前降钙素在急性胰腺炎诊断中的研究进展

【关键词】 前降钙素；急性胰腺炎

文章编号：1003-1383(2008)03-0353-04中图分类号：R 657.504文献标识码：A

急性胰腺炎（AP）是临床常见的消化系统急症,发病因素复杂,目前确切的发病机制尚未完全阐明,可分为轻型（MAP）和重型（SAP）。 SAP病情凶险,可产生全身多器官、多系统损害,常继发感染、腹膜炎和休克等多种并发症，至今仍有高达20%~30%的病死率［1］，是临床上最棘手的急腹症之一。早期识别胰腺是否为感染性坏死，或为无菌性坏死（SN）及疾病严重程度的正确判断，对AP患者的预后有重要意义。法国儿科学家Assicot等［2］研究发现严重感染患者前降钙素（PCT）显著性升高，首先提出PCT可能作为严重细菌感染及脓毒症的血清学标志物，由此确定了PCT作为感染性全身炎症反应的早期辅助和鉴别诊断，判断疾病严重程度，疗效的预后的新指标。可为临床医师早期诊治AP，判断疗效及疾病预后提供客观依据，本文就此作一综述。

PCT的生物学特征和检测方法

前降钙素(PCT)是由甲状腺分泌的无激素活性的降钙素前肽物质,它由116个氨基酸组成, 相对分子质量为12 796，由CALC-1基因编码,属于非甾体类抗炎物质,在细胞因子网络的调控中发挥着重要作用［3］。正常情况下，PCT mRNA在粗面内质网内翻译成含141个氨基酸残基的前PCT，分子量约为16×103，它由一个信号序列（第1~25位氨基酸），PCT的N端84个氨基酸，降钙素序列，PCT的C端（Katacalin,21肽）组成，当信号序列介导前降钙素原被内质网摄取后，信号序列被降解，剩余的蛋白即为PCT。现在已知道PCT来自定位于第11号染色体上（11P15、4）的单拷贝基因（与降钙素基因相关伏为同一基因）。该基因由28 000个碱基对组成，含6个碱基对、6个外显子和5个内含子，基因全长约7.6 kb。免疫组化和原位杂交均证实，在生理状态下PCT在甲状腺C细胞或其他内分泌细胞内由前降钙素原(Pre-PCT)水解产生;在病理状态下，PCT的生成过程受细菌毒素和炎性细胞因子(如TNF、IL-6)等多种因素的调节。在内毒素的刺激下，中性白细胞也可能是血清PCT的来源［4］，给动物体内注射内毒素，血清PCT可在2 h内达到高峰，超过基础水平的100倍，并持续升高24 h，给动物体内注射TNF也能达到类似效果。给健康志愿者静脉内注射内毒素，血清PCT均在24 h达到高峰，在第24小时可溶性肿瘤坏死因子受体内毒素所刺激的PCT升高是单独使用内毒素的2~3倍，但可溶性IL-1受体不能刺激PCT升高。在全身炎症反应时，PCT来源的生物学机制可能为靶细胞（外周血单个核细胞等）在LPS等各种脓毒症相关因子作用下应急分泌而来，这种应激分泌超过细胞后转换过程（由Pro-CT分解为aminoPro-CT、CT、CT:CCP-I）或后转换过程缺少必需的水解酶，从而导致实验所观察到的PCT成倍增长，而CT水平不变或稍增高［5］。有研究证明［6］细菌感染引起的PCT升高来自于甲状腺以外器官，各种器官(如肝脏)的巨噬细胞、单核细胞对细菌感染产生反应,造成PCT合成与释放。PCT的清除途径尚不完全清楚，和其他血浆蛋白一样，PCT由蛋白水解酶降解，经肾脏排泄的量微乎其微。临床资料显示［7］，在严重肾功能障碍时，并不产生PCT的蓄积作用。在肾功能不全时，血清PCT的下降幅度与正常肾功能者之间无明显差异。

目前PCT的测定主要有凝胶层析法，高效液和色谱分析法，双抗夹心免疫化学发光法和放射免疫分析法（RIA），前两种方法费时且不易自动化，已很少使用。血清中PCT双抗夹心免疫化学发光法是利用双单克隆抗体与PCT分子的两个位点结合，其一作为直接与Pro-CT96-109氨基酸残基即未成熟CT-CCP-I部分结合抗体，另一种示踪抗体直接结合Pro-CT70-76氨基酸残基即未成熟降钙素分子。该方法无交叉反应，特异性、敏感性强，其检测低限是0.1 mg/L，所需时间短，易于自动化，但由于血清中PCT常低于此值，此法对正常人血清中PCT的检验能力差。RIA是使用多克隆抗体R2B7进行检验,R2B7对人工合成的amino-Pro-CT特异性强，可以直接与Pro-CT的amino Pro-CT部分结合，既能检验血清中游离型的PCT，又能检测结合型PCT，也可以对降钙素基因相关肽前体（Pro-CGRP）进行测定，可信敏感度为4 mg/L。RIA能够检测正常人血清中PCT，较双抗夹心免疫化学发光法敏感，并且与患者的病程正相关（R=0.81，P=0.0001）。其缺点是检测所需要时间长，放射性元素具有污染。目前，德国柏林BRAHAMS公司生产的半定量双抗夹心免疫发光法PCT-Q检测卡测定PCT 时，仅需要2 ml血浆或血清，30 min出结果，其诊断灵敏度和特异度与定量法检测比较，结果分别为90%~92%和92%~98%。由于半定量双抗夹心免疫发光法PCT-Q检测卡易于操作,等待所需时间短，临床上得到较广泛的应用

PCT的诊断学意义及其临床应用

通常情况下，健康人PCT水平极低（＜0.1 ng/ml），半衰期为22~35 h［8］，体内外稳定性很好。当PCT浓度高于0.5 μg/L即为存在炎症反应［9］，在严重全身性细菌感染时，血浆PCT浓度高于1000 μg/L［2］。Wanner等［10］研究认为，以1.5 μg/L作为临界值判断非感染性SIRS与全身性感染的敏感度为75.6%，特异度为77.3%。PCT在严重感染时的病理生理学还不清楚，Nylen等［11］研究发现，给予PCT可以降低生存率，中和PCT则能增加生存率，提示PCT是感染性炎性反应的一部分，即可能是一种炎症介质。Whang等［12］也通过动物实验证实，PCT不能刺激IL-1B或TNF-α的表达，也不能启动脓毒症反应，但却可能会放大并加重脓毒症进程，从而表明PCT可能是一种次级炎症介质。美国胸科医师学会/危重病医学会联席会议推荐的标准PCT，对评定炎症水平特异性较强，逻辑回归分析发现，PCT及体温、白细胞计数、TNF-α、IL-6、CRP与感染程度和预后均有相关性，而PCT的敏感性较强，对严重感染预测、诊断和预后判断都有重要的临床价值，对重症患者的预后可提供预测指标，与其它指标联合应用对判断患者病情与预后有重要价值［13］。故认为PCT是一种新型的应用于临床的重症感染监测指标，对全身炎症反应(SIRS)和全身性感染(sepsis)具有较高的诊断价值［14、15］。

近年来国内外许多学者研究、探讨在各种临床背景下(特别是在发热原因不明的情况下)PCT与细菌感染的关系，及PCT在鉴别细菌性感染还是非细菌性感染的早期预测方面，与传统的炎症感染标志物如C-反应蛋白(CRP) 、IL-6等进行了广泛的对比研究。有研究发现［16］在52例高危病人中，PCT＜0.5 ng/ml 17例;0.5~2.0 ng/ml 14例;2.1~10.0 ng/ml 4例，＞10 ng/ml的17例;52例中有17例死亡病例，其中PCT＞10 ng/ml 13例，2~10 ng/ml 1例，0.5~2 ng/ml 1例，PCT＜0.5 ng/ml 2例。说明PCT增高程度与细菌性感染的严重程度呈正相关。PCT水平持续升高，表示炎症处于上升期或病情恶化，是引起死亡的主要原因。其检测的18例重症肺炎中有10例PCT＜0.5 ng/ml，临床诊断均为非细菌感染性肺炎，2例PCT＞10 ng/ml的病人，经有效抗生素治疗4d后PCT降至＜0.5 ng/ml，提示感染的扩散和全身反应已经得到有效控制，表明临床治疗有效，病人预后好，易恢复。Clec’h等［17］发现脓毒症休克患者血清PCT质量浓度在第1天较无脓毒症的休克患者出现明显升高(500~36 000 ng/L,P＜0.01)。以1 000 ng/L为区分有无脓毒症的临界值,灵敏度、特异度分别为95%和54%，而CRP不能区别这2组患者，P＞0.05。在脓毒症休克患者中，死亡者的PCT浓度较存活者明显升高。Meisner等［18］利用90例ICU病房的多发伤患者进行前瞻性研究发现,大多数多发伤患者PCT适度增加并在受伤后1~2 d达到高峰,然后迅速降低。而同期检测的CRP始终处于较高水平,衰减缓慢,说明多发伤早期预测脓毒症中PCT比CRP更有临床价值。国内亦有研究发现［19］，脓毒症早期血清PCT及IL-6均显著升高,但除细菌感染外,其他非感染因素也会引起IL-6的非特异性升高,然而某些严重的全身细菌感染患者血浆IL-6水平反而降低,全身细菌感染时血浆PCT升高幅度很大(可能增加数百倍),因而与IL-6相比,PCT是一个较理想的感染检测指标。梅丽萍等［20］认为，PCT较CRT更可以快速协助诊断是细菌性感染还是非细菌性感染，很适合用于儿童早期感染的临床诊断。研究数据显示, PCT可作为脓毒症休克早期诊断和预测的指标,而CRP不能预测病死率。而黄冠成［21］在研究肝硬化并发严重感染时发现,血清PCT水平明显升高,且在感染初始即发生改变,PCT的升高幅度与感染程度和预后密切相关。表明肝硬化并发严重感染的患者,其CRP、PCT均明显升高,经直线相关分析,两者具有明显的相关性。但由于CRP的非特异性,临床上仅靠CRP阳性来判断细菌感染是不全面的,而PCT测定能为肝硬化并发细菌性感染提供了较为准确的依据,值得临床推广。

PCT在急性胰腺炎中的诊断作用

在胰腺炎患者中，出现胰腺的感染坏死（IN）就需要手术治疗，由于胰腺炎在没有感染的情况下也可出现SIRS，故胰腺的感染坏死与无菌坏死（SN）不易鉴别。对于AP患者是否合并细菌感染,临床上多采用细针抽吸活检、细菌培养的方法,因创伤大、等待结果时间长，且受取样部位、标本保存等多因素影响而准确率低,往往不能作为使用抗生素的决定因素，而常用的临床实验室炎症标志亦不能鉴别是否存在感染性坏死，故大多数临床医师仅凭借经验预防性使用广谱抗生素治疗［22］，这样易造成抗生素滥用及增加抗生素耐药性的产生的几率。MULLER在2000年已证实，PCT在胰腺炎出现症状24小时之内是鉴别水肿性和坏死性胰腺炎的有效指标［23］。Rau等［24］通过受试者工作特征曲线（ROC曲线）检验，得出预测感染坏性胰腺炎的PCT分界值为1.8 mg/L，其敏感性、特异性、准确性分别为94%、91%和92%，急性胰腺炎患者在感染坏死或出现全身并发症时，血浆PCT浓度显著增高，且PCT的增高过程与感染性坏死性并发症的出现密切相关，监测PCT浓度对胰腺感染坏死和并发脓毒症有准确的预测价值。最近一项研究亦表明［25］，当PCT＞5 000 ng/L时，往往提示AP患者合并腹腔脓肿或感染,病死率可高达34.5%。

CRP作为胰腺炎的诊断指标之一,其浓度高低与胰腺炎的严重程度、并发症及其预后相关［26，27］。然而国外学者研究发现［28］血浆PCT较CRP，血清E-选择素和血清IL-2受体更能准确预测重症胰腺炎患者是否发展为器官衰竭，敏感度和特异度分别为94%和73%。实验表明［29］：与无菌坏死相比，胰腺感染坏死患者中PCT含量明显增加，且血清PCT≥1.8 mg/L，可预测感染坏死，敏感性和特异性分别是80%和93%。如果感染持续，则PCT保持较高的水平，且升高程度与感染严重性呈正相关，胰腺术后存活者，3天内血清PCT可降到正常，而术后死亡者的PCT持续性升高不降，认为PCT是发现的第一种与急性胰腺炎感染严重性相关的生化指标，准确性与FNA（fine-needleaspiration）相同，且无创伤。Ammori等［30］研究显示，入院当天PCT预测AP的严重程度(脓毒症并发症和死亡)比APACHE-Ⅱ评分系统更精确。入院时血清PCT质量浓度超过2 000 ng/L能高度精确地(94%)预测发生脓毒症并发症和死亡。故PCT不仅能鉴别AP是否合并细菌感染,判断炎症反应的严重程度,而且对临床医师的诊断和处理具有指导作用。

然而Rau［24］在1997年研究报告中却提出与上述论点相反的观点，认为PCT在感染性环死胰腺炎的早期诊断中的作用是不确切的。国外还有学者研究发现［29］，在64例AP患者中PCT和粒细胞集落刺激因子(G-CSF)以及CRP质量浓度早期预测无菌性胰腺坏死或细菌性胰腺坏死的前瞻性研究表明，CRP、PCT和G-CSF在坏死性胰腺炎中比水肿性胰腺炎均明显升高，无显著性差异。国内相关报道甚少。

综上所述，PCT是一种特异敏感的炎症和脓毒症血清学标志，是早期鉴别细菌与非细菌感染的高特异性的新指标。了解PCT水平，有助于抗炎治疗。血清中PCT非常稳定，不被降解，因而容易被检测，常规动态检测PCT，有助于合理应用抗生素并及时选择正确的治疗方案，从而减少抗生素的应用，减少抗生素耐药性产生，降低患者病死率。且这一方法简单易行，无创，患者及家属易于接受，值得临床试行推广。当然 PCT在AP中作用的研究尚处于初级阶段,有关PCT的确切来源、在AP病情演变过程中的病理生理作用以及对治疗的指导作用还不是很清楚,但绝大多数的临床研究表明， PCT可作为判断AP患者发生并发感染的指标，为临床医师的早期诊治，观察疗效及疾病的预后提供客观指标。临床上应结合其他相关炎症指标，如体温、白细胞计数、C反应蛋白等项目对疾病的严重程度进行评估。总之，PCT应用于临床有广阔的前景。

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(收稿日期：2008-02-17 修回日期：2008-05-27)

(编辑：崔群飞)

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