.1 μg/L时不使用抗生素；PCT水平>0.25 μg/L推荐开始使用抗生素作为指导标准，与对照组相比，PCT指导组下呼吸道感染患者的抗生素使用显著减少，并可减少抗生素带来的不良反应[27,28,29]。随后的系统评价结果也表明，应用PCT来指导急性呼吸道感染患者的抗菌药物使用，减少了抗生素的暴露时间(中位值从8 d降至4 d)，且未增加病死率及治疗失败率[30]。最近的研究结果提示，PCT指导ICU患者的抗生素停用不仅能减少治疗时间和用药量，并且28 d的病死率较对照组降低了5%(20%，25%，P＝0.012 2)，1年的病死率降低了7%(36%，43%，P＝0.018 8)[31]。2016年由美国胸科学会和美国感染病学会共同颁布的”医院获得性肺炎治疗指南”中建议，在治疗医院获得性肺炎或呼吸机相关性肺炎时，推荐仅依靠临床标准来决定是否使用抗生素；但推荐通过临床标准联合PCT测定来指导抗生素的停用[32]。

其他：PCT对鉴别发热患者的病因及病原学有一定的临床意义。细菌感染时内毒素或IL(如IL-1β)等增高可引起PCT的增高[33]。在病毒感染时，机体干扰素-γ增高，会降低IL-1β对PCT的上调作用，故可用PCT值来粗略区分病毒和细菌感染。对真菌感染，一项荟萃分析结果显示，危重侵袭性真菌感染时PCT可以轻中度增高，一般在1 μg/L左右[34]，但纳入这项荟萃分析的研究病例数较少。也有研究提到不同病原体所致脓毒症中，革兰阴性杆菌感染时PCT增高比革兰阳性菌感染时更显著[35]。在自身免疫性疾病时(如炎症性肠病、颞动脉炎、结节性动脉炎、Still病、系统性红斑狼疮及痛风等)，虽然多种细胞因子的表达增多，但PCT一般不会增高[36,37]。但韦格纳肉芽肿的患者，没有合并感染时PCT也可增高至1 μg/L，类风湿关节炎患者PCT也有轻度增高。在鉴别自身免疫性疾病是否合并感染时，PCT比CRP更有意义，PCT的敏感度和特异度均为75%，而CRP的敏感度为95%，特异度只有8%[38]。在系统性红斑狼疮患者治疗过程中再次出现发热，PCT可作为一个非常好的标志物，用来鉴别是狼疮活动还是继发细菌感染，当PCT≥0.5 μg/L时强烈提示合并细菌感染，但PCT未增高并不能完全排除感染[39]。临床常见可引起PCT增高的非感染性疾病有胰腺炎、缺血性肠病、肺水肿、严重创伤、手术、热休克及甲状腺髓样癌等。终末期肾病患者PCT增高，可能与生物标志物的清除下降有关。

PCT是目前临床常用且参考意义较大的重要细菌感染生物标志物，但仅用PCT来鉴别感染与否并不可靠。目前主要用于全身重症细菌感染的诊断，也可根据其动态变化判断感染的严重程度、治疗效果、评估预后并指导抗菌药物治疗的启动及停用。PCT在局灶性感染中往往正常或仅有轻度增高，因此不能作为细菌感染的唯一判断标准。但PCT在一些非细菌感染引起的发热中往往不会增高，因此可以作为发热的病原学及病因学判断的辅助指标。与其他标志物同样，在应用中也要注意结合患者临床表现及联合其他生物标志物一起进行动态评价。

2．IL-6: IL-6是固有免疫系统对损伤和感染最初反应所表达的重要细胞因子，可促进肝脏产生急性阶段反应物如CRP，同时也可刺激和改变骨髓细胞，产生更多的多形核白细胞。在炎症反应中，IL-6的升高早于其他细胞因子，也早于CRP和PCT，而且持续时间长，因此可用来辅助急性感染的早期诊断。细菌感染后IL-6水平迅速升高，可在2 h达高峰，其升高水平与感染的严重程度相一致，但IL-6用来鉴别感染与非感染的特异性不如PCT和CRP。某些非感染状态下也可以出现IL-6升高，如手术、创伤、无菌性急性胰腺炎及自身免疫性疾病等。IL-6也可用来评价感染严重程度和判断预后，当IL-6>1 000 μg/L时提示预后不良[40]。动态观察IL-6水平也有助于了解感染性疾病的进展和对治疗的反应，但其确切的临床应用价值还有待更多的研究结果支持。IL-6的检测方法主要有生物学检测方法和免疫学检测方法。前者因操作复杂、周期长且需细胞培养等，目前已较少用。后者是临床常用的检测方法，已有商品化试剂盒供应，如IL-6电化学发光免疫分析试剂盒等。由于内毒素和一些细胞因子可能诱导IL-6产生，标本最好采集在无内毒素的试管内，迅速分离血清、冷藏。健康人血清中IL-6含量极低，各地报道的正常参考值因所采用的方法和实验条件不同而差异较大，因此各实验室自己正常参考值的确定十分重要。IL-6检测的相对优势在于急性感染的早期发现。

3．肺炎链球菌尿抗原：肺炎链球菌是CAP的最重要致病细菌，属难培养的”苛养菌”之一。传统的细菌培养方法阳性率低、周期长，再加上使用抗生素后阳性率更低等因素限制了其诊断价值。用体外快速免疫层析检测方法测定患者尿液肺炎链球菌抗原，可作为肺炎链球菌肺炎的辅助诊断[41]。尿抗原检测法操作简单、快速，且特异性较高，不受初始抗菌药物使用的影响。早期研究报道其敏感度为50%～80%，特异度>90%[42,43,44]，当整合了13种血清型肺炎链球菌的特异多糖抗原后，其检测的敏感度可达97%，特异度接近100%[45]。Monno等[46]对1 414例CAP患者的回顾性研究结果显示，该方法敏感度显著高于痰培养和血培养；李洁等[47]的研究也得到类似结论。此外，当肺炎患者合并其他器官肺炎链球菌感染时，也可针对相应感染部位的体液，如胸腔积液、脑脊液等进行抗原检测，以提高检出率[41]。该方法的缺陷是感染肺炎链球菌后该抗原持续存在，3个月后浓缩尿检测仍为阳性，最长可维持1年以上[48]，既往发生过肺炎链球菌感染者可能出现假阳性，因此不适用于复发病例的检测，也较难区分现症与既往感染。

4．嗜肺军团菌尿抗原：军团菌属种类繁多，目前已确认的有52种，70多个血清型，常见的有嗜肺军团菌(Legionellli pneumophila，LP)、米克戴德军团菌、杜莫夫军团菌、佐丹军团菌、博兹曼军团菌及长滩军团菌等，其中与人类疾病关系最为密切的是LP，目前已发现有16个血清型，我国军团菌肺炎以LP1和LP6为主[49]。军团菌感染患者的尿液中可排出一种具有热稳定性及抗胰蛋白酶活性的抗原，其在尿液中的浓度是血清中的30～100倍。尿抗原可在发病1 d内即被检测到，大约可在体内持续存在至有效抗菌治疗的数日或数周后[50]。因此，可通过测定尿抗原来实现军团菌感染的快速、早期诊断。军团菌体外培养困难，阳性率极低，目前尿抗原检测法是国外诊断军团菌肺炎的一线方法，2012年的荷兰成人CAP指南中甚至建议所有的重症CAP患者，在入院后均应检测军团菌尿抗原[51]。该方法准确性较好，其诊断LP1型军团菌感染的敏感度为80%～90%，特异度>99.5%[52]。其敏感度还可能与患者感染类型有关，如旅游相关性、社区获得性及医院获得性军团菌感染患者的检测敏感度分别为94%、76%～87%和44%～46%[53]。军团菌尿抗原阳性与否也可能与疾病严重程度相关，轻症患者尿抗原敏感度为40%～53%，而重症患者的敏感度可达88%～100%[54]。用浓缩的尿标本可提高检测的敏感度[55]。尿抗原检测法的缺点在于目前仅限于诊断LP1型军团菌，有文献报道在用来检测其他菌种及血清型时其敏感度可下降至29%～31%[56]，可能会导致漏诊。此外，部分患者抗原转阴时间过长，不能确定是新近感染还是既往感染。