Przydatność prokalcytoniny w diagnostyce i leczeniu zakażeń bakteryjnych u noworodków. Jerzy Szczapa Uniwersytet Medyczny Poznań

Transkrypt

1 Przydatność prokalcytoniny w diagnostyce i leczeniu zakażeń bakteryjnych u noworodków Jerzy Szczapa Uniwersytet Medyczny Poznań

2 Epidemiologia sepsy Rocznie 4 mln. zgonów dzieci w tym 35% z powodu sepsy (Lawn I.E. i wsp. Int. J. Epidemiol. 2006) Zakażenie w.maciczne - 35% ryzyko ciężkiego zakażenia u wcześniaków (Goldenberg R.I. NEJM 2000) 50% wcześniaków wymaga diagnostyki w kierunku zakażenia i leczenia antybiotykami (Stoll. B. Semin. Perinatol. 2003) W USA około 600 tys. noworodków rocznie badanych w kierunku sepsy z nich leczona antybiotykami (Escobar G.I. Pediatrics 1999) Ciężka sepsa: 3%o ogółu noworodków - 4/5 < 2500g - 2/3 < 1500g (Watson. Am. J. Respir. Care Med. 2003)

3 Epidemiologia sepsy Sepsa pozostaje główną przyczyną zgonów u pacjentów leczonych w oddziałach intensywnej terapii - 12,1% wśród pacjentów przyjętych bez zakażenia - 43% u pacjentów zakażonych Albert I.C. i wsp. Am. J. Respir. Care. Med. 2003

4 Wskaźniki zakażenia Stosowane rutynowo: Całkowita liczba granulocytów Wskaźnik leukocytarny Liczba płytek krwi CRP Badania bakteriologiczne W trakcie badań: Kachektyna Receptor krążący dla TNF Interleukiny: 1beta, 6, 8, 10 Antagonista receptora Il-1 GM CSF Neopteryna Prokalcytonina PMN-elastaza Antygen powierzchniowy granulocytów CD 11b

5 Czułość i swoistość oraz dodatnia (PPV) i ujemna (NPV) wartość predykcyjna stosowanych biomarkerów sepsy u noworodków TEST CZUŁOŚĆ SWOISTOŚĆ PPV NPV Posiew z krwi WBC < 4000 > Stosunek I/T > 0, CRP > 10 mg/dl IL 8 > 70pg/ml I/T + CRP IL-8 + CRP c PCR STREM Wg. Hague KN 2003

6 Prokalcytonina (PCT) PCT - peptyd złożony z 116 aminokwasów - enzymatyczna degradacja do peptydów o mniejszej masie cząsteczkowej - końcowy produkt kalcytonina (32 aminokwasy) - PCT jak i inne prekursory obecne we krwi człowieka Czułość zdolność testu do wykrycia choroby Swoista zdolność testu do wykluczenia choroby

7 Prokalcytonina (PCT) Pre-prokalcytonina Sekwencja sygnalna Prokalcytonina (PCT) - 116AA region N-końcowy Kalcytonina - 32AA Katakalcyna FIZJOLOGIA: Synteza PCT w komórkach neuroendokrynnych (komórki C tarczycy) kalcytonina ZAKAŻENIE BAKTERYJNE: Wzrost stężenia PCT poprzez: proteoliza 1. Sekrecja poza tarczycą (wątroba, płuca, jelita) oraz w monocytach i leukocytach 2. Nieaktywna proteoliza endo- i egzotoksyny, cytokiny NORMA ZAKAŻENIE WIRUSOWE ZAKAŻENIE BAKTERYJNE < 0,1 ng/ml < 1,0 ng/ml > ng/ml Al.-Nawas B., Eur J Med. Res 1996; Monneret G., Infection 1999, Muller B. J.Clin Metab. 2001

8 Synteza PCT u człowieka Synteza PCT u zdrowego człowieka w komórkach C Tarczycy (proces endokrynny (Kalcytonina regulacja Ca i P) Synteza w innych tkankach,nadnerczach, śledzionie, mózgu, rdzeniu kręgowym, wątrobie, trzustce, jelitach, płucach, tkance tłuszczowej, jądrach, żołądku Alternatywna synteza PCT w zakażeniach bakteryjnych - indukcja syntezy poprzez cytokiny IL-1β, TNFα oraz elementy błon komórkowych bakterii jak LPS i peptoglikany (Miller B. i wsp.2001)

9 Działanie PCT u człowieka Funkcja PCT nie wyjaśniona - wewnątrzkomórkowa produkcja camp (Burns DM. 1989) - modyfikacja chemotaksji monocytów (Wiederman F.I. 2002) - regulacja integryny CD11b (Monneret. L. 2003) Wysokie stężenia PCT w eksperymentalnej sepsie u chomików zwiększają śmiertelność (Nylen i wsp. 1998) PCT może wywoływać efekt toksyczny Imunoneutralizacja PCT może być korzystna dla człowieka Prawdopodobna rola biomarkera podczas transdukcji sygnałów oraz w procesach septycznych

10 Rola PCT w eksperymentalnej sepsie (chomiki) (wg. Nylen i wsp. 1998)

11 Synteza PCT w zakażeniach bakteryjnych Dwa mechanizmy syntezy - < 2 godzin od stymulacji bakteryjnej niewielkie uwalnianie PCT przez monocyty stymulowane cytokinami - > 18 godzin wysoki, wyrzut PCT z tkanek parynchymalnych w następstwie działania czynników stymulujących Linscheid i wsp. Crit. Care. Med. 2004

12 Synteza PCT a zakażenia wirusowe Interferon γ uwalniany przez wirusy w komórkach hamuje uwalnianie PCT Przydatność PCT w różnicowaniu zakażeń wirusowych i bakteryjnych Genderel i wsp. 1999

13 Stężenia PCT w komórkach stymulowanych IL - 1β lub IL-1β i INFα (wg. Linscheid i wsp. 2003)

14 Kinetyka PCT Wczesny i wysoce specyficzny wzrost w następstwie uogólnionego zakażenia (Harbarth S. i wsp. Respir. Crit.Care.Med. 2001) Istotny wzrost stężenia 3-6 godzin po zadziałaniu czynnika zakaźnego Normalizacja poziomu < 0,5 µg/ml w ciągu 24 godzin po ustaniu działania czynnika zakaźnego (Meisner M. i wsp. Clin. Chem. Lab. Med. 2000) Przydatność w monitorowaniu przebiegu zakażenia bakteryjnego oraz skuteczności leczenia

15 Kinetyka PCT u noworodków Wzrost stężenia po 2 godzinach od zakażenia Różnicowanie zapalenia o etiologii zakaźnej i niezakaźnej Różnicowanie zakażenia o etiologii bakteryjnej od wirusowej Różnicowanie stopnia nasilenia sepsy, uogólnionej reakcji zapalnej, niewydolności narządowej Obniżenie stężenia o 50% po 2 dobach po zastosowania leczenia C.Chiesa et al., Clin Inf Dis, 1998, 26:

16 Rozkład wartości PCT (95% CI) u zdrowych noworodków w ciągu pierwszych 48 godzin życia Chiesa C.Clin.Inf.Dis.1998

17 Zmiany stężenia PCT u noworodków w ciągu pierwszych 48 godzin po urodzeniu (95% CI) Wiek (godziny) PCT (µg/l)

18 Rozkład wartości PCT z wczesną postacią sepsy w ciągu pierwszych 48 godzin życia noworodków Chiesa C.Clin.Inf.Dis.1998

19 Wartość diagnostyczna PCT u dzieci z podejrzeniem sepsy w porównaniu z liczbą neutrofilli i CRP Materiał: 80 dzieci ( wiek 3.1 lat) z podejrzeniem sepsy Metoda: oznaczenia w 6, 12, 24 i 48 godzinie Oznaczenia PCT metoda imunolumimetryczną Wyniki: - wysokie wartości PCT (1,0-722 µg/ml w pierwszym badaniu; Brak istotnego dalszego wzrostu - w okresie późniejszym Wzrost wartości niezależnie od wieku pacjentów Najwyższe wartości w wstrząsie septycznym, MODS i u tych pacjentów którzy zmarli Wnioski: Stężenie PCT wzrasta gwałtownie u dzieci z sepsą i ma lepszą wartość prognostyczną niż CRP i liczba neutrofili Flores-Casado I. i wsp. Pediatr.Crit.Care.Med. 2003

20 Definicje stosowanych wskaźników oceny badań Krzywa ROC zależność pomiędzy czułością (odsetek noworodków zakażonych z dodatnim wynikiem testu) a odsetkiem dzieci nie zakażonych z dodatnim wynikiem testu. Wartość predykcji dodatniej (PPV) odsetek dzieci z dodatnim wynikiem testu, które uległy zakażeniu Wartość predykcji ujemnej (NPV) odsetek noworodków z ujemnym wynikiem u których nie stwierdzono zakażenia

21 Krzywe ROC określające optymalne wartości odcięcia dla CRP i PCT w diagnostyce inwazyjnych i nieinwazyjnych zakażeń u dzieci gorączkujących Lopez A.F. i wsp. Pediatr.Infect.Dis. J.2003

22 CRP a PCT w diagnostyce zakażeń PCT ma wyższość diagnostyczną nad CRP w różnicowaniu między zakażeniami wirusowymi a bakteryjnymi oraz wykrywaniu inwazyjnych zakażeń bakteryjnych między 1 a 36 m. życia PCT jest doskonałym wczesnym markerem infekcji bakteryjnych potwierdzającym inwazyjne zakażenie w ciągu pierwszych 12 godzin u dzieci gorączkujących Lopez A. Pediatr. Infect.Dis.J.2003

23 Przydatność oznaczeń PCT we krwi pępowinowej Stężenie PCT we krwi pępowinowej jest wczesnym i różnicującym markerem wczesnego zakażenia istotnie dokładniejszym niż oznaczenie CRP (Joram i wsp. Arch. Dis. Child. Fetal Neonatal Ed. 2006)

24 Zmiany stężeń PCT (µg/l) w zależności od dojrzałości noworodka w diagnostyce wczesnych zakażeń Dojrzałość po urodzeniu 24 godz. 80 godz. Donoszone 0,08 (0,01-0,56) 2,9 (0,4-18,7) 0,3 (0,04-1,8) Wcześniaki 0,07 (0,01-0,56) 21-22godz. 6,5 (0,9-48,4) > 5 doby > 0,1 (0,01-0,8) Chiesa i wsp. Clin. Acta 2011

25 Dokładność rozpoznania sepsy w oparciu o dane kliniczne z i bez oznaczeń PCT (Harbarth. Am. J. Respir. Crit. Care. Med. 2001)

26 Wartości PCT u zdrowych noworodków z objawami sepsy w ciągu pierwszych 48 godzin po urodzeniu o zdrowe noworodki (n 83), 95% CI o z objawami sepsy (n 38) 95% CI (Altunhan i wsp. Int. J. Inect. Dis. 2011)

27 Przydatność PCT w diagnostyce późnych zakażeń szpitalnych Wartość PCT > 0,6 µg/l pozwala na zróżnicowanie pomiędzy zakażonymi i niezakażonymi noworodkami w szpitalu Wyższa czułość niż CRP (Jacquot i wsp. Arch. Dis. Child. Fetal. Neo. 2009)

28 Krzywe ROC w diagnostyce późnych zakażeń dla PCT i CRP (Jacquot i wsp. Arch. Dis. Child. Fet. Neo. 2009)

29 Zmiany stężeń PCT w zależności od dojrzałości noworodka Wcześniaki wykazują: - wcześniejszy wzrost stężeń - wyższy i przedłużony poziom PCT - Cukrzyca ciążowa iprom zwiększają wartości PCT (Chiesa i wsp. Clin. Chim. Acta. 2011)

30 Prawdopodobieństwo ryzyka zakażenia w zależności od wartości PCT (Sidor i wsp. Scand. J. Infect. Dis. 2007)

31 Porównanie wartości diagnostycznej PCT w zestawieniu z innymi markerami zakażenia u noworodków Borkowska M., Szczapa J., Postępy Neonatologii 2006

32 Cel pracy Ocena wartości diagnostycznej prokalcytoniny w rozpoznawaniu zakażeń wczesnych i późnych u noworodków Porównanie wartości diagnostycznej prokalcytoniny z rutynowo stosowanymi wskaźnikami zakażenia: leukocytozą wskaźnikiem leukocytarnym, płytkami krwi, CRP

33 Metodyka DZIECI ZDROWE godziny po porodzie DZIECI CHORE - zakażenia wczesne: 0-72 godziny po porodzie - zakażenia późne: 0-72 godziny od wystąpienia objawów BADANIA: - Prokalcytonina (PCT) - Białko C-reaktywne (CRP) - Leukocyty (WBC) - Płytki krwi (PLT) - Wskaźnik leukocytarny (I:T)

34 Materiał Dzieci zdrowe 119 Sepsa 45 Dzieci chore 162 Zapalenie płuc 117

35 Metodyka oznaczeń prokalcytoniny Test immunolumimetryczny (Lumitest PCT Brahms Diagnostica GmBH Berlin) wykonywany na aparacie do pomiarów luminometrycznych LUMAT LB 9507 (EG&G Berthold)

36 Leukocyty WBC (G/l) ,25 SD 19,11 21,43 SD 16,63 23,93 SD 17,70 16,45 SD 7, POSOCZNICA ZAPALENIE DZIECI DZIECI PŁUC CHORE ZDROWE POS:ZDROWE* Z.PŁUC:ZDROWE CHORE:ZDROWE* POS: Z.PŁUC *p<0,05

37 Wskaźnik leukocytarny I:T 0,25 0,20 0,15 0,10 0,5 0,153 SD 0,10 0,093 SD 0,93 0,119 SD 0,10 0,055 SD 0,05 POSOCZNICA ZAPALENIE DZIECI DZIECI PŁUC CHORE ZDROWE POS:ZDROWE* Z.PŁUC:ZDROWE CHORE:ZDROWE* POS: Z.PŁUC *p<0,05

38 Płytki krwi PLT 350 (G/l) ,8 SD 73,25 241,5 SD 81,20 200,91 SD 90,31 259,97 SD 92, POSOCZNICA ZAPALENIE DZIECI DZIECI PŁUC CHORE ZDROWE POS:ZDROWE* Z.PŁUC:ZDROWE CHORE:ZDROWE* POS: Z.PŁUC* *p<0,05

39 Białko C-reaktywne CRP (mg/l) ,34 SD 52,05 31,82 SD 39,35 45,33 SD 47,24 5,20 SD 18,78-25 POSOCZNICA ZAPALENIE DZIECI DZIECI PŁUC CHORE ZDROWE POS:ZDROWE* Z.PŁUC:ZDROWE* CHORE:ZDROWE* POS: Z.PŁUC *p<0,05

40 Prokalcytonina PCT (ng/ml) ,06 SD 53,15 24,35 SD 38,69 49,51 SD 48,49 2,65 SD 3,97-25 POSOCZNICA ZAPALENIE DZIECI DZIECI PŁUC CHORE ZDROWE POS:ZDROWE* Z.PŁUC:ZDROWE* CHORE:ZDROWE* POS: Z.PŁUC* *p<0,05

41 Wartość diagnostyczna badanych wskaźników zakażenia Czułość % (95% CI) Swoistość % (95% CI) PPV% NPV% LR PCT>2 85,8 82,3 78,5 79,8 1,0 CRP 79,0 78,9 73,4 83,6 1,0 PLT 26,5 96,6 48,9 89,5 0,2 WBC 29,0 90,7 48,4 81,0 0,3 I:T 34,5 94,1 51,3 88,8 0,3 PPV - dodatnia wartość predykcyjna NPV - ujemna wartość predykcyjna LR - wskaźnik wiarygodności

42 Wnioski Noworodki z zakażeniem wczesnym wykazywały istotnie wyższą wartość prokalcytoniny w porównaniu z noworodkami niezakażonymi Przydatność diagnostyczna Prokalcytoniny wykazuje wysoką czułość i swoistość w rozpoznaniu zarówno zakażeń wczesnych jak i późnych, przewyższającą rutynowo stosowane wskaźniki infekcji

43 Metaanaliza wartości diagnostycznej PCT w sepsie u noworodków Materiał - Analiza 16 badań (1,959 noworodków) u noworodków z potwierdzoną klinicznie lub mikrobiologicznie sepsą w porównaniu z wartościami PCT w grupach chorych dzieci z innych powodów Metoda: - Metaanaliza (bivariate) czułości swoistości w oparciu o krzywe ROC

44 Metaanaliza wartości diagnostycznej PCT w sepsie u noworodków (c.d.) Wyniki - Czułość (95% CI) 81% (74-87%) - Swoistość (95% CI) 79% (69-87%) - Krzywa ROC określająca wartość diagnostyczną wynosiła 0,87 - Dokładność diagnostyczna PCT wyższa u noworodków z późną postacią sepsy (AUC 0,95) (< 72g. życia) v.s. wczesną postacią (AUC 0,78) - wysoka heterogeniczność statystyczna Wnioski - Stężenie PCT u noworodków z sepsą w surowicy krwi wykazuje bardzo dobrą wartość diagnostyczną (AUC = 0,87) Vouloumanou E.K. i wsp. Intensive Care Med. 2011

45 Sumaryczne przedstawienie krzywych czułości i swoistości PCT w diagnostyce sepsy u noworodka (wg. Vouloumanou F. 2011)

46 Sumaryczne przedstawienie krzywych czułości i swoistości PCT w diagnostyce sepsy o wczesnym początku (wg. Vouloumanou E. 2011)

47 Sumaryczne przedstawienie krzywych dzułości i swoistości PCT w diagnostyce sepsy o późnym początku (wg. Vouloumanou E. 2001)

48 Przydatność PCT w antybiotykoterapii empirycznej RCT (121 noworodków) donoszonych i bliskich donoszenia W grupie noworodków leczonych antybiotykami oznaczenie PCT pozwoliło na istotne (o 33%) skrócenie czasu terapii Czas skrócenia antybiotykoterapii wyniósł 22,4 godzin (Stocker i wsp. Neonatology 2010)

49 Typowy przebieg zmian poziomu PCT w surowicy pacjenta w zależności od skuteczności leczenia antybiotykami (wg. Stüber 2001)

50 Wskazania do antybiotykoterapii w zależności od wartości Prokalcytoniny (Christ Crain M Yearbook of intensive care and emergency Medicine)

51 Porównanie antybiotykoterapii u pacjentów z LRTI w grupie bez i z oznaczeniem PCT (Crain Christ M. i wsp. 2005)

52 Przydatność PCT w terapii antybiotykowej Materiał pacjentów z zapaleniem płuc Wyniki - Możliwość skrócenia leczenia do 5 dni w grupie monitorowanej PCT v.s. 13 dni w grupie kontrolnej Christ-Crain i wsp Am. J. Respir. Crit. Care. Med.

53 Wskazania do antybiotykoterapii w zależności od wartości PCT < 0,1 µg/l brak zakażenia bakteryjnego brak wskazań do antybiotykoterapii przy wcześniejszym podaniu przerwać po 1-3 dniach, kontrola PCT 0,1-0,25 µg/l małe prawdopodobieństwo infekcji brak wskazań do leczenia rozważyć antybiotykoterapie u pacjentów w ciężkim stanie 0,25-0,5 µg/l możliwość infekcji bakteryjnej wskazane zastosowanie lub kontynuacja antybiotykoterapii > 0,5 µg/l poważne podejrzenie zakażenia bakteryjnego wskazania do zastosowania lub kontynuacji antybiotykoterapii Wg. Christ-Crain M. 2007

54 Różnica w przeżywalności pacjentów w grupach z wzrastającymi poziomami PCT (> 1,0 ng/ml) i z obniżającymi się stężeniami PCT (Jensen W. i wsp. 2006)

55 Podsumowanie PCT jest czułym i specyficznym markerem zakażeń bakteryjnych łącznie z sepsą Szybki wzrost stężeń PCT, krótki okres półtrwania oraz szybka normalizacja poziomu po ustaniu działania czynnika infekcyjnego pozwala na monitorowanie przebiegu zakażenia bakteryjnego oraz ocenę skuteczności i bezpieczne ograniczenie czasu prowadzenia antybiotykoterapii PCT pozwala na różnicowanie zakażeń bakteryjnych i wirusowych Utrzymywanie się wzrostu wartości PCT jest niezależnym wskaźnikiem zgonu w ciężkich zakażeniach bakteryjnych PCT jest cennym markerem zakażeń bakteryjnych, który winien być szeroko stosowany w praktyce klinicznej W przyszłości należy wyjaśnić mechanizmy regulacji i biologicznego działania PCT w zakażeniach

56