降钙素原识别早期血流细菌感染的临床价值研究
2017-07-12刘厚强冉建民马永辉张锐尹海燕
刘厚强,冉建民,马永辉,张锐,尹海燕*
(1暨南大学医学院附属广州红十字会医院重症医学科,广东 广州 510220;2暨南大学医学院附属广州红十字会医院内分泌科,广东 广州 510220)
降钙素原识别早期血流细菌感染的临床价值研究
刘厚强1,2,冉建民2,马永辉1,张锐1,尹海燕1*
(1暨南大学医学院附属广州红十字会医院重症医学科,广东 广州 510220;2暨南大学医学院附属广州红十字会医院内分泌科,广东 广州 510220)
目的 探讨血浆降钙素原(PCT)对识别早期细菌性血流感染及鉴别革兰氏阴性(G-)菌、革兰氏阳性(G+)菌血流感染的临床价值。方法以2014年1月至2016年12月167例细菌性血流感染患者作为观察组,同期134例血培养阴性患者作为对照组,对两组患者的血浆PCT进行统计分析;同时将观察组分为G-菌亚组及G+菌他组,分别为84例和83例,并对两亚组患者的PCT进行统计分析。结果 观察组的血浆PCT阳性率为80.2%、中位数浓度为7.53 ng/mL,高于对照组的47.8%、0.47 ng/mL(P<0.05);血浆PCT识别早期血流感染ROC曲线下面积为0.770,当截断点为1.25 ng/mL时,灵敏度为64.1%、特异度为76.9%。血培养阳性的两亚组中,G-菌亚组患者的血浆PCT阳性率为88.1%、中位数浓度为17.54 ng/mL,高于G+菌亚组患者的72.3%、1.60 ng/mL(P<0.05);血浆PCT鉴别G-菌、G+菌血流感染ROC曲线下面积为0.707,当截断点为6 ng/mL时,灵敏度为61.9%、特异度为68.7%。结论 血浆降钙素原对识别早期血流细菌感染有一定的临床价值,并可在一定程度鉴别G+菌或G-菌血流感染,进而指导临床及时采取有效的治疗措施以改善患者预后。
降钙素原;血流感染;革兰氏阴性菌;革兰氏阳性菌
血流感染是一种严重的感染性疾病,是导致临床危重患者死亡的重要原因,因此及时的诊断和治疗非常重要[1]。血培养是诊断血流感染的金标准,但是血培养存在检测周期长、费用昂贵的缺点,而且阴性结果也不能完全排除感染,影响早期的诊断和救治。血浆降钙素原(procalcitonin,PCT)是近年来发现的细菌感染检测新指标,由甲状腺C细胞和肺、肠道的神经内分泌细胞分泌,在健康人血中几乎检测不到。但在严重细菌感染,特别是菌血症时,合成分泌明显增多,血浆降钙素原水平将明显升高[2],对早期血流感染有一定诊断价值。本研究通过分析不同血培养结果的PCT水平,旨在探讨PCT对识别早期细菌性血流感染及鉴别G-菌和G+菌血流感染的临床价值。
1 资料与方法
1.1 一般资料
选取我院2014年1月至2016年12月重症医学科内确诊为血流感染的167例患者作为观察组,同时选取同期收治的非血流感染的134例血培养阴性患者作为对照组。观察组中男100例,女67例,平均年龄(75.2±13.4)岁;对照组中男88例,女46例,平均年龄(73.8±14.8)岁。两组患者的性别、年龄等一般资料比较,差异无统计学意义(P>0.05),具有可比性。
1.2 检测方法
血浆PCT检测采用Mini-VIDAS全自动荧光免疫分析仪与配套试剂盒进行定量检测,试剂盒推荐PCT阳性临界值为0.5 ng/mL,若PCT≥0.5 ng/mL,即为PCT阳性,每次检测前均按要求进行质控。血培养检测采用美国BD公司的BACTEC 9120全自动血培仪及配套血培养瓶,细菌鉴定和药敏试验采用美国BD公司的Phoenix100全自动细菌鉴定/药敏分析仪。
1.3 统计学方法
采用SPSS 19.0统计学软件处理数据。计量资料数据经检验呈非正态分布,以中位数(四分位距)[M(P25~P75)]表达,采用Mann-Whitney非参数检验比较两组间的差异性;计数资料以构成比或率(%)表示,采用χ2检验;以P<0.05为差异具有统计学意义。应用受试者特征曲线(ROC曲线)分析PCT对识别早期细菌性血流感染及鉴别G-菌和G+菌血流感染的临床价值。
2 结果
2.1 观察组与对照组的血浆降钙素原检测结果比较
观察组的血降钙素原阳性率及浓度均明显高于对照组(P<0.05),见表1。
表1 观察组与对照组的血浆降钙素原阳性率(%)及浓度M(P25~P75)比较
2.2 PCT识别早期血流感染的ROC曲线分析
血浆PCT识别早期血流感染ROC曲线下面积为0.770(95%CI:0.719~0.822),当截断点为1.25 ng/mL时,血浆PCT识别早期血流感染的灵敏度为64.1%、特异度为76.9%,PCT在不同截断点时识别早期血流感染的灵敏度、特异度见表2,ROC曲线图见图1。
表2 PCT在不同截断点时识别早期血流感染的灵敏度、特异度
图1 早期血流感染血浆PCT水平的ROC曲线图
2.3 G-菌亚组与G+菌亚组的血浆降钙素原检测结果比较
G-菌亚组的血浆降钙素原阳性率及浓度明显高于G+亚菌组(P<0.05),见表3。
表3 G-菌亚组与G+菌亚组的血浆降钙素原阳性率(%)及浓度M(P25~P75)比较
2.4 PCT鉴别G-菌、G+菌血流感染的ROC曲线分析
血浆PCT鉴别G-菌、G+菌血流感染ROC曲线下面积为0.707(95%CI:0.628~0.786),当截断点为6 ng/mL时,血浆PCT鉴别G-菌、G+菌血流感染的灵敏度为61.9%、特异度为68.7%。PCT在不同截断点时鉴别G-菌、G+菌血流感染的灵敏度、特异度见表4,ROC曲线图见图2。
表4 PCT在不同截断点时鉴别G-菌、G+菌血流感染的灵敏度、特异性
3 讨论
血流感染严重威胁患者的生命安全,但目前尚缺乏早期及时的诊断方法,血流感染的快速简便的诊断方法是研究热点及临床需要。PCT是一种无活性的降钙素前肽物质,其水平高的患者血培养更易获得病原学结果[3]。已有研究[4]显示菌血症患者血清中PCT水平会升高,而且其升高的程度不但与感染的严重程度呈正相关,还可以鉴别细菌与病毒引起的感染。本研究中发现血流感染患者的PCT检出阳性率及浓度均明显高于血培养阴性患者,同时G-菌血流感染患者的PCT检出阳性率及浓度亦明显高于G+菌血流感染,行ROC曲线分析提示特定PCT取值截断点对识别早期细菌性血流感染及鉴别G-菌和G+菌血流感染有较高的敏感性及特异性。
图2 G-菌与G+菌血流感染血浆PCT水平的ROC曲线图
3.1 PCT识别早期细菌性血流感染
PCT与血流感染关系方面,Kim SY等[5]的研究提示患者PCT<0.1 ng/mL时,基本可以排除菌血症。临床常用生物标志物很难预测血培养结果,但PCT与血培养结果有密切关系[6],且已有研究[7]应用PCT指导疑似感染的危重患者进行血培养检测似乎也是安全的。国内王露霞等[8]的研究中血培养阳性组及阴性组的血浆PCT检出阳性率为分别75%和41.8%,而郑玉芬等[9]的研究发现血培养阳性组及阴性组的血浆PCT中位数浓度分别为3.65 ng/mL和0.27 ng/mL,与本研究结果基本一致,且本研究中PCT检出阳性率及中位数浓度稍偏高。Naffaa M等[10]的研究提示与IL-6比较,PCT可以更好地预测脓毒症患者的血培养阳性结果,其AUC为0.85,而本研究AUC为0.770,截断点为1.25 ng/mL时,具有较高的灵敏度及特异度。当然,PCT检测也存在一定的限制,即出现假阳性结果,在严重创伤、肝肾疾病、胰腺炎、持久的循环休克和多器官紊乱等以及病毒或寄生虫感染时,也可诱导PCT产生,呈现非特异性的升高[11]。当临床上感染表现不明显但PCT升高较明显时,应考虑到以上混杂因素。
3.2 PCT鉴别G-菌、G+菌血流感染
G-菌和G+菌血流感染的治疗,在抗生素选择方面存在很大差异,迅速区分G-菌和G+菌对早期选择合适的抗菌药物具有重要的指导作用,而这却是临床的一大难题。近年来,PCT逐渐崭露头角,Yu Y等[12]的研究提示不同的PCT水平与不同菌血症细菌种类、感染部位及脓毒症严重程度有关。本研究发现G-菌亚组患者的血清PCT阳性率为88.1%、中位数浓度为17.54 ng/mL,高于G+菌亚组患者的72.3%、1.60 ng/mL,血清PCT鉴别G-菌、G+菌血流感染的ROC曲线下面积为0.707,当截断点为6 ng/mL时,灵敏度为61.9%、特异度为68.7%,与Li S等[13]的研究结果相似。G-菌和G+菌感染导致患者血清PCT水平不同程度地升高,原因可能与G-菌和G+菌分别激活不同的炎症信号通路有关。G-菌感染机体后释放大量内毒素,其主要成分为脂多糖(LPS),LPS与TOLL样受体-4(TLR-4)结合,激活炎症信号转导通路,诱导机体大量合成并释放PCT[14]。G+菌细胞壁主要由肽聚糖构成,G+菌感染机体时肽聚糖与TLR-2结合,激活不同的信号通路,诱导PCT合成和释放的程度不如LPS强烈。
4 小结
血浆降钙素原是预警血流感染的一种快速、简便、有效的辅助工具,其对识别早期血流细菌感染有一定的临床价值,并可在一定程度鉴别G+菌和G-菌血流感染,进而指导临床及时采取有效及针对性的抗感染治疗措施,以达到改善患者预后的临床目标。
[1]Jeong S,Park Y,Cho Y,et al.Diagnostic utilities of procalcitonin and C-reactive protein for the prediction of bacteremia determined by blood culture[J].Clin Chim Acta,2012,413(21):1731-1736.
[2]Becker K L,Snider R,Nylen ES.Procalcitonin assay in systemic inflammation,infection,and sepsis:clinical utility and limitations[J].Crit Care Med,2008,36(3):941-952.
[3]降钙素原急诊临床应用专家共识组.降钙素原(PCT)急诊临床应用的专家共识[J].中华急诊医学杂志,2012,21(9):944-951.
[4]Okkonen M,Gaddnas F,Pettila V,et al.Serum markers of collagen synthesis and degradation in acute respiratory failure patients[J].Acta Anaesthesiol Scand,2013,57(9):1193-1200.
[5]Kim SY,Jeong TD,Lee W,et al.Procalcitonin in the assessment of bacteraemia in emergency department patients:results of a large retrospective study[J].Ann Clin Biochem,2015,52(6):654-659.
[6]Arai T,Kumasaka K,Nagata K,et al.Prediction of blood culture results by measuring procalcitonin levels and other inflammatory biomarkers [J].Am J Emerg Med,2014,32(4):330-333.
[7]van der Geest PJ,Mohseni M,Nieboer D,et al.Procalcitonin to guide taking blood cultures in the intensive care unit;a cluster-randomized controlled trial[J].Clin Microbiol Infect,2017,23(2):86-91.
[8]王露霞,曾海燕,胡塔,等.血清降钙素原定量检测对血培养预测价值的研究[J].中华医院感染学杂志,2015,25(6):1227-1229.
[9]郑玉芬,崔伟娇,颜海希,等.降钙素原预测血培养阳性的临床价值研究[J].中华医院感染学杂志,2016,26(16):3622-3624.
[10]Naffaa M,Makhoul BF,Tobia A,et al.Procalcitonin and interleukin 6 for predicting blood culture positivity in sepsis[J].Am J Emerg Med, 2014,32(5):448-451.
[11]Ghorbani G.Procalcitonin role in differential diagnosis of infection stages and non infection inflammation[J].Pak J Biol Sci,2009,12 (4):393-396.
[12]Yu Y,Li XX,Jiang LX,et al.Procalcitonin levels in patients with positive blood culture,positive body fluid culture,sepsis,and severe sepsis:a cross-sectional study[J].Infect Dis(Lond),2016,48(1):63-69.
[13]Li S,Rong H,Guo Q,et al.Serum procalcitonin levels distinguish Gram-negative bacterial sepsis from Gram-positive bacterial and fungal sepsis[J].J Res Med Sci,2016,21:39.
[14]Kumar S,Ingle H,Prasad DV,et al.Recognition of bacterial infection by innate immune sensors[J].Crit Rev Microbiol,2013,39(3):229-246.
(责任编辑:钟婷婷)
Clinical Value of Plasma Procalcitonin in Identifying Bloodstream Infection
LIU Houqiang1,2,RAN Jianmin2,MA Yonghui1,ZHANG Rui1,YIN Haiyan1*
(1Department of Critical Care Medicine,2Department of Endocrinology,Guangzhou Red Cross Hospital Affiliated to Medical College of Ji'nan University,Guangzhou 510220,China;*
YIN Haiyan,E-mail:yinhaiyan1867@126.com)
ObjectiveTo investigate the clinical value of plasma procalcitonin(PCT)in distinguishing early bacterial bloodstream infection and identifying Gram-negative(G-)bacteria bloodstream infection from Gram-positive(G+)bacteria bloodstream infection.Methods167 patients with bacterial bloodstream infection from January 2014 to December 2016 were enrolled as observation group,and 134 cases of patients with negative-blood culture at the same period were enrolled as control group;The PCT levels of two groups were statistically analyzed.Patients in the observation group were divided into the G-bacteria subgroup(n=84)and G+bacteria subgroup(n= 83),and the PCT levels of two subgroups were statistically analyzed.ResultsThe positive rate of plasma PCT and median PCT concentration of observation group were 80.2%and 7.53 ng/mL respectively,significantly higher than 47.8%and 0.47 ng/mL of control group(P<0.05);The area under ROC curve using PCT distinguishing early bacterial bloodstream infection was 0.770;when the cut-off point was 1.25 ng/mL,the sensitivity was 64.1%,and the specificity 76.9%.The positive rate of plasma PCT and median PCT concentration of G-bacteria subgroup were 88.1%and 17.54 ng/mLrespectively,significantlyhigher than 72.3%and 1.60 ng/mLofG+bacteria subgroup(P<0.05); The area under ROC curve using PCT identifying the G-bacteria bloodstream infection from G+bacteria bloodstream infection was 0.707; when the cut-off point was 6 ng/mL,the sensitivity and specificity was 61.9%and 68.7%respectively.ConclusionsProcalcitonin can distinguish early blood bacterial infection,and identify G-bacteria bloodstream infection from G+bacteria bloodstream infections,so effective measures can be taken to improve the prognosis of patients.
Procalcitonin;Bloodstream infection;Gram-negative bacteria;Gram-positive bacteria
R446
A
10.3969/j.issn.1674-4659.2017.06.0788
2017-03-28
刘厚强(1986-),男,山东兰陵人,硕士研究生学历,主治医师。
*通讯作者:尹海燕,E-mail:yinhaiyan1867@126.com。