소개 – 패혈증에서의 프로칼시토닌
패혈증은 중환자실(ICU) 입원의 주요 원인 중 하나이다. 이 생명을 위협하는 전신 감염 반응은 입원 환자의 주요 이환율과 사망률 원인이기도 하다. 패혈증 원인을 정확히 진단하는 것은 적절한 치료 결정을 내리는 데 중요하며, 환자의 생존 가능성을 높일 수 있다. 패혈증 치료 초기 12시간 동안, 적절한 치료가 5분 지연될 때마다 사망률이 약 1% 증가한다 [1].
패혈증 환자를 치료하는 의사는 고열이 감염, 전신 염증 반응 증후군(SIRS), 혹은 다른 원인으로 인한 것인지 알아야 한다. 감염이 원인인 경우, 바이러스, 곰팡이, 세균 감염 중 어떤 것인지 확인해야 한다. 치료가 시작되면, 의사는 환자의 항생제 반응을 추적하고, 언제 치료를 중단해도 안전한지 결정할 수 있어야 한다. 이때 바이오마커가 패혈증 관리에서 중요한 역할을 할 수 있다.
바이오마커는환자의 건강 상태를 나타내는 생물학적 지표로, 패혈증처럼 심각한 질환에서는 매우 민감하고 특이적이어야 한다. 치료에 대한 환자의 반응에 따라 변동해야 하고(증상 변화 이전에도), 사용이 쉽고 비용도 적절해야 한다.
패혈증 바이오마커로서의 프로칼시토닌
패혈증에 대해 200개 이상의 바이오마커가 연구되었지만, 일반적으로 진단과 예후에 사용되는 주요 단백질: 인터루킨 6(IL-6), C–반응 단백질(CRP) 및 프로칼시토닌(PCT) 세 가지뿐이다. 이 세 가지 바이오마커는 발현 시점, 최고치, 반감기가 각각 다르다.
PCT는 발현 2-6시간, 최고치 약 24시간, 반감기 24시간이다 [2]. 이 특성 덕분에 PCT는 실제 임상에서 활용하기에 가장 적합한 바이오마커 단백질 중 하나이다 [3].
세균 독소(그람 양성 및 음성)와 사이토카인은 PCT 생성을 자극하고, 바이러스 감염 시 존재하는 인터페론–α는 PCT 분비를 억제하여, PCT를 통해 바이러스와 세균 감염을 구분할 수 있다. 연구에 따르면 PCT는 세균성 패혈증에서 민감도 89%, 특이도 94%, 음성예측값(NPV) 90%, 양성예측값(PPV) 94%를 보여, IL-6, CRP, 젖산보다 우수하다 [7].
패혈증 진단 및 예후에서의 PCT
PCT는 패혈증 진단에서 잘 연구되어 있다. 기존 임상 평가와 비교할 때, 초기 임상 패혈증 진단의 정확도를 향상시키는 것으로 알려져 있다. 또한 바이러스성 폐렴과 세균성 지역사회 획득 폐렴[8], 및 침습적 곰팡이 감염과 세균 감염을 구분할 수 있다[9].
진단 지원을 넘어, PCT 수치 상승은 패혈증 중증도와도 연관된다 [10]. 따라서 PCT는 의심되는 패혈증, 중증 패혈증, 패혈성 쇼크 환자의 중증도 계층화에 활용될 수 있다 [11]. PCT 수치는 수술 후, 이식 후, 복막염 환자 관리에도 유용하다 [12].
또한, 2일차에서 3일차 사이 PCT 수치가 30% 감소하면 효과적인 항생제 치료의 좋은 예후 지표이며, 생존율 향상과 연관된다. PCT 기반 항생제 사용 알고리즘은 임상 평가와 결합할 경우, 항생제 치료 기간과 ICU 체류 기간을 줄이면서 사망률에 부정적 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다 [13].
패혈증 관리에서 PCT 사용의 한계
PCT가 패혈증 진단과 예후에 중요한 장점을 갖고 있음에도 불구하고, 한계가 존재한다. 다음 환자군에서는 위양성이 발생할 수 있다:
- 생후 48시간 미만 신생아
- 심한 외상, 화상 또는 대수술로 인한 1차 염증 증후군 환자
- 암 환자, 특히 갑상선 수질 C세포암, 소세포폐암, 기관지암, 진행성 간암 환자
- 장기간 쇼크 상태 환자
- “사이토카인 발작”을 유발할 수 있는 항림프구 글로불린 등 치료를 받은 환자
또한, 매우 고령 환자, 환자 환경, 다른 검사 제품별 PCT 차이에 대한 기준값 정립을 위한 추가 연구가 필요하다.
패혈증 관리에서 PCT 통합
현재 전 세계에서 사용되는 많은 임상 진료 지침에는 PCT가 포함되어 있다. 예를 들어, 2012년 및 2016년 Surviving Sepsis Campaign 지침에서는[14] PCT를 사용하여 패혈증 환자의 항균제 치료 기간을 안내하고, 시간이 지나면서 패혈증 근거가 거의 없는 환자에서는 경험적 항생제 중단을 권장한다.
PCT가 패혈증 진단과 치료 결정에서 유일한 요인이 될 수는 없지만, 환자 관리와 결과 개선을 위한 유용하고 실용적인 도구가 될 수 있다.
[1] Funk, D.J., Kumar, A.(2011). Antimicrobial therapy for life-threatening infections: speed is life. Critical care clinics, 27(1), pp.53–76.
[2] Meisner, M.(1996). PCT, procalcitonin: a new, innovative infection parameter : biochemical and clinical aspects. Berlin, Brahms Diagnostica.
[3] Reinhart, K., Meisner, M.(2011). Biomarkers in the critically ill patient: procalcitonin. Critical care clinics, 27(2), pp.253–263.
[4] Meisner M.(2002). Pathobiochemistry and clinical use of procalcitonin. Clinica chimica acta; international journal of clinical chemistry, 323(1-2), pp.17–29.
[5] Morgenthaler, N.G., et al., (2002). Detection of procalcitonin (PCT) in healthy controls and patients with local infection by a sensitive ILMA. Clinical laboratory, 48(5-6), pp.263–270.
[6] Müller, B., et al., (2001). Ubiquitous expression of the calcitonin-i gene in multiple tissues in response to sepsis. The Journal of clinical endocrinology and metabolism, 86(1), pp.396–404.
[7] Simon, L., et al., (2004). Serum procalcitonin and C-reactive protein levels as markers of bacterial infection: a systematic review and meta-analysis. Clinical infectious diseases : an official publication of the Infectious Diseases Society of America, 39(2), pp.206–217.
[8] Cuquemelle, E., et al., (2011). Can procalcitonin help identify associated bacterial infection in patients with severe influenza pneumonia? A multicentre study. Intensive care medicine, 37(5), pp.796–800.
[9] Aznar-Oroval, E., et al., (2010). Diagnostic value of procalcitonin, interleukin 8, interleukin 6, and C-reactive protein for detecting bacteremia and fungemia in cancer patients. Enfermedades infecciosas y microbiologia clinica, 28(5), pp.273–277.
[10] Harbarth, S., et al., (2001). Diagnostic value of procalcitonin, interleukin-6, and interleukin-8 in critically ill patients admitted with suspected sepsis. American journal of respiratory and critical care medicine, 164(3), pp.396–402.
[11] Krüger, S., et al., (2008). Procalcitonin predicts patients at low risk of death from community-acquired pneumonia across all CRB-65 classes. The European respiratory journal, 31(2), pp.349–355.
[12] Meisner, M., et al., (1999). Comparison of procalcitonin (PCT) and C-reactive protein (CRP) plasma concentrations at different SOFA scores during the course of sepsis and MODS. Critical care (London, England), 3(1), pp.45–50.
[13] Charles, P.E., et al., (2009). Procalcitonin kinetics within the first days of sepsis: relationship with the appropriateness of antibiotic therapy and the outcome. Critical care (London, England), 13(2), R38.
[14] Rhodes, A., et al., (2017). Surviving Sepsis Campaign: International Guidelines for Management of Sepsis and Septic Shock: 2016. Intensive Care Med, 43, pp.304–377.
This article is based on a presentation “Get Ahead of Sepsis” at Roche Scientific Days 2018: Empowering Lab Leadership to the Next Level in Dusit Thani Hua Hin, Thailand.
