Wydawnictwo Medyczne Borgis
Czytelnia Medyczna » Nowa Pediatria » 2/2001 » Prokalcytonina (PCT) – podstawy teoretyczne i zastosowanie praktyczne w diagnostyce klinicznej
- reklama -
Babuszka.pl
rosyjski online
z lektorem
Usługi na jak najwyżym poziomie - serwis narciarski Warszawa


- reklama -
Pobierz odtwarzacz Adobe Flash Player
© Borgis - Nowa Pediatria 2/2001, s. 16-19
Małgorzata Grochowicz

Prokalcytonina (PCT) – podstawy teoretyczne i zastosowanie praktyczne w diagnostyce klinicznej

Procalcitonin (PCT) – theory and practicals usefulness in clinical diagnosis
z Kliniki Patologii Noworodka Akademii Medycznej w Warszawie
Kierownik Kliniki: prof. dr hab. n. med. Zofia Rajtar-Leontiew
Streszczenie
This is to present the actual knowledge of PCT and possibilities of clinical usefulness, with the special impact on infection diagnosis in newborn, infants and toddlers.
Istnieje obecnie wiele laboratoryjnych wskaźników, które używane są do diagnostyki zachodzących w organizmie procesów zapalnych, oraz do oceny odpowiedzi immunologicznej ustroju, jednakże żaden z nich nie pozwala na zróżnicowanie ciężkiego zakażenia bakteryjnego od innych, niebakteryjnych przyczyn zapalenia.
Idealny test laboratoryjny powinien nie tylko umożliwić ustalenie wczesnej diagnozy, ale także pomóc w ocenie skuteczności zastosowanego leczenia. Powinien charakteryzować się wysoką specyficznością i czułością, a jednocześnie być tani i łatwy do wykonania.
Spośród znanych i często stosowanych wskaźników jak leukocytoza, odczyn Biernackiego, liczba płytek, ocena rozmazu morfotycznego, czy rzadziej w praktyce klinicznej oznaczanych jak interleukina 6, TNF-alpha, alpha-1 antytrypsyna, PMN elastaza nie ma jednego spełniającego wszystkie wymagania.
PCT jest białkiem o masie cząsteczkowej 13 kilodaltonów, zbudowanym ze 116 reszt aminokwasowych (1). W warunkach fizjologicznych jest ona prekursorem w procesie powstawania kalcytoniny w komórkach C tarczycy. Kalcytonina powstaje w wyniku proteolizy białka prekursorowego preprokalcytoniny, które ulega rozszczepieniu kolejno na: peptyd sygnałowy, prokalcytoninę, a następnie na N-prokalcytoninę, katakalcynę i kalcytoninę.
W wyniku ostrej reakcji zapalnej PCT uwalniana jest do krwi. Prawdopodobnie nie pochodzi ona z komórek C tarczycy. Dowodem na to może być stwierdzenie podwyższonego poziomu PCT u chorego z oparzeniami, któremu dwa lata wcześniej usunięto tarczycę (2). Takiemu wzrostowi PCT nie towarzyszy wzrost stężenia kalcytoniny. Przypuszcza się, że PCT jest syntetyzowana w makrofagach i monocytach wątroby (4), a także komórkach neuroendokrynnych płuc i jelit (1, 5). Najnowsze badania sugerują również, że miejscem produkcji PCT są różne rodzaje leukocytów krwi (3).
W ciągu ostatnich 10 lat prowadzono badania dotyczące PCT w Instytucie G. Roussay we Francji (5). Kalcytonina (CT) wykorzystywana była jako marker w diagnostyce raka rdzeniastego tarczycy (MTC). Stosowano wówczas metodę pomiaru CT z użyciem przeciwciał monoklonalnych. Okazało się, że metoda ta pozwala również na wykrycie większej cząsteczki białka w skład której wchodzi kalcytonina-prokalcytoniny (2), (wzrostowi stężenia kalcytoniny towarzyszył wzrost stężenia PCT). Rozpoczęto wówczas oznaczenia PCT nie tylko u pacjentów z MTC, ale także u pacjentów z innymi nowotworami. Stwierdzono, że poziom PCT jest podwyższony u pacjentów z drobnokomórkowym rakiem płuc. To zasugerowało, że miejscem produkcji PCT mogą być komórki neuroendokrynne w płucach. W roku 1991 (wojna w Zatoce Perskiej) grupa francuskich lekarzy zbadała poziom PCT u żołnierzy z ciężkim zapaleniem płuc, które rozwinęło się po inhalacji gazów toksycznych (10), oraz u osób ciężko poparzonych. U części zbadanych stwierdzono wysokie wartości PCT (znacznie wyższe niż w przypadku raka płuc). Były to osoby u których rozwinęło się ciężkie zakażenie lub posocznica. W ten sposób zwrócono uwagę na zbieżność między wzrostem PCT, a rozwojem uogólnionego zakażenia. Pierwsze badania kliniczne dotyczące PCT zostały rozpoczęte przez prof. Dandona z Rochester w USA, który podał dożylnie zdrowym ochotnikom endotoksyny bakterii E. coli 0113:410:k w dawce 4 ng/kg. Po 3-4 godzinach od wstrzyknięcia stwierdzono podwyższony poziom PCT, który utrzymywał się przez co najmniej 24 godziny, osiągając maksymalne stężenie po około 6-8 godzinach. Okazało się, że powtórne dawki toksyny bakteryjnej nie powodują dalszego, wyraźnego wzrostu PCT, a nawet mimo stosowania kolejnych dawek toksyny poziom PCT obniża się wyraźnie po około 72 godzinach po pierwszym wstrzyknięciu.
Odkrycie dokonane przez Dandona i wsp. (6, 7) rozpoczęło kilkuletni okres licznych badań, pomiarów, oceny przydatności PCT w praktyce klinicznej. Poziom PCT wydaje się odzwierciedlać stan kliniczny pacjenta, oraz stopień aktywacji jego układu immunologicznego. Nadal nieznana jest rola tego białka.
Wykazano, że sekwencja aminokwasów budujących PCT niewiele się zmieniła w przebiegu ewolucji i jest podobna u różnych gatunków zwierząt (5). Nie ma jasności co do wpływu PCT na gospodarkę wapniowo-fosforanową (8, 9, 10, 11, 12).
Nie udowodniono stymulującego działania PCT na produkcję cytokin i tlenku azotu. Wzrost poziomu PCT w ostrych infekcjach bakteryjnych sugeruje jej rolę w modulowaniu odpowiedzi immunologicznej (13, 14, 15, 16).
Stosowaną obecnie ilościową metodą pomiaru PCT jest metoda immunoluminometryczna (LUMItest PCT firmy Brahms Diagnostica GmbH). Test wykorzystuje dwa rodzaje przeciwciał monoklonalnych, skierowanych przeciw kalcytoninie i katakalcynie. Przeciwciała przeciw katakalcynie opłaszczają wewnętrzną powierzchnię probówki testowej i wychwytują cząsteczki PCT. Jako znacznik używane są znaczone luminescencyjnie przeciwciała przeciw kalcytoninie. Pomiaru luminescencji dokonuje się w luminometrze (18). Test jest czuły i specyficzny.
Do wykonania potrzeba 20 ml surowicy, a wynik można otrzymać po około 2 godzinach. Cena jednego badania wynosi ok. 60 zł.
Metoda jakościowa to test immunochromatograficzny, którego okres inkubacji wynosi 30 minut. Nie wymaga on specjalnej aparatury, ani kalibracji. Wykorzystuje mysie przeciwciała monoklonalne przeciw katakalcynie, połączone ze złotem koloidowym, oraz owcze przeciwciała poliklonalne przeciw kalcytoninie. Na wyznaczone miejsce nakraplamy 200 ml surowicy. PCT zawarte w badanym materiale tworzy kompleks z przeciwciałami mysimi, a następnie, ze znakowanymi przeciwciałami poliklonalnymi.
Wynik odczytujemy oceniając obecność czerwonego paska, oraz stopień jego zabarwienia.
Ocena stężenia PCT (2, 23):
1. PCT <0,5 ng/ml – prawidłowy poziom PCT w surowicy.
2. PCT = 0,5 ng/ml, <2 ng/ml – infekcje wirusowe, przewlekłe procesy zapalne, choroby autoimmunologiczne, po operacjach chirurgicznych, u zdrowych noworodków w pierwszych 6 godzinach życia, oraz od trzeciej doby życia. Po oparzeniu (SIRS, multiple trauma, burns) (19).
3. PCT> 2 ng/ml uogólnione zakażenie bakteryjne, zespół zaburzeń wielonarządowych (MODS), pacjenci z malarią, w uogólnionych zakażeniach grzybiczych, u zdrowych noworodków między 6 a 42 godziną życia (18).
Poziom PCT wiąże się także z etiologią zakażenia, szybkością jego postępowania, a szczególnie ze stopniem uogólnienia reakcji zapalnej całego organizmu (28).
Zakażenia bakteryjne izolowane, bez towarzyszących objawów posocznicy – nie ujawniają zdecydowanego wzrostu PCT. Wydaje się, że pomiar poziomu PCT jest najbardziej przydatny u pacjentów w ciężkim stanie ogólnym, z którym zwykle korelują wysokie wartości PCT. W miarę zastosowania właściwego leczenia, gdy stan ogólny chorego ulega poprawie, dochodzi także do obniżenia wartości PCT (27, 28).
Wskazaniem do oznaczenia PCT jest:
1. Różnicowanie ciężkich zakażeń bakteryjnych i wirusowych, w tym głównie etiologii zapalenia opon mózgowo-rdzeniowych i atypowych zapaleń płuc (20, 22, 23, 26, 27).
2. Monitorowanie pacjentów ze zwiększonym ryzykiem rozwoju zakażenia jak na przykład: po operacjach chirurgicznych, po transplantacji, podczas immunosupresji, z uszkodzeniem wielonarządowym (MODS), oraz u pacjentów wymagających leczenia w oddziałach intensywnej terapii.
3. Monitorowanie przebiegu choroby i skuteczności zastosowanego leczenia (28, 31).
4. Zastosowanie PCT jako parametru prognostycznego w początkowym okresie rozwoju posocznicy (21, 28).
5. Różnicowanie etiologii ostrego zapalenia trzustki.
PCT jest wskaźnikiem o wysokiej specyficzności.
Nie obserwowano wzrostu stężenia PCT u pacjentów z neutropenią, którzy rozwinęli zakażenie o etiologii bakteryjnej (stwierdzano natomiast u nich wysokie wartości TNF-alpha i IL6), u pacjentów zarażonych wirusem HIV (bez towarzyszącej infekcji), u pacjentów z toksoplazmozą, zakażeniami wirusowymi i grzybiczymi. W przypadku zapalenia płuc o etiologii wirusowej wartości PCT były zawsze poniżej 0,5 ng/ml, zaś o etiologii Streptococcus pneumoniae zawsze powyżej 2 ng/ml.
U noworodków w zakażeniach bakteryjnych, potwierdzonych dodatnimi posiewami krwi, oraz w bakteryjnym zapaleniu opon mózgowo-rdzeniowych zawsze stwierdzano znamiennie wysokie wartości PCT (24, 25, 26, 27, 28).
W infekcjach ograniczonych (zakażenie układu moczowego, zapalenie ucha środkowego), bez dodatniego posiewu krwi, w wirusowym (opryszczkowym) zapaleniu opon mózgowo-rdzeniowych wartości PCT nie odbiegały od normy. Wiele chorób okresu noworodkowego ma ciężki przebieg, a objawy kliniczne są zwykle niecharakterystyczne. Określenie PCT mogłoby na przykład pomóc w różnicowaniu wrodzonych zaburzeń metabolicznych posocznicy, oraz być może etiologii rozwijającego się zakażenia.
Do grupy zwiększonego ryzyka rozwoju zakażenia należą pacjenci po operacjach chirurgicznych. Stwierdzenie u nich wysokich wartości PCT w pierwszej dobie po operacji oznaczało komplikacje i konieczność rozpoczęcia lub kontynuacji antybiotykoterapii.
Ogromne znaczenie w transplantologii ma wczesne rozróżnienie reakcji odrzucenia przeszczepu od rozwijającego się zakażenia. Według badań Staehlera u pacjentów po przeszczepie serca można rozpoznać infekcję z 77% czułością i 100% specyficznością. Wartości PCT przekraczające 10 ng/ml były zawsze związane z rozwojem ciężkiego zakażenia. Uważa się, że powinny być ustalone normy PCT w zależności od rodzaju przeszczepionego narządu, ponieważ udowodniono, że przy przeszczepie wątroby PCT może być niespecyficznie podwyższone.
Laboratoryjne monitorowanie pa-cjentów oddziału intensywnej terapii z ciężkimi zakażeniami bakteryjnymi może pomóc w ustaleniu rokowania. U osób które zmarły, wartości PCT od początku hospitalizacji były bardzo wysokie i utrzymywały się na takim poziomie aż do zgonu. U osób, które przeżyły wysokie początkowo wartości PCT ulegały obniżeniu w drugiej lub trzeciej dobie leczenia (21).
Dynamikę wzrostu wartości PCT porównywano z parametrami takimi jak: CRP, interleukina 6, 8, 10, elastaza, neopteryna, liczba leukocytów, odczyn Biernackiego, liczba płytek krwi, TNF-alpha.
W 2 godziny po pojawieniu się w surowicy krwi endotoksyn bakterii, maksymalne wartości osiągają IL-6, 10, oraz TNF-alpha. W tym momencie zaczyna gwałtownie wzrastać poziom PCT, osiągając maksimum po 12-48 godzinach. CRP zaczyna wzrastać po 6 godzinach, osiągając najwyższe wartości po 48-72 godzinach.
IL-6 i TNF-alpha są również cennymi wskaźnikami charakteryzującymi odpowiedź immunologiczną podczas ciężkich zakażeń. Wartości ich mogą wzrastać po transplantacji narządów, po zabiegach chirurgicznych, także w chorobach wirusowych i autoimmunologicznych. IL-6 nie jest w stanie pomóc w rokowaniu u pacjentów z posocznicą. Jej wartości są podobne u pacjentów, którzy zostali wyleczeni jak i tych, którzy nie przeżyli. W reakcji odrzucenia przeszczepu, tylko bardzo wysokie wartości IL-6 związane były z rozwijającym się jednocześnie zakażeniem. Zastosowanie w leczeniu sterydów wpływa, na obniżenie wartości IL-6. W przypadku PCT i TNF-alpha nie ma to znaczenia. IL-18 jest wskaźnikiem, którego wartości rosną niespecyficznie tylko w przypadku ciężkich zakażeń bakteryjnych. Wzrost TNF-alpha można wykryć u mniej niż 50% pacjentów z rozwijającą się posocznicą. Zatem w porównaniu z PCT jest to wskaźnik o mniejszej specyficzności i czułości.
CRP jest białkiem ostrej fazy syntetyzowanym w wątrobie. Jego wzrost obserwujemy nie tylko w ciężkich zakażeniach, ale także mniej nasilonych infekcjach bakteryjnych. CRP podobnie jak PCT umożliwia monitorowanie przebiegu zakażenia bakteryjnego (25, 26). Wydaje się, że jest wskaźnikiem o większej czułości, ale mniejszej specyficzności (30). Jego wartości wzrastają także w infekcjach wirusowych, w ostrej reakcji odrzucenia przeszczepu, po operacjach chirurgicznych. Wysokie wartości CRP stwierdzono u pacjentów z urazami wielonarządowymi bez potwierdzonej, towarzyszącej infekcji. Wartości PCT u tych samych pacjentów były w granicach normy (Gramm). 24 godziny po zadziałaniu czynnika stymulującego (np. endotoksyny) rozpoczyna się produkcja CRP, która trwać może nawet kilkanaście dni po wygaśnięciu reakcji zapalnej. CRP jest elementem obrony układu immunologicznego, opsoniną, która aktywuje układ dopełniacza. Jest w stanie łączyć się z polisacharydem C pneumokoków. Może powstawać dodatkowo po stymulacji IL-6 (18).
Elastaza jest proteinazą seryny, pochodzącą z azurofilnych ziarnistości neutrofili. Podobnie jak neopteryna jej wartości wzrastają w ciężkich zakażeniach bakteryjnych. Wartości elastazy leukocytarnej ocenianej w uogólnionej reakcji zapalnej (SIRS) i posocznicy (kryteria ACCP/SCCM) są porównywalne (18).
Neopteryna jest produktem rozpadu guazynotrójfosfatazy. Produkowana jest przez monocyty stymulowane interferonem gamma. Jest markerem aktywności cytotoksycznej limfocytów T. Wartości jej wzrastają w infekcjach wirusowych, guzach i innych schorzeniach niebakteryjnych. Fakt, że stężenie neopteryny w surowicy zależy od prawidłowej funkcji nerek, ogranicza wykorzystanie jej w oddziale OIOM u pacjentów z posocznicą i MODS. Podobnie jak PCT można wykorzystać neopterynę do różnicowania między posocznicą, a uogólnioną reakcją zapalną. Neopteryna jest bardzo czułym wskaźnikiem aktywacji monocytów i limfocytów. Wzrost neopteryny stwierdzono w infekcjach wirusowych, zakażeniach wirusem HIV.
Sumując, można powiedzieć, że prokalcytonina jest prohormonem, który jednocześnie bierze udział w odpowiedzi immunologicznej. Budowa a także molekularny mechanizm powstawania tej substancji jest znany, jednakże jej udział w procesach zapalnych ustroju jest w dalszym ciągu zagadką. U zdrowych dzieci i dorosłych poziom PCT w surowicy jest prawie nieoznaczalny. Wyjątek stanowią zdrowe noworodki między 6 a 42 godziną życia, u których stężenie PCT jest fizjologicznie podwyższone. W ciężkich zakażeniach bakteryjnych, bez względu na wiek pacjenta, poziom PCT jest wysoki. Rola tej substancji w diagnostyce zakażeń została potwierdzona u chorych z zespołem niewydolności wielonarządowej, z zespołem upośledzonej odporności, podczas immunosupresji, w okresie pooperacyjnym, a także jako czynnik rokowniczy w posocznicy.
PCT zajmuje szczególne miejsce w diagnostyce różnicowej zakażeń noworodków, u których zarówno objawy kliniczne jak i badania laboratoryjne są często niespecyficzne (27).
Wydaje się, że w chwili obecnej stosowanie tego badania należy ograniczyć do opisywanych wskazań. Należy sądzić, że dalsze badania i zrozumienie udziału prokalcytoniny w patofizjologii procesu zapalnego doprowadzą do odkrycia nowych zastosowań tej metody.
Wykaz użytych skrótów
PCT – prokalcytonina
IL-6 – interleukina 6
CT – kalcytonina
MTC – rak rdzeniasty tarczycy
TNF – tumor necrosis factor
PMN – elastaza – elastaza granulocytarna
SIRS – systemic inflammatory response syndrom
MODS – multiple organ dysfunction syndrome
ACCP/SCCM – definitions of systemic inflamation and sepsis according to the criteria of the Consensus Conference of the American Collage of Chest Physicians/Society of Critical Care Medicine.
Piśmiennictwo
1. Petitjean S., Assicot M.: Etude de I immunoreactivite calcitionine – like au cours des processus infectieux. Diplome d etudes approfondies de biotechnologie, 1993 Universite Paris V:1-29. 2. Assicot M. et al.: High serum procalcitionin concentrations in patients with sepsis and infection. Lancet, 1993, 341:515-518. 3. Oberhoffer M. et al.: Katacalcin and calcitonin immunoreactivity in different types of leukocytes. J. Crit. Care 1999 Mar, 14 (1):29-23. 4. Nijsten M.W. et al.: Procalcitonin behaves as a fast responding acute phase protein in vivo and in vitro. Crit. Care Med. 2000 Feb., 28(2):586-8. 5. Bohuon C.: A brief history of PCT. Int. Care Med. 2000, 26:146-7. 6. Dandonna P. et al.: PCT increases after endotoxin injection in normal subjects. J. Clin. Endocrinol Metab. 1994, 79:1605-08. 7. Assicot M. et al.: Induction of circulating procalcitonin following intravenous administrations of endotoxin in humans. IV International Conference on Endotoxins, Amsterdam, 1993. 8. Poschl E. et al.: The structure of procalcitonin of the salmon as deduced from its cDNA sequence. FEBS Letters, 1987, 226, 1:96-100. 9. Becker K.L. et al.: Preferential hypersecretion of procalcitonin and its precursors in pneumonitis. Endotoxemia and Sepsis Congress, Philadelphia, June 19th-20th 1995. 10. O Nill W.J. et al.: Serum calcitonin may be a marker for inhalation injury in burns. J. Burn Care Rehabil., 1992, 13, 6:605-16. 11. Davis T.M.E. et al.: Serum procalcitonin concentrations in acute malaria. Trans. Roy. Soc. Trop. Med. Hyg. 1994, 88:670-71. 12. Davis T.M.E. et al.: Serum ionized calcium, serum and intracellular phosphate, and serum parathormone concentrations in acute malaria Trop. Med. Hyg., 1994, 87:49-53. 13. Al.-Nawas B. et al.: PCT in diagnosis of severe infection. Eur. J. Med. Res. 1995/96, 1:331-33. 14. Zeni F. et al.: Serum PCT in sepsis: relation to severity and cytokines (TNF, IL-6, IL-8), ICAAC, 1994. 15. Meisner M. et al.: PCT – ein neuer Parameter zur Diagnose und Verlaufskontrolle von bakteriellen Entzundungen und Sepsis. Anasthesiologie and Intensivmedizin, 1996, 10, 37:529-39. 16. Meisner M., Tschaikowsky: PCT and CRP in septic shock: inflammatory parameters with different kinetics. Intensive Care Medicine, 1996, 22:13. 17. Meisner M., Tschaikowsky: PCT a marker or modulator of the acute immune response? Intensive Care Medicine, 1996, 22:14. 18. Meisner M.: Procalcitonin – a new innovative infection parameter. Biochemical and clinical aspects 3th revised and expanded edition by Thieme 2000. 19. Sachse C. et al.: PCT as a marker for the early diagnosis of severe infection after thermal injury. J. Burn Care Rehabil, 1999, Sp. Oct. 20(5), 354(60). 20. Hedlund J., Hansson L.O.: PCT and CRP in community acquired pneumonia correlation with etiology and prognosis. Infection 2000 Mar./Apr., 28(2):68-73. 21. Herrman W. et al.: Comparison of PCT CD 14, and IL-6 values in septic patients. Clin. Chem. Lab.-Med., 2000 Jan., 38(1):41-6. 22. Hatherill M., Sykes K.: PCT may help differentiate dysseminated Herpes Simplex viral infectione from bacterial sepsis in neonates. Eur. J. Pediatr., 2000 Mar. 159(3):168-9. 23. Gramm H.J. et al.: PCT ein neuer marker der inflammatorischen Wertsantwort. Longitudinalstudien bei Patienten mit Sepsis und Peritonitis. Chir. Gastroenterol. 1995, 11:51-4. 24. Gendrel D. et al.: PCT as a marker for the early diagnosis of neonatal bacterial infection. J. Pediatr. 1996, 128:570-3. 25. Hansson L.O. et al.: Serum C – reactive protein in the differential diagnosis of acute meningitis. Scand J. Infect Dis. 1993, 25:625-30. 26. Gendrel D. et al.: Measurement of PCT levels in children with bacterial or viral meningitis. Clin. Infect. Dis. 1997, 24:1240-2. 27. Korczowski B. i wsp.: Stężenie prokalcytoniny w surowicy krwi noworodków i niemowląt z posocznicą. Ped. Pol. 1998, LXXIII, 4:259-262. 28. Chiesa Cl. et al.: Reliability of PCT concentrations for the diagnosis of sepsis in critically ill neonates. Clin. Infect. Dis. 1998, 26:664-72. 29. Gendrel D. et al.: PCT as a marker for the early diagnosis of neonatal infection. J Pediatr.1996, 570-573. 30. Monneret G. et al.: PCT and CRP levels in neonatal infections. Acta Ped. 1997, 86:209-12.
Nowa Pediatria 2/2001
Strona internetowa czasopisma Nowa Pediatria

Zamów prenumeratę

Serdecznie zapraszamy do
prenumeraty naszego czasopisma.

Biuletyn Telegram*

W celu uzyskania najnowszych informacji ze świata medycyny oraz krajowych i zagranicznych konferencji warto zalogować się w naszym
Biuletynie Telegram – bezpłatnym newsletterze.*
*Biuletyn Telegram to bezpłatny newsletter, adresowany do lekarzy, farmaceutów i innych pracowników służby zdrowia oraz studentów uniwersytetów medycznych.
Strona główna | Reklama | Kontakt
Wszelkie prawa zastrzeżone © 1990-2014 Wydawnictwo Medyczne Borgis Sp. z o.o.
Chcesz być na bieżąco? Polub nas na Facebooku: strona Wydawnictwa na Facebooku
polityka cookies