張　群，　胡曉波

(1.上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第三人民醫(yī)院檢驗科，上海 201900；

2.上海中醫(yī)藥大學(xué)附屬龍華醫(yī)院檢驗科，上海200032)

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降鈣素原在革蘭陽性菌和革蘭陰性菌感染鑒別診斷中的價值探討

張群1，胡曉波2

(1.上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第三人民醫(yī)院檢驗科，上海 201900；

2.上海中醫(yī)藥大學(xué)附屬龍華醫(yī)院檢驗科，上海200032)

摘要：目的研究血漿降鈣素原(PCT)、血漿C反應(yīng)蛋白(CRP)、血漿中性粒細(xì)胞表面CD64(CD64)、血清白細(xì)胞介素-6(IL-6)和血清腫瘤壞死因子-α(TNF-α)在革蘭陽性菌和革蘭陰性菌感染時的水平，探討這些感染指標(biāo)在鑒別診斷2種不同細(xì)菌感染中的價值。方法選取204例患者，按細(xì)菌培養(yǎng)結(jié)果分為革蘭陽性菌組(25例)、革蘭陰性菌組(89例)和陰性對照組(90例)，同時測定各組PCT、CRP、CD64、IL-6和TNF-α水平。采用受試者工作特征(ROC)曲線評價PCT等感染指標(biāo)的診斷性能。結(jié)果革蘭陰性菌組、革蘭陽性菌組和陰性對照組PCT平均濃度分別為10.01、5.80和1.06 μg/L，3組之間差異均有差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)；CRP、IL-6和TNF-α水平3組之間差異也均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)；革蘭陰性菌組、革蘭陽性菌組CD64明顯高于陰性對照組(P<0.01)，但革蘭陰性菌組和革蘭陽性菌組之間差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。當(dāng)PCT的Cut-off值為0.41 μg/L時，鑒別細(xì)菌感染的ROC曲線下面積為0.882，靈敏度和特異性分別為85.1%、82.2%，均高于其他4項指標(biāo)。PCT、CRP、IL-6、TNF-α鑒別革蘭陽性菌(≤Cut-off值)和革蘭陰性菌(>Cut-off值)感染的Cut-off值分別為1.25 μg/L、79.34 mg/L、27.4 pg/mL、20.5 pg/mL，此時曲線下面積分別為0.671、0.625、0.654、0.619，陽性預(yù)測值分別為88.6%、83.1%、88.5%、90.4%，其中PCT的曲線下面積最大，其靈敏度和特異性分別為69.7%和72%，陽性預(yù)測值也達(dá)到了88.6%。結(jié)論PCT可用于細(xì)菌感染的早期診斷，也可以初步鑒別革蘭陽性菌和革蘭陰性菌感染，但診斷性能較弱。

關(guān)鍵詞：降鈣素原；革蘭陽性菌；革蘭陰性菌；感染

細(xì)菌感染在臨床上頗為常見。由于革蘭陽性菌和陰性菌在致病機制上不同，兩者對抗菌藥物的敏感性也不同，因此早期并有效地鑒別病原菌種類對指導(dǎo)抗菌藥物用藥及病情診治有重大意義。為了提升臨床感染診斷中的速度和效率，各種感染指標(biāo)和方法不斷地被研究出來，我們從中選取了臨床常用的降鈣素原(procalcitonin，PCT)、C反應(yīng)蛋白(C reactive protein，CRP)、中性粒細(xì)胞表面CD64(CD64)、白細(xì)胞介素(interleukin，IL)-6和腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor alpha，TNF-α)5項感染指標(biāo)，通過測定細(xì)菌感染者的以上指標(biāo)，探討這些感染指標(biāo)在細(xì)菌感染診斷以及革蘭陽性菌和陰性菌感染鑒別診斷中的價值。

材料和方法

一、研究對象

隨機選取2014年1月至11月上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第三人民醫(yī)院住院患者204例，男133例，女71例，年齡18～97歲，排除術(shù)后、嚴(yán)重?zé)齻?、?yán)重肝硬化和急慢性肝炎、嚴(yán)重腎功能不全、腫瘤晚期等疾病患者[1]。按細(xì)菌培養(yǎng)結(jié)果分為感染陽性組(根據(jù)革蘭染色進(jìn)一步分為革蘭陽性菌組和革蘭陰性菌組)和陰性對照組。

二、方法

1.標(biāo)本采集選取體溫超過38 ℃、臨床懷疑細(xì)菌感染的住院患者，在治療前按標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程一次性采血，一部分進(jìn)行血培養(yǎng)和一般細(xì)菌培養(yǎng)，另一部分分別用于分離血漿和血清，檢測PCT、CRP、CD64、IL-6和TNF-α。

2.細(xì)菌培養(yǎng)一般細(xì)菌培養(yǎng)3 d內(nèi)檢出細(xì)菌為陽性，血培養(yǎng)5 d內(nèi)檢出細(xì)菌為陽性。細(xì)菌鑒定采用ATB全自動細(xì)菌鑒定儀(法國生物梅里埃公司)及配套試劑。

3.血漿PCT檢測PCT采用UPT上轉(zhuǎn)發(fā)光免疫分析儀(北京熱景生物技術(shù)有限公司)和配套試劑(上轉(zhuǎn)發(fā)光免疫分析法)測定，嚴(yán)格按說明書操作，檢測限為0.05 μg/L。正確度驗證采用方法學(xué)比較實驗，以ROCHE Cobas E602電化學(xué)發(fā)光分析儀(羅氏公司)和配套試劑為對照方法(簡稱羅氏PCT)，以UPT上轉(zhuǎn)發(fā)光免疫分析儀(北京熱景生物技術(shù)有限公司)和配套試劑為比較方法(簡稱熱景PCT)，得到方法正確度。按規(guī)范進(jìn)行校準(zhǔn)和室內(nèi)質(zhì)控。選取40例標(biāo)本，濃度覆蓋線性范圍，并盡可能分布均勻。每天測定8個標(biāo)本，5 d內(nèi)完成[2]。剔除溶血、脂血等可能對方法產(chǎn)生影響的標(biāo)本。

4.血漿CRP檢測CRP采用DELTA全自動CRP檢測儀(上海希亞克診斷用品有限公司)和配套試劑(免疫比濁法)測定，檢測限為8 mg/L。

5.血漿CD64檢測CD64采用FACSVerse流式細(xì)胞儀(美國BD公司)和配套試劑測定。儀器CD64陽性表達(dá)率檢測限為30%。

一直想有個展覽館，這個愿望在2005年第一次實現(xiàn)。于大同市云岡公園，花了五六萬元，租了六間房子。好不容易建起來了，但公園整體開發(fā)沒有跟上，只展覽了一個星期便關(guān)門了。李建明記得，那個位置在現(xiàn)在公園湖邊上。

6.血清IL-6和TNF-α檢測IL-6和TNF-α均采用Immulite 1000化學(xué)發(fā)光免疫分析儀(德國西門子公司)和配套試劑(化學(xué)發(fā)光法)測定。IL-6檢測限為3.4 pg/mL，TNF-α檢測限為8.1 pg/mL。

三、統(tǒng)計學(xué)方法

采用MedCalc 11.4.2.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析。3組間的差異采用ANOVA檢驗。診斷性能評價采用受試者工作特征(receiver operating characteristic，ROC)曲線，計算ROC曲線下面積、診斷靈敏度、診斷特異性、陽性預(yù)測值和陰性預(yù)測值，以95%可信區(qū)間(confidence interval，CI)表示。以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

結(jié)果

一、細(xì)菌培養(yǎng)結(jié)果分析

204例患者中細(xì)菌培養(yǎng)陽性114例，其中革蘭陽性菌25例、革蘭陰性菌89例；細(xì)菌培養(yǎng)陰性90例。細(xì)菌感染者以鮑曼不動桿菌、大腸埃希菌、肺炎克雷伯菌、銅綠假單胞菌和金黃色葡萄球菌為主，約占80%，并以革蘭陰性菌為主，見表1。培養(yǎng)陽性標(biāo)本以痰標(biāo)本和血液標(biāo)本為主，約占80%，見表2。

表1　 細(xì)菌培養(yǎng)陽性菌種分類

表2　 細(xì)菌培養(yǎng)陽性標(biāo)本類型

二、PCT正確度驗證

革蘭陰性菌組、革蘭陽性菌組和陰性對照組之間PCT、CRP、IL-6和TNF-α水平差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01、P<0.05)；革蘭陰性菌組、革蘭陽性菌組CD64明顯高于陰性對照組(P<0.01)，但革蘭陰性菌組和革蘭陽性菌組之間差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。見表3。

四、各感染指標(biāo)診斷細(xì)菌感染及鑒別革蘭陰、陽性菌感染的性能比較

5項感染指標(biāo)均可鑒別是否為細(xì)菌感染，但PCT的ROC曲線下面積及特異性最高，說明其診斷性能更好。根據(jù)各項感染指標(biāo)的Cut-off值，可以初步區(qū)分是否為細(xì)菌感染。見表4、圖1。

ROC曲線分析顯示，當(dāng)PCT、CRP、IL-6、TNF-α的Cut-off值分別為1.25 μg/L、79.34 mg/L、27.40 pg/mL、20.50 pg/mL時可得到最佳診斷性能，見表5、圖2。PCT的曲線下面積最大，為0.671，靈敏度、特異性和陽性預(yù)測值分別為69.7%、72.0%、88.6%。 PCT、CRP、IL-6和TNF-α均能對革蘭陽性菌(≤Cut-off值)和革蘭陰性菌(>Cut-off值)感染進(jìn)行區(qū)分，但其鑒別診斷性能均較弱。相對而言，PCT鑒別革蘭陽性菌和陰性菌感染的性能在4項指標(biāo)中的最強。

表3　 3組之間各感染指標(biāo)的檢測結(jié)果比較[均值(5%～95%范圍)]

注：與陰性對照組比較，*P<0.01；與革蘭陰性菌組比較，#P<0.05

表4　 各感染指標(biāo)在細(xì)菌培養(yǎng)陽性組與陰性組的診斷性能比較

表5　 各感染指標(biāo)在革蘭陽性菌組和革蘭陰性菌組之間的診斷性能比較

注：>Cut-off值為革蘭陰性菌；≤Cut-off值為革蘭陽性菌

圖1　各項感染指標(biāo)診斷細(xì)菌感染的ROC曲線

圖2　各項感染指標(biāo)鑒別診斷革蘭陽性菌和

討論

PCT、CRP、CD64、IL-6、TNF-α是臨床常用的排除細(xì)菌感染的幾個感染標(biāo)志物[5]。細(xì)菌培養(yǎng)是細(xì)菌感染診斷的金標(biāo)準(zhǔn)，但由于細(xì)菌培養(yǎng)周期較長，因此入院早期，臨床醫(yī)生需借助其他血清/血漿標(biāo)志物對早期感染進(jìn)行判斷。

CRP是1930年發(fā)現(xiàn)的急性時相反應(yīng)蛋白。血漿中CRP濃度在炎癥、創(chuàng)傷、感染、外科手術(shù)、惡性腫瘤和風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎等疾病時迅速增高，可達(dá)正常水平2 000倍。因CRP測定操作簡單、快速，臨床醫(yī)生可在短時間內(nèi)得到結(jié)果，可對病情進(jìn)行早期診斷，所以臨床上已廣泛應(yīng)用。但越來越多的研究表明，CRP在局部感染和輕度炎癥時也會增高，因此在特異性方面不甚理想。HOSHINA 等[6]的研究結(jié)果顯示，在細(xì)菌性肺炎組中，CRP和PCT水平均明顯升高，但PCT的靈敏度、特異性、陽性預(yù)測值和陰性預(yù)測值明顯高于CRP。本研究結(jié)果顯示，細(xì)菌感染時CRP平均水平增高3倍左右，診斷靈敏度為86.0%，但特異性僅為55.6%，在細(xì)菌感染的鑒別診斷中價值不大，與文獻(xiàn)報道[7]相符。

CD64是IgG的Fc受體之一，具有高親和力，介導(dǎo)體液免疫和細(xì)胞免疫。正常情況下，CD64主要表達(dá)于巨噬細(xì)胞、單核細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞表面，中性粒細(xì)胞表面幾乎不表達(dá)。當(dāng)機體發(fā)生炎癥時，中性粒細(xì)胞表面CD64表達(dá)迅速升高。DARYAPEYMA等[7]的研究顯示，患者術(shù)前與術(shù)后24 h CD64有明顯差異(P<0.01)。因此，CD64對早期術(shù)后感染有較高鑒別診斷價值。本研究結(jié)果顯示，在細(xì)菌感染時，CD64平均水平增高1.5倍左右，診斷靈敏度為71.1%，特異性為58.9%，可對細(xì)菌感染性疾病進(jìn)行早期診斷，但其診斷價值較小，與文獻(xiàn)報道[7]有差異。本研究結(jié)果還顯示CD64對早期革蘭陽性菌和陰性菌感染無鑒別診斷價值(P>0.05)。

IL-6是一種多細(xì)胞來源的細(xì)胞因子，正常人體內(nèi)含量很低，當(dāng)發(fā)生細(xì)菌感染，特別是在革蘭陰性菌產(chǎn)生的內(nèi)毒素誘導(dǎo)時可加速合成和釋放，與感染程度呈正相關(guān)，其變化也可反映革蘭陰性菌膿毒癥的情況。IL-6和TNF-α也是參與炎癥反應(yīng)的重要細(xì)胞因子，能調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞等的功能，是早期促炎細(xì)胞因子，與腫瘤、感染、發(fā)熱和自身免疫性疾病發(fā)生、發(fā)展有關(guān)。張洲等[8]研究表明，革蘭陰性菌和革蘭陽性菌感染組IL-1β、IL-6、IL-8、TNF-α陽性率明顯高于正常對照組(P<0.01)，IL-6診斷敏感性和特異性均高于IL-1β、IL-8、TNF-α，IL-6及TNF-α均是參與細(xì)菌血流感染的重要細(xì)胞因子。本研究結(jié)果顯示，在診斷細(xì)菌感染時，IL-6平均水平增高2倍左右，診斷靈敏度可達(dá)85.1%，但特異性為64.4%，在細(xì)菌感染的鑒別診斷中價值不大；而TNF-α平均水平增高2倍左右，診斷靈敏度為63.2%，特異性為71.1%，在細(xì)菌性疾病診斷和鑒別診斷有一定價值，但效果不明顯，和文獻(xiàn)報道[8]不完全一致。

1989年，PASCALE等[9]發(fā)現(xiàn)了PCT。PCT是一種無激素活性糖蛋白，為降鈣素前肽，受11號染色體Calc-1單基因調(diào)控[10]。大量文獻(xiàn)證明，正常人體內(nèi)PCT分泌量極少，但在細(xì)菌感染時PCT濃度急劇增高，具有較高地靈敏度和特異性[11]。本研究結(jié)果顯示，細(xì)菌感染時，PCT平均水平增高5倍以上，診斷靈敏度和特異性均高于80%。GIAMARELLOS-BOURBOULIS等[12]和PHUA等[13]通過對115例發(fā)熱性中性粒細(xì)胞減少的感染患者進(jìn)行研究，結(jié)果顯示菌血癥患者PCT中位數(shù)水平為8.23 μg/L，而局部細(xì)菌感染患者為0.86 μg/L，二者差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。他們認(rèn)為PCT在鑒別細(xì)菌感染和非細(xì)菌感染性疾病方面較CRP等指標(biāo)有較高的靈敏度和特異性，可作為理想的標(biāo)志物。本研究同樣也證明，細(xì)菌培養(yǎng)陽性組PCT、CRP、IL-6、TNF-α和CD64濃度明顯高于陰性對照組(P<0.01)，PCT的ROC曲線面積為0.882，診斷特異性和靈敏度分別為85.1%和82.2%，遠(yuǎn)高于其他4項標(biāo)志物。K?KTüRK等[14]的研究結(jié)果顯示，細(xì)菌感染者PCT水平與非細(xì)菌感染者比較有明顯差異，診斷敏感性和特異性分別為94.0%和96.5%，高于CRP、IL-1β、TNF-α、IL-8等指標(biāo)；PCT水平的連續(xù)測定有助于早期預(yù)測重癥細(xì)菌感染，監(jiān)測抗菌藥物治療反應(yīng)，并能對感染過程中的并發(fā)癥進(jìn)行早期監(jiān)測。本研究結(jié)果與K?KTüRK等[14]的研究結(jié)果基本一致。

本研究結(jié)果顯示革蘭陽性菌組和革蘭陰性菌組之間PCT、CRP、IL-6、TNF-α水平差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，但CD64差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。ROC曲線分析顯示，當(dāng)PCT、CRP、IL-6和TNF-α的Cut-off值分別為1.25 μg/L、79.34 mg/L、27.40 pg/mL、20.50 pg/mL時可得到最佳診斷性能，ROC曲線下面積分別為0.671、0.625、0.654、0.619，陽性預(yù)測值分別為88.6%、83.1%、88.5%、90.4%，其中PCT的曲線下面積最大，其靈敏度和特異性分別為69.7%和72.0%，陽性預(yù)測值也達(dá)到了88.6%，但陰性預(yù)測值較低(38.6%)。綜合判斷，PCT、CRP、IL-6、TNF-α均能對革蘭陽性菌和革蘭陰性菌感染進(jìn)行區(qū)分，但鑒別診斷性能均較弱。劉英其[15]的研究結(jié)果顯示，革蘭陰性菌組血漿PCT水平及ROC曲線下面積明顯高于革蘭陽性菌組，靈敏度和特異性也高于其他炎癥指標(biāo)，可指導(dǎo)臨床早期判斷細(xì)菌性膿毒癥，并鑒別革蘭陽性菌和革蘭陰性菌膿毒癥。本研究結(jié)果與其結(jié)果不相符。雖然2個研究的例數(shù)差不多，但劉英其[15]的研究未提供Cut-off值，造成結(jié)果不一致的原因可能為診斷性能計算方法和研究對象有差異。

綜上所述，PCT、CRP、CD64、IL-6和TNF-α均可作為早期細(xì)菌感染的診斷指標(biāo)之一，在判斷革蘭陽性菌或革蘭陰性菌感染上也有一定參考價值(除CD64外)，但鑒別診斷能力相對較弱。本研究中由于革蘭陽性菌感染患者數(shù)量相對較少，尚有不足之處，研究結(jié)果存在一定的局限性，因此有關(guān)PCT的鑒別診斷性能還需有更大樣本量或多中心的臨床研究。

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(本文編輯：龔曉霖)

Investigation on the significance of procalcitonin in the differential diagnosis of Gram-positive bacterium and Gram-negative bacterium infectionsZHANGQun1，HUXiaobo2.( 1.DepartmentofClinicalLaboratory，ShanghaiThirdPeople′sHospitalAffiliatedtoShanghaiJiaotongUniversitySchoolofMedicine，Shanghai201900，China； 2.DepartmentofClinicalLaboratory，LonghuaHospital，ShanghaiUniversityofTraditionalChineseMedicine，Shanghai200032，China)

Abstract:ObjectiveThrough the study of the different levels of procalcitonin (PCT), C reactive protein (CRP) and neutrophil CD64(CD64) in plasma and interleukin-6 (IL-6), tumor necrosis factor alpha (TNF-α) in serum for the infections of Gram-positive and Gram-negative bacteria, to discuss the significance of these indices in the differential diagnosis of 2 different bacterium infections. MethodsA total of 204 patients were classified into Gram-positive bacterium group (25 cases), Gram-negative bacterium group (89 cases) and negative control group (90 cases). The levels of PCT, CRP, CD64, IL-6 and TNF-α among the groups were determined. The diagnosis performance of PCT and other indices was evaluated by receiver operating characteristic (ROC) curve. ResultsThe PCT levels in Gram-negative bacterium group, Gram-positive bacterium group and negative control group were 10.01, 5.80 and 1.06 μg/L, and there was statistical significance among the 3 groups(P<0.01). The differences of CRP, IL-6 and TNF-α among the 3 groups had statistical significance (P<0.05). The levels of CD64 in Gram-positive and Gram-negative bacterium groups were obviously higher than that in negative control group (P<0.01), but there was no statistical significance between Gram-positive and Gram-negative bacterium groups (P>0.05). When the cut-off value of PCT was 0.41 μg/L, the area under the ROC curve of PCT for identifying bacterium infection was 0.882. The sensitivity was 85.1%, and the specificity was 82.2%, which were higher than those of the other 4 indices. For the differential diagnosis of Gram-positive and Gram-negative bacterium groups, the cut-off values of PCT, CRP, IL-6 and TNF-α were 1.25 μg/L, 79.34 mg/L, 27.4 pg/mL and 20.5 pg/mL, and the areas under the ROC curves were 0.671, 0.625, 0.654 and 0.619. The positive predictive values were 88.6%, 83.1%, 88.5% and 90.4%. The area under the ROC curve of PCT was biggest. The sensitivity was 69.7%, and the specificity was 72%. The positive predictive value reached 88.6%. ConclusionsPCT can be used to the early diagnosis bacterium infection and the differential diagnosis of Gram-positive bacterium and Gram-negative bacterium infections, but the diagnosis performance is weak.

Key words:Procalcitonin；Gram-positive bacterium；Gram-negative bacterium；Infection

收稿日期：(2015-08-11)

通訊作者：胡曉波，聯(lián)系電話：021-56691101-6338。

作者簡介：張群，男，1987年生，學(xué)士，技師，主要從事臨床血液體液學(xué)檢驗工作。

基金項目：上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第三人民醫(yī)院院基金項目(syz2013-010)

中圖分類號：

文章編號：1673-8640(2015)11-1113-06R446.1

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：ADOI：10.3969/j.issn.1673-8640.2015.11.013