Năm 1993, trung tâm kiểm soát và phòng chống dịch bệnh Hoa K (Centres for disease control and prevention -CDC),đã đưa ra tiêu chuẩn chẩn đoán VPTM[72], nhưng đến năm 2004, trung tâm đã cải tiến tiêu chuẩn chẩn đoán [71] cho phù hợp hơn, vớitriệu chứng quan trọng nhất là X quang và ít nhất 2 trong các triệu chứng sau đây:
1-Thâm nhiễm X quang phổi mới, tiến triển hoặc kéo dài. 2- Nhiệt độ > 380C hoặc < 35,50
C.
3- Bạch cầu > 10.000/ml hoặc < 3.000/ml.
4- Xét nghiệm đờm > 10 bạch cầu trên 1 vi trường (độ phóng đại 10 lần). 5- Cấy đờm dương tính.
Nghiên cứu áp dụng tiêu chuẩn của CDC so sánh với phương pháp nuôi cấy dịch rửa phế quản trên 292 BN thấy độ nhạy 84% và đặc đặc hiệu là 69% [108]. Tại Việt Nam, Vũ Hải Vinh cũng đã áp dụng tiêu chuẩn của CDC để đánh giá BN VPTM cho thấy ở nhóm sống có cải thiện rõ các dấu hiệu trong tiêu chuẩn và không thay đổi ở nhóm tử vong 23.
1.5.5. Tiêu chuẩn của Hiệp Hội Lồng ngực Hoa Kỳ
Năm 2005 Hiệp hội lồng ngực Hoa k (American Thoracic Society - ATS)thông qua tiêu chuẩn chẩn đoán VPTM [25]:
1- Trên 48 giờ đặt NKQ thở máy.
2- X quang phổi có hình ảnh thâm nhiễm mới, tiến triển hoặc kéo dài. 3- Nhiệt độ ≥ 380
21
4- Dịch phế quản có mủ hoặc màu vàng đặc.
5- Bạch cầu máu ngoại vi > 10 G/L hoặc < 4 G/L .
6- Cấy dịch khí, phế quản có vi khuẩn gây bệnh, cấy máu (+). 7- Điểm CPIS ≥ 6.
Chẩn đoán xác định khi có 2 tiêu chuẩn (1), (2) và ít nhất có 2 trong các tiêu chuẩn (3), (4), (5), (6), (7).
Hiện nay, các nhà lâm sàng khuyến cáo nên thêm các dấu ấn sinh học kết hợp với các tiêu chuẩn lâm sàng để làm tăng thêm giá trị của các tiêu chuẩn và có thể chẩn đoán sớm VPTM, cũng như theo dõi sự tiến triển của quá trình điều trị. Procalcitonin (PCT) và Protein C phản ứng (CRP) là hai dấu ấn sinh học được áp dụng nhiều nhất để thực hiện các mục đích đó.
1.6. VAI TRÕ PROCALCITONIN TRONG VIÊM PHỔI THỞ MÁY 1.6.1. Nguồn gốc của Procalcitonin
Procalcitonin gồm 116 acid aminđược mã hóa bởi gen calc-1thuộc nhiễm sắc thể 11 trong hệ thống gen ở người. Procalcitonin cấu tạo gồm 3 phần: Amino đầu tận cùng là N-ProCT, calcitonin và katacalcin.
Năm 2001 trên tờ “The Journal of Clinical Endocrinology và Metabolism” Beat Müller và các cộng sự [116] đã nghiên cứu và đưa ra một giả thuyết về nguồn gốc của PCT khi nhiễm khuẩn. Theo đó PCT không phải là một hormone, cũng không phải là cytokine mà là một hormokine (nghĩa là vừa giống hormone vừa giống cytokine) và mô hình biến đổi sau khi phiên mã của các tiền tố calcitonin gồm hai hướng:
Theo hướng nội tiết thần kinh truyền thống: Procalcitonin ở người khỏe mạnh được tổng hợp từ các tế bào C của tuyến giáp. Sự xuất hiện của CT- mRNA chỉ xảy ra ở các tế bào nội tiết thần kinh. Quá trình giải phóng calcitonin sau phiên mã chỉ xảy ra ở túi Golgi. Theo hướng này calcitonin có vai trò quan trọng trong điều hòa chuyển hóa canxi và phosphate trong xương.
22
Hình 1.3:Nguồn gốc của Procalcitonin
* Nguồn: Theo Linscheid P. (2003) [97]
Theo hướng viêm và nhiễm khuẩn (khả năng tổng hợp PCT liên quan tới nhiễm khuẩn). Các tác nhân khởi tạo cho sự tổng hợp PCT là các cytokine tiền viêm như IL-1β, TNF-α hoặc những cấu trúc của vách tế bào vi sinh vật như peptidoglycan. Sau khi được khởi tạo bởi nhiễm khuẩn, lượng mRNA của calcitonin đã được phát hiện trong tất cả các mô nghiên cứu. Theo Müllerđầu tiên các bạch cầu đơn nhân gắn kết được kích thích bởi cytokine sẽ giải phóng PCT với lượng thấp (trong vòng 2 giờ). Tuy nhiên đây là giai đoạn tổng hợp rất quan trọng và từ đó nhanh chóng tạo ra một lượng lớn PCT trong tất cả các mô và được phóng thích vào hệ thống tuần hoàn. Vì quá trình tổng hợp xảy ra ở tất cả các mô đặc biệt là mô liên kết (dạng mô phổ biến nhất trong cơ thể người) nên có thể tạo ra một nồng độ rất lớn PCT (tăng gấp 100.000 lần so với nồng độ sinh lí). Quá trình tổng hợp PCT tiếp tục xảy ra khi nào vẫn còn sự kích thích của nhiễm khuẩn.
Các thử nghiệm cũng được tiến hành để giải thích tại sao PCT chỉ được tổng hợp khi nhiễm khuẩn mà không phải do nhiễm virus. Theo đó các tế bào được nuôi cấy trong môi trường hoặc chứa IL-1β, hoặc chứa cả hai loại IL-1β và INF- γ. Kết quả cho thấy, các tế bào chỉ được xử lý với IL-1βvẫn tổng hợp
23
PCT. Ngược lại, tế bào được nuôi cấy với IL-1βvà INF- γ không thấy quá trình tổng hợp PCT. Kết quả này cho thấy INF- γ là tác nhân ức chế quá trình tổng hợp PCT. Các tế bào bị nhiễm virus luôn giải phóng INF- γ, đó chính cơ sở cho việc sử dụng PCT như một công cụ hiệu quả để phân biệt nhiễm khuẩn với nhiễm virus [116].
1.6.2. Ứng dụng của Procalcitonin trên lâm sàng
1.6.2.1. Giá trị của Procalcitonin trong bệnh nhiễm khuẩn
- Giá trị của PCT trong việc phân biệt giữa hai trạng thái viêm do vi khuẩn và không do vi khuẩn: Cho tới nay chưa có dấu ấn sinh học nào thực sự đặc hiệu cho việc phân biệt hai trạng thái này. Dưới đây chúng tôi tổng hợp một số nghiên cứu đã được đề cập đến vấn đề này để thấy rõ hơn vai trò của PCT.
Bảng 1.4: Procalcitonin ở bệnh nhiễm khuẩn và không nhiễm khuẩn
Giá trị PCT (ng/ml)
Bệnh nhiễm khuẩn Bệnh không nhiễm khuẩn
Viêm phúc mạc [103], [143] 10,1(2,6-24,0) Viêm tụy cấp[109] 0,8 (0,4-4,1) Viêm phổi cộng đồng nặng[46] 5,2(0,9-19,9)
Viêm phổi do vi rus[31]
0,63(0,01-4,38)
Viêm phổi kèm theo nhiễm khuẩn huyết [46]
20,5(2,3-90,6)
Hội chứng đáp ứng viêm toàn thân[31]
0,6(0,1-3,4)
Viêm phổi do vi khuẩn xác định khi cấy đờm [114]
10,0(0,6-21)
Sốc tim [38]
1,4 0,8
Nhìn chung ở các bệnh có nhiễm khuẩn và nhiễm khuẩn nặng nồng độ PCT trong máu cao hơn hẳn so với các bệnh không có nhiễm khuẩn. Việc tăng PCT trong bệnh nhiễm khuẩn đã được chứng minh, tuy nhiên vẫn chưa có nghiên cứu nào đưa ra được mức PCT cụ thể để phân biệt rõ ràng.
24
- Biến đổi PCT và các dấu ấn sinh học khác trong bệnh nhiễm khuẩn: Theo dõi mối liên quan giữa sự biến thiên của PCT với các dấu ấn sinh học khác trong bệnh nhiễm khuẩn đã được nhiều tác giả đề cập đến. Trong số đó nghiên cứu của Meisner M.và cs (1999) cho thấy PCT tăng muộn hơn so với các IL-6, IL-10, TNF-, nhưng tăng sớm hơn so với CRP ở bệnh nhiễm khuẩn [146]. Hơn nữa, các interleukin, CRP đều giảm không tương xứng với các triệu chứng lâm sàng, do vậy theo dõi nồng độ PCT có giá trị chẩn đoán nhiễm khuẩn tốt hơn so với cả interleukin cũng như CRP.
Thời gian (giờ)
Hình 1.4: Thay đổi nồng độ Procalcitonin, Protein C phản ứng và các cytokin theo thời gian
*Nguồn: Theo Seligman R. (2006)[146]
- Giá trị của PCT trong việc đánh giá mức độ nặng của tình trạng nhiễm khuẩn: Trước đây, để phân biệt các mức độ này rất khó khăn và thường thông qua các bảng điểm như bảng điểm đánh giá tuần tự suy chức năng các cơ quan (SOFA), bảng điểm đánh giá sinh lý cấp và mạn tính (APACHE II). Vai trò của PCT trong đánh giá độ nặng của tình trạng nhiễm khuẩn qua nghiên cứu của Balci C.và cs đã minh chứng vấn đề này[28].
1 2 6 12 2 4 48 72 Nồng độ tr ong máu PCT IL-6 IL-10 CRP TNF-α PCT CRP IL-6 IL-10 TNF-α
25
Bảng 1.5: Procalcitonin,Protein C phản ứng ở các mức độ viêm[28] Tiêu chuẩn
( X SD)
Đáp ứng viêm
toàn thân Nhiễm khuẩn
Sốc nhiễm khuẩn
PCT (ng/ml) 0,565 3,95 4,60
CRP(mg/dl) 22,5 50 45
APACHE II 18 19 21
*Nguồn: Theo Balci C. (2003) [28]
Theo bảng trên, điểm APACHE II không phân biệt rõ được ba tình trạng không nhiễm khuẩn, nhiễm khuẩn và nhiễm khuẩn nặng. Khác biệt về nồng độ CRP có thể phân biệt được tình trạng nhiễm khuẩn và không nhiễm khuẩn, nhưng lại không thể đánh giá được mức độ nặng của nhiễm khuẩn. Trong khi đó PCT có sự khác biệt rõ rệt ở cả ba tình trạng, từ đó các tác giả rút ra kết luận:PCT có khả năng phân biệt batình trạng trên tốt hơn CRP và điểm APACHE II[28].
Wrodycki W. và cs khi nghiên cứu vai trò của PCT ở các tình trạng nhiễm khuẩn khác nhau cũng nhận thấy sự khác biệt đó[170]. Các tác giả nhận thấy với ngưỡng PCT < 0,5 ng/ml gặp ở BN không nhiễm khuẩn, ngưỡng PCT từ 0,5-2 ng/ml gặp ở những BN nhiễm khuẩn khu trú và nhiễm khuẩn mức độ trung bình, PCT từ 2-10ng/ml nhiễm khuẩn nặng, PCT dao động ở mức 10- 20ng/ml gặp ở BN sốc nhiễm khuẩn hoặc suy đa tạng do nhiễm khuẩn [170].
Như vậy, giá trị của PCT trong việc phân biệt nhiễm khuẩn hay không nhiễm khuẩn, mức độ nặng của nhiễm khuẩn là tốt hơn so với các dấu ấn sinh học khác. Tuy nhiên PCT có ý nghĩa thế nào trong VPTM? Liệu có sự liên quan giữa nồng độ PCT trong dịch phế quản và máu đối với việc chẩn đoán như thế nào?
1.5.1.1. Vai trò của Procalcitonin trong viêm phổi thở máy
- Vai trò của PCT đối với chẩn đoán VPTM.
+ Vai trò của PCT trong dịch phế quản để chẩn đoán VPTM: Hướng đi này không được các tác giả tán đồng. Khi tìm hiểu các nghiên cứu về nồng độ
26
PCT trong dịch phế quản để chẩn đoán VPTM ở các thư viện như PubMed, Cohran, hay Springer, chúng tôi chỉ thấy có một nghiên cứu của FrédéricDuflo tại bệnh việnl'Hôtel-Dieu, Lyon, France[55]. Nghiên cứu này được thực hiện ở 96 BN tại khoa HSTC cho thấy nồng độ PCT trong dịch phế quản không có ý nghĩa trong chẩn đoán VPTM [55]. Do vậy việc lấy PCT từ dịch phế quản không có ý nghĩa trong chẩn đoán VPTM.
+ Vai trò của PCT trong máu đối với chẩn đoán VPTM: Năm 2002 Oppert M. nghiên cứu ở BN sau khi ngừng tim và tái lập lại tuần hoàn có VPTM thấy PCT có độ nhạy là 100%, và độ đặc hiệu 75% [120]. RamirezP. và cs theo dõi nồng độ PCT trong máu để chẩn đoán VPTM thấy độ nhạy là 78% và độ đặc hiệu 97% và khi kết hợp PCT với điểm CPIS>6 làm tăng độ đặc hiệu lên 100% [133]. Tại Trung Quốc, Zhou C.D. và cs cũng cho thấy PCT có ý nghĩa trong chẩn đoán sớm VPTM trong đó độ nhạy là 74,1% và độ đặc hiệu là 80% [176]. Luyt C.E. và cs thấy trong ngày đầu tiên với mức PCT>0,5 ng/ml thì độ nhạy là 72% nhưng độ đặc hiệu chỉ 24% [101]. Duflo F. năm 2002 nghiên cứu trên 96 BN với mức PCT máu >3,9 ng/ml cho độ nhạy = 41%, độ đặc hiệu = 100%, AUC = 0,787 [55]. Pelosi P. và cs một lần nữa khẳng định, PCT là dấu ấn sinh học có vai trò trong chẩn đoán sớm và theo dõi tiên lượng VPTM [125]. Tại Việt Nam, Nguyễn Đức Thành theo dõi PCT trong máu ở BN VPTM chưa đưa ra được chỉ số cụ thể để chẩn đoán VPTM và cho rằng PCT không có vai trò trong chẩn đoán VPTM 17. Như vậy chưa có nhiều nghiên cứu sâu về PCT và cũng chưa gắn trực tiếp nồng độ PCT trong máu với các triệu chứng lâm sàng, chỉ số cận lâm sàng khác hoặc chỉ thấy được vai trò riêng biệt của PCT trong chẩn đoán VPTM.
Biến đổi nồng độ PCT trong nhiễm khuẩn và viêm phổi: Nghiên cứu tổng quan cho thấy PCT>0,5 (ng/ml) được cho là có nhiễm khuẩn phổi [46].
Chẩn đoán
PCT (ng/ml)
Sử dụng
27
Hình 1.5: Sự thay đổi nồng độ Procalcitonin trong các bệnh nhiễm khuẩn
*Nguồn: Theo Christ-Crain M., Müller B. (2005) [46]
Năm 1998 Brunkhorst F.M. và cs khi nghiên cứu BN viêm phổi do
Acinetobacter Baumannii[39] đã thấy được sự biến đổi nồng độ PCT trong máu. PCT tăng cao nhất (2,56 ng/ml) vào thời điểm 12-14 giờ sau nhiễm khuẩn và giảm dần sau 20 giờ và điều quan trọng hơn là nó tăng sớm sau 6 giờ bị nhiễm khuẩn (>0,5 ng/ml).
Hình 1.6: Sự thay đổi nồng độ Procalcitonin ở bệnh nhân viêm phổi do Acinetobacter Baumannii
*Nguồn: Theo Brunkhorst F. M. (1998) [39]
Sốc nhiễm khuẩn Nhiễm khuẩn nặng NK toàn thân Viêm phổi Bình thường
28
Biến đổi nồng độ PCT trong VPTM:VPTM thường là viêm phổi nặng và có mức PCT tăng cao hơn các loại viêm phổi khác, tuy nhiên điều này tùy thuộc theo từng giai đoạn tiến triển của bệnh và thời gian bị bệnh. Thực tế các báo cáo đều cho thấy mức PCT thường cao gấp 20 lần (1,15 ng/ml) so với BN bình thường (0,5 ng/ml) và 3-5 lần so với BN thở máy không có viêm phổi (0,27 ng/ml) [156].
- Vai trò của PCT trong theo dõi và tiên lượng VPTM: Vai trò của PCT trong chẩn đoán VPTM đã có nhiều nghiên cứu cố gắng xác định, tuy nhiên trong các y văn mà chúng tôi thu thập chỉ thấy mộtnghiên cứu đa trung tâm của Bloos F. và cs cho thấy tăng nồng độ PCT trong máu có liên quan đến độ nặng của BN viêm phổi cũng như tăng tỉ lệ tử vong ở BN VPTM [33]. Trong khi đó lại có rất nhiều báo cáo cho thấy PCT có vai trò tiên lượng và theo dõi ở các loại viêm phổi khác. Tính từ năm 2000 đến nay đã có ít nhất 47 nghiên cứu chỉ ra rằng PCT có ý nghĩa trong việc tiên lượng viêm phổi. Năm 2000, Hedlund J. và Hason L.O.[67] đã chứng minh PCT có khả năng xác định độ nặng của viêm phổi cộng đồng và phân biệt viêm phổi do vi khuẩn điển hình hay không để xác định dùng kháng sinh hợp lí. Boussekey N. và cs cũng nghiên cứu ở những BN viêm phổi cộng đồng cho thấy PCT vẫn tiếp tục tăng từ ngày đầu tiên viêm phổi cho đến ngày thứ 3 là dấu hiệu tiên lượng xấu, nhưng nếu đến ngày thứ 3 mà nồng độ PCT nhỏ hơn 0,95 ng/ml ở những BN phải thở máy thì tiên lượng tốt [36]. Muller B. và cs một lần nữa khẳng định PCT có giá trị trong việc tiên lượng độ nặng của viêm phổi cộng đồng [115]. Brunkhorst F.M. và cs khi nghiên cứu biến đổi của PCT, CRP và điểm APACHE II kết luận rằng chỉ có sự thay đổi PCT phù hợp với những biến đổi lâm sàng của viêm phổi [37]. DorgeH. và cs khi nghiên cứu PCT ở những BN có biến chứng ngay sau phẫu thuật tim có tuần hoàn ngoài cơ thể, cho thấy nồng độ PCT có liên quan đến tỉ lệ tử vong và tỉ lệ nhiễm khuẩn, qua đó có thể thấy vai trò của PCT trong tiên lượng và theo dõi BN nhiễm khuẩn nói chung
29
và nhiễm khuẩn phổi nói riêng. Như vậy, PCT đã được đánh giá cao trong việc theo dõi và tiên lượng các BN viêm phổi như xác định tỉ lệ tử vong, độ nặng của bệnh, thành công hay thất bại trong công tác điều trị. Vậy đối với VPTM liệu PCT có vai trò trong theo dõi và tiên lượng BN VPTM không?
Với kiến thức tổng quan đó, chúng tôi tiến hành nghiên cứu biến đổi nồng độ PCT trong máu của BN VPTM kết hợp với bảng điểm đánh giá mức độ nhiễm khuẩn phổi của Schurink C.A.từ đó có thể rút ra được vai trò của PCT trong chẩn đoán và tiên lượng VPTM.
1.5.1.2. Vai trò của Procalcitonin trong định hướng sử dụng kháng sinh
- Theo MarcelH. và cs[103] nghiên cứu ứng dụng của PCT để sử dụng kháng sinh cũng khuyến cáo:
Trường hợp 1: Ngừng kháng sinh nếu: +Nồng độ PCT giảm <0,1 ng/ml và +Tình trạng lâm sàng cải thiện đáng kể Trường hợp 2: Đổi kháng sinh khác nếu: +Nồng độ PCT không giảm và
+Triệu chứng lâm sàng tồn tại hoặc tăng thêm dấu hiệu nhiễm trùng. Trường hợp 3: Tiếp tục kháng sinh đang dùng nếu:
+ Triệu chứng lâm sàng được cải thiện
+ Nồng độ PCT không ứng với trường hợp 1 và 2.
Theo hướng dẫn của hiệp hội nhiễm khuẩn Đức năm 2006 [47]. Trong đó dựa trên các dữ liệu từ hơn 700 thử nghiệm lâm sàng, được đánh giá theo các tiêu chí cho y học bằng chứng, PCT như là một dấu ấn sinh học quan trọng trong việc hướng dẫn sử dụng kháng sinh. Giá trị nồng độ PCT được khuyến cáo sử dụng như sau:
30
Hình 1.7: Hướng dẫn sử dụng kháng sinh theo nồng độ Procalcitonin
* Nguồn: Theo Marcel H.(2009)[103]
1.7. VAI TRÕ PROTEIN C PHẢN ỨNG VỚI VIÊM PHỔI THỞ MÁY 1.7.1. Nguồn gốc và cấu trúc của protein C phản ứng.
Protein C phản ứng (C Reactive Protein-CRP) được phát hiện bởi TillettW. và Francis T.vào năm 1930 trong huyết thanh BN nhiễm phế cầu cấp tính. Làmộtchất phản ứng lại vớicácpolysaccharideCcủaphế cầu[154] nên nó mang tên Protein C phản ứng.Ban đầungười ta nghĩ rằngCRPcó thể là