感染相关生物标物(姜泓)20180621

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1、感染相关生物标志物,空军军医大学唐都医院感染病科,目 录,CONTENTS,背 景,传统生物标志物,降钙素原,IL-6,G试验和GM试验,-干扰素释放试验,01,背 景,感染带来的挑战,临床决策压力,急性临床症状的患者 时间成本和治疗成本,炎症？感染？,是否有炎症？是否有感染？,判断病原体？,是细菌/病毒/真菌感染？,抗生素,应用？停药？,临床诊断细菌感染的方法,微生物 检查,微生物培养与鉴定,血清学抗原抗体检测,分子生物学检测,标本直接镜检,02,传统生物标志物,1.外周血白细胞,1.外周血白细胞,2.血沉,受感染之外的多种因素影响， 如风湿热、恶性肿瘤、妊娠、贫血等,影响因素多,ESR升高

2、对诊断风湿性疾病的价值远高于感染性疾病,对感染诊断价值低,感染性疾病中只对结核和植入物感染的诊断有一定参考价值,相对特异的两种情况,3.C反应蛋白,发现较早,1930年发现，能在Ca2+存在时与肺炎链球菌的荚膜C多糖结合 1941年证实是一种急性感染时出现的蛋白质 （病情恢复后/健康人血清中没有这种物质）,五聚体结构,结构对称的盘状五聚体 5个相同的非糖基化单体非共价键联接形成 每个单体含206个氨基酸残基,3.C反应蛋白,肝脏合成,由肝细胞在IL-6、IL-2、TNF刺激下合成， 炎症局部巨噬细胞也可少量产生,广泛分布,在体内分布甚广，血液、胸水、腹水、心包液、关节液中均可测出 不能通过胎盘

3、,3.C反应蛋白,动力学,在感染发生后46h开始升高， 每8h增加1倍 36-50 h达到高峰，比正常值可高100-1000% CRP的水平和持续时间与感染的程度呈正相关,半衰期短,半衰期短(47h) 炎症消除后急速下降， 3-7d可恢复正常 ESR的升高和恢复滞后于CRP,3.C反应蛋白,CRP 生理功能,3.C反应蛋白,超敏CRP,high-sensitivity C-reactive protein 同普通CRP（检测能力在35mg/L以上） 是同一种物质，仅是检测方法不同 低度的CRP不足以预测心血管事件的风险 采用免疫增强比浊法等技术提高了灵敏度 （检测低限为0.0050.10mg/

4、L）， 这些方法所进行测定的CRP称为hsCRP,3.C反应蛋白,全程CRP,有些检测方法可以一次检测涵盖hsCRP和常规CRP的检测线性，如：免疫荧光方法，检测线性：0.5-200mg/L； 可满足临床对新生儿、儿童、成人的感染性疾病的鉴别诊断、监测、抗生素合理应用、心血管疾病危险评估等多种需求,3.C反应蛋白,细菌或病毒感染鉴别的特异性、灵敏性：CRPWBCESR,03,降钙素原,PCT,分子量1.3万KD, 116AA的糖蛋白 需特异的蛋白酶降解，半衰期为25-30h 不受机体免疫抑制状态的影响,PCT的来源,左：正常组织,只有甲状腺和肺组织有少量分泌,右：脓毒血症,身体所有组织都开始分

5、泌PCT,PCT,动力学,快速、高特异性的增长 在脓毒症情况下，3-6小时即可检测到其水平的增长 快速衰减 半衰期约25-30 小时 ，可以快速反映治疗效果,Reinhart K, et al. Crit Care Clin 2006;22;503-519,在一次内毒素刺激的人体试验中不同的标志物的动力学变化,PCT参考值说明,PCT的临床应用,鉴别 诊断,动态 监测,预后 提示,PCT的临床应用,鉴别 诊断,PCT的临床应用,动态 监测,危重症患者：复合外伤，大面积软组织损伤，恶性疾病，免疫抑制，长期机械通气患者，PCT浓度会因为细菌感染的发生而PCT升高。 手术后患者：小或中等规模的外科手

6、术后，PCT浓度正常，外科大手术，如食管切除和心血管手术，PCT浓度升高，几乎10ng/ml，术后1-4d中，如果浓度在第3天没有下降或者小外科手术后也升高，必须考虑感染并发症。 器官移植，免疫抑制：器官移植排斥PCT并不会升高，即使在免疫抑制下，PCT浓度升高也提示细菌或真菌感染，在移植前，PCT可以提示细菌或真菌感染存在的线索。,PCT的临床应用,预后 提示,脓毒症：PCT浓度升高提示预后不良 MODS：PCT浓度升高提示预后不良 感染：PCT恢复正常提示抗感染治疗有效,PCT的局限性,非感染疾病,胰腺炎，缺血性肠病，肺水肿，严重创伤，手术，热休克，甲状腺髓样癌,终末期肾病,终末期肾病患者

7、PCT升高 生物标志物的清除下降有关,局 部 感 染,PCT在局灶性感染中正常或仅轻度增高 不能作为细菌感染的唯一判定指标,04,IL-6,IL-6,非特异炎性标志物,IL-6是一种炎症因子，是炎症介质网络的关键成分，在炎症反应中起重要作用 激活时间快速，半衰期约1小时 体循环中半衰期最长的前炎症介质 IL-6诱导产生CRP和PCT IL-6的产生要早于CRP和PCT IL-6与炎症和脓毒症的严重程度成正比,IL-6 多来源多作用,IL-6诊断炎症及感染性疾病的临界值,L. Bender, J. Thaarup, K. Varming, H. Krarup,S. Ellermann-Eriks

8、en 55:219-23,IL-6评估脓毒血症患者预后,脓毒症患者存活组与死亡组IL-6含量的变化,IL-6优于PCT和CRP,存活者组IL-6浓度快速下降 死亡者组IL-6浓度延迟下降 IL-6下降的动力学用来评估患者的预后要优于PCT和CRP 与PCT和CRP相比，IL-6能更好的评估脓毒症患者预后，能更快的反映抗生素治疗的效果,IL-6优于PCT和CRP,Dong Wook Jekarl , So-Young Lee , Jehoon Lee , Yeon-Joon Park , Yonggoo Kim, Jeong Ho Park ,Jung Hee Wee , Seung Pill

9、Choi. Procalcitonin as a diagnostic marker and IL-6 as a prognostic marker for sepsis, Diagnostic Microbiology and Infectious Disease,2013, 75:342347.,05,G试验和GM试验,G试验,1-3-D-葡聚糖（BG）可特异性激活鲎变形细胞 裂解物中的G因子，引起裂解物凝固，故称G试验。,(1,3)-D-葡聚糖 （BG）,广泛存在于真菌细胞壁中，占真菌壁成分50%以上，是真菌细胞壁上的特有成分, 真菌进入血液或深部组织后，经吞噬细胞的吞噬、消化，BG从细

10、胞壁中释放出来， 血液中BG升高，用于侵袭性真菌感染的早期诊断,鲎,内毒素试验与G试验的原理,G试验,BG值升高平均早于发热5 d 早于呼吸道症状平均107 d 早于HRCT检查平均93 d,G试验,侵袭性真菌病（IFD）早期诊断 . 比出现临床症状体征早约10天 . 比HRCT改变早约9天 敏感性与感染程度（真菌负荷量）相关 念珠菌定植不引起G试验升高 动态反应感染程度和抗真菌治疗疗效 儿童BG水平高于成人,G试验,G试验,假阳性： . 抗肿瘤药物：蘑菇多糖、裂褶菌多糖 . 免疫药物：白蛋白、球蛋白 . 血透使用纤维素膜 . 手术中使用棉纱垫、棉拭子等 . 脂肪乳等 假阴性： . 棘白菌素类

11、：抑制BG合成,GM试验,检测半乳甘露聚糖（glactomannan，GM），主要适于侵袭性曲霉菌感染的早期诊断 GM广泛存在于曲霉和青霉细胞壁，细胞壁表面菌丝生长时，GM是最早释放的抗原,GM试验,检测法是一种微孔板双抗体夹心法,GM试验,曲霉菌定植时很少释放入血，因此有利于鉴别侵袭与定植 GM释放量与菌量成正比，可反映感染程度 连续检测GM试验可作为治疗疗效的监测 在造血干细胞移植患者中的诊断敏感性高 非特异交叉反应：青霉较多、隐球菌,GM试验假阴性,抗真菌药物 (三唑类-降低GM水平) 低侵袭性曲霉菌病 低曲霉负荷量,GM试验假阳性,抗菌药物：哌拉西林-他唑巴坦(采样：用药前，或药物浓度

12、最低时) 米卡芬净：升高GM水平（能够破坏真菌细胞壁，但不能清除） 高剂量使用激素 透析：不能清除大份子GM 化疗的严重黏膜炎的患者(谷类食物中的GM抗原通过肠道入血) 儿童和新生儿：假阳性占83%（母乳/配方食品中双歧杆菌与GM有交叉反应） 交叉反应真菌：青霉、拟青霉、隐球菌、头状地霉、组织胞浆菌等,G试验+GM试验联合检测,06,-干扰素释放试验,IGRA,-干扰素释放分析技术 （Interferon-gamma Release Assay, IGRA） 最新的用于结核杆菌感染的体外免疫诊断方法 具有较高的敏感性及特异性 诊断迅速,IGRA,两种IGRAs用于商业诊断： T-SPOT.TB

13、 (ELISPOT-based IGRA) Quanti FERON-TB Gold (ELISA-based IGRA),IGRA,结核特异抗原 ESAT-6、CFP-10 来自M.TB 基因组RD1区域 避免卡介苗、非结核分枝杆菌干扰（缺失RD1区域的基因）,实验过程,结核杆菌RD区特异抗原：,ESAT-6: Rv3875编码 结核分枝杆菌早期分泌抗原 CFP-10: Rv3874编码 结核分枝杆菌培养滤过蛋白10,试剂盒中结核抗原： ESAT-6和CFP-10的重叠肽段,结核分枝杆菌基因组,Rv3875(ESAT-6),RD1区抗原ESAT-6、CFP-10的特异性,实验过程,ESAT-

14、6、CFP-10 刺激患者外周血T淋巴细胞产生-干扰素,PHA植物血凝素: 刺激T淋巴细胞产生-干扰素,一个人感染了结核 产生-干扰素,一个人未感染结核 不会产生-干扰素,实验原理,实验过程,基于ELISPOT技术，计数分泌IFN-的效应T淋巴细胞数目,实验过程,222h,离心,血浆,6点定标 夹心法 -IFN,2h,2个工作日,实验过程,基于外周血单个核细胞（PBMC）的ELISPOT 技术，敏感性更高。 每例样本同时检测4个孔： 阴性对照孔(N): 无任何抗原刺激 TB抗原孔(A): ESAT-6 (panel A) TB 抗原孔(B): CFP-10 (panel B) 阳性对照孔(P)

15、: 植物凝集素抗原(PHA) (刺激所有T细胞都能释放r-干扰素),结果判读,通常正常结果，空白对照孔没有或很少斑点（20个。,结果判读,结果判读,阴性结果 提示患者体内不存在针对结核杆菌特异的效应T 细胞 假阴性： 感染阶段不同 少数免疫系统功能不全/ 基础疾病，如重症 HIV 患者、肿瘤患者、婴幼儿等 样本不正常保存与运输，实验非正常操作,结果判读,阳性结果 提示患者存在结核感染 是否为活动性结核病，需结合临床症状和其它检测指标综合判断 假阳性 3 种环境分枝杆菌感染时：M.kansasii 、M.marinum、M.szulgai,结果判读,HIV/AIDS 器官移植 抗肿瘤坏死因子或糖皮质激素的治疗 恶性肿瘤 慢性肾功不全/ 血液透析 对于免疫缺陷的患者，IGRA敏感性降低,结果判读,对于卡介苗接种的患者 特异性明显高于结核菌素试验（TST） 免疫水平对IGRA结果的影响小于TST IGRA难以区分活动性结核和潜伏性结核感染 IGRA测值并不与结核活动程度呈正相关 不建议将IGRA作为判定疗效的决定性指标 TST会影响IGRA检查结果,感谢聆听！,