The use of a new semi-quantitative rapid test for procalcitonin in the diagnosis of multisegmental community-acquired pneumonia

Cover Page

Abstract


Aim. Evaluation of the possibilities of a new semi-quantitative rapid test for procalcitonin in the diagnosis of multisegmental community-acquired pneumonia.

Materials and methods. A one-stage comparative study involved 123 patients hospitalized in a hospital with a confirmed diagnosis of community-acquired pneumonia. The mean age of the patients was 49.5±21.0 (M±SD) years. On the first day of hospitalization, all patients underwent a general clinical examination, chest x-ray, and a plasma procalcitonin level was determined using a semi-quantitative rapid test.

Results. Indicators of a new semi-quantitative rapid test for procalcitonin of at least 2 ng/ml are directly related to laboratory and instrumental indicators reflecting the severity of community-acquired pneumonia, namely, the severity of respiratory failure (p=0.001), respiratory rate (p=0.001), and heart rate contractions (p=0.001), systolic blood pressure (p=0.025), oxygen saturation (p=0,001), erythrocyte sedimentation rate (p=0.021), fibrinogen (p=0.003) and high CRB-65 scores (p=0.001). They are also associated with multisegmental community-acquired pneumonia (÷2=4.7; p=0.030) and complications of this disease, such as hydrothorax (p=0.029) and death (÷2=22.1; p=0.001).

Conclusion. Using a new semi-quantitative rapid test for procalcitonin allows you to optimize the diagnosis of complications of community-acquired pneumonia and determine the high risk of multisegmental pneumonia.


Full Text

Внебольничная пневмония (ВП) остается одной из актуальных проблем современной медицины, что обусловлено высокой заболеваемостью, существенным вкладом в структуру смертности населения и значительными затратами на оказание медицинской помощи [1, 2].

На сегодняшний день заболеваемость ВП в мире в среднем составляет 10–12 случаев на 1 тыс. населения в год [3]. По данным официальной статистики, заболеваемость ВП в Российской Федерации в 2017 г. составила 412,3, смертность – 17,3 на 100 тыс. населения.

По данным эпиднадзора США, приблизительно 20% пациентов с ВП требуют госпитализации в стационар, у 21% наблюдается тяжелой форма ВП с необходимостью госпитализации в отделение интенсивной терапии, а у 26% больных необходимо проведение искусственной вентиляции легких [4].

Традиционные клинические, рентгенологические, лабораторные и бактериологические критерии воспалительных реакций (лихорадка, нарастание легочной инфильтрации, лейкоцитоз, выявление в мокроте или гемокультурах потенциальных возбудителей) не являются специфичными для пневмонии. Сходные клинико-рентгенологические проявления могут также отмечаться при других патологических состояниях, например, при ателектазе легкого, инфаркте легкого, застойной сердечной недостаточности, а также остром респираторном дистресс-синдроме. Наличие микроорганизмов в мокроте может свидетельствовать как о колонизации, так и о начале воспалительного процесса [5]. В связи с этим изучение новых диагностических маркеров ВП является актуальным направлением в современной терапевтической диагностике. Кроме этого, не решены проблемы краткосрочного прогноза ВП и определения оптимальной тактики лечения.

По мнению ряда авторов, прокальцитонин (ПКТ) – универсальный биомаркер, отражающий тяжесть бактериальной инфекции [6, 7]. Вместе с тем в доступной нам научной литературе имеются единичные работы, посвященные изучению связей между ПКТ с полисегментарной легочной инфильтрацией [8, 9]. Крайне мало сведений о возможности использования ПКТ в комплексе с другими лабораторными и лучевыми показателями для оценки степени тяжести ВП, прогнозирования течения и исходов при данном заболевании. В связи с этим оценка указанного комплекса для диагностики и прогноза ВП имеет большое практическое значение [10].

Цель исследования – оценка возможностей нового полуколичественного экспресс-теста на ПКТ (ПКТ-ЭТ) в диагностике полисегментарной ВП.

Материалы и методы

Обследованы 123 последовательных пациента, госпитализированных в стационар с подтвержденным диагнозом ВП. В исследование включены пациенты обоих полов старше 18 лет, не получавшие антибактериальную терапию на догоспитальном этапе. Средняя длительность заболевания на момент госпитализации составляла 7 (4; 10) дней. У всех участников исследования получено добровольное информированное согласие. В первые сутки с момента поступления в стационар проводились физикальное, лабораторное, общеклиническое исследование (общий анализ крови, общий анализ мочи, биохимический анализ крови, коагулограмма) и рентгенологическое обследование. Обзорная рентгенография органов грудной клетки выполнена на аппарате Siemens (Германия). Также в первые сутки с момента госпитализации всем исследуемым определено значение ПКТ плазмы при помощи нового иммунохроматографического полуколичественного ПКТ-ЭТ (ПрокальцитонинТест НПО «БиоТест», Россия). Интерпретация результатов этого экспресс-теста осуществлялась по степени интенсивности окрашивания тестовой полосы (диапазон градуировки полос ПКТ-ЭТ – от 0 до 10 нг/мл). Значения менее 0,5 нг/мл расценивались как отрицательные, диапазон 0,5–2 нг/мл как «пограничные», высокими считались значения экспресс-теста более 2 нг/мл [11]. Наряду с ПКТ-ЭТ определялась количественная концентрация ПКТ в плазме методом твердофазного иммуноферментного анализа (Прокальцитонин-ИФА-Бест). Тяжесть дыхательной недостаточности (ДН) определялась по степени насыщения гемоглобина кислородом – НbО2 (%) [12]. Оценка тяжести состояния пациентов с ВП и риска летального исхода рассчитывалась по шкале CURB-65/CRB-65 (confusion – urea – respiratory rate – blood pressure – age). Известно, что у пациентов с уровнем значений этой шкалы не более 1 балла летальность составляет 1,5%, при уровне в 2 балла – 9,2%, а для пациентов с ее значениями более 3 баллов летальность оценивается в 22% [13].

Статистическая обработка полученных данных проводилась с помощью пакета программ SPSS 13.0. Определялся характер распределения количественных признаков методом Колмогорова–Смирнова. В случае нормального распределения вычислялось среднее значение (М) и стандартное отклонение (SD). При сравнении двух нормально распределенных выборок использовался t-тест Стъюдента. Связи между признаками оценивались с помощью корреляционного анализа по Спирмену и бинарной логистической регрессии. При оценке качественных признаков применялся критерий χ². Во всех процедурах статистического анализа критический уровень значимости нулевой статистической гипотезы (р) принимался равным 0,05.

Результаты и обсуждение

Среди обследованных пациентов 65 (52,8%) женщин и 58 (47,2%) мужчин. Число курящих составило 47 (38,2%). Показатели ПКТ-ЭТ≤0,5 нг/мл зафиксированы у 83 (67,5%) пациентов, диапазон 0,5–2 нг/мл наблюдался у 25 (20,3%), а значения 2–10 нг/мл – у 4 (3,3%). Значения ПКТ-ЭТ≥10 нг/мл зафиксированы у 11 (8,9%) человек. Рентгенологически сегментарная пневмония диагностирована у 38 (30,9%) больных, полисегментарная пневмония – у 85 (69,1%). Инфильтративные изменения 2 сегментов зафиксированы у 44 (35,8%) человек, у 19 (15,4%) наблюдалось поражение 3 сегментов. Число пациентов, имеющих 4 пораженных сегмента, составило 10 (8,1%). Число больных с наличием 5 пораженных сегментов – 4 (3,3%). Также у 4 (3,3%) больных диагностировано поражение 6 сегментов. Инфильтративные изменения 7 сегментов определены у 2 (1,6%) больных. У 1 (0,8%) больного зафиксировано 8 пораженных сегментов. У 1 (0,8%) пациента обнаружено поражение 9 сегментов (максимальное количество). ДН определена у 64 пациентов, а именно ДН 1-й степени наблюдалась у 46 (37,4%) человек, 2-й степени – у 17 (13,8%) и 3-й – у 1 (0,8%), у 59 (48,0%) пациентов признаков ДН не отмечалось. Состояние средней степени тяжести зафиксировано у 114 (92,7%) больных, тяжелое – у 8 (6,5%) и крайне тяжелое – у 1 (0,8%). При оценке тяжести состояния и риска летального исхода по шкале CURB-65/CRB-65 у 79 (65,2%) больных определено 0 баллов, у 37 (30,1%) – 1, значения в 2 балла зафиксированы у 6 (4,9%) больных и у 1 (0,8%) – 4 балла. Осложнения в виде гидроторакса выявлены у 18 (14,6%) пациентов, а летальные события в госпитальный период наступили у 3 (2,4%) больных.

Таблица 1. Клинические, лабораторные и инструментальные показатели обследованных пациентов

Показатели

Значение

Возраст (M±SD), лет

49,7±21,0

САД (M±SD), мм рт. ст.

121,6±17,1

ДАД (M±SD), мм рт. ст.

76,2±10,7

ЧСС (M±SD), уд/мин

86,3±10,9

ЧДД (M±SD), в мин

17,8±2,0

НbО2 (M±SD), %

94,4±4,1

Эритроциты (M±SD), 1012

4,1±0,6

Гемоглобин (M±SD), г/л

122,9±17,9

СОЭ (M±SD), мм/ч

23,5±14,2

Фибриноген (M±SD), г/л

5,5±2,6

ПКТ количественный (M±SD), нг/мл

5,0±20,4

ПКТ-ЭТ (M±SD), нг/мл

0,5±0,9

АЛТ (M±SD), ед/л

38,4±56,4

АСТ (M±SD), ед/л

41,1±65,1

Креатинин (M±SD), мкмоль/л

86,0±67,4

Общий белок (M±SD), г/л

69,6±9,9

Примечание. САД – систолическое артериальное давление, ДАД – диастолическое артериальное давление.

Клинические, лабораторные и инструментальные характеристики обследованных пациентов представлены в табл. 1.

В табл. 2 представлены результаты корреляционного анализа связей с клиническими, лабораторными и инструментальными показателями у пациентов с ВП.

Выявлены положительные ассоциации полуколичественного ПКТ-ЭТ≥2 нг/мл со степенью ДН, частотой дыхательных движений (ЧДД), частотой сердечных сокращений (ЧСС), СОЭ и фибриногеном. Кроме этого, ПКТ-ЭТ≥2 нг/мл прямо связан со значениями шкалы CRB-65, креатинином и аспартатаминотрансферазой (АСТ). Обнаружены отрицательные корреляционные связи ПКТ-ЭТ≥2 нг/мл с САД, НbО2, эритроцитами в общем анализе крови, общим белком и альбумином в биохимическом анализе крови.

Определены сопряженности ПКТ-ЭТ≥2 нг/мл с рентгенологически зафиксированным полисегментарным поражением легких (χ2=4,7; р=0,030), а также с гидротораксом (χ2=4,8; р=0,029) и летальными исходами ВП (χ2=22,1; р=0,001).

Связи наличия у обследованных пациентов полисегментарной пневмонии с клиническими, лабораторными и инструментальными показателями представлены в табл. 3.

Обнаружено, что полисегментарная ВП положительно коррелирует с ПКТ-ЭТ≥2 нг/мл (р=0,030) и количественным ПКТ (р=0,004), а также со степенью тяжести ДН (р=0,001), ЧСС (р=0,001), аланинаминотрансферазой – АЛТ (р=0,009), АСТ (р=0,012) и креатинином (р=0,034).

Для определения наиболее значимых ассоциаций ПКТ-ЭТ≥2 нг/мл с клинико-лабораторными показателями пациентов с ВП проведен регрессионный анализ. В качестве зависимой переменной использовался ПКТ-ЭТ≥2 нг/мл, как независимые переменные в анализ включены СОЭ, значения шкалы CURB-65/CRB-65 и количество рентгенологически установленных пораженных сегментов легких. Нами получены высокие квалификационные характеристики регрессионной модели (χ2=27,4; р<0,001). Установлено, что переменная ПКТ-ЭТ≥2 нг/мл при ВП прямо зависела от количества рентгенологически установленных пораженных сегментов легких (отношение шансов 1,70, 95% доверительный интервал – 1,04–2,60). Полученные результаты свидетельствуют о том, что у обследованных пациентов с высокими значениями ПКТ-ЭТ (≥2 нг/мл) вероятность наличия полисегментарной ВП возрастает в 1,7 раза.

Таблица 2. Корреляционные связи ПКТ-ЭТ2 нг/мл с клиническими, лабораторными и инструментальными показателями

Корреляционные пары

r

p

ПКТ-ЭТ и степень ДН

0,315

0,001

ПКТ-ЭТ и ЧДД

0,299

0,001

ПКТ-ЭТ и ЧСС

0,429

0,001

ПКТ-ЭТ и НbО2

-0,453

0,001

ПКТ-ЭТ и САД

-0,202

0,025

ПКТ-ЭТ и эритроциты

-0,203

0,024

ПКТ-ЭТ и СОЭ

0,223

0,021

ПКТ-ЭТ и фибриноген

0,278

0,003

ПКТ-ЭТ и общий белок

-0,207

0,025

ПКТ-ЭТ и альбумин

-0,285

0,002

ПКТ-ЭТ и креатинин

0,183

0,048

ПКТ-ЭТ и АСТ

0,236

0,011

ПКТ-ЭТ и СRB-65

0,366

0,001

Согласно имеющимся сведениям ПКТ прямо отражает тяжесть различных инфекционно-бактериальных заболеваний [14]. В нашем исследовании не проводилась верификация возбудителей ВП, однако известно, что наиболее часто встречающимися этиологическими факторами ВП являются бактериальные агенты [15]. Таким образом, выявленные в настоящем исследовании ассоциации ПКТ-ЭТ≥2 нг/мл с показателями, отражающими тяжесть ВП (степень ДН, ЧСС, ЧДД, САД, НbО2, лабораторные и рентгенологические характеристики), соответствуют указанным сведениям. Нами определены сопряженности ПКТ-ЭТ≥2 нг/мл с осложнениями ВП (с рентгенологически зафиксированным полисегментарным поражением легких, гидротораксами и летальными исходами). Согласно данным ранее проведенного исследования у больных тяжелой ВП высокие значения ПКТ (не менее 2 нг/мл) ассоциированы с другими госпитальными осложнениями в виде токсического гепатита, нефрита, анемии, а также с проявлениями синдрома полиорганной недостаточности [16]. Близкие результаты получены в исследовании Y. Wang и соавт. (2019 г.). В нем изучена значимость ПКТ в оценке тяжести и прогнозе ВП. По результатам исследования определено, что уровень ПКТ прямо ассоциирован с тяжелым течением ВП, а также с летальными исходами ВП. По мнению этих исследователей, определение ПКТ в первые сутки с момента поступления в стационар является эффективным показателем оценки тяжести и прогноза ВП [17]. Представленные выше данные корреспондируются с результатами, полученными в нашем исследовании, и подтверждают мнение о том, что ПКТ-ЭТ≥2 нг/мл является диагностически значимым маркером осложненного течения ВП. Кроме этого, с помощью многофакторного анализа нами продемонстрировано, что уровень ПКТ-ЭТ≥2 нг/мл у пациентов указывает на высокую вероятность наличия полисегментарной ВП.

Таблица 3. Корреляции полисегментарного поражения легких при ВП с клиническими, лабораторными и инструментальными показателями

Корреляционные пары

r

p

Полисегментарная пневмония и ПКТ количественный

0,304

0,004

Полисегментарная пневмония и ПКТ-ЭТ

0,195

0,030

Полисегментарная пневмония и тяжесть состояния

0,188

0,001

Полисегментарная пневмония и степень ДН

0,136

0,001

Полисегментарная пневмония и НbО2

-0,281

0,002

Полисегментарная пневмония и ЧСС

0,163

0,001

Полисегментарная пневмония и альбумин

-0,222

0,018

Полисегментарная пневмония и АЛТ

0,240

0,009

Полисегментарная пневмония и АСТ

0,233

0,012

Полисегментарная пневмония и креатинин

0,196

0,084

Исходя из изложенного нам представляется, что «прикроватное» использование нового ПКТ-ЭТ позволяет оптимизировать диагностику осложнений ВП и определять высокий риск полисегментарной ВП.

Заключение

Уровень нового полуколичественного ПКТ-ЭТ не менее 2 нг/мл прямо ассоциирован с клиническими, лабораторными и рентгенологическими показателями, отражающими тяжесть ВП, а также с рентгенологически зафиксированным полисегментарным поражением легких и осложнениями (гидротораксы и летальные исходы).

Использование нового полуколичественного ПКТ-ЭТ позволяет оптимизировать диагностику осложнений ВП и определять высокий риск полисегментарной пневмонии.

Список сокращений

АЛТ – аланинаминотрансфераза

АСТ – аспартатаминотрансфераза

ВП – внебольничная пневмония

ДН – дыхательная недостаточность

ПКТ – прокальцитонин

ПКТ-ЭТ – экспресс-тест для определения прокальцитонина

САД – систолическое артериальное давление

ЧДД – частота дыхательных движений

ЧСС – частота сердечных сокращений

НbО2 – насыщение гемоглобина кислородом

About the authors

Sabina S. Bayramova

Institute of Internal and Preventive Medicine – a branch of The Federal Research Center Institute of Cytology and Genetics, the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: sabina0412@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-4488-2493

Russian Federation, 630089, Russia, Novosibirsk, st. B. Bogatkova, 175/1

мл. науч. сотр. лаб. неотложной терапии НИИТПМ – филиала ИЦиГ СО РАН

Konstantin Yu. Nikolayev

Institute of Internal and Preventive Medicine – a branch of The Federal Research Center Institute of Cytology and Genetics, the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: nikolaevky@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-4601-6203

Russian Federation, 630089, Russia, Novosibirsk, st. B. Bogatkova, 175/1

д.м.н., проф., зав. лаб. неотложной терапии НИИТПМ – филиала ИЦиГ СО РАН

Oksana V. Tsygankova

Institute of Internal and Preventive Medicine – a branch of The Federal Research Center Institute of Cytology and Genetics, the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences; Novosibirsk State Medical University

Email: oksana_c.nsk@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-0207-7063

Russian Federation, 630091, Russia, Novosibirsk, st. Krasnyj prospeсt, 52; 630089, Russia, Novosibirsk, st. B. Bogatkova, 175/1

д.м.н., проф. каф. неотложной терапии с эндокринологией и профпатологией ФГБОУ ВО НГМУ, ст. науч. сотр. лаб. клинических биохимических и гормональных исследований терапевтических заболеваний НИИТПМ – филиала ИЦиГ СО РАН

References

  1. Ramirez JA, Wiemken TL, Peyrani P, et al. University of Louisville Pneumonia Study Group. Adults hospitalized with pneumonia in the United States: incidence, epidemiology, and mortality. Clin Infect Dis. 2017;65(11):1806-12. doi: 10.1093/ofid/ofx163.1493
  2. Mandell LA. Community-acquired pneumonia: an overview. Postgraduate Medicine. 2015;127(6):607-15. doi: 10.1080/00325481.2015.1074030
  3. Респираторная медицина: руководство. В 3 т. 2-е изд. Под ред. А.Г. Чучалина. М.: Литтерра, 2017. Т. 2 [Respiratory medicine: a guide. Ed. A.G. Chuchalin. Мoscow, 2017. V. 2 (In Russ.)].
  4. Garnacho-Montero J, Barrero-García I, Gómez-Prieto MG, et al. Severe community-acquired pneumonia: current management and future therapeutic alternatives. Expert Rev Anti-infective Ther. 2018;16(9):667-77. doi: 10.1080/14787210.2018.1512403
  5. Вельков В.В. Биомаркеры неонатального сепсиса: С-реактивный белок, прокальцитонин, пресепсин. Мед. алфавит. 2016;13:9-19 [Velkov VV. Biomarkers of neonatal sepsis: C-reactive protein, procalcitonin, presepsin. Medical Alphabet. 2016;13:9-19 (In Russ.)].
  6. Finch S, Keir HR, Dicker AJ, et al. The past decade in bench research into pulmonary infectious diseases: What do clinicians need to know? Respirology. 2017;22:1062-72. doi: 10.1111/resp.13106
  7. Pantzaris ND, Spilioti DX, Psaromyalou A, et al. The Use of Serum Procalcitonin as a Diagnostic and Prognostic Biomarker in Chronic Obstructive Pulmonary Disease Exacerbations: A Literature Review Update. J Clin Med Res. 2018;10(7):545-51. doi: 10.14740/jocmr3458w
  8. Колосов В.П. Кочегарова Е.Ю., Нарышкина С.В. Внебольничная пневмония. Клиническое течение, прогнозирование исходов. Благовещенск: Фабрика рекламы, 2012 [Kolosov VP, Kochegarova EYu, Naryshkina SV. Community-acquired pneumonia. Clinical course, prediction of outcomes. Blagoveshchensk: Advertising Factory, 2012 (In Russ.)].
  9. Кочегарова Е.Ю., Колосов В.П. Значение прокальцитонина и цитокинов в прогнозировании осложненного течения внебольничной пневмонии. Бюллетень. 2011;40:48-51 [Kochegarova EYu, Kolosov VP. The importance of procalcitonin and cytokines in predicting the complicated course of community-acquired pneumonia. Bulletin. 2011;40:48-51 (In Russ.)].
  10. Eley CV, Sharma A, Lecky DM, et al. Qualitative study to explore the views of general practice staff on the use of point-of-care C reactive protein testing for the management of lower respiratory tract infections in routine general practice in England. BMJ Open. 2018;8(10):e023925. doi: 10.1136/bmjopen-2018-023925
  11. Naderi HR, Sheybani F, Sarvghad M, et al. Can Procalcitonin Add to the Prognostic Power of the Severity Scoring System in Adults with Pneumonia? Tanaffos. 2015;14(2):95-106.
  12. Пульмонология: национальное руководство. Под ред. А.Г. Чучалина. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2009 [Pulmonology: national guidelines. Ed. A.G. Chuchalin. Moscow: GEOTAR-Media, 2009 (In Russ.)].
  13. Елисеев А.О., Насибуллина Э.В. Оценивание степени тяжести пациентов с внебольничной пневмонией с помощью шкалы CRB-65. Вестн. Башкирского гос. мед. ун-та. 2019;1:38-42 [Eliseev AO, Nasibullina EV. Assessing the severity of patients with community-acquired pneumonia using the CRB-65 scale. Bulletin of the Bashkir State Medical University. 2019;1:38-42 (In Russ.)].
  14. Davies J. Procalcitonin. J Clin Pathol. 2015;68(9):675-9. doi: 10.1136/jclinpath-2014-202807
  15. Lim YK, Kweon OJ, Kim HR, et al. Impact of bacterial and viral coinfection in community-acquired pneumonia in adults. Diagnostic Microbiol Infect Dis. 2019;94(1):50-4. doi: 10.1016/j.diagmicrobio.2018.11.014
  16. Кочегарова Е.Ю., Колосов В.П. Значение прокальцитонина и цитокинов в прогнозировании осложненного течения внебольничной пневмонии. Бюллетень. 2011;40:48-51 [Kochegarova EYu, Kolosov VP. The importance of procalcitonin and cytokines in predicting the complicated course of community-acquired pneumonia. Bulletin. 2011;40:48-51 (In Russ.)].
  17. Wang Y, Zhang S, Li L, et al. The usefulness of serum procalcitonin, C-reactive protein, soluble triggering receptor expressed on myeloid cells 1 and Clinical Pulmonary Infection Score for evaluation of severity and prognosis of community-acquired pneumonia in elderly patients. Arch Gerontol Geriatr. 2019;80:53-7. doi: 10.1016/j.archger.2018.10.005

Supplementary files

There are no supplementary files to display.

Statistics

Views

Abstract - 29

PDF (Russian) - 7

Cited-By


Article Metrics

Metrics Loading ...

PlumX

Dimensions

Refbacks

  • There are currently no refbacks.

Copyright (c) 2021 Bayramova S.S., Nikolayev K.Y., Tsygankova O.V.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
 

Address of the Editorial Office:

  • Novij Zykovskij proezd, 3, 40, Moscow, 125167

Correspondence address:

  • Novoslobodskaya str 31c4., Moscow, 127005, Russian Federation

Managing Editor:

 

© 2018 "Consilium Medicum" Publishing house


This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies