降钙素原和超敏C反应蛋白对关节置换术后感染诊断价值

金永合，李武媚，姜烜星，钱治

（河西学院附属张掖人民医院 1.检验科；2.骨科，甘肃 张掖 734000）

人工髋关节置换术（total hip arthroplasty,THA）最常用于治疗由骨性关节炎、类风湿性关节炎、缺血性坏死和外伤性关节炎引起的关节衰竭。在过去50 年中，THA 的数量和速率都在稳步上升。流行病学调查显示，在美国，每10 万人中原发性THA 的发病率在1990 年至2002 年间增加了大约50%［1］。假体周围关节感染（periprosthetic joint infection,PJI）仍是THA 后最严重的并发症之一。人工关节置换术后 PJI 发生率为 0.7%［2］。THA 在2 年内感染率为1.63%，在2～10 年间感染率为0.59%［3］。PJI 的后果可能导致膝关节或髋关节功能下降和患者生活质量下降，并导致植入失败，需要进行关节成形术的翻修。

超敏 C 反应蛋白（hypersensitive C-reactive protein,hs-CRP）是一个急性时相反应蛋白，可在细菌、病毒或真菌感染等多种急性和慢性炎症条件下产生［4］。血清hs-CRP 是炎症的敏感标志。在正常受试者中，浓度通常低于6 mg/mL，但可能与细菌感染相关而增加到10 mg/mL。hs-CRP 浓度对膝关节置换术前感染有较好的诊断试验表现，敏感性为0.91，特异性为0.86，阳性似然比6.89，准确性为0.88［5］。美国骨科医师学会临床实践指南确定血清hs-CRP 值大于10 mg/mL 作为PJI 诊断的四个阈值之一，以及异常红细胞沉降率、滑膜白细胞（white blood cell,WBC）计数或滑膜中性粒细胞分化百分比一起［6］。

降钙素原（procalcitonin, PCT）由116 个氨基酸组成，由甲状腺的滤泡旁细胞和肺和肠的神经内分泌细胞产生。健康个体的血液中PCT 的浓度低于临床试验的检测限度 （10 pg/mL）［7］。PCT 的浓度随着促炎性刺激的增加而增加，尤其是细菌来源。众多研究都有PCT 是细菌感染的敏感标志物［8-10］。许多研究评估PCT 作为诊断工具，并将其与hs-CRP 进行比较，系统回顾和荟萃分析显示：PCT 浓度较敏感，为 88% （95%CI80%～93%）；而 hs-CRP 敏感度为 75% （95%CI62%～84%），特异性为 81% （95%CI67%～90%），与67%（95%CI56%～77%）相比，hs-CRP 浓度可以区分感染和非感染性原因引起的炎症［11］。因此，笔者认为血清PCT 对PJI 的诊断能力优于血清hs-CRP。本研究旨在探讨血清PCT 浓度与hs-CRP 浓度对翻修THA 前PJI 的诊断价值，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 研究设计和纳入标准

这项前瞻性观察研究于2013 年1 月至2017年6 月进行。招募了84 名患者，其中包括男性26名和女性58 名，平均年龄67 岁（范围38～86 岁）。所有因失败而需要再次手术的THA 患者均符合条件。排除慢性炎性疾病、自身免疫性疾病、冠状动脉粥样硬化性心脏病（冠心病）和活动性癌症患者。本研究方案经河西学院附属张掖人民医院人类研究伦理委员会批准，纳入患者提供书面知情同意书。

PJI 的定义：PJI 的最终诊断需要满足以下三个标准中的两个：在从术中标本生长的固体培养基上至少培养一株阳性；清创或取出假体时观察到假体周围有脓疡；组织病理学检查中出现与感染相一致的急性炎症［12］。

1.2 实验方法

在上午7∶00 时，分别抽取用于测定WBC、PCT 与hs-CRP 的5 mL 血液两管。一管用于WBC计数，立即由医院实验室使用全自动血细胞分析仪（XN9000，Sysmex，日本）测定。另一管的血液在4℃下离心10 min，分离的血清在-20℃下保存，随后用于测定PCT 和hs-CRP 浓度。PCT 采用德国罗氏公司Cobas e411 型电化学发光分析仪及罗氏公司相匹配的试剂检测。采用双抗夹心免疫化学发光法（immunoluminometric assay, ILMA）。hs-CRP 采用西门子公司Advia 2400 型生化分析仪及配套乳胶增强免疫透射比浊法检测试剂，其都具有特异性强、灵敏度高的特点。

1.3 统计学方法

采用Mann-Whitney U 非参数检验对连续变量进行比较。将分类变量与w2 检验进行比较。确定PCT、hs-CRP、WBC、受试者工作特性曲线（receiver operating curve, ROC） 及 曲 线 下 面 积（area under curve, AUC）。利用z统计量比较ROC曲线下面积。最佳截断值是指灵敏度和特异性最高、最接近曲线左上角的测试结果。P值均为双尾分布。统计学意义定义为P＜0.05。使用SPSS 第21 版（IBM 公司，Armonk,NY）进行统计分析。

2 结果

2.1 两组一般特征比较

84 例患者中，29 例被诊断为PJI。在髋关节翻修术患者中，PJI 的发生率为34.5%。PJI 与非PJI 队列在人口上差异无统计学意义［年龄（P=0.215）、性别（P=0.688）］。但两组患者血清PCT浓度的中位数差异有统计学意义（P=0.021）。两组患者血清 hs-CRP （P=0.005） 和 WBC 计数 （P=0.031）差异均有统计学意义，见表1、图1。

2.2 三种检测指标诊断价值比较

THA 术前诊断 PJI 的血清 PCT、hs-CRP、WBC 的 AUC 分别为 0.860（95%CI0.778～0.942,P=0.001）、 0.835 （95%CI0.753～0.917,P=0.001）、0.643（95%CI0.524～0.762,P=0.030）。血清 PCT 与hs-CRP 浓度差异无统计学意义（P=0.380,z=0.714）。而血清PCT 和hs-CRP 的诊断能力明显高于WBC 计数，P值分别为0.002（z=3.094）和0.006（z=2.773）。血清 PCT 的最佳截断值为＞0.5 ng/mL，敏感性为0.830，特异性为0.741。血清hs-CRP以＞15 mg/L 为最佳界限，敏感性为0.791，特异性为0.722。WBC 计数的最佳截断值为＞10.5×109/L，敏感性为0.652，特异性为0.546。这些血清标志物的诊断能力见表2，ROC 曲线见图2。

表1 两种人口统计学数据和血清标志物比较

图1 三种检测指标比较结果图

表2 三种检测指标对PJI 的诊断价值比较

图2 比较标记物ROC 曲线

3 讨论

笔者的结果表明，血清PCT 浓度可以在THA翻修前诊断PJI。血清PCT 浓度与hs-CRP 浓度对PJI 的诊断能力比较差异无统计学意义（P=0.367,z=0.714）。这些结果表明，PCT 测量并不优于hs-CRP，但PCT 测量为PJI 的诊断提供了另一个敏感的标志物。笔者的研究还发现，血清PCT 和hs-CRP 浓度明显优于 WBC 计数（P＜0.05）。这些结果支持了一些作者的观点，即血清WBC 计数在鉴别 PJI 患者中的作用微乎其微［13-14］。

血清PCT 和hs-CRP 浓度受多种因素的影响。在笔者的研究中，排除了慢性炎症性疾病、任何自身免疫紊乱、冠心病和活动性癌症的患者。PCT和hs-CRP 浓度也可受手术影响。PULIDO 等报道PJI 可分为急性或早期感染31%、慢性晚期感染56%、急性血源性感染13%［15］。看来，笔者的观察可能不适用于关节置换术后的急性PJI。试验组合是提高诊断能力的一种好方法。在笔者的研究中，没有结合血清PCT 与hs-CRP 来诊断PJI。在图2 中，可以看出PCT 和hs-CRP 的ROC 具有相似的特征。PCT 和hs-CRP 对炎症反应相似。因此，联合PCT 和hs-CRP 检测并不能提高PJI 的诊断能力。寻找与PCT 联合的标志物，提高诊断能力还需要进一步研究。

笔者的研究有一些局限性。首先，PJI 的诊断还没有一个金标准。笔者使用基于术中培养、最终组织病理学结果的标准。然而，术中培养也充满了取样误差和大量的假阳性率。这可能导致评估诊断准确性的偏差。其次，许多研究表明滑膜液中的生物标志物对PJI 具有较高的诊断能力［16-18］。笔者的研究只是为了比较血清PCT 和hs-CRP。第三，笔者只招募了84 名患者参与研究，样本量很小。

综上所述，在翻修THA 之前，PCT 测量并不能比hs-CRP 测量更好地预测PJI。但是，PCT 和hs-CRP 被证明比WBC 更可靠。