Przydatność diagnostyczna prokalcytoniny (część I)

Przydatność
diagnostyczna
prokalcytoniny (część I)
Medycyna poszukuje markerów, które poprawiłyby efektywność procesu
terapeutycznego. Od momentu pierwszego doniesienia (w latach
dziewięćdziesiątych XX wieku) o związku prokalcytoniny z infekcją
bakteryjną [1], peptyd ten znalazł szerokie grono zwolenników.
Prokalcytonina (PCT) to prekursor kalcytoniny — hormonu regulującego
gospodarkę wapniowo-fosforanowa ustroju. Pod względem chemicznym jest to
polipeptyd o masie cząsteczkowej 13 kDa zbudowany z 116 aminokwasów. W
stanach fizjologii wydzielany jest z komórek typu C tarczycy, w patologii może być
syntetyzowany w organach i komórkach pozatarczycowych, w wyniku stymulacji
pozapalnej. Zaobserwowano także syntezę innej formy polipeptydu —
zbudowanego z 114 aminokwasów — tzw. prokalcytoniny zapalnej. Jej powstanie
jest wynikiem hydrolizy PCT przez enzym dipeptydylopetydazę IV (ang. dipeptydyl
peptidase IV).
Homeostaza szkieletu wpływa na stężenie PCT (kalcytonina łagodnie i przejściowo
obniża poziom wapnia). W wyniku wzrostu zapotrzebowania na kalcytoninę
dochodzi do zwiększonej transkrypcji CALC-1 (gen odpowiedzialny za ekspresję
kalcytoniny oraz jej peptydów prekursorowych) i potranslacyjnego powstawania
PCT z CT-mRNA w komórkach neuroendokrynnych tarczycy. W pozostałych
komórkach organizmu transkrypcja genu jest zahamowana. Prokalcytonina ulega
proteolizie do kalcytoniny w ww. komórkach, która z kolei magazynowana jest w
ich ziarnistościach wydzielniczych [2]. PCT łączy się z białkami osocza w
wielkocząsteczkowe kompleksy, co prawdopodobnie warunkuje jej długi okres
półtrwania, wynoszący od 19 do 25 godzin [3]. PCT nie posiada aktywności
hormonalnej kalcytoniny.
Uważa się, że pod wpływem infekcji bakteryjnej, grzybiczej, pasożytniczej oraz
uogólnionej odpowiedzi zapalnej organizmu indukowana jest ekspresja genu
CALC-I w komórkach neuroendokrynnych płuc, jelit, trzustki, wątroby, nerek,
mięśni, w adipocytach oraz upostaciowanych elementach krwi obwodowej
(monocytach, granulocytach, limfocytach) [4, 5, 6]. Dokładne określenie miejsca
wydzielania PCT zapalnej nie jest sprecyzowane. Wiadomo jednak, że indukcję
uwalniania PCT zawdzięcza się toksynom bakteryjnym. Dowodem tej hipotezy jest
rezultat badania, w którym zdrowym ochotnikom po podaniu dożylnym
endotoksyny Echerichii coli (dawka 4ng/kg m.c.) stwierdzono po 3-4 godzinach od
iniekcji znamienny statystycznie wzrost poziomu PCT. Wzrost polipeptydu był
poprzedzony wyrzutem cytokin (IL-6 oraz TNFα), co sugeruje ich pośrednictwo w
indukcji syntezy PCT [7]. Prokalcytonina syntetyzowana w stanie zapalnym nie
ulega proteolizie do kalcytoniny. Jest ona uwalniana do krwiobiegu w formie
prohormonu. W związku z powyższym w stanach zapalnych nie obserwuje się
zwiększonego stężenia kalcytoniny w surowicy krwi [1, 8]. Mechanizmy stymulacji
wydzielania PCT oraz jej funkcja nie zostały dotychczas dostatecznie zbadane.
PCT bierze udział w odpowiedzi zapalnej organizmu hamując cyklooksygenazę w
kaskadowej reakcji przemian kwasu arachidonowego. Omawiany polipeptyd w
sposób podobny do NLPZ blokuje powstawanie prostaglandyny E2 i tromboksanu
B2.
Fizjologicznie, ze względu na jej magazynowanie w komórkach, stężenie PCT jest
niskie i wynosi od 0,1 do 0,7 ng/ml w zależności od metody oznaczania.
Poziom PCT może wzrosnąć w surowicy nawet 1000-krotnie ponad normę.
Stężenie PCT w stanie patologicznym zależy od stopnia nasilenia procesu
zapalnego. Najwyższe stężenia stwierdzono we wstrząsie septycznym. Lekko
podwyższone wartości PCT występują w miejscowych stanach zapalnych takich
jak ropnie, zapalenie oskrzeli, płuc, większość infekcji dróg moczowych [9].
W wielu badaniach klinicznych próbowano udowodnić przydatność
wykorzystania PCT w diagnostyce różnicowej.
Wykazano wysoką swoistość PCT w odniesieniu do zakażeń bakteryjnych, przy
równoczesnej niewielkiej wrażliwości na inne bodźce, w przypadku ostrego ARDS
(eng. acute respiratory distress syndrome) [10], zapalenia opon mózgowordzeniowych [11], ostrego zapalenia trzustki [12] czy zaostrzeń chorób o podłożu
autoimmunologicznym z nadkażeniem bakteryjnym [13].
Oznaczenie stężenia prokalcytoniny może służyć do diagnozowania i
różnicowania etiologii sepsy
Szczególną uwagę zwraca się na wykorzystanie PCT jako swoistego i czułego
markera w diagnozowaniu i różnicowaniu etiologii sepsy. Jest to niezmiernie
istotne, ponieważ pomimo faktu, że sepsa jest zespołem klinicznym
rozpoznawanym w związku z zakażeniem, to jednak infekcja nie ujawnia się w
każdym przypadku sepsy. Liczne badania próbujące porównać użyteczność
diagnostyczną różnych markerów stanu zapalnego (CRP, IL-2, IL-6, Il-8, TNFα)
wskazują na niezwykle wysoką czułość i swoistość PCT, odpowiednio 85% i 91%
[14]. PCT wykorzystywana jest w rozpoznaniu posocznicy u pacjentów z objawami
uogólnionej odpowiedzi zapalnej (SIRS). Kilkukrotne oznaczenie peptydu ma
znaczenie prognostyczne oraz ocenia skuteczność zastosowanej terapii. Dane
wskazują, że kontrolowanie poziomu PCT w posocznicy ma większą wartość
prognostyczną niż innych parametrów takich jak leukocytoza, CRP, OB,
temperatura ciała [15].
Oznaczenie poziomu PCT może odgrywać dużą rolę w diagnostyce różnicowej
stanów gorączkowych o nieustalonej etiologii [16, 17]. W przypadku braku
zakażenia bakteryjnego (jako przyczyny wystąpienia podwyższenia temperatury
ciała) stężenie PCT w surowicy jest prawidłowe lub nieznacznie podwyższone. W
wirusowych zakażeniach płuc, opon mózgowo-rdzeniowych, wsierdzia, stężenie
PCT pozostaje w normie, co stawia PCT w pozycji lepszego markera niż CRP. PCT
jest czulszym i bardziej swoistym wskaźnikiem od CRP oraz w odróżnieniu od CRP
nie wykazuje zmian stężenia pod wpływem leków immunosupresyjnych. [18, 19].
Badania przeprowadzone u chorych z posocznicą po zastosowaniu skutecznej
terapii wskazują, że PCT wzrasta wcześniej oraz szybciej ulega normalizacji w
porównaniu do CRP [20] Dynamika wzrostu stężenia PCT może osiągać nawet
50ng/ml na godzinę [21].
Swoistość bakteryjna PCT ma jednak pewne ograniczenia. W przypadku malarii
również obserwowano bardzo wysokie stężenia PCT, korelujące z parazytemią i
czasem trwania choroby [22]. W uogólnionych infekcjach grzybiczych także
obserwuje się wzrost jej stężeń, zwłaszcza tych wywołanych przez Aspergillus
[23]. Przejściowy wzrost stężenia PCT zaobserwowano u pacjentów po urazach
mechanicznych oraz po operacjach chirurgicznych, co prawdopodobnie wynika z
pourazowego wzrostu poziomu cytokin prozapalnych i przejściowej endotoksemii
bakteryjnej. Przyrost PCT jest proporcjonalny do powagi urazu i rozległości
operacji [24].
PCT uważana jest za dobry marker diagnostyczny różnicujący postacie ostrego
zapalenia trzustki (OZT): martwiczą, jałową oraz obrzękową. Odnotowano wysoki
odsetek poprawnych kwalifikacji różnicowania przedoperacyjnego septycznej
martwicy trzustki w porównaniu do jałowej martwicy trzustki. Efektywność
wynosiła odpowiednio 87% dla PCT, 84% dla biopsji cienkoigłowej oraz 68% dla
IL-8. Odnotowano także wysoką czułość i swoistość oznaczeń PCT powyżej 1,8
ng/ml (odpowiednio 91% oraz 92%). Pozwalało to na prognozowanie wystąpienia
septycznej martwicy trzustki z dwudniowym wyprzedzeniem [25].
PCT znajduje także zastosowanie w monitorowaniu pacjentów po transplantacji
narządów. Użycie oznaczenia stężenia PCT u pacjentów po przeszczepie serca
i/lub płuc pozwoliło na diagnostykę różnicową między reakcją odrzucenia
przeszczepu a infekcją bakteryjną lub grzybiczą [26, 27].
W praktyce klinicznej oznaczenie poziomu PCT może znacznie
przyspieszyć diagnostykę, pomóc w monitorowaniu leczenia oraz ocenie
rokowania. Niskie stężenia PCT są bowiem wiarygodnym markerem
wykluczającym bakteryjną etiologię ostrego uogólnionego stanu
zapalnego. Do pełnej oceny stanu klinicznego pacjenta wskazane jest
jednak porównanie poziomu PCT z innymi parametrami biochemicznymi
oraz z dynamiką zmian określoną na podstawie badania lekarskiego.
mgr Agnieszka Helis, diagnosta laboratoryjny
Data publikacji: 04.07.2012r.