Прокальцитонин как маркер бактериальных инфекций

История теста. ПКТ — прогормон кальцитонина (КТ). Повышение концентрации ПКТ при инфекционном процессе было открыто случайно. Это позволило использовать ПКТ в качестве маркёра бактериальных инфекций. В конце 80-х годов установлено так же повышение ПКТ при опухолях щитовидной железы и, особенно, легких, возникающее вслед за повышением КТ. В 1992 году КТ и ПКТ систематически определялись у лихорадящих больных; изначально высокие уровни ПКТ в сравнении с КТ при тяжёлых септицимиях определили высокую ценность маркёра.

Систематические исследования ПКТ у детей, проведенные авторами обзора, показали, что он имеет высокие значения только при бактериальных инфекциях, при этом КТ не повышается, и что изначально высокие значения ПКТ снижаются при рациональном лечении антибиотиками. Уровни ПКТ оставались постоянно низкими у пациентов с вирусной инфекцией и лиц, страдающих воспалительными заболеваниями. Некоторые исследования в 1980 г. нашли повышение КТ (иммунореактивного) у больных с тяжёлой инфекцией, но это возможно было обусловлено ПКТ, а не КТ, поскольку методики исследований того времени не обладали достаточной специфичностью.

Гипокальциемия при септическом шоке является составной частью генерализованного воспалительного ответа и может служить маркёром инфекции только при наличии высоких значений ПКТ.

Проведённые исследования по ПКТ вполне доказательны и подлинны для выявленных закономерностей в клинике, но им не хватает экспериментальных подтверждений. Продолжение изучения ПКТ позволит решить две проблемы. Первый феномен, чисто описательный – повышение ПКТ при бактериальных инфекциях или после введения их токсинов — должен быть дополнен раскрытием механизмов этих повышений в составе цитокиновых каскадов и генерализованного воспалительного ответа. Вторая проблема — поиск подходящей биологической модели.

Несмотря на отсутствие таких знаний, ПКТ был быстро установлен в качестве главного маркёра бактериальной инфекции. Концентрация циркулирующего в крови ПКТ чрезвычайно низкая. У здоровых и доноров она определяется на уровне 0,01 нг/мл. При вирусных инфекциях и в составе воспалительного ответа уровень ПКТ повышается слабо, редко достигая 1 нг/мл. В противовес этому, при тяжёлых бактериальных инфекциях он может достигать 20 и даже 200 нг/мл. Очень высокие уровни ПКТ являются надёжным признаком бактериальной инфекции, её тяжести и серьёзности прогноза, что особенно важно при экстренных состояниях.

Тест имеет преимущества перед другими маркёрами по чувствительности, специфичности и простоте техники лабораторного его определения. ПКТ имеет малую зависимость от температуры, устойчив к замораживанию и оттаиванию, требует несложной лабораторной техники.

 

МОЛЕКУЛА. ПКТ — белок состоящий из 116 аминокислот с молекулярной массой-12 793, содержится в нейроэндокринных клетках: C-клетки щитовидной железы, ткани лёгких и печени. ПКТ подвергается последующему расщеплению на три молекулы: кальцитонин (32 аминокислоты), катакальцин (21 аминокислота), и N-концы 57 аминокислот. При инфекциях ПКТ секретируется в кровоток, не повышая уровень КТ. Стало известно, что циркулирующий в крови ПКТ соответствует по существу 3 аминокислотам из 116, короткие концы молекул переходят от 2-х аминокислот на крайние N-концы, пролина и аланина, постепенно превращаясь под действием дипептилпептидазы 1Y с остатками пептидных концов в Н2Н-х-Pro.

 

ПРОДУКЦИЯ. Пациенты, перенесшие тиреоидэктомию, продуцируют высокие уровни ПКТ при тяжёлых бактериальных инфекциях. Из-за отсутствия экспериментальной модели имеются трудности в определении места продукции ПКТ. Моноциты, стимулированные эндотоксинами, содержат в себе РНК с кодом ПКТ, тогда как среди нестимулированных лимфоцитов и моноцитов только каждый третий содержит такие РНК, и уровень продукции ПКТ ими оказывается низким, т. е. in vitro бактериальные липополисахариды не индуцируют продукцию ПКТ, в противоположность тому, что наблюдается in vivo. Ньюстен с соавторами показал, что печёночная ткань человека после стимуляции ТНФ (фактор некроза опухолей) или ИЛ-6 (интерлейкины –6) продуцируют ПКТ в большом количестве. Внутривенное введение эндотоксинов здоровым добровольцам вызывает быстрый синтез ПКТ. Есть сообщения о других механизмах индукции ПКТ. Отмечается, что уровень ПКТ возрастает через 3 часа после введения бактериального продукта, в то время как ЦРБ (С-реактивный белок) появляется только через 12-18 часов. ТНФ и интерлейкин-6 применяемые для лечения опухоли приводят к секреции ПКТ.

 

Чувствительность-01 нг/мл, диапазон количественных результатов от 0,1 до 500 нг/мл, что вполне обеспечивает нужды клиники. Высокочувствительный к ПКТ тест позволяет получать результаты через 2 часа после забора 20 микролитра плазмы. Минимальный уровень ПКТ выявляемый этим методом в плазме-0,05 нг/мл. У здоровых детей и взрослых уровень ПКТ определяемый методом Brams не превышает 0,1 нг/мл.

Другой, — полуколичественный метод определения ПКТ (PCT-Q тест), имеет чувствительность 0,5 нг/мл и определяет концентрацию ПКТ в крови (плазма или сыворотка) в диапазоне до 10 нг/мл, а с фиолетовым светофильтром возможно быстрое определение концентрации свыше 10 нг/мл.

ФУНКЦИЯ. Изучение функции ПКТ сопровождающего сепсис только начинается. Нет оснований считать ПКТ, индуцированный цитокинами, участником функции остеолиза. По данным Becker`а это бы вело к утяжелению течения бактериальной инфекции. Так введение антипрокальцитониновых антител двум группам хомяков, инфицированных Esherichia coli, лечёным и не лечёным и остававшимися живыми в течение 72-х часов, показало, что антитела специфичные к ПКТ являются протектором инфекции и вызывают значительный лечебный эффект. Однако малое число наблюдений в опыте представляют результаты малодоказательными. Гипокальциемия при сепсисе встречается в составе ответных реакций организма в части случаев, но это не связано с ПКТ.

 

ПРОКАЛЬЦИТОНИН И ВОСПАЛЕНИЕ. На атаку любого агента организм отвечает общей приспособительной реакцией в интересах целостного организма. Реакции могут формироваться сразу или в течение какого-то времени. Развёртывание во времени действия агента и формирования ответных реакций определяют характер течения заболевания. Установлено, что уровень ПКТ слабо реагирует на волчанку, болезни соединительной ткани, ревматизм и лихорадки при заболеваниях органов пищеварения, васкулитах, артритах, саркоидозе, болезни Крона. Рост концентрации ПКТ начинается только в случае наслоения суперинфекции.

Т.о. ПКТ – тест может быть использован для дифференциации бактериальной суперинфекции и воспалительного ответа лихорадкой (flare-ups). Такими диагностическими возможностями не обладают тумор некротизирующий фактор и интерлейкин-6.

 

ТРАНСПЛАНТАЦИИ. Показана высокая достоверность ПКТ маркёра для дифференциации реакции отторжения и суперинфекции (Hammer et all).

 

ШОК И ТРАВМА. Дифференциация непосредственной воспалительной реакции чрезвычайно важна для оценки прогноза при угрожающих жизни состояниях.

При кардиогенном и септическом шоке ПКТ более чувствителен чем ЦР Белок, Тумор НФ, ИЛ-6 для выявления инфекционной природы процесса. Несмотря на то, что в начальной стадии шока концентрации ЦРБ и цитокинов всегда высоки, только повышение уровня ПКТ указывает на развитие тяжёлого сепсиса, при нормальном соотношении NO2:NO3.

Непосредственно после «больших» хирургических вмешательств ПКТ повышается слабо, от 2 до 5 нг/мл. Знание этих порогов существенно в случаях затрудненной оценки ситуации и выбора тактики лечения: либо это чистая воспалительная реакция, или этот феномен включает в себя циркуляцию бактерий или токсинов. В последующем, спустя 2-3 дня, при отсутствии или прекращении инфекционной инвазии, значения ПКТ возвращаются к норме до1 нанограмма в миллилитре и ниже.

Отдельные повреждённые ткани могут вызывать повторные кратковременные подъёмы уровня ПКТ, например, в случаях отложенного открытия коллатералей после кардиохирургических операций и при политравмах. При этом динамика уровней ПКТ выглядит так: первые 2-3 дня после вмешательства от 2 до 5 нг/мл с последующим снижением до нормы, а на 5-7 день — повышение обычно на 2 нг/мл с последующей нормализацией, если не возникнет суперинфекция.

У всех новорождённых отмечается повышенный ПКТ, нормализующийся к 5 дню возраста, если не наступает суперинфекция. То же отмечается при тяжёлой гипоксии в родах и, если не развивается тяжёлая дыхательная недостаточность, ПКТ нормализуется.

 

ПРОКАЛЬЦИТОНИН И ВИРУСНАЯ ИНФЕКЦИЯ. В случае вирусных менингитов у взрослых и детей в плазме содержится менее 1нг/мл ПКТ. В длительном клиническом наблюдении в отделении неотложной помощи для детей находилось 240 детей, госпитализированных с лихорадкой, у всех идентифицирован вирус, как единственная причина заболевания, только 5% детей имели ПКТ более 1нг/мл и 0,8% детей — более 2 нг/мл. В этих исследованиях ПКТ оказался более чувствительным и специфичным для различения вирусной природы инфекции, чем ЦР-белок,интерлейкин-6 или интерферон-альфа. В случаях, когда вирусные инфекции дают тяжёлую клиническую картину, идентифицируемую как бактериальный шок, ПКТ способствует корректной диагностике.

Далее в обзоре показано большое диагностическое значение ЦРБ и интерферона-альфа для диагностики вирусных инфекций.

 

ПКТ И ТЯЖЁЛЫЕ БАКТЕРИАЛЬНЫЕ ИНФЕКЦИИ. МЕНИНГИТЫ. Определение ПКТ в сыворотке — наиболее чувствительный маркёр для дифференциации вирусных и бактериальных менингитов у взрослых и детей. Приводится сравнение диагностических возможностей различных диагностических тестов. В отношении ПКТ показано: изучение уровня ПКТ в ходе лечения менингита может служить тестом эффективности лечения. ПКТ не продуцируется в спинно-мозговой жидкости и уровни ПКТ в ней остаются низкими и при бактериальном менингите. В плевральной и асцитической жидкости уровень ПКТ может превышать уровни, полученные из плазмы. В двух случаях инфицированной амниотической жидкости уровни ПКТ оказались очень низкими, при этом уровни интерлейкина-6 — высокими.

 

СЕПТИЦЕМИЯ И БАКТЕРИЕМИЯ. При септицемии уровень ПКТ повышен, обычно выше 2нг/мл. В педиатрических исследованиях сообщается о 2-х случаях из 46 при бактериальных менингитах, в которых получены низкие уровни ПКТ, но это были случаи, лечёные антибиотиками, с прекрасным клиническим результатом. Возможно, что транзиторные бактериемии у детей могут не сопровождаться значительным повышением ПКТ. Высокие уровни ПКТ при бактериемии всегда предсказывают тяжёлые течение и прогноз. Бактериемии у детей, не лечёных антибиотиками, сопровождаются ПКТ выше 2нг/мл. На основании изучения взрослых, госпитализироанных по экстренным показаниям, Bossink et all, считает, что концентрация ПКТ в 1,6 нг/мл является пороговой для разделения лихорадок бактериальной природы и прочих. Для больных с нейтропениями этот порог ниже: между 0,5 и 1 нг/мл. Генерализация инфекции при кандидозах и аспиргилёзах сопровождается повышением уровней ПКТ.

Исследование ПКТ у больных детей, госпитализированных с наличием бактериемии, установили чувствительность теста — 94% при специфичности 99% и концентрации более 2 нг/мл. Уровни ПКТ выше 5 нг/мл у лиц с иммунодефицитом, в т.ч. СПИДом, указывают на генерализацию инфекции и бактериемию. Исследования показали целесообразность повторных исследований ПКТ с интервалом в 12-24 часа для оценки динамики инфекционного процесса в тяжёлых клинических случаях. Отдельные исследования показали очень высокие значения ПКТ при тяжёлых тропических инфекциях, при этом из 19 больных, имевших уровень ПКТ более 100 нг в мл, умерло 16, а из 16 больных с уровнем ПКТ ниже 100нг в мл умерло двое.

В большом числе исследований содержится вывод: снижение уровней ПКТ в ходе лечения антибиотиками является надёжным прогностическим признаком. Шрёдер у послеоперационных больных нашёл, что неснижающаяся платообразная кривая концентрации ПКТ является плохим прогностическим признаком. МАЛЯРИЯ. Концентрация ПКТ при малярии повышена, но механизмы повышения здесь другие, чем при бактериальной инфекции. Концентрация ПКТ может достигать 20 (g/l. Среди госпитализированных детей с тяжёлой малярией, ПКТ является лучшим маркёром тяжести начальной фазы, а в последующем — эффективности проводимого лечения. Приводятся результаты исследований ПКТ при малярии в Габоне: все больные с концентрацией более 100(g/l умерли от церебральных осложнений малярии.

 

ПОСТНАТАЛЬНЫЙ ПЕРИОД. ПКТ в крови новорождённых появляется через 12 часов после родов и продолжает возрастать до 24-36 часов возраста до уровня 10нг/мл, затем к 5-м суткам снижается до 1нг/мл. Механизм феномена не известен, выдвинута гипотеза, что это ответ на микробное заселение пищеварительного тракта. У новорожденных с лёгочными дистрессами, не сопровождающимися выраженной дыхательной недостаточностью, уровень ПКТ не повышен.

 

ПАЦИЕНТЫ НА ИНТЕНСИВНОМ ЛЕЧЕНИИ. Быстрые изменения уровней ПКТ вслед за изменениями инвазии инфекции делают тест необходимым в условиях интенсивного лечения для быстрой дифференциации бактериальных и прочих воспалительных реакций, а так же для оценки эффективности лечения.

 

ПОСТХИРУРГИЧЕСКИЕ ЛИХОРАДКИ. Много исследований сфокусировано на динамике ПКТ, в сравнении с другими маркёрами, при послеоперационной лихорадочной реакции. Разнородность пациентов, систематическое применение антибиотиков и трудности распознавания инфекционных осложнений требуют изучения причин повышения ПКТ. Мейснер показал, что умеренное повышение уровня ПКТ, отмечаемое у каждого третьего пациента с асептической реакцией, обусловлены повреждением коллатералей и у каждого второго — после кардиохирургических и торакальных вмешательств. Однако, ПКТ маркёр является лучшим для диагностики инфекционных осложнений после больших хирургических вмешательств. Различные исследования доказывают, что диагностические возможности ПКТ-теста повышаются при его динамическом изучении, в том числе через 12-24 часа при тяжёлых клинических случаях. По данным Шрёдера, ПКТ является надёжным прогностическим тестом, его снижение обязательно снижается при выздоровлении.

 

ШОК И РЕСПИРАТОРНЫЙ ДИСТРЕСС. Многие исследования показали, что ПКТ — качественный маркёр септического шока и исключения шока другой природы. Высокие уровни ПКТ, полученные при пневмококковой пневмонии у детей, обычно указывают при этом на бактериемию, а низкие его уровни отмечаются при вирусных пневмониях, если они не сопровождается тяжёлой гипоксией. Чувствительность ПКТ при бактериальных инфекциях у лиц, находящихся на интенсивном лечении, одинакова с ЦР-белком или немного выше, но при этом более специфична. Концентрация ПКТ у этих больных скрыта продукцией цитокинов, но прогностический уровень теста при этом выше. У пациентов с неопределёнными состояниями мониторинг ПКТ поможет сформировать более адекватную терапию и предупредить прогрессирование инфекции. Отсутствие снижения ПКТ при этом является индикатором плохого прогноза. ОСТРЫЙ ПАНКРЕАТИТ. ПКТ служит в этой патологии дифференциальным тестом. Он повышается только при инфекционном или вторично инфицированном панкреатите, оставаясь не повышенным при проч. формах. Подчёркивается важность использования теста в ближайшем послеоперационном периоде после вмешательств на поджелудочной железе.

 

БАКТЕРИАЛЬНЫЕ ИНФЕКЦИИ РАЗЛИЧНЫХ ЛОКАЛИЗАЦИЙ. Рассмотрены несовершенства метода исследования гемокультуры у детей. При всех ограниченных воспалениях уровень ПКТ не повышается выше порога, но может повышаться при респираторных инфекциях, внутреннем кровотечении. Авторами обзора показано, что при очаговых воспалениях уровни ПКТ низкие, ниже чем при генерализованных формах, и составляют в среднем 0,5-2 нг/мл. Однако уровни ПКТ могут повышаться, если инфекция начинает распространяться на соседние ткани, а так же при замкнутых воспалительных очагах, например артритах. При урологических инфекциях получены корреляции тестов с выраженностью сморщивания почки. Повышение ПКТ до 2 нг/мл отмечено у детей с пневмококковой бактериемией и в 80% случаев, где пневмококковая инфекция предполагалась, а так же у больных со средним отитом и инфекциях нижних дыхательных путей.

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. ПКТ — хороший биологический маркёр, дополняющий клинические и биологические исследования в патологических ситуациях. Различные маркёры инфекции применяются дифференцированно, в различных сочетаниях в разных странах. Многочисленные изучения маркёров показали невозможность основываться на результатах только одного из них и важность учёта особенностей каждого маркёра. В Европе исследования ПКТ для оценки инфекционного процесса применяются очень широко, значительно меньше они применяются в педиатрии, меньше чем скорость седиментации эритроцитов. Джай и Вайт сообщили, что в лабораторию Американского университетского педиатрического госпиталя в 1995 году поступило 2740 заказов на проведение исследований скорости седиментации эритроцитов и только 440 заказов на исследование ПКТ, причём большинство из ревматологии.

ПКТ-тест — многообещающий маркёр вследствие своей высокой чувствительности и специфичности. Исследование белков острой фазы воспаления, в т.ч. С-реактивного белка, не пригодны для дифференциации инфекционного процесса и воспалительного ответа. ПКТ-тест чувстителен и высокоспецифичен для этой цели, в отличие от всех известных маркёров. К достоинствам теста относится его пригодность для экстренных клинических ситуаций, при проведении интенсивной терапии и в качестве прогностического маркёра при прогрессировании инфекционного процесса. Тест отличается точностью измерения и специфичностью в диапазоне низких значений (от 1 до 5 нг/мл), например, при очаговых воспалениях без бактериемии. Несмотря на то, что точная функция ПКТ в воспалительной реакции и цитокиновых цепях остаётся неизвестной, его использование в клинике оценивается чрезвычайно высоко. Отмечается стабильность этого белка, его устойчивость к комнатной температуре, и к замораживанию, постоянство присутствия в плазме в течение 24 часов, простота его определения. Стоимость определения ПКТ может быть значительно снижена при автоматизации методики. Отмечается быстрота выполнения теста, что важно в условиях экстренной помощи. В течение последнего времени тест все шире входит в клиническую практику, имея очевидные преимущества перед ныне широко применяемыми тестами. Несмотря на незнание сегодня многих патофизиологических механизмов, тест явится прекрасным маркёром инфекции в будущем.