Abstract
Hintergrund. Die optimale Behandlung von pädiatrischen Patienten mit entzündlichen Darmerkrankungen (IBD) erfordert eine frühzeitige Diagnose. Ziel der Studie ist es, fäkales Lactoferrin (FL) als Biomarker für Darmentzündungen mit CRP bei pädiatrischen Patienten mit neu aufgetretener IBD zu vergleichen. Methoden. FL wurde mittels ELISA in Stuhlproben gemessen, die vor der Endoskopie für IBD gesammelt wurden (IBD-SCAN; TechLab, Blacksburg; normal < 7,3 µg/g Kot). CRP wurde im Serum nachgewiesen (normal < 5 mg/L). Es wurden drei Patientengruppen bestimmt: (mittleres Alter 13,2 Jahre) mit Morbus Crohn (CD), (mittleres Alter 10,9 Jahre) mit Colitis ulcerosa (UC) und (mittleres Alter 11,9 Jahre), bei denen eine CED ausgeschlossen wurde. Bei CD-Patienten wurde der endoskopische Schweregrad-Score SES-CD mit den FL-Werten korreliert. Ergebnisse. (Mittelwert ± SEM). Die CRP-Werte betrugen 27,18 ± 4,2 bei CD-Patienten, 20,8 ± 9,5 bei UC und 0,24 ± 0,06 bei Nicht-IBD-Patienten. Die FL-Werte betrugen 313,6 ± 46,4 bei CD-, 370,7 ± 46,9 bei UC- und 1,3 ± 0,5 bei Nicht-IBD-Patienten. Die Sensitivität von CRP zum Nachweis von IBD betrug 75 % bei einer Spezifität von 100 %, einem positiven Vorhersagewert von 100 % und einem negativen Vorhersagewert von 69 %. Die Sensitivität des FL betrug 100 % bei einer Spezifität von 95 %, einem positiven prädiktiven Wert von 97,3 % und einem negativen prädiktiven Wert von 100 %. Bei CD korrelierten die FL-Werte positiv () mit dem Schweregrad der Erkrankung, der anhand des SES-CD beurteilt wurde. Schlussfolgerungen. Erhöhte FL-Werte weisen auf eine Darmentzündung hin, auch bei Patienten mit normalem CRP. Mit hoher Wahrscheinlichkeit schließt ein normaler FL-Wert eine Darmentzündung aus.
1. Hintergrund
Die entzündliche Darmerkrankung (IBD) umfasst ein breites klinisches Spektrum an Krankheitsbildern von leichten bis schweren Symptomen in Abhängigkeit von den verschiedenen Krankheitsherden und dem Ausmaß einer möglichen rektalen bis hin zu einer Beteiligung des oberen Darms. Bei pädiatrischen Patienten ist eine frühzeitige Diagnose der IBD von großer Bedeutung und für ein optimales Ergebnis unerlässlich. Die Induktion einer Remission durch eine spezifische Therapie zielt darauf ab, die Symptome des Patienten zu verbessern, die Lebensqualität so schnell wie möglich zu erhalten oder wiederherzustellen und Komplikationen der Krankheit zu verhindern. Humanes Laktoferrin, ein von Neutrophilen stammendes Glykoprotein, kann im Stuhl und in der gesamten Darmspülung als Indikator für eine Darmentzündung sowohl bei CED als auch bei infektiöser Gastroenteritis gemessen werden. Jüngste Studien haben gezeigt, dass fäkales Laktoferrin (FL) ein empfindlicher Biomarker für pädiatrische CED ist. Darüber hinaus kann dieser Biomarker als Hilfsmittel zur Steuerung des diagnostischen und therapeutischen Prozesses sowohl bei pädiatrischer als auch bei erwachsener CED dienen. In dieser Studie haben wir den Nutzen von FL im Vergleich zu CRP für die Diagnose von CED bei Kindern untersucht, die durch endoskopische und histologische Untersuchungen charakterisiert ist. Darüber hinaus analysierten wir FL im Vergleich zur Krankheitsschwere bei CD, wie sie durch den endoskopischen Score SES-CD definiert ist.
2. Patienten und Methoden
2.1. Patienten
In dieser Beobachtungsstudie wurden 56 pädiatrische Patienten rekrutiert, die aufgrund von Symptomen, die auf eine CED hindeuten, für eine Koloskopie in Frage kamen. Die Ileokolonoskopie mit Biopsien wurde in einem akademischen Lehrkrankenhaus durchgeführt, das als Zentrum für pädiatrische Gastroenterologie der Tertiärversorgung dient. Im Rahmen der klinischen Routineuntersuchung wurden bei allen Patienten vor der Endoskopie das CRP und der FL-Wert bestimmt. Auf der Grundlage der Ergebnisse der Endoskopie und der Histologie wurde entweder die Diagnose IBD gestellt oder ausgeschlossen, dass keine IBD vorlag. Die IBD-Patienten wurden weiter als Morbus Crohn (CD) oder Colitis ulcerosa (UC) definiert. Die Studie wurde mit Zustimmung der örtlichen Ethikkommission durchgeführt.
2.2. Datenerhebung und Laboranalyse
Fäkales Lactoferrin wurde quantitativ mit einem ELISA (IBD-SCAN; TechLab, Blacksburg, VA) in Stuhlproben bestimmt, die vor der Endoskopie im Rahmen der IBD-Diagnostik entnommen wurden. Die FL-Ergebnisse werden in μg/g Kot angegeben (normal < 7,3). Das Serum-CRP wurde mit Standardmethoden bestimmt und wird als mg/L Serum angegeben (normal < 5). Die entzündliche Darmerkrankung wurde nach den „Porto-Kriterien“ diagnostiziert und klassifiziert, d. h. auf der Grundlage des klinischen Bildes, der Labor- und Bildgebungsergebnisse und vor allem der Ergebnisse der Endoskopie und Histologie. Bei allen Patienten wurde eine Ileokolonoskopie durchgeführt, bei der aus jedem untersuchten Darmabschnitt Biopsien entnommen wurden. Der makroskopische Aspekt des Ileokolons wurde qualitativ als normal oder mit leichter, mittlerer bzw. schwerer Entzündung beschrieben; zusätzlich wurde der SES-CD als endoskopischer Schweregrad-Score bei CD-Patienten berechnet. Der Score bewertet die Größe der Geschwüre, die ulzerierte Oberfläche, die betroffene Oberfläche und die Verengung in den verschiedenen Segmenten des Kolons und des terminalen Ileums mit einem maximalen Score von 60. Darüber hinaus wurde die Verteilung der Krankheit nach der Pariser Klassifikation“, der pädiatrischen Modifikation der Montrealer Klassifikation, kategorisiert. Gemäß den Porto-Kriterien wurden bei allen Patienten mit neu aufgetretener IBD auch eine obere Endoskopie und eine Dünndarm-Bildgebung durchgeführt.
2.3. Statistische Analyse
Die Berechnungen und die Erstellung der Diagramme wurden mit GraphPad Prism, Version 4.03 für Windows, GraphPad Software, San Diego, Kalifornien, USA, durchgeführt. Die Ergebnisse werden, sofern nicht anders angegeben, als Mittelwert ± Standardabweichung (SD) angegeben. In den Box- und Whisker-Diagrammen wird der Mittelwert durch die Linie in der Box dargestellt, die sich vom 25. bis zum 75. Perzentil der Daten erstreckt. Die Signifikanzniveaus für den Vergleich von CRP und FL der IBD-Patienten mit denen der Kontrollgruppe wurden mit Hilfe des Zwei-Schwanz-Tests berechnet, wobei ein Wert <0,05 als signifikant eingestuft wurde.
3. Ergebnisse
In diese Studie wurden insgesamt 56 Patienten mit Ileokolonoskopien aufgenommen (Abbildung 1). Die demografischen und klinischen Merkmale sind in Tabelle 1 aufgeführt. Es gab 20 Patienten mit nicht-IBD-Erkrankungen wie funktionellen Bauchschmerzen, Reizdarmsyndrom oder Verstopfung. Bei diesen Patienten waren die obere und untere Endoskopie und die Histologie beider Untersuchungen normal, ohne typische Anzeichen für IBD.
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3.1. CRP
In der IBD-Gruppe waren die mittleren CRP-Werte erhöht und wiesen eine große Bandbreite an Konzentrationen auf (Abbildung 2). Bei den CD-Fällen lag der mittlere CRP-Wert bei 27,2 mg/L (Bereich 0-63,00; SD 19,04); bei den UC-Fällen betrug der mittlere CRP-Wert 20,8 (Bereich 0-145,2; SD 36,63). 2 CD-Patienten (9,5 % der CD) hatten ein normales CRP. Dementsprechend hatten 3 von 15 UC-Patienten (20 %) einen negativen CRP-Wert. Alle UC-Patienten mit CRP-Werten ≥ 16 mg/L litten an einer schweren Pancolitis. Keiner der Nicht-IBD-Patienten hatte ein erhöhtes CRP mit einem Mittelwert von 0,24 mg/L (SD 0,28) und einem Höchstwert von 0,8 (Abbildung 2). Die Sensitivität des CRP für den Nachweis von IBD betrug 75 % bei einer Spezifität von 100 %, was zu einem positiven prädiktiven Wert von 100 % und einem negativen prädiktiven Wert von 69 % führt; die negative Likelihood Ratio (LR) des CRP beträgt 0,25.
3.2. Fäkales Lactoferrin (FL)
Die mittleren FL-Werte bei den IBD-Patienten betrugen 314 μg/g CD (SD 212,8) und 371 μg/g UC (SD 181,5), während der mittlere FL-Wert bei den Kontrollen nur 1,3 (SD 2,4) betrug (Abbildung 3). Nur ein einziger Nicht-IBD-Patient wies einen erhöhten FL-Wert von 9,6 μg/g Kot auf, der leicht über dem klinischen Cut-off-Wert von 7,3 ug/g lag. Daher betrug die Sensitivität des FL 100 % bei einer Spezifität von 95 %, der positive prädiktive Wert 97,3 % und der negative prädiktive Wert 100 %. Die positive LR für FL liegt bei 20,0, die negative LR bei 0. Für die CD-Patienten sind die Ergebnisse des endoskopischen Schweregradindex SES-CD in Korrelation mit den entsprechenden FL-Werten in Abbildung 4 dargestellt. Es besteht eine positive Korrelation zwischen CD-SES und FL, die höhere FL-Werte ( und ) bei den Patienten mit einer schwereren Erkrankung nach endoskopischer Beurteilung zeigt.
4. Diskussion
Diese Ergebnisse zeigen den Wert der Bestimmung des fäkalen Lactoferrinspiegels als Hilfsmittel für die Diagnose von CED bei pädiatrischen Patienten und korrelieren mit dem Schweregrad der Erkrankung, wie er durch den SES-CD bei CD-Patienten beurteilt wird. Erhöhte FL-Werte (≥7,3 ug/g Kot) unterschieden genau zwischen Probanden mit einer Darmentzündung und solchen mit intaktem und normalem Darm; dies wird durch die hohe positive (20) und niedrige (0) negative LR von FL unterstrichen. Bei Patienten mit normalem FL gab es keine Hinweise auf eine mikroskopische oder histologische Darmentzündung. Dies steht im Einklang mit anderen pädiatrischen und erwachsenen Studien. Das Vorhandensein einer erhöhten LF bei Patienten mit normalen CRP-Werten während einer aktiven Erkrankung zeigt, dass dieser Parameter im Vergleich zur FL zur Erkennung von CED unterlegen ist. Derzeit ist das Serum-CRP ein serologischer Entzündungsmarker, der routinemäßig in einer Reihe von klinischen Situationen gemessen wird, darunter auch bei CED. Die Stärke von CRP ist, dass jeder Arzt einfach und schnell ein Ergebnis als Routinetest erhalten kann. Frühere Studien haben gezeigt, dass CRP bei CD nützlich ist, um neue Patienten mit aktiver Krankheit zu identifizieren und das Ansprechen auf eine Therapie zu überwachen. Eine Einschränkung der CRP-Messungen besteht darin, dass die Werte bei bis zu 24-64 % der pädiatrischen CED-Patienten, bei denen ein Schub auftritt, normal sein können, so dass sie zum Ausschluss einer aktiven CED nicht ausreichen. Dies deckt sich gut mit unseren Ergebnissen, dass 10 % unserer aktiven CD-Patienten und 20 % der UC-Patienten CRP-negativ waren.
Ein neues Ergebnis dieser Studie ist die Beobachtung, dass die LF-Werte mit dem Schweregrad der Erkrankung korrelieren. Bei CD-Patienten, die nach SES-CD gruppiert wurden, wiesen die Patienten mit einer schwereren Erkrankung signifikant höhere LF-Werte auf als Patienten mit weniger Entzündung. Bei UC konnten wir keine signifikanten Unterschiede zwischen den LF-Werten feststellen, da alle Patienten eine ausgedehnte Kolitis hatten (Paris E4 und Paris E3).
Ein Schwachpunkt der Studie in Bezug auf Parameter wie Sensitivität oder Spezifität ist die Tatsache, dass die Studiengruppe in einem Tertiärzentrum bei Verdacht auf CED vorselektiert wurde. Das bedeutet, dass diese Parameter in einer weniger eingeschränkten Patientengruppe niedriger sein könnten. Wir haben jedoch in einer relativ großen Kontrollgruppe mit Symptomen, die schwer genug waren, um eine Endoskopie zu rechtfertigen, eindeutig gezeigt, dass eine normale FL eine durch CED verursachte Darmentzündung mit hoher Wahrscheinlichkeit ausschließt (). Klinisch gesehen kann ein erhöhter FL in der pädiatrischen Umgebung vieler Patienten mit funktionellen Bauchschmerzen oder Reizdarmsyndrom und im Vergleich zu den relativ wenigen IBD-Patienten helfen, diejenigen Patienten zu definieren, die sich einer Endoskopie unterziehen sollten, und diejenigen, die keine invasive Diagnostik benötigen.
5. Schlussfolgerung
Fäkales Lactoferrin ist ein zuverlässiger Biomarker für aktive CED bei pädiatrischen Patienten. Zumindest bei Patienten mit CD korreliert der FL-Spiegel mit dem Schweregrad der Erkrankung, der mit dem SES-CD ermittelt wurde. Der serologische Marker CRP ist für aktive CED weniger empfindlich. Somit ist FL ein hilfreicher Biomarker für die Frühdiagnose der pädiatrischen CED, der auf die Notwendigkeit einer invasiven Diagnostik wie der Endoskopie hinweist. Er ist vielversprechend für die Überwachung der Wirksamkeit der Therapie, da er mit dem Grad der Schleimhautentzündung korreliert.
Interessenkonflikt
S. Buderus erhielt Studienmaterial (Assays) von TechLab Inc. und Reisekostenzuschüsse zur Präsentation von Ergebnissen auf wissenschaftlichen Tagungen. J. Boone ist Senior Research Scientist, Forschung und Entwicklung bei TechLab, Inc. M. J. Lentze hat keine Angaben gemacht.
Beitrag der Autoren
Stephan Buderus hat die Studie konzipiert und sich um die Patienten und die Proben gekümmert. Er verfasste den Text. James H. Boone war an der Konzeption der Studie beteiligt; er war an der statistischen Analyse und an der Abfassung der Studie beteiligt. Michael J. Lentze war an der Konzeption der Studie und an der Abfassung des Artikels beteiligt. Alle Autoren haben die endgültige Fassung gelesen und genehmigt.
Danksagungen
Die Autoren danken H. Ringelmann und T. Rottman für ihre engagierte Leistung bei der Analyse von fäkalem Lactoferrin.