Procalcitonin là gì? Các nghiên cứu khoa học liên quan

Định nghĩa Procalcitonin

Procalcitonin (PCT) là tiền chất của hormone calcitonin, được biểu hiện từ gen CALC-1 và tổng hợp chủ yếu tại tế bào C tuyến giáp trong điều kiện sinh lý bình thường. Trong tình trạng viêm nhiễm do vi khuẩn nặng hoặc nhiễm trùng huyết, PCT được sản xuất theo con đường ngoại tiết bởi nhiều loại tế bào khác nhau (bạch cầu, tế bào nội mô, tế bào biểu mô), dẫn đến nồng độ PCT huyết thanh tăng đáng kể.

Nồng độ PCT trong huyết thanh thường được đo bằng các phương pháp miễn dịch phát quang hoặc điện hóa hiện đại, cho kết quả nhanh trong 2–3 giờ với ngưỡng phát hiện thấp đến 0.02 ng/mL. Đặc tính sinh học khiến PCT trở thành chỉ điểm sinh học nhạy và đặc hiệu hơn so với các marker viêm truyền thống như CRP hay WBC Thermo Fisher Scientific.

Ở người khỏe mạnh, PCT huyết thanh <0.05 ng/mL và duy trì ổn định; khi có kích thích viêm từ vi khuẩn, PCT tăng nhanh, thường đạt đỉnh sau 12–24 giờ và giảm trở lại khi ổn định nhiễm trùng. Đặc điểm động học này giúp PCT không chỉ hỗ trợ chẩn đoán mà còn theo dõi hiệu quả điều trị kháng sinh.

Cấu trúc và quá trình sinh tổng hợp

Procalcitonin là peptide gồm 116 amino acid, có trọng lượng phân tử xấp xỉ 13 kDa. Vùng N-đầu (residues 1–57) đại diện cho vùng tiền chất “pro” và vùng C-đầu (residues 60–116) tương ứng với calcitonin cùng một đoạn peptide N-terminal dư.

Quá trình sinh tổng hợp diễn ra qua ba bước chính:

1. Dịch mã trên ribosome từ mRNA CALC-1 → pre-procalcitonin (141 aa, bao gồm signal peptide 25 aa).
2. Loại bỏ signal peptide qua protease trong lưới nội chất → procalcitonin 116 aa.
3. Cắt tách proteolytic bởi prohormone convertase tại Golgi để giải phóng calcitonin (32 aa) và peptide N-terminal dư (84 aa).

Ký hiệu quá trình cắt tách theo chuẩn KaTeX:

$pre\text{-}PCT_{141} \xrightarrow[\text{signal peptidase}]{\text{ER}} PCT_{116} \xrightarrow[\text{prohormone convertase}]{\text{Golgi}} Calcitonin_{32} + N\text{-}terminal_{84}$

Cơ chế điều hòa biểu hiện

Trong trường hợp nhiễm khuẩn nặng, các cytokine trung gian viêm IL-1β, IL-6 và TNF-α kích hoạt con đường tín hiệu NF-κB, dẫn đến tăng phiên mã gen CALC-1 ở tế bào biểu mô phổi, gan và ruột. Sự điều hòa này diễn ra độc lập với cơ chế điều hòa calcitonin truyền thống ở tuyến giáp.

Khác với calcitonin, procalcitonin ngoại tiết không bị ức chế bởi glucocorticoid hoặc sự hồi phục âm tính của dịch viêm, khiến PCT trở thành marker viêm đặc hiệu với nhiễm khuẩn do vi khuẩn hơn. Kết quả là PCT duy trì nồng độ cao dù các chỉ điểm viêm khác có thể đã trở về bình thường.

Yếu tố ảnh hưởng đến biểu hiện PCT:

• Tác nhân vi khuẩn gram-âm và gram-dương tăng PCT mạnh hơn so với virus, nấm hoặc ký sinh trùng.
• Chấn thương mô, phẫu thuật lớn, bỏng nặng có thể làm PCT tăng giả nhưng thường mức độ thấp và ngắn ngày.
• Suy chức năng đa tạng (gan, thận) có thể làm chậm thanh thải PCT, kéo dài nồng độ huyết thanh.

Ý nghĩa lâm sàng

Procalcitonin được ứng dụng rộng rãi trong phân biệt nhiễm khuẩn do vi khuẩn với nhiễm virus hoặc viêm không do nhiễm khuẩn, hỗ trợ quyết định khởi đầu, điều chỉnh hoặc ngừng kháng sinh. Nhiều hướng dẫn quốc tế khuyến cáo dùng ngưỡng PCT để tối ưu hóa liệu trình kháng sinh, giảm kháng thuốc và chi phí điều trị Cochrane Review.

Sơ đồ động học PCT trong nhiễm trùng nặng:

Thời gian sau khởi phát (giờ)	Nồng độ PCT trung bình (ng/mL)
0–6	0.05–0.1
6–12	0.1–0.5
12–24	0.5–2.0 (đỉnh)
>24	giảm dần nếu điều trị hiệu quả

Theo dõi PCT mỗi 24–48 giờ, giảm ≥80 % so với đỉnh được coi là dấu hiệu cải thiện lâm sàng, cho phép rút ngắn hoặc ngừng kháng sinh an toàn. Ứng dụng này giúp giảm thời gian điều trị trung bình 2–3 ngày và giảm biến cố bất lợi liên quan kháng sinh Lancet Infect Dis.

Sử dụng trong chẩn đoán và theo dõi

Xét nghiệm Procalcitonin (PCT) huyết thanh được chỉ định cho các bệnh nhân nghi ngờ nhiễm khuẩn huyết, viêm phổi nặng hoặc choáng nhiễm khuẩn. Mẫu máu tĩnh mạch được lấy và phân tích bằng phương pháp miễn dịch phát quang tự động, cho kết quả trong vòng 2–4 giờ. Kết quả PCT thường được kết hợp với đánh giá lâm sàng và các xét nghiệm khác (cấy máu, CRP, WBC) để đưa ra chẩn đoán chính xác và quyết định điều trị kháng sinh.

Theo hướng dẫn quốc tế, ngưỡng PCT ≥0.5 ng/mL ở bệnh nhân hô hấp hoặc ≥2.0 ng/mL ở bệnh nhân nghi ngờ sốc nhiễm khuẩn gợi ý cần khởi đầu kháng sinh ngay. Việc đo lặp lại PCT sau 24–48 giờ giúp theo dõi đáp ứng điều trị; khi PCT giảm ≥80 % so với giá trị đỉnh hoặc về <0.5 ng/mL, có thể cân nhắc giảm liều hoặc ngừng kháng sinh Schuetz et al., 2017.

Giá trị tham chiếu và cách giải thích

PCT huyết thanh có dải giá trị tham chiếu phân biệt mức độ viêm và nguy cơ nhiễm khuẩn, hỗ trợ quyết định lâm sàng:

PCT (ng/mL)	Không gian lâm sàng	Khuyến nghị
<0.1	Không nhiễm khuẩn hoặc viêm nhẹ	Không dùng kháng sinh
0.1–0.25	Ít có khả năng nhiễm khuẩn	Theo dõi lâm sàng
0.25–0.5	Nhiễm khuẩn có thể có	Cân nhắc khởi đầu kháng sinh
>0.5	Nhiễm khuẩn hệ thống	Khởi đầu kháng sinh
>2.0	Sốc nhiễm khuẩn hoặc nhiễm khuẩn nặng	Kháng sinh mạnh, theo dõi ICU

Cần lưu ý rằng PCT chỉ là một công cụ hỗ trợ, không thể thay thế hoàn toàn đánh giá triệu chứng lâm sàng. Nồng độ PCT có thể khác nhau tùy phương pháp xét nghiệm và hãng sản xuất; nên tham chiếu giá trị cắt do phòng xét nghiệm cung cấp.

So sánh với các chỉ điểm viêm khác

C–reactive protein (CRP) là marker viêm thường dùng, nhưng tăng chậm (12–24 giờ) và giảm chậm sau điều trị. Ngược lại, PCT tăng nhanh trong 2–6 giờ và giảm nhanh nếu nguyên nhân viêm đã được kiểm soát. White blood cell count (WBC) có thể biến động mạnh do nhiều nguyên nhân không nhiễm khuẩn.

• PCT vs CRP: PCT đặc hiệu nhiễm khuẩn hơn, ít tăng ở viêm do virus hoặc tự miễn.
• PCT vs IL-6: IL-6 tăng rất cao trong hội chứng giải phóng cytokine, không phân biệt rõ nhiễm khuẩn.
• PCT vs Ferritin: Ferritin phản ánh dự trữ sắt và viêm mạn, không nhạy với nhiễm khuẩn cấp.

Việc kết hợp PCT với CRP và WBC giúp tăng độ chính xác chẩn đoán, đặc biệt khi các chỉ điểm đơn lẻ chưa rõ ràng hoặc ở bệnh nhân đa bệnh lý.

Hạn chế và lưu ý

PCT không phải là marker tuyệt đối cho nhiễm khuẩn do vi khuẩn. Một số tình trạng có thể làm PCT tăng giả như chấn thương đa cơ quan, phẫu thuật lớn, bỏng, nhồi máu cơ tim hoặc giai đoạn sớm của viêm tụy cấp. Ở bệnh nhân suy thận mạn, PCT thanh thải chậm, nồng độ có thể cao kéo dài Simon et al., 2004.

Chi phí xét nghiệm PCT cao hơn CRP và WBC, do đó nên chỉ định hợp lý, ưu tiên cho nhóm bệnh nhân nặng hoặc nghi ngờ sốc nhiễm khuẩn. Phải kết hợp với lâm sàng, cấy vi sinh và hình ảnh học (X-quang, siêu âm) để chẩn đoán và quyết định điều trị toàn diện.

Hướng nghiên cứu và ứng dụng tương lai

Nghiên cứu hiện nay tập trung vào sử dụng PCT để cá thể hóa liệu trình kháng sinh, kết hợp với các công cụ AI dự đoán diễn tiến bệnh và đề xuất dừng thuốc tự động. Các thử nghiệm lâm sàng đa trung tâm đang đánh giá hiệu quả thuật toán điều trị dựa trên PCT, hy vọng giảm thiểu kháng kháng sinh và biến cố bất lợi de Jong et al., 2016.

Xét nghiệm điểm chăm sóc (point-of-care testing, POCT) PCT trên máy cầm tay đang được phát triển, kỳ vọng cung cấp kết quả trong 15–30 phút tại giường bệnh. Đây là bước tiến quan trọng giúp tăng tốc độ ra quyết định lâm sàng, đặc biệt ở cơ sở y tế vùng sâu, vùng xa.

Tài liệu tham khảo

1. Schuetz P., et al. (2017). Procalcitonin to initiate or discontinue antibiotics in acute respiratory tract infections. Cochrane Database Syst Rev. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28091192
2. Simon L., et al. (2004). Serum procalcitonin and C‐reactive protein levels as markers of bacterial infection: a systematic review and meta‐analysis. Clin Infect Dis. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15227699
3. Meisner M. (2014). Procalcitonin—biochemistry and clinical diagnosis. Principles and Practice of Immunoassay. Elsevier.
4. BRAHMS PCT Assay Information. Thermo Fisher Scientific. https://www.thermofisher.com/order/catalog/product/MUO-0150
5. de Jong E., et al. (2016). Efficacy and safety of procalcitonin guidance in reducing the duration of antimicrobial therapy in septic patients: a randomised, controlled, multicentre study. Lancet Infect Dis. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26940763