Diagnostika septických stavů Vybrané parametry

Transkript

1 Diagnostika septických stavů Vybrané parametry MUDr. Olga BálkovB lková Roche s.r.o., Diagnostics Division

2 pankreatitida infekce sepse SIRS popáleniny trauma jiné Zdroj: Maruna P., kurz IPVZ 2008 CARS = kompenzační protizánětlivá odpověď

3 Diagnostická kritéria Dva nebo více v z následujn sledujících ch projevů: Tělesná teplota >38 C nebo <36 C Tepová frekvence >90 úderů/min. Dechová frekvence >20 dechů/min. nebo pco 2 <4,3 kpa (32 Torr) Leu >12 000/mm 3 nebo více než 10 % nezralých forem (tyčky) Leu <4000/mm 3 INFEKCE SEPSE TĚŽKÁSEPSE

4 Těžká sepse Sepse + alespoň 1 příznak: p Alterace vědomí STK <90 mmhg SaO 2 <90 % Diuréza během 2 hod. <0,5 ml/kg/hod. S-kreat >176,8 μmol/l Bilirubin >34,2 mmol/l Trombo < S-laktát (art.) >2 mmol/l INFEKCE SEPSE TĚŽKÁ SEPSE SEPTICKÝ ŠOK MODS SMRT

5 Incidence sepse (USA) No/ obyv. 2,5x Zdroj: N Engl J Med 2003,348,116:

6 Údaje z USA (2003) Nemoc Počet zemřelých elých Těžká sepse Srdeční mrtvice Rakovina plic Rakovina tlustého střeva/konečníku Rakovina prsu

7 Mortalita (USA, 2000) Zdroj:

8 Zdroje sepse na JIP (EU, 2002) Zdroj:

9 Mikrobiologie sepse (USA)

10 Pilíře e diagnostického procesu Systémov mová reakce organismu: hypotenze, po 2, laktát narušení homeostázy a funkce orgánů neuro-endokrinní aktivace APP, cytokiny, PCT Ložisko infekce: anamnéza fyzikální vyšetření SONO, CT, MRI PCR mikrobil. testy, FISH, Lokáln lní reakce organismu: reakce vaskularizovaných tkání v místě průniku infekce Upraveno dle: Kula R.,

11 Laboratorní ukazatele zánětu/sepsez Proteiny akutní fáze Cytokiny Prokalcitonin FW, Leu, ionty, ABR, laktát, ukazatele funkce ledvin a jater, glykémie, kardiální markery, koagulace, SeptiFast Upraveno dle: Maruna P., kurz IPVZ 2008

12 Požadavky na laboratorní stanovení Krevní odběry Hemokultura: odběry vícekrát denně z různých míst (centrální žilní katetry, močové katetry, drény z ran) Stěry z ran, punkce kloubů, likvor, Vysoká senzitivita a specifičnost Možnost statimového stanovení Cenová dostupnost Interpretace výsledků Zdroj: Maruna P., kurz IPVZ 2008

13 Požadavky kliniků Rychlá detekce a identifikace patogenů způsobujících sepsi Rychlé výsledky Výsledky do několika hodin Jednoznačné výsledky Jasná diagnostická informace, určující použití vhodných antibiotik Citlivost Zvýšit výskyt pozitivních výsledků i přes již zahájenou terapii antibiotiky

14 Použit ití SeptiFast In vitro test založený na amplifikaci DNA a identifikaci bakterií a kvasinek/plísní obsažených v lidské krvi (K-EDTA) za použití přístroje LightCycler Instrument 2.0 Použití a hodnocení testu v kontextu klinického obrazu, výsledků dalších standardních mikrobiologických metod a/nebo dalších laboratorních markerů LightCycler Instrument 2.0

15 Detekované organismy Detekce 25 nejdůležitějších septických patogenů Původci >90 % systémových krevních infekcí Gram (-) Escherichia coli Klebsiella (pneumoniae, ( oxytoca), Serratia marcescens Enterobacter (cloacae, aerog.) Proteus mirabilis Pseudomonas aeruginosa Acinetobacter baumanii Stenotrophomonas maltophilia Gram (+) Staphylococcus aureus Koaguláza neg. Stafylokoky Streptococcus pneumoniae Streptococcus spp. Enterococcus faecium Enterococcus faecalis Fungi Candida albicans Candida tropicalis Candida parapsilosis Candida crusei Candida glabrata Aspergillus fumigatus MRSA (meca) Zdroj: Kollef M, et al., Chest 1999, 1158: Harbarth S, et al., Am J Med. 2003, 115:

16 Pracovní postup MagNA Lyser Beads & Extrakční Kit, SeptiFast Kit (1) (2) (3) (4) (5) (6) 1,5 ml plné krve mechanická lýza manuální extrakce DNA pipetování PCR analýza křivek tání automatické určení patogenů Výsledek MagNA Lyser 3.0 Instrument LightCycler 2.0 Instrument Identifikační software 05 ~60 ~20 ~135 ~ Total ~ 4,5 hod.

17 Časové srovnání den 1 den 2 den 3 den 4 Testy rezistence 2-33 dnyd Hemokultura Gram Species Rezistence Testy rezistence 4,5h PCR Gram, species, rezistence (MRSA) PCR

18 nová dimenze stupně čistoty Nezbytné pro vysoce citlivé PCR DNA z okolního prostředí a reagencií falešně pozitivní výsledky = nová kvalita speciálně připravovaných reagencií produkty jsou určeny pro vysoce citlivou detekci bakteriální a fungální DNA. Patentovaný výrobní proces byl vyvinut pro eliminaci DNA nečistot/příměsí, které mohou interferovat s vysoce citlivou PCR technikou. Speciálně čištěné místnosti, filtrace vzduchu, několikastupňový dekontaminační proces, kontrola přístupu personálu, validační procesy

19 Cytokiny V současnosti známo cca 130 cytokinů Předpoklad: existence 300 cytokinů Komunikace mezi buňkami zánětlivé odpovědi je zajištěna: - kontaktem buněk přes povrchové membránové receptory - solubilními mediátory (především cytokiny) Interleukiny (IL-1/30) Chemokiny (14) Interferony INFORMAČNÍ MOLEKULY 13 cytokinů dnes v léčebnl ebné praxi Zdroj: Maruna P., kurz IPVZ 2008

20 Cytokiny Proteiny (především glykoproteiny o nízké molekulové hmotnosti), uvolňované zánětlivými buňkami (leukocyty, monocyty/makrofágy a endotelem) do okolního prostředí. Prostřednictvím specifických receptorů ovlivňují cílové buňky (leukocyty, endotel i nejrůznější další typy buněk). Přestože řada cytokinů plní v organismu prakticky totožné funkce, působí přes své specifické receptory. Cytokiny nereagují izolovaně (cytokinová síť). Dominující autokrinní a parakrinní aktivita. V časných fázích zánětu mohou působit i systémově, tj. endokrinní cestou, a iniciovat SIRS. Plazmatické hladiny neodráží přímo produkci cytokinu. Zdroj: Maruna P., Proteiny akutní fáze, Maxdorf, 2004

21 Není přímý vztah mezi produkcí cytokinu a plazmatickými hladinami Zdroj: Maruna P., kurz IPVZ 2008

22 (proti)zánětlivé mediátory Cytokiny Solubilní receptory Hematopoetické faktory Mezenchymální růstové faktory faktory Adhezivní molekuly Zdroj: Maruna P., kurz IPVZ 2008

23 Cytokiny Zdroj: Maruna P., kurz IPVZ 2008 skupina prozánětlivé cytokiny protizánětlivé cytokiny hematopoetické cytokiny cytokiny buněčné imunity (T H1 typ) cytokiny humorální imunity (T H2 typ) interferony (IFN, antivirové cytokiny) zástupci TNFalfa, TNFbeta, IL-1alfa, IL-1beta, IL-6, IL- 8 a další chemokiny, IL-12 IL-1ra, IL-4, IL-10, IL-13, IL-20, TGF-beta1, 2, 3 IL-3, IL-7, IL-9, IL-11, IL-14, M-CSF, G-CSF, GM-CSF, SCF, LIF, erytropoetin, trombopoetin ad. IL-2, IFNgama, GM-CSF, TNFalfa, TNFbeta, IL-18 IL-4, IL-5, IL-9, IL-10, IL-13, IL-21 IFNalfa, IFNbeta, IFNtheta, IFNomega, IFNgama

24 Klinické využit ití cytokinů Akutní stavy: - časný (hodiny) záchyt infekce u rizikových pacientů před rozvojem klinické symptomatologie (poop. období, imunosuprese) - prognostický ukazatel, monitorování průběhu a závažnosti SIRS a sepse - dig. dg. sepse/neinfekční SIRS Riziko KV onemocnění (IL-6, TNF) Nádorové markery hepatom, myelom IL-6 Non-Hodgkinský lymfom IL-10 (likvor) nemalobuněčný Ca plic IL-6, IL-10, M-CSF Zdroj: Maruna P., Proteiny akutní fáze, Maxdorf, 2004

25 LPS IL-1 LPS + TNFα + IL-1β + IL-6 CRP CRP proteiny akutní fáze, PCT Zdroj: Maruna P., kurz IPVZ 2008

26 IL-6 Cytokin, glykoprotein, m.h Da, 184 AMK, T 1/2 3 min. Po vhodné stimulaci produkován více typy buněk Funkce: - regulace imunitních, zánětlivých a hematopoetických procesů - hlavní stimulátor syntézy APP - endogenní pyrogen - diferenciační faktor antigenem stimulovaných B-buněk - zvýšení produkce imunoglobulinů z plazmatických buněk - aktivace a proliferace T-buněk - stimulace vyzrávání krevních destiček v kostní dřeni - uvolňování ACTH z hypofýzy

27 IL-6: klinický význam Hladina IL-6 zvýšená: - při všech zánětlivých procesech (i u virových), u autoimunitních onemocnění - u některých nádorů (např. Ca dělož. hrdla, IL-6 produkován nádor. buňkami) V cirkulaci po několika minutách, max. po 3 hodinách U septických pacientů výše IL-6 koreluje se závažností stavu. Při reakci akutní fáze vzestup IL-6 předchází vzestup CRP. Dobrý prognostický ukazatel SIRS Poměr IL-6/IL-10 predikuje rozvoj MODS

28 Cytokiny Indexy SIRS / CARS odpovědi SIRS Index IL-6 IL-6 // IL-10 Index IL-2 IL-2 // IL-4 IL-4 CARS Index TNF TNF // IL-10 Zdroj: Maruna P., kurz IPVZ 2008

29 Cytokiny SIRS CARS Zdroj: Maruna P., kurz IPVZ 2008

30 Cytokiny SIRS CC Kardiovaskulární selhání (dominuje SIRS)... MixedAntagonist Response Syndrome HH Homeostáza (rovnováha CARS a SIRS) CARS Zdroj: Maruna P., kurz IPVZ 2008 MARS SS OO AA Apoptóza (dominuje SIRS) Orgánová dysfunkce (dominuje SIRS) Suprese imunity (dominuje CARS)

31 Genový polymorfismus zánětlivých z mediátor torů IL-6 ( 174C/G) Homozygoti IL-6( 174G/G) vyšší plazmatické hladiny IL-6 vyšší riziko rozvoje SIRS po polytraumatu vyšší riziko komplikací po appendicitidě delší dobu hospitalizace po koronární revaskularizaci vyšší energetický výdej vztah k inzulinové rezistenci a riziku vzniku DM II. typu Cardellini M., Diabetes Care, 2005; 28: TNFα ( 308A/G) TNFα -NCo1 IL-8 (-251A/G) Zdroj: Maruna P., kurz IPVZ 2008 Excesivní produkce TNF-alfa po zánětlivém podnětu Gen v pozici 6p21.3 uvnitř MHC regionu, polymorfismus zasahuje do alel HLA I. a II. třídy vztah k DM I. typu, revmatoidní artritis stupeň potraumatického SIRS riziko potraumatického ARDS Elsasser TH., J Appl Physiol, 2005; 98: Hildebrand F., Shock 2005; 24:

32 Reakce akutní fáze Systémová zánětlivá reakce obranného charakteru, časově a rozsahem limitovaná Uniformní adaptační odpověď na narušení integrity organizmu Iniciována humorálními faktory, především prozánětlivými cytokiny (TNF, IL-1 a IL-6) a kortikoidy. Zahrnuje děje imunitní povahy, systémové změny endokrinní a metabolické, syntézu proteinů akutní fáze v hepatocytech, změny vodní a elektrolytové rovnováhy, pyretickou reakci, Význam: udržení vodní, elektrolytové a teplotní homeostázy, protiinfekční obrana, vnímání bolesti, odstranění ireverzibilně poškozené tkáně, dostatečná nabídka energie, nabídka "stavebního materiálu" (zejména aminokyselin) pro tvorbu protilátek, enzymů, hormonů a pro reparační a regenerační děje Zdroj: Maruna P., kurz IPVZ 2008

33 Proteiny/reaktanty reaktanty akutní fáze Acute Phase Proteins (APP) Plazmatické bílkoviny tvořené v játrech, jejichž koncentrace během prvních 7 dnů po zánětlivém stimulu stoupá o 25 % a více. (Baumann, 1956) Sekreční proteiny jaterních buněk, jejichž tvorba a uvolnění do cirkulace jsou regulovány prozánětlivými cytokiny. (Messner, 1981) Syntéza de novo v jaterních buňkách po působení zánětlivé škodliviny. Koncentrují se kolem zánětlivého ložiska. Součást kompenzační protizánětlivé odpovědi limitující rozsah a průběh zánětu, ochrana tkání před agresivním působením cytokinů, volných radikálů a proteolytických enzymů.

34 Proteiny akutní fáze Pentraxiny (CRP, sérový amyloid A/P, dlouhé pentraxiny): CRP opsonizace bakteriálních membrán a nekrotických buněk Serpin (inhibitory sérových proteáz) (α1-antitrypsin, α1-antichymotrypsin, α2-antiplasmin, PAI-1) inaktivující vazba proteolytických enzymů Metaloproteázy (ceruloplasmin, haptoglobin, hemopexin) scavengery, antioxidační funkce, podpora angiogeneze Imunomodulační proteiny (α1-kyselý glykoprotein, α2-makroglobulin) Inaktivace proteol. enzymů, podpora reparačních dějů Koagulační faktory (fibrinogen, von Willebrandův f.) Složky komplementu Dnes známo >100 APP Zdroj: Maruna P., Proteiny akutní fáze, Maxdorf, 2004

35 Proteiny akutní fáze pozitivní (CRP, SAA) x reakce v řádu hodin neutráln lní (Hp, Hmp, Fbg, AAT, AACT, Clp, C3, C4) 1,5-5x reakce v řádu desítek hodin až dní negativní (Alb, Prealb, Tsf) Zdroj: Maruna P., kurz IPVZ 2008

36 Faktory ovlivňuj ující syntézu APP Geneticky podmíněné defekty Gravidita, p.o. kontraceptiva: stimulace syntézy ceruloplasminu, fibrinogenu, CRP, α1-antitrypsinu. Zvýšení v těchto případech může mylně budit podezření ze zánětlivého onemocnění! Hemolýza: haptoglobin - rychle vychytáván a degradován (tzn. není zvýšen ale naopak snížen). Zánětlivá onemocnění jater (omezení proteosyntézy): nejsou provázena zvýšením některých proteinů akutní fáze v plazmě (haptoglobin, kyselý α1- glykoprotein, fibrinogen). Terapie kortikoidy: útlum syntézy fibrinogenu Neléčená revmatická horečka v akutním stadiu: zvýšeny hodnoty fibrinogenu, haptoglobinu, kyselého α1-glykoproteinu Zdroj: Masopust J., Klinická biochemie

37 C-reaktivní protein (CRP( CRP) ELFO: β-globuliny, m.h Da Zdroj: Masopust J., Klinická biochemie - schopnost aktivovat komplementový systém - působení na trombocyty (regulace akutní zánětlivé reakce) - vazba na fragmenty nukleových kyselin při rozpadu vlastních i mikrobiálních buněk - rychlejší odstranění (brání tvorbě autoprotilátek proti jaderným elementům) Normální syntéza CRP (u stavů bez zánětu nebo nekrózy): 1-10 mg/24 hod. Reakce akutní fáze: až 1000 mg/den Chronické infekce: syntéza omezena (sníženou tvorbou IL-1) Fyziologické hodnoty: u dospělých jedinců průměrně 1,3 mg/l, u novorozenců hodnoty vyšší (3. den - až 15 mg/l), u kojenců do 10 mg/l. Předpokládá se, že bazální hodnota CRP predikuje riziko infarktu myokardu nebo mozkové mrtvice. Patologické změny ny: bakteriální infekce ( mg/l). Úspěšná terapie antibiotiky se projevuje rychlým poklesem; naproti tomu při neúspěšné léčbě zvýšení přetrvává. Vzestup po navození reakce akutní fáze (infekce, chirurgický výkon, infarkt myokardu) velmi rychlý, maxima dosahuje za hodin; normalizace během 4 dnů. Virová infekce NENÍ provázena zvýšeným CRP!

38 CRP klinický význam Parametr citlivý, ale nespecifický Zvyšuje se nespecifickými podněty (po operaci), při lokalizované infekci (absces, pneumonie) i při sepsi, odmítáním transplantátu. Dynamika jeho změn je rychlá, ze dne na den. Patologické hodnoty často dosahují mg/den, ale vzácností nejsou ani hodnoty vyšší. Jen výjimečně je však dosahováno hodnot mg/l. Vysoká senzitivita vede k tomu, že CRP dosahuje rychle maxima u sepse, septického šoku a MODS, a to znesnadňuje jednak vzájemné odlišení těchto stavů, jednak sledování průběhu. Zdroj: Kazda A., ústní sdělení 2005

39 C-reaktivní protein CRP Vzestup 6- hod. po zánětlivém stimulu, normalizace hodnot během 3-7 dnů, až 1000x zvýšení z bazálních hodnot Stanovení v séru a v plazmě - přímá kvantifikace reakce akutní fáze, reakce je nespecifická vůči zánětlivému podnětu - nejvyšší konc. u akutních bakteriálních infekcí - sériové stanovování Odlišení virové vs bakteriální záněty v primární péči Časný záchyt interkurentních infekcí u rizikových pacientů (transplantace, poop. období) Monitorování průběhu a závažnosti zánětů/sirs Citlivý ukazatel aktivity zánětlivých revmatických nemocí Dif. dg. kojeneckých meningitid (Rizikový faktor kardiovaskulárních příhod, hscrp)

40 cytokiny hormony PCT APP Zdroj: Maruna P., Prokalcitonin, Triton, 2003

41 Preprocalcitonin Procalcitonin (PCT) Signal sequence N-terminal region Calcitonin Katacalcin AS 57AS 32AS 21AS Zdroj: Kazda A., ústní sdělení 2005

42 Prokalcitonin (PCT) 116 (114?) AMK, m.h. 13 kda, sekvence aminokyselin identická s prohormonem kalcitoninu v pozicích (32 aminokyselin). Ve zdraví produkován C-buňkami štítné žlázy. Při zánětu/sepsi je rozhodující produkce v játrech! Fyziologická úloha PCT není dosud známa. Patofyziologický význam PCT (???): Hypotézy: regulace kalcium-fosfátového metabolismu v sepsi zásah do cytokinové sítě ovlivnění funkce bílých krvinek analgetický účinek modulace syntézy NO Podání PCT v modelu sepse Blokáda endogenní tvorby PCT mortalitu signifikantně snižuje. Zdroj: Maruna P., Prokalcitonin, Triton, 2003 (Nylen E.S. 1998)

43 LPS TNFa IL-1b IL-6 PCT PCT monocyto/makrofágy hepatocyty Zdroj: Maruna P., kurz IPVZ 2008

44 Prokalcitonin Norm.hodnoty Chron. zánětl. proces - 0,5 ng/ml - 1,0 ng/ml Viróza - 2,0 ng/ml Lokál. bakter. infekce SIRS Sepse 0,5-2,0 ng/ml 5-20 ng/ml ng/ml

45 Koncentrace prokalcitoninu (µg/l) při SIRS a jednotlivých stadiích sepse SIRS sepse těžká sepse septický šok počet vyšetřených autor 0,6 ± 2,2 6,6 ± 22,5 35 ± AlNavas ,3 ± 0,2 2,0 ± 0 8,7 ± 2,5 39 ±5,9 100 Oberhoffer ,5 ± 0,2 2 ± 2 18 ± ± Müller 2000 < 0,5 0,8 (median) 4,3 (median) 190 Ugarte ,8 ± 6,9 1,3 ± 2,7 9,1 ± 18,2 38 ± Suprin ,4 ± 0,5 37 ± ± Zeni 1994 M. Meisner: Clinica Chimica Acta, 323, s , 2002

46 Prokalcitonin v klinice Diferenciální dg.: - horečka nejasné etiologie - ARDS bakteriálního x toxického původu - pankreatitis biliární x toxická - horečka imunosuprimovaných pacientů Monitorování: - kriticky nemocných - posttransplantační období Na konci akutní fáze klesá PCT s poločasem h. Časná detekce systémové bakteriální infekce

47 Koncentrace PCT během různých r stadií sepse, klasifikovaných dle kritéri rií ACC/SCCM (Zeni et al. Clin.Intensive Care 1994, Suppl.. 2, s , 98, cit. Meisner 2002)

48 Dynamika PCT během b hem prvních 48 h života Meisner et al. 2001

49 Srovnání CRP s PCT Začátek zvýšení CRP - pomalejší než u PCT (>12( hodin) Kinetika CRP - pomalejší než PCT, plasmatický poločas je rovněž 24 hodin, ale produkce CRP v játrech j přetrvává odeznění zánětového podnětu více v dní. U těžkých infekcí,, sepse a MODS reaguje CRP citlivěji, ale méněm specificky než PCT. Hodnoty mohou zůstat z zvýšeny po dlouhou dobu. U polytraumat i bez infekcí a po propuštění z oddělení intenzivní péče e může e stále přetrvávat vat zvýšené CRP. U stejných kolektivů nemocných zůstává naopak PCT v průměru ru jen lehce nad 0,5 ng/ml a při p i propuštění jsou hodnoty již normální. Zdroj: Kazda A., ústní sdělení 2005

50 PCT (ng/m l) PCT CRP (mg/l) CRP sepse lokal.infekce pneumonie 0 sepse lokal.infekce pneumonie IL-6 IL-6 ( n g /l) sepse lokal.infekce pneumonie Zdroj: Maruna P., kurz IPVZ 2008

51 Sepse a SIRS Zdroj: Maruna P., kurz IPVZ 2008

52 Sepse a těžt ěžká sepse Zdroj: Maruna P., kurz IPVZ 2008