不同病原体血流感染血清降钙素原水平研究*

袁 梁，隋文君，顾海彤，王 玫，刘向祎

北京同仁医院检验科，北京 100730

降钙素原(PCT)是降钙素的激素原，由多种器官的不同类型细胞在受到促炎反应刺激后分泌。微生物毒素和促炎性反应介质如白细胞介素(IL)-1β、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)和IL-6等能刺激细胞释放PCT[1]。PCT比其他生物标志物具有更多的优势，包括细菌刺激后能够快速产生及生物半衰期时间较长；PCT水平主要与感染性炎症严重程度相关，与中性粒细胞的改变关联性小，中性粒细胞减少或使用抗菌药物对PCT水平影响不大；在病毒感染中，机体释放的干扰素γ(IFN-γ)能抑制PCT释放，因此PCT鉴别病毒或细菌感染的特异度较高[2]。这些优势使得PCT能够预测血流感染的发生[3]。1997-2017年全球血流感染发病率为237/100 000～437/100 000，血流感染是临床病例死亡的重要原因之一[4]。血培养能够鉴定病原微生物的种类，是血流感染检测的“金标准”，但血培养最少需要2 d以上的时间才能得到结果，在早期治疗决策中发挥的作用有限。研究表明，PCT可以作为一种生物标志物指导何时开始使用或停止使用抗菌药物[5]，但针对革兰阳性菌、革兰阴性菌、真菌及厌氧菌需使用不同种类的抗菌药物。而革兰阳性菌、革兰阴性菌、厌氧菌及真菌抗原性存在差异，在血流感染中刺激释放的PCT水平有所差异[6]，研究和分析这些差异是否能够预测血流感染病原体的种类，可指导血流感染早期抗菌药物的使用。

1 资料与方法

1.1一般资料 选取2018年1月至2020年10月北京同仁医院血培养阳性样本526份为研究对象。纳入标准：(1)连续两次外周血培养阳性；(2)同一患者导管血与外周血培养同时阳性；(3)一次外周血或导管血培养阳性，但临床其他症状符合血流感染，诊断为血流感染的样本。(4)首次血培养阳性前24 h内检测过PCT水平。排除标准：(1)患有自身免疫系统疾病或肿瘤[7-8]；(2)两次血培养结果不一致或培养出两种不同病原微生物；(3)临床症状排除血流感染，血培养阳性考虑为污染。该研究通过本院医学伦理委员会审批。

1.2仪器与试剂 免疫分析仪VIDAS30及PCT测定试剂盒(酶联免疫发光法)，法国生物梅里埃公司生产。血培养仪Bactec FX及配套需氧及厌氧血培养瓶，美国BD公司生产。MicroflexLT/SH质谱分析仪及配套试剂，德国布鲁克公司生产。

1.3方法

1.3.1血培养及病原体分离鉴定 外周血培养遵循血培养一般原则，尽量避免药物影响和污染。取2～8 mL静脉全血或导管血加入血培养需氧和厌氧瓶中。Bactec FX血培养仪培养5 d，期间血培养报警2 h内涂片革兰染色镜检，并接种于血平板、麦康凯平板，如果直接涂片结果可见真菌孢子则加种于沙保罗培养基，如果血培养厌氧瓶报警则加种于厌氧平皿。普通培养24～48 h，厌氧培养48～72 h形成明显单一菌落后进行质谱鉴定。

1.3.2血清PCT水平检测 统计患者第一次血培养阳性采血时间之前24 h内血清PCT水平。抽取患者静脉血3～5 mL留取在红帽管中，静置30 min后3 000 r/min离心5 min。轻微溶血、乳糜及黄疸血不影响试验结果，严重溶血、乳糜与黄疸则需要重新留取样本。取200 μL血清加至PCT检测试剂条孔中，相应位置放入固相管，按照预设条件进行反应。VIDAS30 PCT最小检出限为0.05 ng/mL，最大检出限为200.00 ng/mL。

1.4统计学处理 分别绘制PCT水平用于诊断革兰阴性杆菌、革兰阳性球菌、真菌及厌氧菌感染的受试者工作特征(ROC)曲线，利用ROC曲线计算约登指数(灵敏度+特异度-1)，用约登指数确定预测各病原体血流感染PCT水平的最佳截断值。不符合正态分布的计量资料以M(P25，P75)表示，组间比较采用非参数检验；计数资料以频数或百分率表示，组间比较采用χ2检验。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1血培养阳性样本菌株及相应患者PCT水平分布情况 526份血培养阳性样本中革兰阳性球菌238株，占42.2%；革兰阴性杆菌245株，占46.6%；真菌28株，占5.3%；厌氧菌15株，占2.9%，见表1。革兰阳性球菌中凝固酶阴性葡萄球菌是常见的血培养假阳性污染细菌，因此本研究只收集了不同时间或不同采血位点两次血培养均为同种凝固酶阴性葡萄球菌的患者数据作为研究对象。

表1 血培养阳性菌株及相应患者PCT水平分布情况[M(P25,P75),ng/mL]

2.2不同病原体血流感染患者PCT水平比较 革兰阳性球菌感染患者PCT水平为0.76(0.26，3.93)ng/mL；革兰阴性杆菌感染患者PCT水平为4.86(0.97，24.94)ng/mL；真菌感染患者PCT水平为0.80(0.30，1.44)ng/mL；厌氧菌感染患者PCT水平为2.96(2.25，5.07)ng/mL。革兰阴性杆菌感染患者PCT水平明显高于革兰阳性球菌感染患者PCT水平(P<0.05)，革兰阴性杆菌感染患者中，PCT水平出现两次最大检出限200.00 ng/mL的结果。

2.3不同病原体血流感染患者PCT水平最佳截断值 以革兰阳性球菌感染患者PCT水平作为正样本，根据这些正样本数据特点，以较小的检验结果表示更肯定的结果，其余病原体感染患者PCT水平为负样本，绘制ROC曲线，AUC为0.71(95%CI：0.666～0.754，P<0.001)。最佳截断值为1.38 ng/mL，灵敏度61.8%，特异度71.5%。见图1。

续表1 血培养阳性菌株及相应患者PCT水平分布情况[M(P25,P75),ng/mL]

图1 PCT水平用于革兰阳性球菌血流感染诊断的ROC曲线

以革兰阴性杆菌血流感染患者PCT水平作为正样本，根据这些正样本数据特点，以较大的检验结果表示更肯定的结果，其余病原体血流感染患者PCT水平为负样本，绘制ROC曲线，AUC为0.735(95%CI:0.692～0.777，P<0.001)。最佳截断值为7.83 ng/mL，灵敏度54.1%，特异度84.3%。见图2。

图2 PCT水平用于革兰阴性杆菌血流感染诊断的ROC曲线

以真菌血流感染患者PCT水平作为正样本，其余病原体PCT水平为负样本，绘制ROC曲线，AUC为0.725(95%CI:0.662～0.788，P<0.05)。最佳截断值为1.22 ng/mL，灵敏度92.9%，特异度42.2%。见图3。

图3 PCT水平用于真菌血流感染患者诊断的ROC曲线

以厌氧菌血流感染患者PCT水平作为正样本，根据这些正样本数据特点，以较大的检验结果表示更肯定的结果，其余病原体血流感染患者PCT水平为负样本，绘制ROC曲线，AUC为0.725(95%CI:0.662～0.788，P=0.097)。最佳截断值为3.76 ng/mL，灵敏度86.7%，特异度65.4%。见图4。

图4 PCT水平用于厌氧菌血流感染诊断的ROC曲线

3 讨 论

健康者体内PCT产生于神经内分泌细胞和甲状腺滤泡旁细胞，水平极低，病原体感染机体时，可由感染部位的多种类型组织和细胞产生。PCT与白细胞计数、C反应蛋白等炎性指标相比，不易受到过敏、自身免疫和病毒感染等因素影响，其水平与感染严重程度、感染器官部位和大小呈正相关[9]。PCT体内半衰期为25～30 h，可以用于监测感染性疾病的病程及转归，体外稳定性好，便于检测，是检测感染性疾病的高灵敏度、高特异度指标[10]。

感染性疾病中PCT主要由病原体内毒素刺激产生，促炎性物质及外毒素也能诱导PCT产生，但刺激效果均不及内毒素[11]。大部分革兰阴性杆菌都能产生内毒素，部分革兰阴性杆菌也可产生外毒素，而革兰阳性球菌以释放外毒素为主。对于常见细菌的生长速度而言，革兰阴性杆菌进入对数生长期的时间一般要早于革兰阳性球菌。过往临床研究证实，多种类型的感染性疾病患者中，革兰阴性杆菌感染患者PCT平均水平高于革兰阳性球菌感染患者[12]，血流感染中也存在这样的规律，但在不同研究中，预测不同病原体血流感染的PCT水平最佳截断值存在一定差异[13-15]。这个差异的原因可能是由于试验入组标准存在差异，本研究只纳入了血流感染发生前24 h内的PCT单次检测的水平；其次各医院患者来源不同，患者身体基本条件与基础疾病存在差异；同时，各医院血流感染细菌种类和排名存在一些差异也会影响最终结果。本研究结果表明，当血流感染发生前24 h内PCT水平如果小于1.38 ng/mL，则发生革兰阳性球菌血流感染的可能性较大；而当24 h内PCT水平大于7.83 ng/mL时，则发生革兰阴性杆菌血流感染的可能性较大。

真菌及厌氧菌血流感染在临床比较少见，偶见于老年人群及免疫能力低下的人群，病例数量较少。这些人群普遍存在基础疾病并且免疫力低下，感染性疾病起病和发展往往比较迅速，PCT水平变化也较快，因此分析真菌与厌氧菌血流感染PCT水平特点比较困难。本研究中厌氧菌血流感染患者PCT水平中位数为2.96 ng/mL，预测厌氧菌血流感染的PCT水平最佳截断值为3.76 ng/mL，但样本量仅15株，渐进显著性P=0.097，因此这个试验结果参考意义有限，适合临床高度疑似厌氧菌血流感染的患者。真菌菌体较大，一般来说其难以突破血管壁形成血流感染，临床也不常见。真菌细胞壁结构不同于细菌，生长方式也不相同，本研究结果显示，真菌血流感染患者PCT水平总体要低一些，中位数为0.80 ng/mL，预测真菌血流感染的PCT水平最佳截断值为1.22 ng/mL，但病例数较少同样需要增加病例数来完善研究结果。

综上所述，不同病原体血流感染患者PCT水平存在一定差异，临床可以在感染早期根据PCT水平预测血流感染病原体的类型，特别是革兰阳性球菌和革兰阴性杆菌血流感染患者PCT水平差异明显。但是即使相同种类的病原体在不同患者个体中PCT水平也存在一些差异，需要结合临床表现及其他感染症状综合判断。