Useful For
Diagnosis of bacteremia and septicemia in adults and children (including neonates)
Diagnosis of renal involvement in urinary tract infection in children
Diagnosis of bacterial infection in neutropenic patients
Diagnosis, risk stratification, and monitoring of septic shock
Diagnosis of systemic secondary infection post-surgery, and in severe trauma, burns, and multiorgan failure
Differential diagnosis of bacterial versus viral meningitis
Differential diagnosis of community-acquired bacterial versus viral pneumonia
Monitoring of therapeutic response to antibacterial therapy
Clinical Information
Procalcitonin (ProCT) is a 116-amino acid precursor of calcitonin (CT). ProCT is processed to an N-terminal 57 amino acid peptide (CT [32-amino acids] and a 21-amino acid C-terminal peptide, catacalcin [CCP-1]). Expression of this group of peptides is normally limited to thyroid C cells and, to a small extent, other neuroendocrine cells. CT is the only hormonally active of these peptides. CT is secreted by C cells in response to hypercalcemia and inhibits bone resorption by osteoclasts, minimizing oscillations in serum calcium and calcium loss.
During severe systemic inflammation, in particular related to bacterial infection, the tissue-specific control of CT-related peptides expression breaks down and ProCT and CCP-1 (referred collectively to as ProCT) are secreted in large quantities by many tissues. CT levels do not change.
Noninfectious inflammatory stimuli need to be extremely severe to result in ProCT elevations, making it a more specific marker for severe infections than most other inflammatory markers (cytokines, interleukins, and acute-phase reactants). ProCT elevations are also more sustained than those of most other markers and occur in neutropenic patients. This reduces the risk of false-negative results.
ProCT becomes detectable within 2 to 4 hours after a triggering event and peaks by 12 to 24 hours. ProCT secretion parallels closely the severity of the inflammatory insult, with higher levels associated with more severe disease and declining levels with resolution of illness. In the absence of an ongoing stimulus, ProCT is eliminated with a half-life of 24 to 35 hours, making it suitable for serial monitoring. Finally, the dependence of sustained ProCT elevations on ongoing inflammatory stimuli allows identification of secondary septic events in conditions that can result in noninfectious ProCT elevations, such as cardiac surgery, severe trauma, severe burns, and multiorgan failure. ProCT levels should fall at a predictable pace in the absence of secondary infection.
Reference Values
Adults and children > or =72 hours: < or =0.15 ng/mL
Children < 72 hours: <2.0 ng/mL at birth, rises to < or =20 ng/mL at 18-30 hours of age, then falls to < or =0.15 ng/mL by 72 hours of age
Interpretation
General considerations:
-In children older than 72 hours and in adults, levels below 0.15 ng/mL make a diagnosis of significant bacterial infection unlikely.
-Procalcitonin (ProCT) between 0.15 and 2.0 ng/mL do not exclude an infection, because localized infections (without systemic signs) may be associated with such low levels.
-Levels above 2.0 ng/mL are highly suggestive of systemic bacterial infection/sepsis or severe localized bacterial infection, such as severe pneumonia, meningitis, or peritonitis. They can also occur after severe noninfectious inflammatory stimuli such as major burns, severe trauma, acute multiorgan failure, or major abdominal or cardiothoracic surgery. In cases of noninfectious elevations, ProCT levels should begin to fall after 24 to 48 hours.
-Autoimmune diseases, chronic inflammatory processes, viral infections, and mild localized bacterial infections rarely lead to elevations of ProCT of more than 0.5 ng/mL.
Specific diagnostic applications, based on the current consensus in the literature:
-Diagnosis of bacteremia in neonates: After birth ProCT values increase from birth to reach peak values at about 24 hours of life and the decrease gradually by 48 hours of life. Therefore, during the first 72 hours of life different reference ranges will apply to newborn infants at different hours of age. ProCT levels on newborns suffering from early sepsis are significantly higher than those of noninfected newborns when reference ranges by hours of age are used.(1,2) Adult levels should apply at 72 hours or more after birth.
-Diagnosis of renal involvement in pediatric urinary tract infections: In children with urinary tract infections, a ProCT level above 0.5 ng/mL has a 70% to 90% sensitivity and an 80% to 90% specificity for renal involvement.
-ProCT responses in neutropenic patients are similar to patients with normal neutrophil counts and function, and the cutoffs discussed under general considerations above should be used.
In the appropriate clinical setting, ProCT levels above 2.0 ng/mL on the first day of admission to the intensive care unit (ICU) represent a high risk for progression to severe sepsis and/or septic shock. ProCT levels below 0.5 ng/mL on the first day of ICU admission represent a low risk for progression to severe sepsis and/or septic shock. Reported sensitivity and specificity for the diagnosis of sepsis range from 60% to 100%, depending on underlying and coexisting diseases and the patient populations studied. The higher the ProCT level the worse the prognosis.
A ProCT level below 0.5 ng/mL makes bacterial meningitis very unlikely. Most patients with bacterial meningitis will have ProCT levels of more than 10 times this level.
With successful antibiotic therapy, ProCT levels should fall with a half-life to 24 to 35 hours.
Cautions
Severe trauma, major burns, multiorgan failure, or major surgery can cause procalcitonin (ProCT) elevations in the absence of sepsis. After removal of the noxious stimulus, ProCT should start to fall.
Patients with untreated end-stage renal failure may have ProCT levels greater than 0.15 ng/mL in the absence of infection or severe inflammation. Within 3 hemodialysis treatments this should fall to the normal reference range. End-stage renal failure patients on stable hemodialysis or peritoneal dialysis treatments have ProCT levels similar to healthy adults with normal renal function.
Patients with medullary thyroid carcinoma or, very rarely, islet cell tumors may have significant elevations in ProCT in the absence of sepsis. In certain cases, these levels may exceed 10,000 ng/mL.
Some infants and children may have ProCT levels from 0.15 ng/mL to 0.50 ng/mL for unknown reasons.
As with all immunometric assays, there is a low, but definite possibility of false-positive results in patients with heterophile antibodies. Test results that do not fit the clinical picture should therefore be discussed with the laboratory.
A hook effect can occur at ProCT concentrations above 2,500 ng/mL (extremely rare), resulting in a lower measured ProCT concentration than is actually contained in the specimen. This may complicate the interpretation of serial ProCT measurements in rare patients with extremely high ProCT levels. If there is clinical suspicion of this occurring, then retesting after specimen dilution should be requested.
Note: A “high-dose hook” effect was observed at Mayo Clinic in a patient specimen with a ProCT concentration of 10,270 ng/mL (calcitonin 313,600 pg/mL). This specimen appeared to have a ProCT value of only 2.8 ng/mL when measured without dilution.
Utile per
Diagnosi di batteriemia e setticemia negli adulti e nei bambini (inclusi i neonati)
Diagnosi di coinvolgimento renale all’infezione delle vie urinarie nei bambini
Diagnosi di infezione batterica in pazienti neutropenici
Diagnosi, stratificazione del rischio e monitoraggio dello shock settico
Diagnosi di infezioni sistemiche secondarie post-operatorie e in caso di traumi gravi, ustioni e insufficienza multiorgano
Diagnosi differenziale della meningite batterica rispetto a quella virale
Diagnosi differenziale della polmonite batterica community-acquired vs la polmonite virale
Monitoraggio della risposta terapeutica alla terapia antibatterica
Informazioni cliniche
La procalcitonina (ProCT) è un precursore 116-amminoacido della calcitonina (CT). La ProCT è trattata con un peptide amminoacido N-terminale 57 (CT [32-aminoacidi] e un peptide C-terminale 21-amminoacido, catacalcina [CCP-1]). L’espressione di questo gruppo di peptidi è normalmente limitata alle cellule C della tiroide e, in piccola misura, ad altre cellule neuroendocrine. La TAC è l’unico peptide ormonalmente attivo tra questi. La TC è secreta dalle cellule C in risposta all’ipercalcemia e inibisce il riassorbimento osseo da parte degli osteoclasti, riducendo al minimo le oscillazioni del calcio nel siero e la perdita di calcio.
Durante l’infiammazione sistemica grave, in particolare in relazione all’infezione batterica, il controllo tissutale specifico dell’espressione dei peptidi legati alla TC si rompe e ProCT e CCP-1 (collettivamente denominati ProCT) sono secreti in grandi quantità da molti tessuti. I livelli di CT non cambiano.
Gli stimoli infiammatori non infettivi devono essere estremamente gravi per provocare aumenti di ProCT, il che lo rende un marcatore più specifico per le infezioni gravi rispetto alla maggior parte degli altri marcatori infiammatori (citochine, interleuchine e reagenti in fase acuta). Gli aumenti di ProCT sono anche più sostenuti rispetto a quelli della maggior parte degli altri marcatori e si verificano nei pazienti neutropenici. Ciò riduce il rischio di risultati falsi negativi.
Il ProCT diventa rilevabile entro 2-4 ore dopo un evento scatenante e raggiunge picchi da 12 a 24 ore. La secrezione di ProCT è strettamente parallela alla gravità dell’insulto infiammatorio, con livelli più alti associati a malattie più gravi e livelli che diminuiscono con la risoluzione della malattia. In assenza di uno stimolo continuo, il ProCT viene eliminato con un tempo di dimezzamento da 24 a 35 ore, il che lo rende adatto al monitoraggio seriale. Infine, la dipendenza degli aumenti sostenuti di ProCT da stimoli infiammatori in corso permette di identificare eventi settici secondari in condizioni che possono portare ad aumenti non infettivi di ProCT, come la chirurgia cardiaca, traumi gravi, gravi ustioni e insufficienza multiorgano. I livelli di ProCT dovrebbero scendere ad un ritmo prevedibile in assenza di infezione secondaria.
Valori di riferimento
Adulti e bambini > o =72 ore: < o =0,15 ng/mL
Bambini < 72 ore: <2,0 ng/mL alla nascita, sale a < o =20 ng/mL a 18-30 ore di età, poi scende a < o =0,15 ng/mL a 72 ore di età
Interpretazione
Considerazioni generali:
-Nei bambini di età superiore alle 72 ore e negli adulti, livelli inferiori a 0,15 ng/ml rendono improbabile una diagnosi di infezione batterica significativa.
-Procalcitonina (ProCT) tra 0,15 e 2,0 ng/mL non esclude un’infezione, perché le infezioni localizzate (senza segni sistemici) possono essere associate a livelli così bassi.
-Livelli superiori a 2,0 ng/mL sono altamente indicativi di infezioni batteriche sistemiche/sepsi o di gravi infezioni batteriche localizzate, come polmonite grave, meningite o peritonite. Possono anche verificarsi dopo gravi stimoli infiammatori non infettivi come ustioni gravi, traumi gravi, insufficienza multiorgano acuta o interventi chirurgici addominali o cardiotoracici importanti. In caso di aumenti non infettivi, i livelli di ProCT dovrebbero iniziare a scendere dopo 24-48 ore.
-Malattie autoimmuni, processi infiammatori cronici, infezioni virali e lievi infezioni batteriche localizzate raramente portano ad aumenti di ProCT superiori a 0,5 ng/mL.
Applicazioni diagnostiche specifiche, sulla base dell’attuale consenso della letteratura:
-diagnosi della batteriemia nei neonati: Dopo la nascita i valori di ProCT aumentano fino a raggiungere i valori di picco a circa 24 ore di vita e una diminuzione graduale fino a 48 ore di vita. Pertanto, durante le prime 72 ore di vita si applicheranno diversi intervalli di riferimento ai neonati a diverse ore di vita. I livelli di ProCT in neonati che soffrono di sepsi precoce sono significativamente più alti di quelli dei neonati non infetti quando si utilizzano intervalli di riferimento per ore di età.(1,2) I livelli degli adulti dovrebbero applicarsi a 72 ore o più dopo la nascita.
-Diagnosi del coinvolgimento renale nelle infezioni delle vie urinarie pediatriche: Nei bambini con infezioni delle vie urinarie, un livello di ProCT superiore a 0,5 ng/mL ha una sensibilità del 70-90% e una specificità dell’80-90% per l’interessamento renale.
-Le risposte del ProCT nei pazienti neutropenici sono simili a quelle dei pazienti con conteggio e funzione neutrofila normale, e si dovrebbero usare i cutoff discussi nelle considerazioni generali di cui sopra.
Nel contesto clinico appropriato, livelli di ProCT superiori a 2,0 ng/mL nel primo giorno di ricovero in terapia intensiva (ICU) rappresentano un alto rischio di progressione verso una grave sepsi e/o shock settico. Livelli di ProCT inferiori a 0,5 ng/mL nel primo giorno di ricovero in terapia intensiva rappresentano un basso rischio di progressione verso una grave sepsi e/o shock settico. La sensibilità e la specificità riportate per la diagnosi di sepsi variano dal 60% al 100%, a seconda delle malattie sottostanti e coesistenti e delle popolazioni di pazienti studiate. Più alto è il livello di ProCT, peggiore è la prognosi.
Un livello di ProCT inferiore a 0,5 ng/mL rende molto improbabile la meningite batterica. La maggior parte dei pazienti con meningite batterica avrà livelli di ProCT superiori a 10 volte questo livello.
Con una terapia antibiotica di successo, i livelli di ProCT dovrebbero scendere con un tempo di dimezzamento a 24-35 ore.
Avvertenze
Traumi gravi, ustioni gravi, insufficienza multiorgano o interventi chirurgici importanti possono causare aumenti di procalcitonina (ProCT) in assenza di sepsi. Dopo la rimozione dello stimolo nocivo, la ProCT dovrebbe iniziare a diminuire.
I pazienti con insufficienza renale allo stadio finale non trattata possono avere livelli di ProCT superiori a 0,15 ng/mL in assenza di infezione o di grave infiammazione. Entro 3 trattamenti di emodialisi questo dovrebbe scendere al normale range di riferimento. I pazienti con insufficienza renale allo stadio finale in emodialisi stabile o trattamenti di dialisi peritoneale hanno livelli di ProCT simili a quelli degli adulti sani con funzione renale normale.
I pazienti con carcinoma della tiroide midollare o, molto raramente, tumori delle cellule pancreatiche, possono avere aumenti significative nel ProCT in assenza di sepsi. In alcuni casi, questi livelli possono superare i 10.000 ng/mL.
Alcuni neonati e bambini possono avere livelli di ProCT da 0,15 ng/mL a 0,50 ng/mL per ragioni sconosciute.
Come per tutti i test immunometrici, c’è una bassa ma definita possibilità di ottenere risultati falsi positivi in pazienti con anticorpi eterofili. I risultati dei test che non si adattano al quadro clinico devono quindi essere discussi con il laboratorio.
Un effetto gancio/hook può verificarsi con concentrazioni di ProCT superiori a 2.500 ng/mL (estremamente raro), con il risultato di una concentrazione di ProCT misurata inferiore a quella effettivamente contenuta nel campione. Questo può complicare l’interpretazione delle misurazioni ProCT seriali in pazienti rari con livelli di ProCT estremamente elevati. Se vi è il sospetto clinico che ciò si verifichi, si dovrebbe richiedere una nuova prova dopo la diluizione del campione.
Nota: un effetto “gancio ad alto dosaggio” è stato osservato alla Mayo Clinic in un campione di paziente con una concentrazione di ProCT di 10.270 ng/mL (calcitonina 313.600 pg/mL). Questo campione sembrava avere un valore di ProCT di soli 2,8 ng/mL se misurato senza diluizione.
