Vybrané laboratorní markery systémového zánětu a jejich interpretace Helena Lahoda Brodská Ústav lékařské biochemie a laboratorní diagnostiky 1. LF UK a VFN Praha Colours of sepsis, Ostrava 7.2.2017
Definice, incidence, mortalita sepse Sepse - život ohrožující orgánová dysfunkce způsobená dysregulací systémové odpovědi na infekt Septický šok- sepse s cirkulačními, buněčnými a metabolickými abnormalitami, natolik závažnými, že zvyšují mortalitu (Singer et al. JAMA 2016) Nejčastější život ohrožující komplikace i příčina úmrtí u pacienta na JIP Narůstající incidence (stárnutí populace, komorbidity) Mortalita 25-50 %, 200 000 úmrtí ročně v US (Deutschman Immunity 2014) Včasná diagnostika odlišení sepse od systémové zánětlivé reakce z neinfekčních příčin a zahájení bezodkladné ATB terapie. Každá hodina zdržení nasazení antibiotik zvyšuje mortalitu o 8 % (Angus et al. N.Engl.J.Med. 2013)
Potřeba diagnostických markerů systémového zánětu Neinfekční SIRS a sepse klinicky těžko rozlišitelné Diagnostika sepse- multioborová výzva (klinika, zobrazovací metody, biochemická, hematologická, mikrobiologická, imunologická vyšetření ) Potvrzení infekční noxy- mikrobiologický průkaz Záchyt 30-50 %, doba získání výsledků (TAT) 48-72 hodin podle typu agens Septifast- 4 hodiny, jen některé patogeny, bez citlivosti (Cohen et al Lancet inf.2015) Potřeba vhodného laboratorního markeru
Markery systémového zánětu - co očekáváme? Identifikace zánětu Rozlišení SIRS neinfekční x sepse Odhad tíže stavu, vývoj, prognóza, predikce komplikací a rozvoj MODS Rozlišení etiologie - bakteriální, virová, mykotická, parazitární Průvodce antibiotickou terapií Možnost statimového stanovení Snadná interpretace výsledků Cenová dostupnost
Současné možnosti laboratorní diagnostiky systémového zánětu Aktuální laboratorní markery - průběh zánětlivé odpovědi, její součást PAMPs (Pathogen-associated molecular patterns) LPS, LTA, mi RNA DAMPs (Damage-associated molecular patterns ) Heat Shock Protein PRRs (Patern Recognition Receptors) TLRs, srage Cytokiny IL1, IL6, IL10, TNF Specifické markery PCT, presepsin, komplement C4, kalprotektin Proteiny akutní fáze CRP, albumin, prealbumin, fibrinogen,. Leukocyty počet, diferenciace, NLR, CD 64
Spuštění zánětlivé odpovědi Rozpoznání specifické matrice PAMPs (LPS, LTA, flagelin..), alarmíny, HsP, hypoxie..), PRRs (TLRs, s RAGE.. na makrofázích a monocytech), aktivace NF-kapaB transkripce proximálních cytokinů (IL-1beta, IL- 6, TNF). Zahájení fagocytózy, aktivace komplementu, koagulační kaskády, krevní destičky, deriváty kyseliny arachidonové (tromboxan, prostaglandin)adhezivní molekuly, proteiny akutní fáze, stresové hormony. Exploze VKR akceleruje probíhající děje. TJ. Hommes, WJ. Wiersinga, T. van der Poll 2009
Buněčné diagnostické markery systémového zánětu Celkový počet leukocytů nespecifický- imunomodulace Poměr neutrofilů a lymfocytů (NLR) prognostický marker (Záhorec 2001, Xuan Mediators of inflammation 2016) % immaturovaných granulocytů- časný indikátor sepse, pozitivně koreluje s mortalitou. Diskriminuje neinfekčí SIRS a sepsi v časné fázi 89% senzitivita, 76% specifita (Nierhaus Immunology 2013) Leukocytární povrchové markery - CD 64 diskriminuje těžkou sepsi a septický šok od neinfekčního SIRS s 89% senzitivitou a 96% specifitou (Wang Critical Care 2015)
Solubilní markery systémového zánětu C- reaktivní protein (CRP) Prokalcitonin (PCT) Stimulace zejména IL6 v hepatocytu de novo Aktivuje komplement, opsonizující faktor pro fagocytózu bakterií, parazitů a imunokomplexů Vzestup po 6 hodinách, maximum 48 hodin Nejčastěji indikovaný marker zánětu Vysoká negativní predilekce Nediferencuje tíži stavu, nemá vztah k mortalitě V patologických stavech ubikvitní výskyt produkce PCT Stimul k produkci- bakteriální toxíny - LPS, LTA, produkty buněčné destrukce, mediátory indukované imunitní odpovědí (IL1,IL6..) Nejasná funkce Vzestup po 4 hodinách, maximum 24 h Nejpoužívanější marker sepse Nejlépe odliší neinfekční SIRS a sepsi Diferencuje tíži vztahu, má vztah k mortalitě
Indikace PCT Diagnostika sepse odlišení sepse od neinfekčního SIRS PCT (CRP) vyšší senzitivitu - 88% vs. 75% i specificitu 81% vs. 67% L. Simon et al. Clinical Infectious Diseases 2004; 39:206-17 Nejužitečnější marker při rozlišení neinf. SIRS a sepse je PCT (CRP, IL6, LBP) Meynar et al Critical Care research and Practice 2012 Monitorace sepse, ATB guide 40% clearance PCT 2.poop.den malé riziko rozvoje komplikací. Vzestup nad 150% zvyšuje riziko mortality. CRP nereflektuje změny. A.Benitez ESICEM 2014 PCT předop., 1.,3.,5,7, pokles pod 1,0, anebo 80% z 1.měření- ukončení ATB Huang Plos one 2014 Outcome pacienta, délka pobytu na ICU, ekonomika léčby ( Ak.resp.tract inf.) PCT guide péče pro US $1.6 billion ročně. Schuetz et al. Clin Chem. Lab.Med. 2015
Solubilní markery systémového zánětu Laktát IL 6 TS, SŠ hyperlaktatémie důsledek stresové adrenergní odpovědi (energet.zdroj Douzinas, Crit.Care.Med.2003) Vystupňovaná glykolýza převýší oxidativní kapacitu mitochondrie a nebo snížení aktivity PDK Belomo, Crit.Care 2014 Nuzzo Annals of Am.Thorac.Soc.2015 Poškození endotelu, poruchy mikrocirkulace- snížená perfúze tkání org. dysfunkce - sníží laktátovou clearence Singer, Crit.Care 2014 Rychlá dynamika, 2 hod. peak indukce IL1, TNF Song, crit.care.med.2005 Schopnost rozlišit SIRS a sepsi menší než u PCT (falešný pokles) Tsalik, J.Emerg.Med 2012 Novorozenecká sepse Machado, Mediators Inflamm. 2014 Aktivuje produkci PAF v hepatocytu vyplavení PMNs z kostní dřeně Gaillard Cytokine netw.1999 Nezávislý prediktor mortality Vincent, Crit.Care2007
Solubilní marker systémového zánětu Presepsin, scd14-st volný fragment glykoproteinu exprimovaný na monocytech a makrofázích. Vznik: mcd14+ LPS+LPSB + TLR 4 (kinázy, aktivace nf kapab) produkce interleukínů. komplex se uvolní z membrán, proteázy na subtyp scd14st-presepsin. Diagnostický marker závažnosti sepse a predikce mortality. Spanuth, EuroMedLab 2011 Koreluje s 60 denní mortalitou na ICU u pacientů s těžkou sepsí a septickým šokem. Ulla, Critical Care 2013 Presepsin nevykazuje výhody ve srovnání s PCT při diagnostice sepse Wu, Critical Care 2015 Zvýšená předoperační hodnota nezávislý prediktor postoperační mortality u elektivní kardiochir.pts Bomberg, Anesteziology 2017
Diskriminační hodnoty Presepsinu (Shozushima,2011) Definovaný klinický stav Hodnoty Presepsinu Fyziologická hodnota (ng/l) < 400 SIRS 333 +- 130 Lokální infekt 721 +- 611 Sepse 817 +- 572 Těžká sepse 1992 +- 1509
Predikce těžké sepse a septického šoku do 24 hodin od přijetí AUC Cut off senzitivita specifita CRP 0,92 43,8 92% 79 PCT 0,98 0,28 92% 96 PRE 0,94 101,6 81.9% 96 PCT+PRE 0,99 98,9% 98 388 ICU pts (142 kontroly), ostatní sepse, APACHE 26 (21-29), SOFA 9 (7-11) Zdroj infekce 38.3% resp. tract, 32% digest. tract, 12,7% urinary tract, 6.7 neurological focus, 5.7 catheter, 4.6% jiné M.De La Torre-Prados,Crit Care2016
Diagnostická a prognostická výtěžnost vybraných markerů 60 pacientů s dg. SIRS (exclude-hematoonko, <18, intoxikace). 30pts sepse dg. klinické známky, evidentní infekt, 30 pts SIRS bez infektu Klinický stav pacienta hodnocen podle SOFA, APACHE II. Presepsin, procalcitonin (PCT), C-reactive protein (CRP), laktát, počet leuko+dif.rozpočet, kreatinin. 1. Rozliší Presepsin mezi inf. a neinf. SIRS? 2. Může být použit jako prognostický marker ( 28d mortalita)? 3. Zjistit případné vztahy (korelace) mezi jednotlivými markery.
Diskriminační schopnost vybraných markerů (neinfekční SIRS a sepse) Brodska H et al Biochimica Clinica 2013
Predikce 28 denní mortality jednotlivých markerů systémového zánětu CRP není vhodným markerem k prognostikaci přežití ani v SIRS, ani v sepsi. PCT a laktát výborně predikuje 28 denní mortalitu u SIRS. Presepsin přijatelným prediktorem 28 denní mortality v sepsi. Presepsin nekoreloval se SOFA, APACHE II, CRP, laktátem. Jediná signifikantní korelace presepsinu byla zjištěna pozitivní korelace s PCT. Brodska H et al Biochimica Clinica 2013
Schopnost PCT diferencovat typ infekčního agens Významné rozdíly v hladinách PCT při hodnocení pozitivních hemokultur s prokázanou G+, G- a mykotickou infekcí 166 septických pacientů s pozitivní hemokulturou- průkaz 1 agens Hodnoceno PCT, CRP v den pozitivity hemokultury (Brodská et al Clinical And Experimental Medicine 2013)
Schopnost PCT diferencovat typ infekčního agens Výsledky hemokultury n 166 CRP PCT G + sepsis 119.00 (69.80;219.00) 0.81 (0.32;3.50) G - sepsis 129.90 (87;210) 0.92; NS 8.90 (1.88;32.60) p<0.00001 mykotická 149 (128;152) 0.58 (0.35;0.73) CRP vysoce senzitivní k zánětu obecně, specifita pro typ zánětu slabá PCT na rozdíl od CRP může rozlišit G- od G+ a mykotické etiologie Mediány hladin PCT u G- sepse nejvyšší a od mediánů hladin PCT G+ a mykotických sepsí se statisticky významně liší Tyto poznatky mohou upřesnit antibiotickou léčbu ještě před získáním výsledků mikrobiologického vyšetření (Brodská et al. Clinical And Experimental Medicine 2013)
Hladiny PCT u jednotlivých typů agens (Brodská et al Clinical and Experimental Medicine 2013)
Spuštění zánětlivé odpovědi
Výrazné zvýšení PCT v extrémní metabolické situaci 120 Glykémie (mmol/l) 100 PCT (μg/l) 100 80 80 60 40 20 0 8 7,5 7 6,5 6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 ph měření 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 měření 25 letý muž, DM 1.typu, komatozní stav, TK 50/20 Hemokultura, stěry opakovaně negativní Rhabdomyolýza stimul pro tvorbu PCT (DAMPs)? 60 40 20 0 40000 35000 30000 25000 20000 15000 10000 5000 0 1 2 3 4 5 Myoglobin (μg/l) 1 2 3 4 5 dny dny Hodnocení PCT- CAVE elevace bez přítomnosti infektu (Brodská, Kazda Clin.Chem.Lab.Med.2015)
Závěry Pro prognózu pacienta v sepsi je zásadní včasná diagnóza. Neexistuje univerzální marker, je třeba kombinovat stávající, a tak se zvyšuje diagnostická i prognostická výtěžnost. Indikovat marker s vědomím jeho patofyziologie, uvědomit si jeho limitace. Posuzovat nejen absolutní hodnotu, ale zejména dynamiku markeru. Rychlá a přesná mikrobiolog. identifikace + vysoce specifické a senzitivní lab. markery + nezbytné zhodnocení v klinickém kontextu (klin.mikrobiolog, biochemik, imunolog, ošetřující lékař). Diagnostika sepse je multioborová záležitost s nutností spolupráce.