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降钙素原

降钙素原(Procalcitonin,PCT)是新近发现的一种人类降钙紊前体物质。近年来PCT被认为是系统性炎性反应综合征、脓毒症、急性呼吸窘迫综合征等疾病的预警指标。目前认为PCT可能是一种内源性非类固醇类抗炎物质,多在细菌感染时诱导产生,在调控细胞因子网络中发挥着重要作用,是用于检测严重细菌感染的一个重要诊断标志,也是一种敏感的判定炎症类别和活动情况的指标。

PCT来源及特性

PCT蛋白的合成

PCT是一种糖蛋白,是降钙素的前肽,没有激素活性,由甲状腺c细胞产生,然后被特殊的酶分解产生。PCT的编码基因是位于第11号染色体上的单拷贝基因(CALC-I基因),该基因转录后在甲状腺滤泡旁细胞粗面内质网翻译成降钙素原前体(Preprocalcitonin)。PCT前体进入内质网,经糖基化和特异性酶切除N-末端的信号肽,生成116氨基酸的PCT,分子量约为13kD。PCT氨基酸序列1-57为N-残端,60~91为降钙素,96-116为降钙蛋白。

PCT的氨基酸序列

PCT生成释放的调节

生成PCT和降钙素的过程开始于转录141个氨基酸组成的多肽-前降钙素原,它由一个信号序列、PCT的N端、降钙素序列、PCT的C端组成,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质即为PCT。若蛋白质溶解,降钙素即从PCT中分离;在细菌感染时,这一蛋白质溶解过程可被抑制,此时PCT及其片段被释放进入血液循环。

PCT合成路径

代谢特点

生理情况下,甲状腺C细胞可产生极少量的PCT,健康人的血清PCT水平通常测不到,但在细菌感染时,除甲状腺外,肝脏的巨噬细胞和单核细胞,肺、肠道组织的淋巴细胞及内分泌细胞都能合成分泌PCT,此时血清PCT水平会明显升高,且随感染进展或控制而持续在高水平或逐渐下降。

PCT的生成非常快,当发生严重细菌感染和脓毒症时,血浆PCT异常升高,2小时即可检测到,6小时急剧上升,8-24小时维持高水平。最初升高后,PCT值的下降取决于其在血浆中的衰减和新生成的PCT间的相互平衡。血浆中的PCT非常稳定,收集标本室温下24h后PCT水平大约下降12%,在4℃大约下降6%。因此,PCT可用常规实验室方法收集而不需特殊的储存条件(如果需要长时问存放后检测,则需要低温或者冰冻保存血样)。至今为止尚未确定PCT排出的特定途径,临床数据表明严重肾衰竭患者的血清PCT并不大量升高,其降低与健康受试者的血清PCT水平的降低无显著性差异,清除PCT的半衰期也并没有显著延长,说明PCT经肾脏排出很少。

引起PCT升高的因素

PCT反映了全身炎症反应的活跃程度。影响PCT水平的因素包括被感染器官的大小和类型、细菌的种类、炎症的程度和免疫反应的状况。PCT是严重细菌性炎症和真菌感染的特异性指标,而且也是脓毒症和炎症活动有关的多脏器衰竭的可靠指标。

PCT水平的升高出现在严重休克、全身性炎症反应综合征(SIRS)和多器官功能紊乱综合征(MODS),即使没有细菌感染或细菌性病灶。但是在这些病例中PCT水平通常低于那些有细菌性病灶的患者。

症状 升高程度
全身性细菌感染、严重的组织病症。严重休克。SIRS和MODS 升高明显
真菌、寄生虫。立克次体、结合感染、病毒感染、肿瘤、过敏、自身免疫性疾病、移植物抗宿主病及局部感染 轻度升高

局部/系统性细菌感染/组织创伤可诱导PCT产生,病毒感染、自身免疫性疾病不会诱导PCT的产生。

PCT动力学

给健康受试者一次性注射内毒素后,观察期血浆PCT浓度,诱导期按动力学分为二期描述:在第一阶段(<6h),及潜伏期2-3h(第一次测量的数值是=3h)PCT大约每小时增加0.5ng/mL,在后一阶段,连续测量,大约每一小时增加50ng/mL。

PCT动力学

检测方法

目前PCT可通过半定量和定量方法检测。半定量方法有胶体金检测平台,定量方法包括放射免疫分析法、免疫荧光法、双抗夹心免疫化学发光法、酶免法等。

胶体金标记法:半定量检测PCT的方法,其检测低限值为0.5μg/L。此法用一个结合有胶体金(示踪剂)的抗降钙素的单克隆抗体和抗降钙素(固相形式)的多克隆抗体进行血清中PCT的检测。不依赖仪器,操作简便、快速,适于床旁检验。

放射免疫分析法和双抗夹心免疫发光:全定量测定,放射免疫分析虽然灵敏度较高,但放射性元素的污染使此法受限。双抗夹心免疫化学发光法测定,使用配对抗体,分别结合到PCT分子的2个部位,检测低限值为0.1μg/L。

生物学功能

PCT的生物学效应目前尚无明确的结论,主要的生物学效应有:次级炎症因子的作用、趋化因子的作用、抗炎和保护作用。

许多研究机构都试图揭示PCT的生物学作用,但除了明确其对血浆钙水平起作用外,其他作用均未能明确。目前认为PCT是一种非固醇类抗炎物质,在调控细胞因子网络中发挥着重要作用,在全身严重细菌感染和脓毒症时异常升高;也有人认为PCT是一种次级炎性介质,放大并加重感染的炎性反应,但不是启动因素。

PCT浓度的升高不受机体免疫抑制状态的影响。当机体处于严重的细菌感染时,即使患者处于免疫抑制状态或尚无明显的临床表现,血浆中PCT浓度也可明显升高,其升高程度与感染的严重度呈正相关。

小结

感染是临床上常见的病症,有效治疗的关键在于快速而准确地进行病原学诊断。近年来降钙素原检测有助于感染性疾病的诊断和治疗,通过检测其血清浓度可早期粗略估计感染病原体的种类、评价感染的严重程度、指导用药及判断预后。自1993年Assieot等证实PCT可作为细菌感染的早期标志物以来,PCT已作为一个新的炎症指标,广泛应用于感染性疾病的诊断和鉴别诊断。在早期诊断重症感染、鉴别诊断感染性与非感染性疾病、细菌性与非细菌性感染、鉴别诊断细菌性和病毒性感染及原因不明性发热,评价病情活动情况、判断预后及合理指导应用抗菌药等均有重要参考价值。

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