感染相關(guān)生物標(biāo)物姜泓

感染相關(guān)生物標(biāo)志物目錄CONTENTS01背景02傳統(tǒng)生物標(biāo)志物03降鈣素原04IL-605G試驗(yàn)和GM試驗(yàn)06γ-干擾素釋放試驗(yàn)01背景感染帶來(lái)的挑戰(zhàn)臨床決策壓力急性臨床癥狀的患者時(shí)間成本和治療成本炎癥？感染？是否有炎癥？是否有感染？判斷病原體？是細(xì)菌/病毒/真菌感染？抗生素應(yīng)用？停藥？臨床診斷細(xì)菌感染的方法微生物檢查01020403微生物培養(yǎng)與鑒定血清學(xué)抗原抗體檢測(cè)分子生物學(xué)檢測(cè)標(biāo)本直接鏡檢02傳統(tǒng)生物標(biāo)志物1.外周血白細(xì)胞1.外周血白細(xì)胞血細(xì)胞變化可能出現(xiàn)的臨床情況白細(xì)胞升高合并中性粒細(xì)胞比例升高急性細(xì)菌感染，特別是G+球菌少數(shù)病毒感染：流行性乙型腦炎、流行性出血熱血液與實(shí)體腫瘤；血管炎；成人still氏病腎上腺皮質(zhì)激素的應(yīng)用白細(xì)胞升高合并淋巴細(xì)胞比例升高急性病毒感染如長(zhǎng)期升高，除外白血病白細(xì)胞升高合并嗜酸粒細(xì)胞比例升高寄生蟲(chóng)感染也可見(jiàn)于結(jié)核、變態(tài)反應(yīng)、腫瘤、藥物等白細(xì)胞減少病毒非典型病原體：支原體、衣原體、立克次體等某些原蟲(chóng)：瘧原蟲(chóng)、黑熱病原蟲(chóng)某些細(xì)菌感染：沙門(mén)菌、結(jié)核、布魯菌病某些細(xì)菌的嚴(yán)重感染：如膿毒癥白細(xì)胞正常或減少合并嗜酸粒細(xì)胞下降沙門(mén)菌感染2.血沉010203受感染之外的多種因素影響，如風(fēng)濕熱、惡性腫瘤、妊娠、貧血等影響因素多ESR升高對(duì)診斷風(fēng)濕性疾病的價(jià)值遠(yuǎn)高于感染性疾病對(duì)感染診斷價(jià)值低感染性疾病中只對(duì)結(jié)核和植入物感染的診斷有一定參考價(jià)值相對(duì)特異的兩種情況3.C反應(yīng)蛋白發(fā)現(xiàn)較早1930年發(fā)現(xiàn)，能在Ca2+存在時(shí)與肺炎鏈球菌的莢膜C多糖結(jié)合1941年證實(shí)是一種急性感染時(shí)出現(xiàn)的蛋白質(zhì)（病情恢復(fù)后/健康人血清中沒(méi)有這種物質(zhì)）五聚體結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)的盤(pán)狀五聚體5個(gè)相同的非糖基化單體非共價(jià)鍵聯(lián)接形成每個(gè)單體含206個(gè)氨基酸殘基3.C反應(yīng)蛋白肝臟合成由肝細(xì)胞在IL-6、IL-2、TNF刺激下合成，炎癥局部巨噬細(xì)胞也可少量產(chǎn)生廣泛分布在體內(nèi)分布甚廣，血液、胸水、腹水、心包液、關(guān)節(jié)液中均可測(cè)出不能通過(guò)胎盤(pán)3.C反應(yīng)蛋白動(dòng)力學(xué)在感染發(fā)生后4~6h開(kāi)始升高，

每8h增加1倍36-50h達(dá)到高峰，比正常值可高100-1000%CRP的水平和持續(xù)時(shí)間與感染的程度呈正相關(guān)半衰期短半衰期短(4～7h)炎癥消除后急速下降，3-7d可恢復(fù)正常ESR的升高和恢復(fù)滯后于CRP3.C反應(yīng)蛋白阻滯過(guò)氧化物釋放激活補(bǔ)體增強(qiáng)NK細(xì)胞活力促凝血IL-1r合成增加抗腫瘤效應(yīng)與LDL結(jié)合清除染色質(zhì)抑制組織蛋白酶等趨向性血紅素凝集增加抑制血小板聚集阻滯巨噬細(xì)胞活性對(duì)細(xì)菌/細(xì)胞的調(diào)理作用CRP生理功能3.C反應(yīng)蛋白超敏CRPhigh-sensitivityC-reactiveprotein同普通CRP（檢測(cè)能力在3～5mg/L以上）是同一種物質(zhì)，僅是檢測(cè)方法不同低度的CRP不足以預(yù)測(cè)心血管事件的風(fēng)險(xiǎn)采用免疫增強(qiáng)比濁法等技術(shù)提高了靈敏度（檢測(cè)低限為0.005~0.10mg/L），這些方法所進(jìn)行測(cè)定的CRP稱(chēng)為hsCRP3.C反應(yīng)蛋白全程CRP有些檢測(cè)方法可以一次檢測(cè)涵蓋hsCRP和常規(guī)CRP的檢測(cè)線性，如：免疫熒光方法，檢測(cè)線性：0.5-200mg/L；可滿足臨床對(duì)新生兒、兒童、成人的感染性疾病的鑒別診斷、監(jiān)測(cè)、抗生素合理應(yīng)用、心血管疾病危險(xiǎn)評(píng)估等多種需求3.C反應(yīng)蛋白CRP升高見(jiàn)于感染、炎癥、心梗、手術(shù)和創(chuàng)傷當(dāng)組織損傷或急性感染數(shù)小時(shí)后即可明顯上升（100-1000%）在細(xì)菌感染時(shí)顯著性增高，而病毒感染時(shí)增高不明顯（正?；蜉p度升高）高敏C反應(yīng)蛋白水平高的人患心血管病的風(fēng)險(xiǎn)較高，反之則低當(dāng)感染得到控制、創(chuàng)傷消失時(shí)迅速下降炎癥恢復(fù)期，在24h內(nèi)可下降約50%此反應(yīng)不受放療、化療、抗生素、免疫抑制劑、糖皮質(zhì)激素治療的影響手術(shù)第2天達(dá)高峰，5～7d后恢復(fù)正常。CRP水平和持續(xù)時(shí)間與病理狀態(tài)呈正相關(guān)不受病人的個(gè)體差異、機(jī)體狀態(tài)、機(jī)體急性應(yīng)激反應(yīng)的影響細(xì)菌或病毒感染鑒別的特異性、靈敏性：CRP＞W(wǎng)BC＞ESRCRPWBCESR急性炎癥反應(yīng)時(shí)間炎癥進(jìn)程開(kāi)始后4～6h明顯上升36h～50h達(dá)高峰當(dāng)感染控制后血CRP水平迅速下降升高較慢，在炎癥早期WBC不如CRP出現(xiàn)的快治療后變化緩慢*一般2～3d才開(kāi)始升高,治療后幾周后仍不能降至正常影響因素不受病人的個(gè)體差異、機(jī)體狀態(tài)和治療藥物的影響易受年齡、日間變化、妊娠與分娩、機(jī)體抵抗力、藥物治療等多種混雜因素的影響,解熱鎮(zhèn)痛藥、抗生素均可使WBC降低易受年齡、性別、溫度、貧血、血沉管位置、藥物等因素影響相關(guān)疾病的活動(dòng)性（細(xì)菌感染）CRP動(dòng)態(tài)變化能反應(yīng)疾病的活動(dòng)性細(xì)菌感染增高,病毒感染不增高升高幅度與細(xì)菌感染程度呈正相關(guān)不受抗生素、免疫抑制劑和激素的影響,直到炎癥吸收CRP才恢復(fù)正常WBC變化不能反應(yīng)疾病的活動(dòng)性WBC正常范圍較寬，一些WBC基數(shù)低的患兒，輕度升高不會(huì)超過(guò)正常范圍上限部分細(xì)菌感染時(shí)，患兒WBC不能相應(yīng)提高，WBC計(jì)數(shù)及分類(lèi)指數(shù)變化不顯著無(wú)相關(guān)性間接測(cè)量纖維蛋白的水平,但其變化范圍在病人與健康人之間交叉較大,因而對(duì)其正常結(jié)果的制定受到影響細(xì)菌/病毒感染鑒別能（顯著性差異）不易（部分差異不顯著）不是可靠指標(biāo)，尤其是小嬰兒不能（無(wú)顯著差異）03降鈣素原PheAsnLysPheHisThr=Cleavageofendopeptidases=Katacalcin=N-ProCT=Calcitonin56116LysArgCysGlyAsLeu

ThrSerCysMetLeuGlyThrTyrThrGlnAspPheProGlnThrAlaIleGlyYal Gly

Ala91Pro

Arg

Asp MetSer

9SerAsGluLeuArgAspMet Ser ValProAlaAsnGlnAsnPAMGly Lys Lys

His Pro Arg HisPAM=Peptidyl-AmidatingMonooxygenase1AlaProPheArgSerAlaLeuGluSerSerProAlaAspProAlaThrLeuSerGluAspGluAlaArgLeuLeuLeuAla

AlaLeu

Yal GlnAspGlnYalTyrAlaLysMetGly

GluArgGluGlnGluGlnGluLeuGluSerSerSerProSerAspLeu

ArgSerPCT分子量1.3萬(wàn)KD,116AA的糖蛋白需特異的蛋白酶降解，半衰期為25-30h不受機(jī)體免疫抑制狀態(tài)的影響PCT的來(lái)源左：正常組織只有甲狀腺和肺組織有少量分泌右：膿毒血癥身體所有組織都開(kāi)始分泌PCTPCT動(dòng)力學(xué)快速、高特異性的增長(zhǎng)在膿毒癥情況下，3-6小時(shí)即可檢測(cè)到其水平的增長(zhǎng)快速衰減半衰期約25-30小時(shí)，可以快速反映治療效果ReinhartK,etal.CritCareClin2006;22;503-519在一次內(nèi)毒素刺激的人體試驗(yàn)中不同的標(biāo)志物的動(dòng)力學(xué)變化PCT參考值說(shuō)明參考值（ng/ml）說(shuō)

明PCT＜0.05正常人（基本沒(méi)有細(xì)菌感染）0.05≤PCT＜

0.5輕度局部細(xì)菌感染或者細(xì)菌感染早期階段，或病毒感染、自身免疫性疾病、慢性非特異性炎癥0.5≤PCT＜

2很大可能為全身細(xì)菌感染，但應(yīng)排除是否為出生小于48小時(shí)的新生兒、嚴(yán)重外傷、燒傷、較大外科手術(shù)、重度心源性休克等臨床狀態(tài)；或繼發(fā)于細(xì)菌之上的真菌感染2≤PCT＜

10全身細(xì)菌感染（膿毒癥），并且很大可能發(fā)展為嚴(yán)重膿毒癥PCT≥10嚴(yán)重膿毒癥或膿毒性休克PCT的臨床應(yīng)用鑒別診斷動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)預(yù)后提示PCT的臨床應(yīng)用鑒別診斷發(fā)熱待查病毒感染、自身免疫性疾病、腫瘤等不升高/輕度升高ARDS細(xì)菌性vs非感染急性胰腺炎膽源性vs酒精性腦膜炎細(xì)菌性vs病毒性移植術(shù)后細(xì)菌感染vs排異反應(yīng)PCT的臨床應(yīng)用動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)危重癥患者：復(fù)合外傷，大面積軟組織損傷，惡性疾病，免疫抑制，長(zhǎng)期機(jī)械通氣患者，PCT濃度會(huì)因?yàn)榧?xì)菌感染的發(fā)生而PCT升高。手術(shù)后患者：小或中等規(guī)模的外科手術(shù)后，PCT濃度正常，外科大手術(shù)，如食管切除和心血管手術(shù)，PCT濃度升高，幾乎>10ng/ml，術(shù)后1-4d中，如果濃度在第3天沒(méi)有下降或者小外科手術(shù)后也升高，必須考慮感染并發(fā)癥。器官移植，免疫抑制：器官移植排斥PCT并不會(huì)升高，即使在免疫抑制下，PCT濃度升高也提示細(xì)菌或真菌感染，在移植前，PCT可以提示細(xì)菌或真菌感染存在的線索。PCT的臨床應(yīng)用預(yù)后提示膿毒癥：PCT濃度升高提示預(yù)后不良MODS：PCT濃度升高提示預(yù)后不良感染：PCT恢復(fù)正常提示抗感染治療有效PCT的局限性非感染疾病升高胰腺炎，缺血性腸病，肺水腫，嚴(yán)重創(chuàng)傷，手術(shù)，熱休克，甲狀腺髓樣癌終末期腎病

升高終末期腎病患者PCT升高生物標(biāo)志物的清除下降有關(guān)局部感染升高不明顯PCT在局灶性感染中正?；騼H輕度增高不能作為細(xì)菌感染的唯一判定指標(biāo)04IL-6IL-6非特異炎性標(biāo)志物IL-6是一種炎癥因子，是炎癥介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵成分，在炎癥反應(yīng)中起重要作用激活時(shí)間快速，半衰期約1小時(shí)體循環(huán)中半衰期最長(zhǎng)的前炎癥介質(zhì)IL-6誘導(dǎo)產(chǎn)生CRP和PCTIL-6的產(chǎn)生要早于CRP和PCTIL-6與炎癥和膿毒癥的嚴(yán)重程度成正比IL-6

多來(lái)源多作用IL-6診斷炎癥及感染性疾病的臨界值IL-6的含量臨床應(yīng)用建議>7ng/mL表明可能存在炎癥或其它感染7-150ng/mL表明存在輕微炎癥或輕微的感染150-250ng/mL提示有一般細(xì)菌感染或全身性炎癥反應(yīng)>250ng/mL提示可能是膿毒癥L.Bender,J.Thaarup,K.Varming,H.Krarup,S.Ellermann-Eriksen&F.Ebbesen.Earlyandlatemarkersforthedetectionofearly-onsetneonatalsepsis.DanMedBull2008;55:219-23IL-6評(píng)估膿毒血癥患者預(yù)后膿毒癥患者存活組與死亡組IL-6含量的變化IL-6優(yōu)于PCT和CRP存活者組IL-6濃度快速下降死亡者組IL-6濃度延遲下降IL-6下降的動(dòng)力學(xué)用來(lái)評(píng)估患者的預(yù)后要優(yōu)于PCT和CRP與PCT和CRP相比，IL-6能更好的評(píng)估膿毒癥患者預(yù)后，能更快的反映抗生素治療的效果IL-6優(yōu)于PCT和CRPDongWookJekarl,So-YoungLee,JehoonLee,Yeon-JoonPark,YonggooKim,JeongHoPark,JungHeeWee,SeungPillChoi.ProcalcitoninasadiagnosticmarkerandIL-6asaprognosticmarkerforsepsis,DiagnosticMicrobiologyandInfectiousDisease,2013,75:342–347.05G試驗(yàn)和GM試驗(yàn)G試驗(yàn)1-3-β-D-葡聚糖（BG）可特異性激活鱟變形細(xì)胞裂解物中的G因子，引起裂解物凝固，故稱(chēng)G試驗(yàn)。（1-3）-D-GlucanLAL-RM(反應(yīng)物)G因子活化G因子凝固酶原

凝固酶凝固蛋白原凝固蛋白（凝膠）試驗(yàn)反應(yīng)機(jī)理圖：(1,3)-β-D-葡聚糖（BG）b1,6葡聚糖

磷脂雙分子層幾丁質(zhì)麥角固醇b1,3葡聚糖合成酶甘露糖蛋白廣泛存在于真菌細(xì)胞壁中，占真菌壁成分50%以上，是真菌細(xì)胞壁上的特有成分,

真菌進(jìn)入血液或深部組織后，經(jīng)吞噬細(xì)胞的吞噬、消化，BG從細(xì)胞壁中釋放出來(lái)，血液中BG升高，用于侵襲性真菌感染的早期診斷鱟內(nèi)毒素試驗(yàn)與G試驗(yàn)的原理G試驗(yàn)可檢測(cè)多種致病真菌感染念珠菌，曲霉，肺孢子菌，鐮刀菌，地霉，毛孢子菌等G試驗(yàn)檢測(cè)一般先于臨床癥狀平均4天對(duì)于念珠菌血癥,G試驗(yàn)檢測(cè)是首選檢查J.Clin.Microbiol.2008.46:1009–1013.

BG值升高平均早于發(fā)熱5d

早于呼吸道癥狀平均10．7d

早于HRCT檢查平均9．3dG試驗(yàn)

侵襲性真菌?。↖FD）早期診斷.比出現(xiàn)臨床癥狀體征早約10天.比HRCT改變?cè)缂s9天敏感性與感染程度（真菌負(fù)荷量）相關(guān)念珠菌定植不引起G試驗(yàn)升高動(dòng)態(tài)反應(yīng)感染程度和抗真菌治療療效兒童BG水平高于成人G試驗(yàn)淺部真菌感染中，BG未被充分釋放，在體液中含量不高接合菌（毛霉、根霉）細(xì)胞壁不產(chǎn)生BG隱球菌細(xì)胞壁外有莢膜，不易檢測(cè)到細(xì)胞壁上的抗原

G試驗(yàn)

假陽(yáng)性：.抗腫瘤藥物：蘑菇多糖、裂褶菌多糖.免疫藥物：白蛋白、球蛋白.血透使用纖維素膜.手術(shù)中使用棉紗墊、棉拭子等.脂肪乳等假陰性：.棘白菌素類(lèi)：抑制BG合成GM試驗(yàn)檢測(cè)半乳甘露聚糖（glactomannan，GM），主要適于侵襲性曲霉菌感染的早期診斷GM廣泛存在于曲霉和青霉細(xì)胞壁，細(xì)胞壁表面菌絲生長(zhǎng)時(shí)，GM是最早釋放的抗原GM試驗(yàn)檢測(cè)法是一種微孔板雙抗體夾心法GM試驗(yàn)曲霉菌定植時(shí)很少釋放入血，因此有利于鑒別侵襲與定植GM釋放量與菌量成正比，可反映感染程度連續(xù)檢測(cè)GM試驗(yàn)可作為治療療效的監(jiān)測(cè)在造血干細(xì)胞移植患者中的診斷敏感性高非特異交叉反應(yīng)：青霉較多、隱球菌GM試驗(yàn)假陰性

抗真菌藥物(三唑類(lèi)--降低GM水平)低侵襲性曲霉菌病低曲霉負(fù)荷量GM試驗(yàn)假陽(yáng)性

抗菌藥物：哌拉西林-他唑巴坦(采樣：用藥前，或藥物濃度最低時(shí))米卡芬凈：升高GM水平（能夠破壞真菌細(xì)胞壁，但不能清除）高劑量使用激素透析：不能清除大份子GM化療的嚴(yán)重黏膜炎的患者(谷類(lèi)食物中的GM抗原通過(guò)腸道入血)兒童和新生兒：假陽(yáng)性占83%（母乳/配方食品中雙歧桿菌與GM有交叉反應(yīng)）交叉反應(yīng)真菌：青霉、擬青霉、隱球菌、頭狀地霉、組織胞漿菌等G試驗(yàn)+GM試驗(yàn)聯(lián)合檢測(cè)

種屬GGM念珠菌屬+-鐮刀菌屬+-隱球菌屬-+曲霉菌屬++青霉/擬青霉++結(jié)合菌綱--06γ-干擾素釋放試驗(yàn)IGRAγ-干擾素釋放分析技術(shù)

（Interferon-gammaReleaseAssay,IGRA）

最新的用于結(jié)核桿菌感染的體外免疫診斷方法

具有較高的敏感性及特異性

診斷迅速

IGRA兩種IGRAs用于商業(yè)診斷：T-SPOT?.TB(ELISPOT-basedIGRA)QuantiFERON?-TBGold(ELISA-basedIGRA)

IGRA結(jié)核特異抗原ESAT-6、CFP-10

來(lái)自M.TB基因組RD1區(qū)域避免卡介苗、非結(jié)核分枝桿菌干擾（缺失RD1區(qū)域的基因）實(shí)驗(yàn)過(guò)程結(jié)核桿菌RD區(qū)特異抗原：ESAT-6:Rv3875編碼

結(jié)核分枝桿菌早期分泌抗原

CFP-10:Rv3874編碼結(jié)核分枝桿菌培養(yǎng)濾過(guò)蛋白10試劑盒中結(jié)核抗原：ESAT-6和CFP-10的重疊肽段RD-1(M.TB毒力區(qū))Rv3871～Rv3879Rv3874(CFP-10)結(jié)核分枝桿菌基因組Rv3875(ESAT-6)RD1區(qū)抗原ESAT-6、CFP-10的特異性結(jié)核分枝桿菌群抗原ESAT-6CFP-10Mtuberculosis++Mafricanum++Mbovis++BCGsubstrain

gothenburg--moreau--tice--tokyo--danish--glaxo--montreal--pasteur--抗原

ESAT-6CFP-10Mabcessus--Mavium--Mbranderi--Mcelatum--Mchelonae--Mfortuitum--Mgordonii--Mintracellulare--Mkansasii++Mmalmoense--Mmarinum++Moenavense--Mscrofulaceum--Msmegmatis--Mszulgai++Mterrae--Mvaccae--Mxenopi--環(huán)境分支桿菌實(shí)驗(yàn)過(guò)程ESAT-6、CFP-10刺激患者外周血T淋巴細(xì)胞產(chǎn)生γ-干擾素NTPPHA[植物血凝素]:刺激T淋巴細(xì)胞產(chǎn)生γ-干擾素一個(gè)人感染了結(jié)核產(chǎn)生γ-干擾素一個(gè)人未感染結(jié)核不會(huì)產(chǎn)生γ-干擾素實(shí)