Abstract
Background. Optymalne leczenie pacjentów pediatrycznych z nieswoistymi zapaleniami jelit (NZJ) wymaga wczesnego rozpoznania. Celem pracy jest porównanie stężenia laktoferyny (FL) w kale jako biomarkera stanu zapalnego jelit z CRP u pacjentów pediatrycznych z nowopowstałym IBD. Metody. FL oznaczano metodą ELISA w próbkach kału pobranych przed endoskopią w kierunku IBD (IBD-SCAN; TechLab, Blacksburg; norma < 7,3 µg/g kału). CRP wykrywano w surowicy (norma < 5 mg/L). Wyodrębniono trzy grupy pacjentów: (średnia wieku 13,2) z chorobą Leśniowskiego-Crohna (CD), (średnia wieku 10,9) z wrzodziejącym zapaleniem jelita grubego (UC) oraz (średnia wieku 11,9), u których wykluczono IBD. U pacjentów z CD endoskopowa skala ciężkości SES-CD była skorelowana z poziomem FL. Wyniki. (Średnia ± SEM). Stężenie CRP wynosiło 27,18 ± 4,2 dla chorych z CD, 20,8 ± 9,5 dla chorych z UC i 0,24 ± 0,06 dla chorych bez IBD. Stężenie FL wynosiło 313,6 ± 46,4 w CD, 370,7 ± 46,9 w UC i 1,3 ± 0,5 u pacjentów nie chorujących na IBD. Czułość CRP w wykrywaniu IBD wynosiła 75%, swoistość 100%, dodatnia wartość predykcyjna 100%, a ujemna wartość predykcyjna 69%. Czułość FL wynosiła 100% przy swoistości 95%, dodatniej wartości predykcyjnej 97,3% i ujemnej wartości predykcyjnej 100%. W CD poziom FL korelował dodatnio () z ciężkością choroby ocenianą za pomocą SES-CD. Wnioski. Podwyższone FL odpowiada zapaleniu jelit, nawet u pacjentów z prawidłowym CRP. Z dużym prawdopodobieństwem, normalne FL wyklucza zapalenie jelit.
1. Background
Zapalna choroba jelit (IBD) obejmuje duże spektrum kliniczne prezentacji choroby od łagodnych do ciężkich objawów w odniesieniu do różnych lokalizacji choroby i zakresu od możliwego zajęcia odbytnicy do górnego odcinka jelita. U pacjentów pediatrycznych wczesne rozpoznanie IBD ma ogromne znaczenie i jest niezbędne dla uzyskania najlepszego wyniku leczenia. Indukcja remisji przez specyficzną terapię ma na celu poprawę objawów u pacjenta, utrzymanie lub przywrócenie jakości życia tak szybko, jak to możliwe, oraz zapobieganie powikłaniom choroby. Ludzka laktoferyna, glikoproteina pochodząca z neutrofilów, może być oznaczana w kale i popłuczynach z całego jelita jako wskaźnik zapalenia jelit zarówno w IBD, jak i zakaźnym zapaleniu jelit. Ostatnie badania wykazały, że laktoferyna w kale (FL) jest czułym biomarkerem dla dziecięcego IBD. Ponadto, biomarker ten może służyć jako pomoc w prowadzeniu procesu diagnostycznego i terapeutycznego zarówno w przypadku dziecięcego, jak i dorosłego IBD. W tym badaniu ocenialiśmy przydatność FL w porównaniu z CRP w diagnostyce dziecięcego IBD na podstawie badania endoskopowego i histologicznego. Ponadto przeanalizowaliśmy FL w porównaniu z ciężkością choroby w CD, zdefiniowaną przez endoskopową skalę SES-CD .
2. Pacjenci i metody
2.1. Pacjenci
W tym badaniu obserwacyjnym 56 pacjentów pediatrycznych, którzy kwalifikowali się do kolonoskopii z powodu objawów sugerujących IBD, zostało zrekrutowanych. Ileokolonoskopia z biopsją została wykonana w akademickim szpitalu dydaktycznym, pełniącym rolę trzeciorzędowego ośrodka gastroenterologii dziecięcej. W ramach rutynowej oceny klinicznej, przed wykonaniem endoskopii, u wszystkich pacjentów oznaczono CRP i FL. Na podstawie wyników badań endoskopowych i histopatologicznych ustalano rozpoznanie IBD lub wykluczano rozpoznanie nie związane z IBD. Pacjenci z IBD byli dalej definiowani jako chorzy na chorobę Leśniowskiego-Crohna (CD) lub wrzodziejące zapalenie jelita grubego (WZJG). Badanie zostało przeprowadzone za zgodą lokalnej komisji etycznej.
2.2. Gromadzenie danych i analiza laboratoryjna
Laktoferyna w kale była oznaczana ilościowo metodą ELISA (IBD-SCAN; TechLab, Blacksburg, VA) w próbkach kału pobranych przed endoskopią jako część diagnostyki IBD. Wyniki FL podawane są w μg/g kału (norma < 7,3). Serum-CRP oznaczono standardowymi metodami i podano jako mg/L surowicy (norma < 5). Zapalną chorobę jelit rozpoznawano i klasyfikowano zgodnie z „kryteriami Porto”, czyli na podstawie obrazu klinicznego, wyników badań laboratoryjnych i obrazowych, a przede wszystkim na podstawie wyników endoskopii i badania histopatologicznego. Wszyscy pacjenci mieli wykonaną ileokolonoskopię z pobraniem biopsji z każdego badanego odcinka jelita. Makroskopowy aspekt jelita krętego opisywano jakościowo jako prawidłowy lub wykazujący odpowiednio: lekki, średni lub ciężki stan zapalny; dodatkowo obliczano SES-CD jako wynik ciężkości endoskopowej u pacjentów z CD. Punktacja ta ocenia wielkość owrzodzeń, owrzodzoną powierzchnię, dotkniętą powierzchnię i zwężenie w różnych segmentach okrężnicy i końcowego odcinka jelita krętego, z maksymalną punktacją 60. Dodatkowo, rozkład choroby został skategoryzowany zgodnie z „Klasyfikacją Paryską”, pediatryczną modyfikacją Klasyfikacji Montrealskiej. Zgodnie z kryteriami Porto, wszyscy pacjenci z nowym początkiem IBD otrzymali również górną endoskopię i obrazowanie jelita cienkiego.
2.3. Analiza statystyczna
Obliczeń i wykreślania wykresów dokonano przy użyciu programu GraphPad Prism, wersja 4.03 dla Windows, GraphPad Software, San Diego, California, USA. Wyniki wyrażono jako średnie ± odchylenie standardowe (SD), chyba że zaznaczono inaczej. Na wykresach typu „box and whiskers” średnia jest przedstawiona linią w ramce, która rozciąga się od 25. do 75. percentyla danych. Poziomy istotności dla porównania CRP i FL pacjentów z IBD w porównaniu z kontrolami obliczono przy użyciu testu z dwoma ogonami, przy czym wartość <0,05 określono jako istotną.
3. Wyniki
W badaniu uwzględniono łącznie 56 pacjentów, u których wykonano ileokolonoskopie (ryc. 1). Charakterystykę demograficzną i kliniczną przedstawiono w tabeli 1. W grupie tej znalazło się 20 pacjentów z chorobami innymi niż IBD, w tym z czynnościowymi bólami brzucha, zespołem jelita drażliwego lub zaparciami. U tych pacjentów górna i dolna endoskopia oraz badanie histologiczne obu badań były prawidłowe, bez objawów typowych dla IBD.
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3.1. CRP
W grupie chorych na IBD średnie stężenie CRP było podwyższone w szerokim zakresie stężeń (ryc. 2). Średnia wartość CRP dla przypadków CD wynosiła 27,2 mg/L (zakres 0-63,00; SD 19,04); dla przypadków UC średnia wartość CRP wynosiła 20,8 (zakres 0-145,2; SD 36,63). U 2 pacjentów z CD (9,5% CD) CRP było prawidłowe. Odpowiednio, 3 z 15 chorych na UC (20%) miało ujemne CRP. Wszyscy chorzy na UC z CRP ≥ 16 mg/L cierpieli na ciężkie zapalenie trzustki. Żaden z pacjentów nie cierpiących na IBD nie miał podwyższonego CRP, którego średnia wartość wynosiła 0,24 mg/L (SD 0,28), a maksymalna 0,8 (ryc. 2). Czułość CRP w wykrywaniu IBD wynosiła 75% przy swoistości 100%, odpowiednio dając pozytywną wartość predykcyjną 100% i negatywną wartość predykcyjną 69%; negatywny współczynnik prawdopodobieństwa (LR) CRP wynosi 0,25.
3.2. Fecal Lactoferrin (FL)
Średnie poziomy FL dla pacjentów z IBD wynosiły 314 μg/g CD (SD 212.8) i 371 μg/g UC (SD 181.5), podczas gdy średnie FL w kontrolach wynosiło tylko 1.3 (SD 2.4) (Rysunek 3). Tylko jeden pacjent bez CD miał podwyższone FL wynoszące 9,6 μg/g kału, nieco powyżej klinicznej wartości granicznej 7,3 ug/g. Dlatego czułość FL wynosiła 100% przy swoistości 95%, pozytywna wartość predykcyjna 97,3%, a negatywna wartość predykcyjna 100%. Dodatni LR dla FL wynosi 20,0, podczas gdy ujemny LR wynosi 0. Dla pacjentów z CD wyniki indeksu ciężkości endoskopowej SES-CD w korelacji z odpowiednimi poziomami FL przedstawiono na rycinie 4. Istnieje dodatnia korelacja CD-SES i FL, wskazująca na wyższe poziomy FL ( i ) u pacjentów z cięższą chorobą ocenianą na podstawie endoskopii.
4. Dyskusja
Wyniki te wskazują na wartość oznaczania poziomu laktoferyny w kale jako pomocy w diagnostyce IBD u pacjentów pediatrycznych i korelują poziomy z ciężkością choroby ocenianą przez SES-CD u pacjentów z CD. Podwyższony FL (≥7.3 ug/g kału) dokładnie różnicował pacjentów z obecnością zapalenia jelit i tych z nienaruszonym i normalnym jelitem; jest to podkreślone przez wysoki pozytywny (20) i niski (0) negatywny LR FL. Pacjenci z prawidłowym FL nie mieli dowodów mikroskopowego lub histologicznego zapalenia jelit. Jest to zgodne z innymi badaniami u dzieci i dorosłych. Obecność podwyższonego LF u pacjentów z prawidłowym poziomem CRP w czasie aktywnej choroby wskazuje na podrzędność tego parametru w stosunku do FL w wykrywaniu IBD. Obecnie CRP jest zapalnym markerem serologicznym, który jest rutynowo oznaczany w wielu sytuacjach klinicznych, między innymi w IBD. Siłą CRP jest to, że każdy lekarz może w łatwy i szybki sposób uzyskać wynik jako badanie rutynowe. Wcześniejsze badania wykazały, że w CD, CRP jest przydatne w identyfikacji nowych pacjentów z aktywną chorobą i monitorowaniu odpowiedzi na terapię. Ograniczeniem pomiaru CRP jest to, że jego poziom może być prawidłowy nawet u 24-64% dziecięcych pacjentów z IBD doświadczających zaostrzenia, co czyni go niewystarczającym do wykluczenia aktywnego IBD. Odpowiada to dobrze naszym ustaleniom, że 10% naszych aktywnych pacjentów z CD i 20% pacjentów z UC było CRP-negatywnych.
Nowym odkryciem z tego badania jest obserwacja, że poziomy LF korelują z ciężkością choroby. U pacjentów z CD pogrupowanych według SES-CD ci z cięższą chorobą mieli istotnie wyższe poziomy LF niż pacjenci z mniejszym stanem zapalnym. W UC nie mogliśmy zaobserwować istotnych różnic pomiędzy poziomami LF, ponieważ wszyscy pacjenci mieli rozległe zapalenie jelita grubego (Paris E4 i Paris E3).
Słabą stroną badania w odniesieniu do parametrów takich jak czułość czy swoistość jest fakt, że grupa badana jest wstępnie wyselekcjonowana pod kątem podejrzenia IBD w ośrodku trzeciorzędowym. Oznacza to, że parametry te mogą być niższe w mniej ograniczonej grupie pacjentów. Wykazaliśmy jednak wyraźnie w stosunkowo dużej grupie kontrolnej z objawami wystarczająco nasilonymi, aby uzasadnić endoskopię, że prawidłowy FL wyklucza z dużym prawdopodobieństwem zapalenie jelit spowodowane IBD (). Klinicznie, w warunkach pediatrycznych wielu pacjentów z czynnościowym bólem brzucha lub zespołem jelita drażliwego i w porównaniu z tymi stosunkowo nielicznymi pacjentami z IBD, podwyższone FL może pomóc w zdefiniowaniu tych pacjentów, którzy powinni być poddani endoskopii i tych, którzy nie potrzebują diagnostyki inwazyjnej.
5. Wnioski
Laktoferyna w kale jest wiarygodnym biomarkerem aktywnego IBD u pacjentów pediatrycznych. Przynajmniej w przypadku pacjentów z CD poziom FL jest skorelowany z ciężkością choroby ocenianą w skali SES-CD. Marker serologiczny CRP jest mniej czuły w wykrywaniu aktywnego IBD. FL jest zatem pomocnym biomarkerem we wczesnej diagnostyce dziecięcego IBD, wskazującym na potrzebę diagnostyki inwazyjnej, takiej jak endoskopia. Z uwagi na korelację pomiędzy poziomem i stopniem zapalenia błony śluzowej, FL może być wykorzystany do monitorowania skuteczności terapii.
Konflikt interesów
S. Buderus otrzymał materiały do badań (testy) od firmy TechLab Inc. oraz granty na podróże w celu prezentacji wyników na spotkaniach naukowych. J. Boone jest starszym naukowcem ds. badań i rozwoju w firmie TechLab, Inc. M. J. Lentze nie ujawnia żadnych informacji.
Wkład autorów
Stephan Buderus zaprojektował badanie i opiekował się pacjentami oraz próbkami. Przygotował projekt pracy. James H. Boone brał udział w projektowaniu badania; był zaangażowany w analizę statystyczną i redagowanie artykułu. Michael J. Lentze brał udział w projektowaniu badania i redagowaniu pracy. Wszyscy autorzy przeczytali i zatwierdzili ostateczną wersję pracy.
Podziękowania
Autorzy dziękują H. Ringelmannowi i T. Rottmanowi za ich zaangażowanie w analizę laktoferyny w kale.