Alai

Abstract

Sepsis é a resposta sistêmica à infecção por organismos microbianos. Um diagnóstico diferencial da infecção causada por bactérias ou outros organismos microbianos é essencial para o tratamento eficaz e avaliação do prognóstico. Os métodos laboratoriais clínicos atuais no diagnóstico de infecções bacterianas ou não são específicos ou requerem tempos de resposta mais longos. A procalcitonina (PCT) é um biomarcador que apresenta maior especificidade do que outros marcadores pró-inflamatórios (por exemplo, citocinas) na identificação de pacientes com sepse e pode ser usado no diagnóstico de infecções bacterianas. Neste artigo, revisamos o conhecimento atual da PCT e seu uso no ambiente do laboratório clínico.

Identificar se a causa da inflamação em pacientes é de origem bacteriana tem sido uma importante área de desenvolvimento no laboratório clínico. Vários testes laboratoriais clínicos têm sido aplicados no diagnóstico de sepse.1 O método de cultura de caldo é o padrão ouro para o diagnóstico de infecção bacteriana, mas um resultado definitivo pode levar 24 horas ou mais antes de um diagnóstico conclusivo. Alguns dos marcadores inflamatórios, como a contagem de leucócitos, a proteína C reactiva (PCR) e as citocinas (TNF-α, IL-1β ou IL-6), foram aplicados no diagnóstico de inflamação e infecção, mas a sua falta de especificidade gerou um interesse contínuo em desenvolver testes laboratoriais clínicos mais específicos.2 Um marcador promissor foi a procalcitonina (PCT), cuja concentração foi considerada elevada na sepsis. Devido à sua especificidade às infecções bacterianas, a PCT tem sido proposta como um marcador pertinente no diagnóstico rápido de infecções bacterianas, especialmente para uso em departamentos de emergência hospitalar e unidades de terapia intensiva. Desde sua identificação e associação com sepse nos anos 90, um grande número de estudos envolvendo a PCT e sua aplicação clínica tem sido realizado. Um teste para determinar os níveis de PCT está disponível na Europa há vários anos e recentemente foi aprovado pelo FDA para uso nos Estados Unidos.3

Biochemistry of PCT

Procalcitonin é um peptídeo aminoácido 116 que tem um MW aproximado de 14,5 kDa e pertence à superfamília da calcitonina (CT) dos peptídeos. Ele pode ser dividido em 3 seções incluindo o amino terminal da região PCT, calcitonina imatura e calcitonina carboxil-terminus peptide-1 (CCP-1, também chamado de katacalcin) (Figura 1).4 A procalcitonina é codificada pelo gene CALC-1 localizado no cromossomo 11. A clivagem em 1 local da transcrição primária do gene CALC-1 produz pré-PCT, que sofre ainda uma clivagem proteolítica de sua seqüência de sinal para produzir PCT.5,6 Os outros membros da superfamília de peptídeos da TC incluem peptídeo I, II (CGRP-I, CGRP-II), amilina e adrenomedulina relacionados ao gênero calcitonina. O peptídeo I relacionado ao gênero calcitonina também é codificado pelo gene CALC-1 e é gerado pela emenda alternativa da transcrição primária do mRNA do CALC-1. O peptídeo II relacionado ao gênero calcitonina, amilina e adrenomedulina são codificados por outros genes (Tabela 1).

Expressão da calcitonina ocorre de uma forma específica dos tecidos. Na ausência de infecção, a transcrição do gene CALC-1 para PCT no tecido não neuroendócrino é suprimida, exceto nas células C da glândula tireóide onde sua expressão produz PCT, o precursor da TC em indivíduos saudáveis e não infectados.5 A PCT sintetizada passa então por um processamento pós-tradução para produzir pequenos peptídeos e TC madura, que é gerada como resultado da remoção da glicina C-terminal da TC imatura pela peptidilglicina α-amidificação da monooxigenase (PAM).7 A TC madura é armazenada em grânulos de secretária e é secretada no sangue para regular a concentração de cálcio. Na presença de infecção microbiana, os tecidos não neuroendócrinos também expressam o gene CALC-1 para produzir a PCT. Uma infecção microbiana induz um aumento substancial da expressão do gene CALC-1 em todos os tecidos parenquimatosos e tipos celulares diferenciados do corpo que produzem PCT.8 Seus níveis aumentam significativamente nas infecções sistêmicas graves, em comparação com outros parâmetros de infecções microbianas.9 A função da PCT sintetizada nos tecidos não neuroendócrinos sob infecção microbiana é atualmente pouco clara; entretanto, sua detecção tem ajudado no diagnóstico diferencial de processos inflamatórios.

Visão geral da sepse

Sepsis refere-se à resposta sistêmica à infecção por agentes microbianos, como bactérias, fungos e leveduras, onde o paciente tipicamente desenvolve febre, taquicardia, taquipneia e leucocitose. As culturas microbiológicas a partir do sangue ou do local da infecção são frequentemente, embora não invariavelmente, positivas. A sépsis grave está associada à hipoperfusão ou disfunção de pelo menos 1 órgão. Quando a sepse grave é acompanhada por hipotensão ou falência de múltiplos órgãos, a condição é conhecida como choque séptico. Estudos epidemiológicos indicam uma incidência de aproximadamente 750.000 casos de sepse por ano nos Estados Unidos.10 Os sinais e sintomas da sepse são altamente variáveis e são influenciados por muitos fatores, incluindo a virulência e a carga biológica do patógeno, o portal de entrada e a suscetibilidade do hospedeiro. Os locais primários são as infecções do trato respiratório, seguidas pelas infecções geniturinárias e gastrointestinais.11 Recentemente, tem havido um número crescente de relatos de infecções bacterianas de pacientes hospitalizados devido ao aumento das infecções nosocomiais por cateterismo e terapias imunossupressoras, além do aumento das causas de Staphylococcus aureus resistente à meticilina (MRSA).11 Distinguir a inflamação devida a infecções bacterianas, outras infecções microbianas ou rejeição de órgãos é importante no tratamento da reação imune em pacientes hospitalizados. Um problema comum na prática clínica é que os sinais e sintomas das infecções bacterianas e virais se sobrepõem amplamente, especialmente nas infecções do trato respiratório. Ocasionalmente, a incerteza diagnóstica ainda permanece, mesmo após a obtenção da história do paciente, a realização de um exame físico, um exame radiográfico de tórax e exames laboratoriais. Assim, um exame laboratorial com mais especificidade melhoraria significativamente o diagnóstico diferencial clínico nestes casos. Além disso, o diagnóstico diferencial de infecção ajudaria a decidir se o tratamento com antibióticos seria benéfico. Neste sentido, aproximadamente 75% de todas as doses de antibióticos são prescritas para infecções respiratórias agudas com etiologia predominantemente viral.5 O uso excessivo de antibióticos é a principal causa de propagação de bactérias resistentes a antibióticos. Assim, a diminuição do uso de antibióticos é essencial no combate ao aumento de microorganismos resistentes a antibióticos.

Métodos de diagnóstico da sepse

O método tradicional de diagnóstico da sepse inclui cultivar sangue, urina, líquido cefalorraquidiano (LCR), ou amostras de líquido brônquico e geralmente leva de 24 a 48 horas. Infelizmente, os sintomas clínicos manifestam-se frequentemente na ausência de uma cultura positiva. Os sinais clínicos tradicionais de infecção e os testes laboratoriais de rotina para sepse, como a contagem de PCR ou leucócitos, carecem de precisão diagnóstica e são, por vezes, enganadores. Nas infecções graves, a maioria das citocinas pró-inflamatórias clássicas, como a TNF-α, IL-1β ou IL-6, são aumentadas apenas de forma breve ou intermitente, se é que existem. Em vista dos dilemas diagnósticos e terapêuticos acima, um teste mais inequívoco para o diagnóstico diferencial de infecção e sepse é de suma importância.

PCT Medida no Diagnóstico de Infecção Bacteriana

Desde meados dos anos 90, tem havido um uso crescente de medidas de PCT na identificação de infecções bacterianas sistêmicas.3 A curta meia-vida (25-30 horas no plasma) da PCT, aliada à sua ausência virtual em saúde e especificidade para infecções bacterianas, dá-lhe uma clara vantagem sobre os outros marcadores de infecção bacteriana.3,4 Estudos também demonstraram que um aumento nos níveis de PCT é mínimo nas infecções virais, enquanto os níveis aumentam rapidamente após uma única injeção com endotoxina.12,13 Além disso, as elevações na PCT não estão associadas a cepas bacterianas específicas, embora em um estudo de Rowther e colegas tenham sido identificadas e listadas cepas de pacientes sépticos com níveis séricos de PCT >2 ng/mL.14 Recentemente, Jacquot e colegas demonstraram que a medida rápida da PCT poderia ajudar a descartar infecção nosocomial em recém-nascidos internados em unidades de terapia intensiva.15

Em outro estudo, de Jager e colegas investigaram o valor da medida dos níveis de PCT no sangue de pacientes infectados com pneumonia adquirida na comunidade (PAC) causada pela Legionella pneumophila em comparação a outros parâmetros convencionais como contagem de PCR e leucócitos.16 Eles constataram que níveis iniciais elevados de PCT eram indicativos de uma doença mais grave, o que se refletiu em uma maior permanência do paciente na unidade de terapia intensiva (UTI) e/ou morte hospitalar. Além disso, os níveis persistentemente elevados de PCT sempre foram indicativos de um resultado desfavorável. Assim, a determinação dos níveis de PCT forneceu informações valiosas sobre o prognóstico dos pacientes que não puderam ser determinadas a partir de parâmetros inflamatórios convencionais, como PCR e contagem de leucócitos. Além disso, o uso de medidas de PCT para tratar pacientes com antibióticos de forma eficiente demonstrou diminuir a permanência hospitalar dos pacientes. Kristoffersen e colegas relataram que naqueles pacientes com doença pulmonar obstrutiva crônica, uma única determinação sérica da PCT no momento da admissão reduziu o tempo médio de permanência de 7,1 dias para 4,8 dias.17

Medição da PCT

Procalcitonina pode ser medida usando um ensaio quantitativo homogêneo (BRAHMS, Hennigsdorf, Alemanha). O ensaio é baseado na tecnologia de Emissão de Cryptate Amplificado Resolvido no Tempo (TRACE) (Figura 2). Um laser de nitrogênio a 337 nm é dirigido a uma amostra contendo PCT e 2 anticorpos fluorescentes que reconhecem diferentes epitopos do peptídeo PCT. O princípio do ensaio é baseado na transferência de energia não-radiativa entre moléculas “doadoras” e “aceitadoras”. A molécula doadora, após excitação, emite um sinal fluorescente de longa duração na faixa de milésimos de segundo a 620 nm, enquanto que a molécula aceitante, após excitação, emite um sinal de curta duração na faixa de nano-segundos a 665 nm. Quando ambas as moléculas são aproximadas por ligação a PCT, o sinal resultante é amplificado a 665 nm e prolongado para durar alguns micro-segundos. Este prolongamento garante que o sinal pode ser medido após a fluorescência de fundo (comum em amostras biológicas) ter decaído. No ensaio do BRAHMS, a molécula doadora é um anticorpo policlonal ovino Europium Cryptate rotulado de anticorpo ovino policlonal reconhecendo epitopos na região imatura da TC, enquanto que a molécula aceitante é um anticorpo monoclonal rotulado XL665 criado contra a região CCP-1 da PCT.18,19

Amostras adequadas para o ensaio podem ser séricas ou plasmáticas usando EDTA ou heparina como anticoagulantes, mas não citratos, uma vez que se demonstrou que estes subestimam os níveis de PCT.18

Medições de PCT em Outras Doenças

Utilidade da PCT como marcador diagnóstico em outros estados inflamatórios também foi avaliada e revista por Becker e colegas de trabalho.20 Na malária, os níveis de PCT são elevados tanto na malária Plasmodium falciparum grave quanto na não complicada, mas não puderam ser usados para diferenciar os dois tipos e, portanto, foram de uso limitado em seu diagnóstico.21,22 O valor da PCT no diagnóstico da tuberculose pulmonar (PTB) também foi investigado e demonstrou ter pouco valor.19 Baylan e colaboradores constataram que os níveis séricos de PCT eram ligeiramente altos na admissão em pacientes com PTB ativa em comparação com os controles e pacientes em quimioterapia anti-tuberculosa. Apesar desta diferença ser estatisticamente significativa, os níveis de PCT da maioria dos casos com PTB (58,7%) estavam abaixo do nível de corte habitual (0,5 ng/mL).23 Assim, a PCT não foi um indicador confiável no diagnóstico de PTB ativo e não pôde ser substituída por dados microbiológicos, epidemiológicos, clínicos e radiológicos.23 Nyamande e Lalloo, entretanto, descobriram que os níveis de PCT poderiam ser úteis para distinguir a pneumonia adquirida na comunidade (PAC) devido a bactérias comuns, como Mycobacterium tuberculosis (TB) e Pneumocystis jirovecii (PJP), em um ambiente de alta prevalência de HIV onde apresentações atípicas freqüentemente confundiam o diagnóstico clínico empírico.24 Seu estudo mostrou que os níveis de PCT diferem significativamente em pacientes com PAC devido à TB, PJP e bactérias.

As determinações de procalcitonina têm sido de valor considerável na identificação se a inflamação após um transplante de órgão é devida a infecção bacteriana ou rejeição de órgão. Mendonça e colegas demonstraram que, nos receptores de transplante hepático, os níveis de PCT plasmática aumentaram significativamente nos pacientes infectados em comparação com aqueles que tiveram rejeição hepática aguda, nos quais os níveis foram similares aos dos pacientes não complicados.25 Madershahian e colegas de trabalho mostraram que os níveis de PCT após o transplante cardíaco poderiam servir como um marcador útil de prognóstico.26 Os níveis de procalcitonina foram encontrados consistentemente baixos (<10 ng/mL) em pacientes com um curso sem intercorrências após o transplante, mas mais freqüentemente aumentados em pacientes com complicações pós-operatórias e mesmo associados a um aumento da mortalidade no pós-operatório precoce, quando os valores excedem 80 ng/mL. Assim, os níveis de PCT nos primeiros dias após o transplante cardíaco poderiam ajudar a identificar pacientes em risco de complicações, quando as concentrações excedessem a faixa “normal” pós-transplante.26

Pitfalls in PCT Measurement

Existem também relatos na literatura onde as elevações nos níveis de PCT não estavam ligadas a infecções bacterianas. Crise Addisoniana causada por insuficiência adrenal tem sido associada a níveis elevados de PCT.27 Níveis aumentados de PCT, comparáveis ao observado na sepse grave, também foram observados em pacientes transplantados recebendo terapia com anticorpos de células T pan-celulares.28 Mais recentemente, Brodska e colegas relataram elevações marcantes nos níveis de PCT e PCR em pacientes programados para transplante de células-tronco hematopoéticas e recebendo globulina anti-timócitos durante o condicionamento.29

Sumário

Nos últimos 15 anos, o uso de PCT na identificação da origem bacteriana ou não bacteriana da inflamação sistêmica tem ganhado amplo apoio, e é provável que esta tendência continue. Embora a PCT tenha provado ser um marcador interessante de sepse, seu papel fisiológico ainda permanece incerto. Há evidências sugerindo que o uso da PCT na monitoração de pacientes com sepse leva à redução da morbidade e mortalidade destes pacientes. A administração de PCT a hamsters sépticos aumentou sua taxa de mortalidade, enquanto a administração de anticorpos anti-PCT aumentou sua taxa de sobrevivência.30 A quase falta de expressão da PCT no estado saudável e sua expressão em praticamente todos os órgãos durante a sepse alimenta a noção de que ela está intrinsecamente associada à característica “desligamento de órgãos” da sepse grave. Pesquisas adicionais destinadas a elucidar o papel da PCT na sepse ajudariam a entender a patogênese da sepse com o objetivo de desenvolver regimes terapêuticos melhores e mais eficazes.

Os autores gostariam de agradecer a Chris Ciotti, Stephen Barnes e Jim Bromley (BRAHMS USA) por discussões úteis sobre os aspectos técnicos e clínicos do ensaio da PCT.