Abstract
Achtergronden. Optimale behandeling van pediatrische patiënten met inflammatoire darmziekten (IBD) vereist vroege diagnose. Het doel van deze studie is om fecale lactoferrine (FL) als biomarker van darmontsteking te vergelijken met CRP bij pediatrische patiënten met nieuw ontstane IBD. Methoden. FL werd gemeten door ELISA in ontlastingmonsters verzameld voorafgaand aan endoscopie voor IBD (IBD-SCAN; TechLab, Blacksburg; normaal < 7.3 µg/g feces). CRP werd gedetecteerd in serum (normaal < 5 mg/L). Drie patiëntengroepen werden bepaald: (gemiddelde leeftijd 13,2) met de ziekte van Crohn (CD), (gemiddelde leeftijd 10,9) met colitis ulcerosa (UC), en (gemiddelde leeftijd 11,9) bij wie IBD was uitgesloten. Bij CD patiënten was de endoscopische ernstscore SES-CD gecorreleerd met de FL niveaus. Resultaten. (Gemiddelde ± SEM). CRP niveaus waren 27.18 ± 4.2 voor CD-cases, 20.8 ± 9.5 voor UC, en 0.24 ± 0.06 voor niet-IBD patiënten. De FL-niveaus waren 313,6 ± 46,4 bij CD, 370,7 ± 46,9 bij UC, en 1,3 ± 0,5 bij niet-IBD-patiënten. De gevoeligheid van CRP om IBD op te sporen was 75% met een specificiteit van 100%, een positief voorspellende waarde van 100% en een negatief voorspellende waarde van 69%. De gevoeligheid van FL was 100% met een specificiteit van 95%, een positief voorspellende waarde van 97,3%, en een negatief voorspellende waarde van 100%. Bij CD correleerde het FL-niveau positief () met de ernst van de ziekte zoals beoordeeld door de SES-CD. Conclusies. Verhoogd FL komt overeen met darmontsteking, zelfs bij patiënten met normale CRP. Met hoge waarschijnlijkheid sluit een normaal FL darmontsteking uit.
1. Achtergrond
Inflammatoire darmziekten (IBD) omvatten een groot klinisch spectrum van ziektepresentaties van milde tot ernstige symptomen in relatie tot verschillende ziektelocaties en de omvang van mogelijke rectale tot bovenste darmbetrokkenheid. Bij pediatrische patiënten is een vroege diagnose van IBD van groot belang en essentieel voor het beste resultaat. Inductie van remissie door specifieke therapie heeft als doel de symptomen van de patiënt te verbeteren, de kwaliteit van leven zo snel mogelijk te behouden of te herstellen, en complicaties van de ziekte te voorkomen. Humaan lactoferrine, een van neutrofielen afgeleid glycoproteïne, kan worden gemeten in de feces en in een darmspoeling als een indicator van intestinale ontsteking bij zowel IBD als infectieuze gastro-enteritis. Recente studies hebben aangetoond dat fecale lactoferrine (FL) een gevoelige biomarker is voor pediatrische IBD. Bovendien kan deze biomarker dienen als een hulpmiddel voor het begeleiden van het diagnostische en therapeutische proces voor zowel pediatrische als volwassen IBD . In deze studie evalueerden we de bruikbaarheid van FL in vergelijking met CRP voor de diagnose van pediatrische IBD gekenmerkt door endoscopisch en histologisch onderzoek. Bovendien analyseerden we FL in vergelijking met de ziekte-ernst bij CD zoals gedefinieerd door de endoscopische score SES-CD .
2. Patiënten en Methoden
2.1. Patiënten
In deze observationele studie werden 56 pediatrische patiënten gerekruteerd die in aanmerking kwamen voor colonoscopie wegens symptomen die wezen op IBD. Ileocolonoscopie met biopsie werd uitgevoerd door een academisch opleidingsziekenhuis, dat dienst doet als tertiair centrum voor kindergastroenterologie. Als onderdeel van de routine klinische beoordeling, werden CRP en FL bepaald bij alle patiënten voorafgaand aan de endoscopie. Op basis van de resultaten van de endoscopie en de histologie, werd de diagnose IBD vastgesteld of uitgesloten als niet-IBD. De IBD patiënten werden verder gedefinieerd als de ziekte van Crohn (CD) of colitis ulcerosa (UC). De studie werd uitgevoerd met de goedkeuring van het lokale ethische comité.
2.2. Gegevensverzameling en laboratoriumanalyse
Fecale lactoferrine werd kwantitatief bepaald door een ELISA (IBD-SCAN; TechLab, Blacksburg, VA) in ontlastingmonsters verzameld voorafgaand aan endoscopie als onderdeel van de diagnostische workup voor IBD. FL resultaten worden gerapporteerd als μg/g feces (normaal < 7.3). Serum-CRP werd bepaald met standaardmethoden en wordt gerapporteerd als mg/L serum (normaal < 5). Inflammatoire darmziekten werden gediagnosticeerd en geclassificeerd volgens de “Porto-Criteria”, d.w.z. op basis van het klinisch beeld, laboratorium- en beeldvormingsresultaten en vooral op basis van de resultaten van endoscopie en histologie. Alle patiënten ondergingen een ileocolonoscopie waarbij biopten werden genomen uit elk onderzocht segment van de darm. Het macroscopisch aspect van het ileocolon werd kwalitatief beschreven als normaal, of vertoonde lichte, intermediaire, of ernstige ontsteking, respectievelijk; bovendien werd de SES-CD berekend als endoscopische ernstscore bij CD patiënten. De score beoordeelt de grootte van de ulcera, het ulcererende oppervlak, het aangetaste oppervlak en de vernauwing in de verschillende segmenten van het colon en het terminale ileum, met een maximale score van 60. Bovendien werd de verspreiding van de ziekte gecategoriseerd volgens de “Parijse Classificatie”, de pediatrische wijziging van de Montreal Classificatie. Volgens de Porto-Criteria, kregen alle patiënten met nieuw ontstane IBD ook een bovenste endoscopie en beeldvorming van de dunne darm.
2.3. Statistische analyse
Berekeningen en plotten van de grafieken werden uitgevoerd met GraphPad Prism, versie 4.03 voor Windows, GraphPad Software, San Diego, California, USA. De resultaten worden uitgedrukt als gemiddelde ± standaardafwijking (SD), tenzij anders aangegeven. In de box and whiskers-grafieken wordt het gemiddelde weergegeven door de lijn in het kader dat zich uitstrekt van het 25e tot het 75e percentiel van de gegevens. Significantieniveaus om CRP en FL van de IBD-patiënten te vergelijken met controles werden berekend met de tweestaarttest, waarbij een waarde <0,05 als significant werd beschouwd.
3. Resultaten
Er werden in totaal 56 patiënten met ileocolonoscopieën geïncludeerd in deze studie (figuur 1). De demografische en klinische kenmerken zijn weergegeven in tabel 1. Er waren 20 patiënten met niet-IBD aandoeningen, waaronder functionele buikpijn, prikkelbare darm syndroom, of constipatie. Bij deze patiënten waren de bovenste en onderste endoscopie en de histologie van beide onderzoeken normaal zonder tekenen typisch voor IBD.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3.1. CRP
In de IBD-groep waren de gemiddelde CRP-niveaus verhoogd met een breed bereik van concentraties (figuur 2). De gemiddelde CRP voor CD gevallen was 27,2 mg/L (range 0-63,00; SD 19,04); voor UC gevallen was de gemiddelde CRP 20,8 (range 0-145,2; SD 36,63). Er waren 2 CD (9,5% van de CD) patiënten met normale CRP. Dienovereenkomstig hadden 3 van de 15 UC (20%) patiënten een negatieve CRP. Alle UC patiënten met CRP’s ≥ 16 mg/L leden aan ernstige pancolitis. Geen van de niet-IBD patiënten had een verhoogde CRP met een gemiddelde van 0,24 mg/L (SD 0,28) en een maximum van 0,8 (figuur 2). De gevoeligheid van CRP om IBD op te sporen was 75% met een specificiteit van 100%, wat resulteert in een positief voorspellende waarde van 100% en negatief voorspellende waarde van 69%; de negatieve likelihood ratio (LR) van CRP is 0,25.
3.2. Fecale Lactoferrine (FL)
De gemiddelde niveaus van FL voor de IBD-patiënten waren 314 μg/g CD (SD 212,8) en 371 μg/g UC (SD 181,5), terwijl de gemiddelde FL bij de controles slechts 1,3 (SD 2,4) was (figuur 3). Slechts één niet-IBD-patiënt had een verhoogd FL van 9,6 μg/g feces, iets boven de klinische cut-off van 7,3 ug/g. De sensitiviteit van FL was dus 100% met een specificiteit van 95%, de positief voorspellende waarde was 97,3% en de negatief voorspellende waarde 100%. De positieve LR voor FL is 20,0, terwijl de negatieve LR 0 is. Voor de CD-patiënten zijn de resultaten van de endoscopische ernstindex SES-CD in correlatie met de overeenkomstige FL-niveaus afgebeeld in figuur 4. Er is een positieve correlatie tussen CD-SES en FL, waaruit blijkt dat de FL-niveaus ( en ) hoger zijn bij de patiënten met een ernstiger ziekte zoals beoordeeld door endoscopie.
4. Discussie
Deze resultaten tonen de waarde aan van het bepalen van het lactoferrinegehalte in de ontlasting als hulpmiddel bij de diagnose van IBD bij pediatrische patiënten en correleren de niveaus met de ernst van de ziekte zoals beoordeeld door de SES-CD bij CD-patiënten. Verhoogd FL (≥7.3 ug/g feces) differentieerde precies tussen personen met de aanwezigheid van darmontsteking en die met intacte en normale darmen; dit wordt onderstreept door de hoge positieve (20) en lage (0) negatieve LR van FL. Patiënten met normale FL hadden geen aanwijzingen voor microscopische of histologische darmontsteking. Dit is in overeenstemming met andere pediatrische en volwassen studies. De aanwezigheid van verhoogde LF bij patiënten met normale CRP niveaus tijdens actieve ziekte toont de inferioriteit van deze parameter in vergelijking met FL om IBD op te sporen. Momenteel is serum-CRP een inflammatoire serologische marker die routinematig wordt gemeten in een aantal klinische situaties, waaronder IBD. De kracht van CRP is dat elke arts gemakkelijk en snel een resultaat kan verkrijgen als routinetest. Eerdere studies hebben aangetoond dat CRP bij CD nuttig is voor het identificeren van nieuwe patiënten met actieve ziekte en voor het monitoren van een respons op therapie. Een beperking van CRP metingen is dat niveaus normaal kunnen zijn bij 24-64% van de pediatrische IBD patiënten die een flare ervaren, waardoor het onvoldoende is om actieve IBD uit te sluiten. Dit komt goed overeen met onze bevindingen dat 10% van onze actieve CD patiënten en 20% van de UC patiënten CRP-negatief waren.
Een nieuwe bevinding uit deze studie is de observatie dat de niveaus van LF correleren met de ernst van de ziekte. Bij CD patiënten gegroepeerd volgens SES-CD hadden de patiënten met een ernstiger ziekte significant hogere LF niveaus dan patiënten met minder ontsteking. Bij UC konden we geen significante verschillen tussen de LF-niveaus waarnemen omdat alle patiënten uitgebreide colitis hadden (Paris E4 en Paris E3).
Een zwak punt van de studie met betrekking tot parameters als sensitiviteit of specificiteit is het feit dat de studiegroep voorgeselecteerd is op verdenking van IBD in een tertiair centrum. Dit betekent dat deze parameters lager zouden kunnen zijn in een minder beperkte patiëntengroep. Maar we hebben duidelijk aangetoond in een relatief grote controlegroep met symptomen die ernstig genoeg zijn om endoscopie te rechtvaardigen dat normaal FL met hoge waarschijnlijkheid darmontsteking veroorzaakt door IBD uitsluit (). Klinisch gezien, in de pediatrische setting van veel patiënten met functionele buikpijn of prikkelbare darm syndroom en in vergelijking met de relatief weinige IBD patiënten, kan een verhoogd FL helpen om die patiënten te definiëren die endoscopie moeten ondergaan en diegenen die geen invasieve diagnostiek nodig hebben.
5. Conclusie
Fecale lactoferrine is een betrouwbare biomarker voor actieve IBD bij pediatrische patiënten. Tenminste voor patiënten met CD, zijn FL niveaus gecorreleerd met de ernst van de ziekte zoals gegradeerd door de SES-CD. De serologische marker CRP is minder gevoelig voor actieve IBD. FL is dus een nuttige biomarker voor de vroege diagnose van pediatrische IBD, die de noodzaak van invasieve diagnostiek zoals endoscopie aangeeft. Het is veelbelovend voor het monitoren van de effectiviteit van therapie vanwege de correlatie tussen de niveaus en de mate van mucosale ontsteking.
Conflict of Interests
S. Buderus ontving studiemateriaal (assays) van TechLab Inc. en reisbeurzen om resultaten te presenteren op wetenschappelijke bijeenkomsten. J. Boone is Senior Research Scientist, Research and Development bij TechLab, Inc. M. J. Lentze heeft geen onthullingen.
Authors’ Contribution
Stephan Buderus ontwierp de studie en verzorgde de patiënten en de monsters. Hij redigeerde het artikel. James H. Boone was betrokken bij de opzet van de studie; hij was betrokken bij de statistische analyse en het schrijven van het artikel. Michael J. Lentze was betrokken bij de opzet van de studie en het schrijven van de paper. Alle auteurs hebben de uiteindelijke paper gelezen en goedgekeurd.
Acknowledgments
De auteurs danken H. Ringelmann en T. Rottman voor hun toegewijde prestaties bij het analyseren van fecale lactoferrine.