Prokalcitonin. pří os a li ity při sledová í kriticky nemocných. A. Kazda, H. Brodská. ULBLD 1. LF UK a VFN

Prokalcitonin pří os a li ity při sledová í kriticky nemocných A. Kazda, H. Brodská ULBLD 1. LF UK a VFN

Prokalcitonin PCT je bílkovina o 116 aminokyselinách s molekulární hmotností cca 13 kdaltonů. Ve zdraví je produkován C-buňkami štítné žlázy, v nichž štěpí specifická proteáza PCT na kalcitonin, katakalcin a N-terminální zbytek. PCT zvýšený v kritických stavech, zejména v sepsi ze štítné žlázy peodukován není. Patofyziologický význam PCT: neutralizuje bakteriální lipopolysacharid (LPS) a snižuje indukci produkce a uvolňování cytokinů vlivem LPS v monocytech. BMC Microbiology 2012; 12:68-76

C buňky štítné žlázy secernují PCT o 116 aminokyselinách. Dipeptidázy odštěpí rychle 2 z nich, cirkuluje PCT o 114 AK. Další štěpení uvolní kalcitonin. PCT uvolněný v sepsi není konvertován v kalcitoninu.

Dole: v klasickém neuroendokrinním systému je exprese CT-mRNA lokalizována hlavně v C buňkách štítné žlázy. PCT je tam metabolisován na zralý CT. Nahoře: v sepsi a zánětu indukují bakteriální toxiny a prozánětlivé mediátory (TNFalfa, IL-1beta, IL-2, IL-6) CT-mRNA v parenchymových buňkách (játra, ledviny, adipocyty, svaly) PCT, který je bez dalšího zpracování uvolněn z buněk. Christ-Crain M. et al: Swiss Med Weekly 2005;135:451-460

V kritických stavech není PCT secernován ze štítné žlázy Uvažované zdroje: Produkce v játrech je rozhodující v kritických stavech. Neuroendokrinní buňky plic a tenkého střeva. Tato sekrece je spojována s vlivem prozánětlivých cytokinů, např. TNFα na Golgiho aparát. Mononukleární leukocyty produkují PCT. Po stimulaci endotoxinem a cytokiny zvýšenými při sepsi je v těchto buňkách indukována tvorba mrna prokalcitoninu. Tak působí např. tumor necrosis faktor (TNFα), interleukiny (IL-1, IL-2, IL-6), fythemaglutinin (PHA). Protizánětlivý cytokin IL-10 tento efekt nemá.

Koncentrace PCT při zánětu Normální hodnoty jsou do 0,5 µg/l. Nejvyšší hladiny dosahuje PCT u akutních bakteriálních infekcí a při sepsi až 1000 µg/l. Lokální záněty a opouzdřené abscesy hladinu významně nemění. Proti CRP a dalším proteinům akutní fáze reaguje rychleji, a to platí i pro zlepšení stavu. Na rozdíl od některých cytokinů, jejichž hladina při protrahované sepsi klesá, PCT zůstává vyšší.

První publikace o PCT (1993-5): umožní diferencovat septické stavy od jiných příčin SIRS umožní klasifikovat stadia sepse dle Consensus konference 1992 Pozdější publikace o PCT: není zdaleka tak specifický, zvyšuje se z příčin neinfekčních zvýšení je ve vztahu k tíži klinického stavu má prognostický význam (komplikace přežití)

PCT využití v klinické praxi Diagnóza systémové infekce Neinfekční příčiny zvýšení Tíže stavu, víceorgánové selhání Prognóza Diagnostika Transplantační medicína Renální selhání Terapie antibiotiky

n= 18 14 21 25 Klasické schéma rozdílů hodnot PCT u SIRS a stadií sepse Harbarth St. et al. Am J Respir Crit Care Med 164, 201, 396-402 Raoofi R. et al. Am J Inf Dis 2014;10(1):1-6 Lee S et al Intern J Clin Practice 2013; 67(12): 1350-1357

Hodnoty plochy pod křivkou pro sledované parametry pro definované stavy při ROC analýze ve skupině 45 pacientů s prokázaným SIRS (188 vyšetření) CRP leukocyty orosomukoid PCT APACHE 0,580 0,596 0,571 0,605 hemokultura 0,545 0,475 0,663 0,520 bakteriologický nález 0,492 0,539 0,575 0,627 MODS 0,490 0,569 0,540 0,683 SIRS 0,564-0,512 0,694 SOFA 0,557 0,657 0,523 0,756 zjevný infekt 0,528 0,588 0,476 0,598 přežití 0,546 0,610 0,472 0,716 Kazda A, Valenta J, Brodská H, et al. Klin Bioch Metab 2005; 13 (1):4-9.

Retrospektivní studie vztahů PCT zdroj infekce 166 nemocných KAR a dalších JIP VFN, kteří měli pozitivní hemokulturu Brodská H, Malíčková K, Adámková V et al.clin.exp.med may 2012, Doi 10.1007/es 1238-012-0191-8

PCT concentrations in different cohorts according to haemoculture results Result of haemoculture CRP mg/l PCT umol/l G + sepsis 119.00 (69.80;219.00) 0.81 (0.32;3.50) G - sepsis 129.90 (87;210) mycotic 149 (128;152) NS 8.90 (1.88;32.60) 0.58 (0.35;0.73) p<0.00001

Neinfekční příčiny zvýšení PCT Zvýšení PCT je indukováno nezávisle na sepsi nebo infekci v následujících stavech: pooperačně mnohočetné trauma úraz teplem kardiogenní šok u novorozenců

ad Neinfekční příčiny zvýšení PCT Polytraumata: u některých dochází i v nepřítomnosti infekce ke zvýšení PCT. Hodnoty zpravidla < 5 µg/l, kinetika rychlá, vrchol PCT za 24-48 hod. a následuje rychlý pokles. Cirielo V et al. Injury/Int J Care Injured 2013;44:1680-1692. Novorozenci: i normální porod a adaptace na zevní prostředí vyvolají u novorozence RAF. Uvolňují se PCT a další bílkoviny akutní fáze. Vrchol PCT za 24 hod. po porodu (1,5-2,5 µg/l, rozsah 0,1-20,0 µg/l). Pokles < 0,5 µg/l do 48-72 hod. U novorozenců přijímaných na JIP pro respiratory distress sd. bez infekce vrcholí PCT do 48 hod. (3-4 µg/l). Stocker M et al. Neonatology 2010;97:165-174.

Nálezy PCT a CRP ve vztahu skóre SOFA (sepsis-related organ failure assessment) sepse těžká sepse SIRS a ne-sirs Korelace: PCT-SOFA r = 0,680; CRP: SOFA r = 0,153 Endo S et al.j Infect Chemother 2008, 14, 244-249

BoxPlot Plot Box 800.0 Box Plot Box Plot 20.0 266.7 13.3 PCT PCT CRP CRP 533.3 6.7 0.0 1 2 3 4 MODS 47 56 63 12 počty nálezů ve sloupcích 0.0 1 2 3 4 MODS 47 56 63 12 počty nálezů ve sloupcích Nálezy PCT a CRP u MODS v závislosti na počtu orgánových selhání. Krabicové grafy zachycují mediány a dolní a horní kvartily. Kazda A et al. KBM 2005; 13 (1):4-9

PCT prognostické využití (příklad 1) 131 nemocných v sepsi, z nich: 15 (12 %) septický šok, 20 (15 %) těžká sepse, 96 (73 %) sepse. Ze všech přežilo 112 (85,5 %), zemřelo 19 (14,5 %). Při příjmu vyšetřeny TNF, IL-6, IL-8, PCT, laktát, byl počítán SAPS II. Jejich průměrné hodnoty byly vyšší u později zemřelých. Byla prokázána významnost těchto rozdílů pro: PCT p < 0,0007, SAPS II p = 0,03, Laktát p = 0,03. Statistický model s užitím těchto 3 proměnných predikoval úmrtí v 99,5 % a přežití v 95 %. Výměna PCT za IL-6 snížila predikci úmrtí na 84 %. Viallon A et al. Eur J Emerg Med 2008;15:26-33

PCT prognostické využití (příklad 2) 472 nemocných ICU: denní monitorování PCT, CRP a leuko. Byla sledována mortalita na ICU, do 30 a 90 dnů. Nezávislým prediktorem 90denní mortality byla maximální hodnota PCT a zvyšování PCT ze dne na den. CRP ani leuko tyto vlastnosti neměly. PCT umožňuje stratifikovat nemocné časně při nastupující infekci. Léčení vycházející z denního monitorování PCT může začít hodiny až dny před klinickými komplikacemi z infekce. Jensen JU et al. CCM 2006; 34: 2596-2602 Jensen J.U. et al. BMC Infect Dis 2008; 8: 91: anotace 1000 nemocných, užití PCT nejen prognosticky, ale i terapeuticky

90denní mortalita ve vztahu k maximální hodnotě PCT PCT maximum ug/l < 1,0 ICU mortalita % 30 dní mortalita % 90 dní mortalita % 4,7 10,1 11,6 1,0-5,0 10,7 26,4 35,7 5,0-20,0 27,6 37,8 41,8 20,0-50,0 36,5 46,2 59,6 > 50 41,5 47,2 58,5 Jensen J.U. 2006

90denní riziko mortality ve vztahu ke změnám PCT ze dne na den Dny s či Při poklesu Při zvýšení Relativní PCT po PCT riziko PCT PCT dosažení % 95% CI % 1 ug/l p pro riziko rozdílu 1 30,7 56,1 1,8 (1,4-2,4) < 0,0001 2 28,7 62,2 2,2 (1,6-3,0) < 0,0001 3 26,0 72,4 2,8 (2,0-3,8) < 0,0001 Jensen J.U. 2006

PCT vesicoureterální reflux, diagnostické využití U 398 dětí (1 měsíc 4 roky) z 8 center 7 zemí Evropy s první febrilní infekcí močového traktu byl hodnocen přínos PCT pro dg. vesicoureterálního refluxu (VUR). PCT porovnán s náročnou a drahou cystoureterografií, užívanou k dg. VUR Děti s VUR ohrožují recidivující infekce, destrukce parenchymu ledvin a hypertenze Riziko recidiv infekce roste s tíží VUR (5 st.) Výsledky: VUR cystoureterografií zjištěn u 101 (25,4 %) dětí nezjištěn u 297 (74,6 %) PCT mediány u VUR + 1,6 ug/l VUR - 0,07 ug/l (p<0,001)

Distribuce PCT podle stupně VUR

Závěr k citované práci PCT je silný nezávislý prediktor VUR Je schopný identifikovat nemocné s malým rizikem VUR a vyhnout se 1/3 zbytečných cystoureterografií Doporučena hodnota cut-off PCT = 0,5 ug/l 5 nemocných s VUR 3. stupně a ještě nezvýšeným PCT by nebylo bez cystoureterografie nesprávně diagnostikováno díky sonografii a scintigrafii ledvin Leroy S., Romanello C., Gelleto-Lacour A. et al. J Ped 2007, 1, 89-94

PCT febrilní neutropenie, diagnostické využití U hematoonkologických nemocných s febrilní neutropenií v šoku umožňuje zjištění vysokých hodnot PCT, svědčících pro bakteriální infekci, indikovat velmi drahou léčbu hemoperfuzí přes sloupec polystyrenových derivátů, na nichž je imobilizován polymyxin B (PMX-DPH). Hara M et al. Clin Nephrology 2014;81(1):67-70

PCT v transplantační medicíně Při imunosupresi v transplantační medicíně ledvin a jater upozornilo několik studií na falešné zvýšení PCT. Ve vlastní práci jsme sledovali 26 nemocných při přípravě na transplantaci hematopoetických kmenových buněk. Nemocní dostávali antithymocytový globulin (ATG) ATG působí lýzu lymfocytů a může vést k řadě reakcí od horeček po anafylaktický šok. Příznaky připomínají sepsi. Dávkování ATG v den 0 test s 20 µg, 1. den 20 µg/kg v infuzi 6 h., opakování této dávky dle potřeby. PCT a CRP vyšetřeny před podání ATG a pak denně 12 dní. Monitorovány i jaterní testy, renální funkce, leukocyty, kultivační vyšetření.

Výsledky Hodnoty PCT µg/l Medián 1. kvartil Bazální 0,18 0,06 2. den ATG 5,0 1,6 5. - 6. den ATG 0,85 0,3 CRP mg/l 3. kvartil Medián 1. kvartil 0,30 3. kvartil 10 5 26 26,0 44 21 64 2,0 12 7 28 Maximální zvýšení PCT 183 µg/l!

Dynamika měřených parametrů v období podávání ATG Znázorněny průměry ± s.d. * = p < 0,05 proti hodnotě v den 0

Závěr k citované práci ATG vyvolal časný vzestup PCT a CRP následovaný poklesem během 3 dnů Dynamika obou byla podobná, nespojená s infekcí Hodnoty PCT nebyly ve vazbě na renální ani jaterní funkce a neměly predikční vztah k pozdějším infekčním komplikacím Příčinou může být přímý vliv ATG na T lymfocyty a přispívat může jeho hepatotoxický efekt Mezi počtem dávek ATG a zvýšením PCT nebyl vztah PCT ani CRP nejsou markery, které by mohly identifikovat infekci u nemocných léčených ATG Brodská H., Drábek T., Malíčková K., Kazda A., Vítek A., Zima T., Marková M. Critical Care 2009, 13:R37 (doi:10.1186/cc7749)

PCT a renální insuficience S KUPINA proměnné 1 2 3 4 5 6 chron. ren. selhání kontin. perit. dial. hemodial. <1r hemodial. >1r akut. renal. selh. sepse sepse bez ren. selhání n pacienti 23 20 20 22 20 20 kreatinin µmol/l 218 967 614 857 298 115 PCT µg/l 0,1 (0-0,2) 1,1 (0,1-11,5) 0,3 (0-270) 0,6 (0,1-6,1) 9,9 (1,3-245) 35 (7-231) CRP 3,8 (1-102) 8,5 (2-110) 14,5 (0-144) 51 (2-143) 240 244 (148-425) (145-421) Uvedeny mediány a pro PCT a CRP i rozsahy zjištěných hodnot. Skupiny 1 4 bez klinických známek infekce Steinbach G, Bölke E, Grünert A et al Wien Klin Wschr 2004; 116, 24: 849-883

PCT a renální insuficience pokračování PCT a CRP hodnoceny u 8 dětí na chronické hemodialýze (HD). Vždy 3x během měsíce. Odběry před a po 4hodinové HD. Z 24 odběrů hodnoceno 21, protože 2 děti měly při 3 odběrech infekční komplikace. Parametr PCT µg/l před HD po HD 0,75 ± 0,07 0,44 ± 0,04 pokles v % významnost 40 p < 0,0001 PCT zvýšeno > 0,5 µg/l u 15/21 vzorků před HD, zůstává zvýšeno u 6/21 po HD. Lorton F, Veinberg F, Ielsch D. et al. Pediatr Nephrol 2007; 22: 430-435

PCT a renální insuficience pokračování Zjistili jsme, že u nemocných léčených chronickou HD se ve 20 % vyskytují zvýšené hodnoty PCT při negativních známkách klinické infekce. Vyšetřili jsme 54 chronicky dialyzovaných nemocných před a po HD a 42 dárců krve. Vyšetřované parametry sérum: kreatinin, CRP, PCT intracelulárně v monocytech: IL-10 a IL-12 plasma: kalprotektin U léčených HD byly zjištěny elevace kalprotektinu, CRP, PCT a změny cytokinové odpovědi před dialýzou i po ní. Tyto hodnoty se mezi sebou významně nelišily. Dialýza je neovlivnila. Brodská H, Malíčková K, Kazda A, Lachmanová J, Uhrová J, Zima T. Critical Care 2008,12,suppl.2,S 70-S 71

Lab examination Referenční meze T0 IL-10 : 11,08 ± 26,36 ± 9,47 % IL-12 : 20,55 ± 6,21 % calprotectin : 2,31 ± 0,11 µg/ml T1 P (U)

Závěry k citovaným pracem PCT selhání ledvin důvod ke zvýšení PCT není znám u dlouhodobě léčených periton. dialýzou je spekulován vliv intraab- dominálního tlaku a chronické endotoxémie při trvale zavedeném katetru Steinbach 2004 bazální mírné zvýšení může souviset s poklesem renální clearence PCT a urémií akumulace PCT mezi jednotlivými HD ne produkce indukovaná HD Lorton 2007 kalprotektin je zánětlivý protein generovaný polymorfonukleáry, jeho zvýšení považujeme za známku chronického systémového zánětu předpokládáme, že i nestandardní změny ostatních parametrů, včetně PCT, souvisejí s tímto stavem Brodská 2009, Malíčková 2009

Christ-Crain M. et al: Swiss Med Weekly 2005, 135, 451-460 Layios N Curr Inf Dis Reports 2013; 15(5): 394-399

Christ-Crain M. et al: Lancet 2004, 363, 600-607

PCT a indikace antibiotické léčby u infekcí respiračního traktu Hodnota PCT pro indikaci antibiotik u pneumonie COPD a akutní bronchitidy PCT indikace antibiotik < 0,1 µg/l NE nepokračovat/nezahajovat 0,25 µg/l ne > 0,25 µg/l ano pokračovat/zahajovat > 0,5 µg/l ANO pokračovat/zahajovat nepokračovat/nezahajovat Schuetz P. JAMA 2009; 302(10):1059-1066

Patients Receiving Receiving Patients Antibiotic Therapy Therapy % % Antibiotic Antibiotic Exposure in Patients Receiving Antibiotic Therapy Community-acquired pneumonia (n = 925) All patients (n = 1359) 100 PCT 80 Control 60 40 20 0 0 1 3 5 7 9 11 >13 0 Time After Study Inclusion, d 1 3 5 7 9 11 >13 Time After Study Inclusion, d Patients Receiving Antibiotic Therapy % No. of patients PCT 506 484 410 306 207 138 72 46 417 410 359 272 181 126 64 41 Control 603 589 562 516 420 324 157 100 461 453 444 426 361 292 146 91 Acute bronchitis (n = 151) Exacerbation of COPD (n = 228) 100 80 60 40 20 0 0 No. of patients 1 3 5 7 9 11 >13 0 1 3 5 7 9 11 >13 Time After Study Inclusion d Time After Study Inclusion d PCT 56 47 30 23 16 6 4 2 16 11 9 3 3 1 1 1 Control 79 78 67 58 40 20 5 4 41 38 35 19 8 3 0 0 PCT indicates procalcitonin, COPD, chronic obstructive pulmonary disease

PCT a indikace antibiotické léčby u chirurgických nemocných (1) nemocní v sepsi, chirurgická JIP, skupina léčená dle PCT (n=14), skupina kontrolní léčená antibiotiky standardně (n=13) antibiotická léčba ukončena, když se zlepšily klinické známky infekce a PCT byl buď < 1 µg/l nebo klesl < 35 % výchozí hodnoty během 3 po sobě jdoucích dní. antibiotická léčba trvání dnů nižší náklady na antibiotika skupina PCT 6,6 ± 1,1 17,8 % kontroly 8,3 ± 0,7 významnost rozdílu p < 0,001 p < 0,01 Nebyly komplikace. Schroeder M. Langenbecks Arch Surg 2009; 394:221-226

PCT a indik antibiotické (ATB) léčby u chirurg nemocných (2) 104 nemocných s vysoce suspektní infekcí, splňujících kritéria SIRS, chirurgická JIP, skupina léčená dle PCT (n=57), skupina kontrolní léčená antibiotiky standardně (n=53) antibiotická léčba trvání dnů skupina PCT 5,9 ± 1,7 kontroly 7,9 ± 0,5 významnost rozdílu p < 0,001 Nebyl negativní efekt na prognózu. Hochreiter M. Anaesthesis 2008;57:571-577 a Critical Care 2009;13:R83 http://ccforum.com/content/13/3/r83 PCT a indikace ATB léčby u kardiochirurg nemocných (3) Mezi 33 nemocnými po kardiochrurgické opetraci susp. z infekce (systíémové nebo místní) byla užita jako indikace k nasazení ATB hodnota PCT >2 ug/l. 12 ze 14 nemocných s negativními kultivačními nálezy bylo tak ušetřeno ATB terapie. Tanaka D J Sureg Res 2014; 186(2): 600-601

PCT terapeutické využití Preventivní antibiotická vs. standardní léčba u chirurgicky nemocných s vyšším PCT. Cíl studie: 1. Je PCT negativní prediktivní marker pooperačních komplikací? 2. Je u nemocných se zvýšeným PCT po operaci preventivní léčba cefalosporinem účelnější než čekat na klinické příznaky? Metoda: z 250 nemocných s kolorektální operací mělo 20 PCT > 1,5 ug/l alespoň 2 ze 3 pooperačních dní. 10 prevence cefalosporinem, 10 kontroly. Výsledky: z 230 osob s PCT < 1,5 mg/l mělo později 16 (7 %) lokální infekci rány, 4 (1,7 %) systémové infekční komplikace. Z 20 osob s PCT > 1,5 ug/l mělo 10 léčených a 10 neléčených: Těžké inf. komplikace (inf. moč. cest, peritonitis, pneumonie) 3 7 p = 0,001 Sepse/SIRS 2 8 p = 0,007 Potřeba katecholaminů 1 6 p = 0,019 Chromik AM, Endter F, Thiede A et al.langenbecks Arch Surg 2006; 391:187-194

C-reaktivní protein (CRP) CRP je součástí imunologického obranného systému. Jako opsonin je schopen klasicky aktivovat systém komplementu. Kromě toho váže C-polysacharid z pneumokoků. V klinické praxi je nejužívanější. Má následující vlastnosti: Je to parametr citlivý, ale nespecifický. Zvyšuje se nespecifickými podněty (po operaci), při lokalizované infekci (absces, pneumonie) i při sepsi, virovými a fungálními infekcemi, odmítáním transplantátu. Dynamika jeho změn je rychlá, ze dne na den Patologické hodnoty často dosahují 100-200 mg/den, ale vzácností nejsou ani hodnoty vyšší. Jen výjimečně je však dosahováno hodnot 400-450 mg/l. Vysoká senzitivita vede k tomu, že CRP dosahuje rychle obdobná maxima u sepse, septického šoku u MODS, a to znesnadňuje jednak vzájemné odlišení těchto stavů, jednak sledování průběhu.

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

Závěr PCT je dobrý diagnostický marker stadií sepse. Je nadřazen CRP, měl by být zařazen do diagnostických doporučení pro sepsi a do klinické praxe všech JIP. Rewiew and meta-analysis, CCM 2006, 34, 1996-2003 PCT pomáhá charakterizovat tíži stavu, MODS a prognózu kriticky nemocných. Je hodnocen jeho diagnostický přínos v transplantační medicíně a pro predikci renálního selhání v sepsi. Nie X et al. Clin Chem Lab Med 2013;51(8):1665-1661 Je užíván v indikacích antibiotické léčby, kde má efekt ekonomický a příznivě ovlivňuje vývoj resistence na antibiotika omezováním jejich podávání. Jeho sledování je zapojováno do stále dalších oblastí diagnózy a léčení kriticky nemocných. Nie X et al. Clin Chem Lab Med 2013;51(8):1665-1661

Závěr (pokrač.) PCT je užitečný biomarker časné dg. sepse u kriticky nemocných. Při interpretaci nálezů přihlížet k anamnéze, klinickému stavu i mikrobiologickému nálezu. Wacker Ch et al. Lancet Infect Dis 2013;13:426-435. U starších věkových kategorií se kritéria pro patologii hodnot PCT ani jejich dynamika od mladších osob neliší. Lee SH et al. Clinical Practice 2013;67(12):1350-1357.