降鈣素原在急性胰腺炎中的研究進展

    急性胰腺炎（acute pancreatitis ，AP ）多數是一種自限性疾病，但仍有10% ～20% 的患者可出現全身炎癥反應綜合征（systemic inflammatory response syndrome ，SIRS ）、多器官功能衰竭綜合征（multiple organ distress syndrome ，MODS ）或局部并發癥，進展成為重癥急性胰腺炎（severe acute pancreatitis ，SAP ）。SAP 早期的預測對指導治療、改善預后有著重要意義。目前常用于臨床預測SAP 的指標包括多因素預后評價系統，如APACHEⅡ、Ranson 、Glasgow 等評分系統以及某些實驗室指標，但均存在時效局限以及敏感性、特異性較低、操作繁瑣等問題，因此尋找一種能夠準確、及時地判定AP 嚴重程度及預測感染發生的指標是診治AP 的主要問題之一。降鈣素原（procalcitonin ，PCT ）被認為是一種全身性細菌感染的特異性指標，近年來在AP 嚴重程度的評估及并發感染的診斷等方面越來越受到人們的重視。

    一、 PCT 概述

    1. 分子結構與生物來源：PCT 是由116 個氨基酸組成的相對分子質量約為13 000 的糖蛋白，是無激素活性的降鈣素前肽物質，其合成受降鈣素基因-I 調控。該基因位于11 號染色體（11p15.4 ），全長約8 Kb ，高度保守，且在不同種屬動物間具有同源性，主要編碼降鈣素基因相關肽-Ⅰ和降鈣素Ⅰ、Ⅱ的前體物質，通過選擇性剪接（編碼1 ～4 外顯子）后在甲狀腺濾泡旁細胞租面內質網翻譯成降鈣素原前體。該前體在激素原轉換酶作用下進行特異性蛋白水解，生成信號序列（25 個氨基酸）以及PCT 裂解物，包括N 端（57 個氨基酸）、成熟的降鈣素（32 個氨基酸）和鈣抑肽（21 個氨基酸）。最終由兩種不同的PCT mRNA 翻譯、合成兩種蛋白質：PCTⅠ和PCTⅡ，二者的區別在于C 端區的8 個氨基酸。在人體正常代謝情況下，PCT 主要由甲狀腺的C 細胞產生。有研究表明，肺臟與胃腸的神經內分泌細胞也可分泌PCT 。在病理情況下PCT 的具體細胞來源尚不清楚。膿毒癥倉鼠全身多處組織PCT mRNA 和蛋白質水平都顯著上調，肝臟最高，其次為肺、腎、胰腺等。在膿毒癥患者的全身多個器官也都發現了高表達的降鈣素基因-Ⅰ及PCTmRNA 。

    細菌內毒素（lipopolysaccharide ，LPS ）是誘導PCT 產生的最主要的刺激因子，在體外和動物模型的研究中，直接注射LPS 可導致PCT 和其他降鈣素前體的合成增加，并且在幾乎所有組織和器官中都能檢測到。Oberhoffer 等用LPS 刺激外周血單核細胞及T 、B 淋巴細胞和粒細胞后PCT 表達明顯升高，提示細菌感染引起的PCT 升高可能主要來源于各種器官的巨噬細胞、單核細胞。與C 反應蛋白（CRP ）及其他急性期反應物不同，在病毒感染時，PCT 不會增加。這可能是由于病毒能刺激巨噬細胞合成γ干擾素（Interferon-γ，IFN-γ），從而抑制腫瘤壞死因子α（tumor necrosisfactor ，TNF-α）的合成，而TNF-α是PCT 合成所必須的細胞因子。除了TNF-α外，外毒素及一些其他細胞因子如IL-1β、IL-6 等也可以誘導PCT 產生。值得注意的是，在感染時PCT 的大量產生，并不引起血清降鈣素水平或活性的增加。

    2. 生物學功能：（1 ）促炎作用：PCT 可以增加人類中性粒細胞和淋巴細胞表面標志物CD16 和CD14 的表達，抑制中性粒細胞吞噬和殺傷白色念珠菌、大腸埃希菌的作用。它還能夠抑制活化T 淋巴細胞的急變過程，反而增加未活化自體淋巴細胞的活性。有研究表明，重組人PCT 可以引起人血促炎性因子升高，且與PCT 呈劑量相關，其中升高最明顯的是TNF-α，而TNF-α反過來又可誘導PCT 的合成。這個實驗也提示PCT 可能參與了膿毒癥時中性粒細胞的功能失調。PCT 也可以阻滯降鈣素基因相關肽的受體，而該相關肽已被證實在膿毒癥中起到抗炎作用。另外PCT 還可擴大LPS 及IFN-γ所介導的炎癥反應，作為一種次級炎癥因子參與炎癥瀑布反應。但也有學者認為，PCT 可以直接中和內毒素，并抑制人外周血單核細胞釋放炎癥因子，具有抗炎作用。（2 ）體內毒性：有學者通過腹腔注射大腸桿菌制作膿毒癥休克大鼠模型，然后向大鼠的腹腔中注射一定劑量的PCT ，其死亡率可達100% ，對照組僅為50% 。而注射特異性PCT 中和抗體的實驗組存活率高達85% ，對照組沒有存活。這提示PCT 在體內存在毒性作用，而免疫中和可能成為一種有效的輔助治療手段。（3 ）能量代謝：在小鼠的側腦室注入N-Pr0 48 h 后，小鼠出現進食減少和體重下降。同時小鼠的體溫及自主活動明顯增加。這可能與N-Pro 干擾某些下丘腦- 垂體能量平衡的激素信號的合成有關。

   3.PCT 檢測方法：目前檢測PCT 的方法主要是雙抗夾心免疫化學發光法（immunoluminometric assay ，ILMA ）。ILMA 的檢測靈敏度（FAS ）為0.3ng/ml ，通過半自動免疫分析儀檢測需要1h 。最近問世的全自動免疫檢測技術可將檢測時間縮短至20 min ，且FAS 提升至0.06ng/ml ，為PCT 的臨床應用提供了廣闊的前景。還有膠體金免疫層析檢驗法（colloidal-gold immunochromatography assay ， GICA ），該法能快速簡單地檢測PCT ，但由于是半定量，并且是用肉眼觀察，有人為因素誤差。

    血中的PCT 含量極低，約0.1100 25ng/ml ，成熟PCT 含量約為0.1100 63ng/ml ，普通方法檢測不到。目前國內外學者普遍認為，血漿中PCT 質量濃度0.1 ～0.5ng/ml 為正常，0.5 ～2.0ng/ml 為輕度升高，2.0ng/ml 以上為明顯升高，10.0ng/ml 以上為極度升高。健康人及慢性炎癥、局部細菌感染、自身免疫性疾病和病毒感染患者血漿中PCT 的質量濃度正常。PCT 升高可見于甲狀腺髓細胞癌以及其他一些神經內分泌腫瘤，如小細胞肺癌、類癌等；某些良性腫瘤，一些非感染性炎癥（如嚴重燒傷、重大手術、休克）以及非細菌性感染（如重癥瘧疾、寄生蟲、真菌感染）。在重度細菌感染、膿毒癥、MODS 、SIRS 等全身系統性感染時，PCT 的質量濃度可極度增高，甚至可達1000ng/ml 。

    二、 PCT 在急性胰腺炎中的研究

    1.PCT 對急性胰腺炎早期嚴重程度的評估：早在2001 年就有學者發現入院時PCT 濃度在輕癥急性胰腺炎（mildacute pancreatitis ，MAP ）和SAP 間即存在顯著性差異，并可預測是否會發生MODS （敏感性94% 、特異性73% ）。最近Woo 等研究發現，入院時SAP 患者的血清PCT 濃度明顯高于MAP 患者，以PCT ＞1.77ng/ml 為界診斷SAP 的敏感性、特異性分別為78.9% 、76% ，ROC 曲線下面積（AUC ）為0.797 。但也有學者認為PCT 并不是早期評估AP 嚴重性的可靠指標。Modrau 等的一項前瞻性研究表明，在剛人院時對AP 病情的評估，APACHEⅡ比PCT 具有更好的價值，AUC 分別為0.78 和0.61 ，入院后48 h ，CRP 比PCT 具有更好的價值。這種差別可能與患者入選和排除標準、實驗檢測技術及方法、標本獲取的時機、病情評估標準的不同有關。

    2.PCT 與AP 合并感染：胰腺組織的壞死感染（infected pancreaticnecrosis ，IPN ）- 般發生在AP 發病的第二周，發病率為10% ～40% ，可增加器官衰竭的發生率及病死率。目前在診斷IPN 的方法中，超聲或CT 引導下細針抽吸活檢（FNA ）是診斷的“金標準”。然而由于FNA 存在出血、感染及重復性差等缺點使臨床應用受限，簡便的血液檢測無疑是很有價值的方法。Makay 等對CT 檢查發現胰腺壞死和（或）有膿毒癥癥狀者半定量檢測PCT ，對PCT 結果陽性者行FNA ，發現PCT 診斷IPN 的敏感性和特異性分別為75% 和83% ，若PCT ＞2.0ng/ml 可以明確診斷IPN 。也有學者認為PCT 診斷IPN 的界值為1.8ng/ml 。而Mofidi 等在一項回顧性分析中發現，PCT 診斷IPN 的敏感性和特異性則為80% 和91010 ，AUC 為0.91 。另外，Rich6 等發現感染性壞死的AP 組的平均PCT 水平明顯高于無菌性壞死組（P ＜0.003 ），TNF-α及CRP 在二組間未發現明顯差異。最近也有研究證實，FNA 穿刺液中的PCT 濃度也可幫助診斷IPN 。

    血清PCT 不僅可以反映是否存在細菌感染，而且可以反映感染的嚴重程度。Rau 等將25 例AP 患者分為IPN 合并MODS 或病死組、IPN 未合并MODS 組，結果發現在合并MODS 組中PCT 顯著升高，而在未合并MODS 的患者PCT 僅輕度升高。研究結果進一步顯示，PCT 預測IPN 合并MODS 的界值為3.5ng/ml ，若能保持兩天以上，則敏感度和特異度分別為93% 和88% 。

    3.PCT 與Ranson 評分、APACHEⅡ評分：20 世紀70 年代初，Ranson 等在研究了430 名AP 患者入院48 h 的情況后，提出了Ranson 評分系統，被認為是AP 嚴重程度估計指標的里程碑。但由于其評分是根據患者人院至48 h 的病情的變化，不能動態觀察并評估嚴重度，并且對比CT 等影像學檢查發現其特異性，敏感性均較差，故已逐漸被放棄。APACHEⅡ評分是Knaus 等于1985 年在APACHE 的基礎上改良后形成的，是目前國際通用的對SAP 病情觀察預后判斷的指標之一。但是，Lankisch 等通過多中心前瞻性研究發現，APACHEⅡ評分判斷AP 輕重的敏感性和特異性分別為36% 和72% ，其診斷壞死性胰腺炎的準確性并不可靠。Bulbuller 等將65 名AP 患者按亞特蘭大標準分為MAP （46 例）和SAP （19 例）組。入院當天測定血漿PCT 并進行APACHEⅡ及Ranson 評分，結果發現三者在兩組間均有顯著性差異（P ＜0.001 ），PCT≥0.5ng/ml 對SAP 評估的敏感性、特異性達到100% 和84% ，而APACHEⅡ評分≥8 及Ranson 評分≥3 對SAP 評估的敏感性、特異性則分別是89% 、89% 、和84% 、63% ，因而認為血漿PCT 早期預測AP 的嚴重程度比APACHEⅡ及Ranson 評分更準確。最近也有研究表明，PCT ＞1.77ng/ml 與APACHEⅡ評分≥7 診斷SAP 的準確性均為77.3% ，低于Ranson 評分≥3 （準確性為93.2% ），認為PCT 可以取代APACHEⅡ在早期對SAP 進行診斷。

    4.PCT 與CRP ：CRP 是一種由肝細胞合成的急性時相反應蛋白，是常用的全身炎性反應的早期指標之一，也是胰腺炎嚴重程度早期評估的一項常用指標。但它的高峰時間一般在胰腺炎發病后48 ～72 h ，這限制了CRP 的早期臨床應用。Gurda-Duda 等將40 位AP 患者分為SAP 和MAP 兩組，分別檢測入院時和入院后24 h 的血清PCT 及CRP 濃度。結果顯示與MAP 組相比，PCT 在SAP 組明顯升高，而CRP 在兩組間沒有明顯差異。因此認為，PCT 比CRP 能更早反映病情，更準確地預測AP 的發病。

    5.PCT 與炎癥因子（inflammatorycytokines ）：急性胰腺炎時胰腺蛋白酶的異常激活、胰腺微循環障礙及感染均可刺激巨噬細胞、中性粒細胞及血管內皮細胞的過度激活，產生多種細胞因子（TNF-α、IL-6 、IL-8 、IL-10 等）。同PCT 一樣，許多炎癥因子在早期診斷SAP 中也發揮重要作用，但由于在血漿中維持時間短，因而無法動態監測。Dandona 等對健康受試者注射LPS ，血漿PCT 在4h 開始升高，6h 達到高峰，8 ～24 h 維持在4 mg/L ，而TNF-α和IL-6 在2 ～3 h 達到峰值，24 h 已測不出。有研究表明，PCT ＜2ng/ml 且IL-6 ＜400 pg/L 是AP 患者不發生感染性壞死的最有力證據，其敏感性、特異性分別為75% 和84% 。Rau 等研究發現，PCT 和IL-8 在感染壞死伴器官衰竭組均明顯升高（P ＜0.001 和P ＜0.05 ），PCT≥1.8ng/ml 和IL-8≥112 pg/ml 時可區分何者將發生壞死性感染。如這個閾值持續兩天，PCT 和IL-8 診斷胰腺壞死感染的敏感性、特異性和正確率分別為94% 、91% 、92% 和72% 、75% 、74% ，因此認為IL-8 對胰腺炎嚴重程度的評估作用不及PCT 。

    6.PCT 與抗生素治療及預后評估：PCT 不僅可以作為AP 發生感染壞死的標記物，還可以指導AP 預防性抗生素的應用。有研究表明，在許多疾病中，用PCT 指導抗生素治療可以減少抗生素濫用、副作用及細菌的多重耐藥，并減少患者病死率。Qu 等將71 位SAP 患者分為預防性抗生素應用組（對照組）與PCT 指導應用組（研究組），對照組使用抗生素至少兩周，而研究組則在出現感染的癥狀體征且PCT ＞0.5ng/ml 時才使用抗生素，結果顯示研究組的抗生素治療時間及住院時間較對照組明顯下降。還有研究表明，PCT 水平與AP 的嚴重程度和患病時間相關，且血漿PCT 的濃度明顯下降或恢復正常提示治療有效，病情好轉。

    三、展望

    綜上所述，PCT 在早期預測AP 的嚴重程度和預后評估、MODS 和IPN 的發生、指導抗生素的使用等方面都有非常重要的價值，是一個簡單易行且敏感性和特異性相對較高的指標，聯合臨床常用的APACHEⅡ評分、Ranson 評分、CRP 及其他細胞因子能更好地評估SAP 。但是相對而言，PCT 在AP 中作用的研究尚處于初級階段，作為炎癥介質，其與AP 的病因是否有直接關系，PCT 抗體是否可以作為潛在的治療手段為AP 治療開辟一個新的途徑，都有待我們進一步研究和探討