Diagnostika septických stavů Vybrané parametry

Diagnostika septických stavů Vybrané parametry MUDr. Olga Bálková

Roche s.r.o., Diagnostics Division

pankreatitida

infekce

sepse SIRS

popáleniny

trauma jiné Zdroj: Maruna P., kurz IPVZ 2008

CARS = kompenzační protizánětlivá odpověď

Diagnostická kritéria Dva nebo více z následujících projevů: • Tělesná teplota >38 °C nebo <36 °C • Tepová frekvence >90 úderů/min. • Dechová frekvence >20 dechů/min. nebo pCO2 <4,3 kPa (32 Torr) • Leu >12 000/mm3 nebo více než 10 % nezralých forem (tyčky) Leu <4000/mm3

…… … → E S P E S Á ŽK Ě T → E S P E S → E C INFEK

Těžká sepse Sepse + alespoň 1 příznak: • Alterace vědomí • STK <90 mmHg • SaO2 <90 % • Diuréza během 2 hod. <0,5 ml/kg/hod. • S-kreat >176,8 μmol/l • Bilirubin >34,2 mmol/l • Trombo <100 000 • S-laktát (art.) >2 mmol/l INFEKCE → SEPSE → TĚŽKÁ SEPSE → SEPTICKÝ ŠOK → MODS → SMRT

Incidence sepse (USA) No/100 000 obyv.

Zdroj: N Engl J Med 2003,348,116:1546-54

↑ 2,5x

Údaje z USA (2003) Nemoc

Počet zemřelých

Těžká sepse

215 000

Srdeční mrtvice

193 000

Rakovina plic

156 000

Rakovina tlustého střeva/konečníku

57 000

Rakovina prsu

42 000

Mortalita (USA, 2000) Zdroj: www.euni.cz

Zdroje sepse na JIP (EU, 2002) Zdroj: www.euni.cz

Mikrobiologie sepse (USA)

Pilíře diagnostického procesu Systémová reakce organismu: hypotenze, ↓pO2, ↑laktát narušení homeostázy a funkce orgánů neuro-endokrinní aktivace APP, cytokiny, PCT

Lokální reakce organismu:

Ložisko infekce:

anamnéza fyzikální vyšetření SONO, CT, MRI PCR mikrobil. testy, FISH, …

reakce vaskularizovaných tkání v místě průniku infekce Upraveno dle: Kula R., www.euni.cz

Laboratorn í ukazatele ánětu/sepse Laboratorní ukazatelezzánětu/sepse

Proteiny Proteinyakutní akutnífáze fáze

Cytokiny Cytokiny

Prokalcitonin Prokalcitonin FW, Leu, ionty, ABR, laktát, ukazatele funkce ledvin a jater, glykémie, kardiální markery, koagulace, … SeptiFast Upraveno dle: Maruna P., kurz IPVZ 2008

Požadavky na laboratorní stanovení • Krevní odběry • Hemokultura: odběry vícekrát denně z různých míst (centrální žilní katetry, močové katetry, drény z ran) • Stěry z ran, punkce kloubů, likvor, … • Vysoká senzitivita a specifičnost • Možnost statimového stanovení • Cenová dostupnost • Interpretace výsledků

Zdroj: Maruna P., kurz IPVZ 2008

Požadavky kliniků Rychlá detekce a identifikace patogenů způsobujících sepsi

Æ Rychlé výsledky Výsledky do několika hodin Æ Jednoznačné výsledky Jasná diagnostická informace, určující použití vhodných antibiotik Æ Citlivost Zvýšit výskyt pozitivních výsledků i přes již zahájenou terapii antibiotiky

Použití SeptiFast • In vitro test založený na amplifikaci DNA a identifikaci bakterií a kvasinek/plísní obsažených v lidské krvi (K-EDTA) za použití přístroje LightCycler® Instrument 2.0 • Použití a hodnocení testu v kontextu klinického obrazu, výsledků dalších standardních mikrobiologických metod a/nebo dalších laboratorních markerů

LightCycler® Instrument 2.0

Detekované organismy Detekce 25 nejdůležitějších septických patogenů Původci >90 % systémových krevních infekcí

Gram (-)

Gram (+)

Fungi

• • • • • • • •

• • • • • •

• • • • • •

Escherichia coli Klebsiella (pneumoniae, oxytoca) ( , Serratia marcescens Enterobacter (cloacae, aerog.) Proteus mirabilis Pseudomonas aeruginosa Acinetobacter baumanii Stenotrophomonas maltophilia

Staphylococcus aureus Koaguláza neg. Stafylokoky Streptococcus pneumoniae Streptococcus spp . Enterococcus faecium Enterococcus faecalis

MRSA (mecA) Zdroj: Kollef M, et al., Chest 1999, 1158:462-474.

Harbarth S, et al., Am J Med. 2003, 115: 529-535

Candida albicans Candida tropicalis Candida parapsilosis Candida crusei Candida glabrata Aspergillus fumigatus

Pracovní postup MagNA Lyser Beads & Extrakční Kit, SeptiFast Kit

1,5 ml plné krve

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

mechanická lýza

manuální extrakce DNA

pipetování

PCR

analýza křivek tání

automatické určení patogenů

Výsledek

05‘

~60‘

Identifikační software

LightCycler 2.0 Instrument

MagNA Lyser 3.0 Instrument ~20‘

~135‘

~15-30‘

01‘

Total ~ 4,5 hod.

Časové srovnání den 1

den 2

den 3

den 4

Testy rezistence

2-3 dny Hemokultura

Gram

Species

Rezistence

Testy rezistence

4,5h PCR

Gram, species, rezistence (MRSA)

PCR

– nová dimenze stupně čistoty Nezbytné pro vysoce citlivé PCR

DNA z okolního prostředí a reagencií → falešně pozitivní výsledky

•

= nová kvalita speciálně připravovaných reagencií produkty jsou určeny pro vysoce citlivou detekci bakteriální a fungální DNA. Patentovaný výrobní proces byl vyvinut pro eliminaci DNA nečistot/příměsí, které mohou interferovat s vysoce citlivou PCR technikou.

• Speciálně čištěné místnosti, filtrace vzduchu, několikastupňový dekontaminační proces, kontrola přístupu personálu, validační procesy

Cytokiny

V současnosti známo cca 130 cytokinů Předpoklad: existence 300 cytokinů

• Komunikace mezi buňkami zánětlivé odpovědi je zajištěna: - kontaktem buněk přes povrchové membránové receptory - solubilními mediátory (především cytokiny) • Interleukiny (IL-1/30) Chemokiny (14) Interferony • INFORMAČNÍ MOLEKULY

13 cytokinů dnes v léčebné praxi Zdroj: Maruna P., kurz IPVZ 2008

Cytokiny • Proteiny (především glykoproteiny o nízké molekulové hmotnosti), uvolňované zánětlivými buňkami (leukocyty, monocyty/makrofágy a endotelem) do okolního prostředí. • Prostřednictvím specifických receptorů ovlivňují cílové buňky (leukocyty, endotel i nejrůznější další typy buněk). Přestože řada cytokinů plní v organismu prakticky totožné funkce, působí přes své specifické receptory. • Cytokiny nereagují izolovaně (cytokinová síť). • Dominující autokrinní a parakrinní aktivita. V časných fázích zánětu mohou působit i systémově, tj. endokrinní cestou, a iniciovat SIRS. • Plazmatické hladiny neodráží přímo produkci cytokinu. Zdroj: Maruna P., Proteiny akutní fáze, Maxdorf, 2004

Není přímý vztah mezi produkcí cytokinu a plazmatickými hladinami Zdroj: Maruna P., kurz IPVZ 2008

(proti)zánětlivé (proti)zánětlivémediátory mediátory

Cytokiny Cytokiny

Solubilní Solubilníreceptory receptory Hematopoetické Hematopoetické faktory faktory Mezenchymální Mezenchymální růstové růstovéfaktory faktory Adhezivní Adhezivnímolekuly molekuly


Cytokiny


skupina

zástupci

prozánětlivé cytokiny

TNFalfa, TNFbeta, IL-1alfa, IL-1beta, IL-6, IL8 a další chemokiny, IL-12

protizánětlivé

IL-1ra, IL-4, IL-10, IL-13, IL-20, TGF-beta1, 2,

cytokiny

3

hematopoetické

IL-3, IL-7, IL-9, IL-11, IL-14, M-CSF, G-CSF,

cytokiny

GM-CSF, SCF, LIF, erytropoetin, trombopoetin ad.

cytokiny buněčné

IL-2, IFNgama, GM-CSF, TNFalfa, TNFbeta,

imunity (TH1 typ)

IL-18

cytokiny humorální

IL-4, IL-5, IL-9, IL-10, IL-13, IL-21

imunity (TH2 typ) interferony (IFN,

IFNalfa, IFNbeta, IFNtheta, IFNomega,

antivirové cytokiny)

IFNgama

Klinické využití cytokinů • Akutní stavy:

- časný (hodiny) záchyt infekce u rizikových pacientů před rozvojem klinické symptomatologie (poop. období, imunosuprese) - prognostický ukazatel, monitorování průběhu a závažnosti SIRS a sepse - dig. dg. sepse/neinfekční SIRS

• Riziko KV onemocnění (IL-6, TNF) Nádorové markery hepatom, myelom … IL-6 Non-Hodgkinský lymfom … IL-10 (likvor) nemalobuněčný Ca plic … IL-6, IL-10, M-CSF

Zdroj: Maruna P., Proteiny akutní fáze, Maxdorf, 2004

LPS LPS LPS LPS

+ TNFα TNFα

+ IL-1β IL-1β IL-1 IL-1

+ IL-6 IL-6

proteiny proteinyakutní akutnífáze, fáze,PCT PCT CRP CRP


IL-6 • Cytokin, glykoprotein, m.h. 26 000 Da, 184 AMK, T1/2 3 min. • Po vhodné stimulaci produkován více typy buněk • Funkce: - regulace imunitních, zánětlivých a hematopoetických procesů - hlavní stimulátor syntézy APP - endogenní pyrogen - diferenciační faktor antigenem stimulovaných B-buněk - zvýšení produkce imunoglobulinů z plazmatických buněk - aktivace a proliferace T-buněk - stimulace vyzrávání krevních destiček v kostní dřeni - uvolňování ACTH z hypofýzy

IL-6: klinický význam • Hladina IL-6 zvýšená:

- při všech zánětlivých procesech (i u virových), u autoimunitních onemocnění - u některých nádorů (např. Ca dělož. hrdla, IL-6 produkován nádor. buňkami)

• V cirkulaci – po několika minutách, max. po 3 hodinách U septických pacientů výše IL-6 koreluje se závažností stavu. Při reakci akutní fáze vzestup IL-6 předchází vzestup CRP.

• Dobrý prognostický ukazatel SIRS • Poměr IL-6/IL-10 predikuje rozvoj MODS

Cytokiny Indexy SIRS / CARS odpovědi

SIRS SIRS

Index IndexIL-6 IL-6//IL-10 IL-10

Index IndexIL-2 IL-2//IL-4 IL-4

CARS CARS

Index IndexTNF TNF//IL-10 IL-10


Cytokiny

SIRS SIRS

CARS CARS Zdroj: Maruna P., kurz IPVZ 2008

Cytokiny o g a

SIRS SIRS

t n A e d ixe rom .. . M ynd S

t s i n

po s Re

Kardiovaskulární selhání

(dominuje SIRS)

CC

Homeostáza

(rovnováha CARS a SIRS)

HH

MARS MARS

AA

CARS CARS

O O SS


e s n

Apoptóza

(dominuje SIRS)

Orgánová dysfunkce

(dominuje SIRS)

Suprese imunity

(dominuje CARS)

Genový polymorfismus zánětlivých mediátorů Homozygoti IL-6(–174G/G) • vyšší plazmatické hladiny IL-6 • vyšší riziko rozvoje SIRS po polytraumatu • vyšší riziko komplikací po appendicitidě

IL-6 (–174C/G)

• delší dobu hospitalizace po koronární revaskularizaci • vyšší energetický výdej • vztah k inzulinové rezistenci a riziku vzniku DM II. typu Cardellini M., Diabetes Care, 2005; 28: 2007-12

Excesivní produkce TNF-alfa po zánětlivém podnětu

TNFα (–308A/G) TNFα -NCo1

Gen v pozici 6p21.3 uvnitř MHC regionu, polymorfismus zasahuje do alel HLA I. a II. třídy • vztah k DM I. typu, revmatoidní artritis Elsasser TH., J Appl Physiol, 2005; 98: 2045-55

IL-8 (-251A/G) Zdroj: Maruna P., kurz IPVZ 2008

• stupeň potraumatického SIRS • riziko potraumatického ARDS Hildebrand F., Shock 2005; 24: 518-22

Reakce akutní fáze • Systémová zánětlivá reakce obranného charakteru, časově a rozsahem limitovaná • Uniformní adaptační odpověď na narušení integrity organizmu Iniciována humorálními faktory, především prozánětlivými cytokiny (TNF, IL-1 a IL-6) a kortikoidy. • Zahrnuje děje imunitní povahy, systémové změny endokrinní a metabolické, syntézu proteinů akutní fáze v hepatocytech, změny vodní a elektrolytové rovnováhy, pyretickou reakci,… • Význam: udržení vodní, elektrolytové a teplotní homeostázy, protiinfekční obrana, vnímání bolesti, odstranění ireverzibilně poškozené tkáně, dostatečná nabídka energie, nabídka "stavebního materiálu" (zejména aminokyselin) pro tvorbu protilátek, enzymů, hormonů a pro reparační a regenerační děje Zdroj: Maruna P., kurz IPVZ 2008

Proteiny/reaktanty akutní fáze Acute Phase Proteins (APP) • Plazmatické bílkoviny tvořené v játrech, jejichž koncentrace během prvních 7 dnů po zánětlivém stimulu stoupá o 25 % a více. (Baumann, 1956) • Sekreční proteiny jaterních buněk, jejichž tvorba a uvolnění do cirkulace jsou regulovány prozánětlivými cytokiny. (Messner, 1981)

• Syntéza „de novo“ v jaterních buňkách po působení zánětlivé škodliviny. Koncentrují se kolem zánětlivého ložiska. • Součást kompenzační protizánětlivé odpovědi limitující rozsah a průběh zánětu, ochrana tkání před agresivním působením cytokinů, volných radikálů a proteolytických enzymů.

Proteiny akutní fáze • Pentraxiny (CRP, sérový amyloid A/P, dlouhé pentraxiny): CRP – opsonizace bakteriálních membrán a nekrotických buněk • Serpin (inhibitory sérových proteáz)

(α1-antitrypsin, α1-antichymotrypsin, α2-antiplasmin, PAI-1)

inaktivující vazba proteolytických enzymů

s e Dn

zn

ám

o

>

0 0 1

• Metaloproteázy (ceruloplasmin, haptoglobin, hemopexin) scavengery, antioxidační funkce, podpora angiogeneze • Imunomodulační proteiny (α1-kyselý glykoprotein, α2-makroglobulin) Inaktivace proteol. enzymů, podpora reparačních dějů • Koagulační faktory

(fibrinogen, von Willebrandův f.)

• Složky komplementu Zdroj: Maruna P., Proteiny akutní fáze, Maxdorf, 2004

P P A

Proteiny akutní fáze pozitivní (CRP, SAA) 10-100x reakce v řádu hodin

neutrální (Hp, Hmp, Fbg, AAT, AACT, Clp, C3, C4) 1,5-5x reakce v řádu desítek hodin až dní

negativní (Alb, Prealb, Tsf) Zdroj: Maruna P., kurz IPVZ 2008

Faktory ovlivňující syntézu APP • Geneticky podmíněné defekty • Gravidita, p.o. kontraceptiva: stimulace syntézy ceruloplasminu, fibrinogenu, CRP, α1-antitrypsinu. Zvýšení v těchto případech může mylně budit podezření ze zánětlivého onemocnění! • Hemolýza: haptoglobin - rychle vychytáván a degradován (tzn. není zvýšen ale naopak snížen). • Zánětlivá onemocnění jater (omezení proteosyntézy): nejsou provázena zvýšením některých proteinů akutní fáze v plazmě (haptoglobin, kyselý α1glykoprotein, fibrinogen). • Terapie kortikoidy: útlum syntézy fibrinogenu • Neléčená revmatická horečka v akutním stadiu: zvýšeny hodnoty fibrinogenu, haptoglobinu, kyselého α1-glykoproteinu Zdroj: Masopust J., Klinická biochemie

C-reaktivní protein (CRP) • ELFO: β-globuliny, m.h. 110 000 - 140 000 Da

Zdroj: Masopust J., Klinická biochemie

• - schopnost aktivovat komplementový systém - působení na trombocyty (regulace akutní zánětlivé reakce) - vazba na fragmenty nukleových kyselin při rozpadu vlastních i mikrobiálních buněk rychlejší odstranění (brání tvorbě autoprotilátek proti jaderným elementům) • Normální syntéza CRP (u stavů bez zánětu nebo nekrózy): 1-10 mg/24 hod. Reakce akutní fáze: až 1000 mg/den Chronické infekce: syntéza omezena (sníženou tvorbou IL-1) • Fyziologické hodnoty: u dospělých jedinců průměrně 1,3 mg/l, u novorozenců hodnoty vyšší (3. den - až 15 mg/l), u kojenců do 10 mg/l. • Předpokládá se, že bazální hodnota CRP predikuje riziko infarktu myokardu nebo mozkové mrtvice. • Patologické změny: bakteriální infekce (200-300 mg/l). Úspěšná terapie antibiotiky se projevuje rychlým poklesem; naproti tomu při neúspěšné léčbě zvýšení přetrvává. Vzestup po navození reakce akutní fáze (infekce, chirurgický výkon, infarkt myokardu) velmi rychlý, maxima dosahuje za 24-48 hodin; normalizace během 4 dnů. Virová infekce NENÍ provázena zvýšeným CRP!

CRP – klinický význam • Parametr citlivý, ale nespecifický • Zvyšuje se nespecifickými podněty (po operaci), při lokalizované infekci (absces, pneumonie) i při sepsi, odmítáním transplantátu. • Dynamika jeho změn je rychlá, ze dne na den. • Patologické hodnoty často dosahují 100-200 mg/den, ale vzácností nejsou ani hodnoty vyšší. Jen výjimečně je však dosahováno hodnot 400-450 mg/l. • Vysoká senzitivita vede k tomu, že CRP dosahuje rychle maxima u sepse, septického šoku a MODS, a to znesnadňuje jednak vzájemné odlišení těchto stavů, jednak sledování průběhu.

Zdroj: Kazda A., ústní sdělení 2005

CRP

C-reaktivní protein • Vzestup 6-… hod. po zánětlivém stimulu, normalizace hodnot během 3-7 dnů, až 1000x zvýšení z bazálních hodnot • Stanovení v séru a v plazmě - přímá kvantifikace reakce akutní fáze, reakce je nespecifická vůči zánětlivému podnětu - nejvyšší konc. u akutních bakteriálních infekcí - sériové stanovování

• Odlišení virové vs bakteriální záněty v primární péči • Časný záchyt interkurentních infekcí u rizikových pacientů (transplantace, poop. období)

• Monitorování průběhu a závažnosti zánětů/SIRS • Citlivý ukazatel aktivity zánětlivých revmatických nemocí • Dif. dg. kojeneckých meningitid • (Rizikový faktor kardiovaskulárních příhod, hsCRP)

cytokiny PCT hormony

Zdroj: Maruna P., Prokalcitonin, Triton, 2003

APP

Preprocalcitonin ““1 1 – 141 141”” Procalcitonin ““26 26 – 141 141”” (PCT) Signal sequence

N -terminal region N-terminal region

Calcitonin

Katacalcin

“1 – 25”

“26 – 82”

“85 – 116”

“121 – 141”

25AS

57AS

32AS

21AS

Zdroj: Kazda A., ústní sdělení 2005

Prokalcitonin (PCT) • 116 (114?) AMK, m.h. 13 kDa, sekvence aminokyselin identická s prohormonem kalcitoninu v pozicích 60 – 91 (32 aminokyselin). • Ve zdraví produkován C-buňkami štítné žlázy. Při zánětu/sepsi je rozhodující produkce v játrech! • Fyziologická úloha PCT není dosud známa. • Patofyziologický význam PCT (???): Hypotézy: regulace kalcium-fosfátového metabolismu v sepsi zásah do cytokinové sítě ovlivnění funkce bílých krvinek Podání PCT v modelu sepse ↑ 1 analgetický účinek Blokáda endogenní tvorby PCT modulace syntézy NO mortalitu signifikantně snižuje.

Zdroj: Maruna P., Prokalcitonin, Triton, 2003

(Nylen E.S. 1998)

LPS

+ -

TNFa

+

-

PCT monocyto/makrofágy

IL-1b

+ IL-6

+ PCT

hepatocyty Zdroj: Maruna P., kurz IPVZ 2008

Prokalcitonin Norm.hodnoty

- 0,5 ng/ml

Chron. zánětl. proces

- 1,0 ng/ml

Viróza

- 2,0 ng/ml

Lokál. bakter. infekce

0,5-2,0 ng/ml

SIRS

5-20 ng/ml

Sepse

10-1000 ng/ml

Koncentrace prokalcitoninu (µg/l) při SIRS a jednotlivých stadiích sepse SIRS

sepse

0,6 ± 2,2

6,6 ± 22,5

1,3 ± 0,2

2,0 ± 0

0,5 ± 0,2

2±2

< 0,5

0,8 (median)

3,8 ± 6,9

1,3 ± 2,7 2,4 ± 0,5

těžká sepse

septický šok

počet vyšetřených

autor

35 ± 68

337

AlNavas 1996

8,7 ± 2,5

39 ±5,9

100

Oberhoffer 1996

18 ± 10

20 ± 10

101

Müller 2000

4,3 (median)

190

Ugarte 1999

9,1 ± 18,2

38 ± 59

101

Suprin 2000

37 ± 16

45 ± 22

145

Zeni 1994

M. Meisner: Clinica Chimica Acta, 323, s. 17-29, 2002

Prokalcitonin v klinice • Diferenciální dg.:

Časná detekce systémové bakteriální infekce

- horečka nejasné etiologie - ARDS bakteriálního x toxického původu - pankreatitis biliární x toxická - horečka imunosuprimovaných pacientů

• Monitorování:

- kriticky nemocných - posttransplantační období

• Na konci akutní fáze klesá PCT s poločasem 20 - 30 h.

Koncentrace PCT během různých stadií sepse, klasifikovaných dle kritérií ACC/SCCM (Zeni et al. Clin.Intensive Care 1994, Suppl. 2, s. 89-98, cit. Meisner 2002)

Dynamika PCT během prvních 48 h života

Meisner et al. 2001

Srovnání CRP s PCT Za čátek zvý šení CRP - pomalej ší ne ž u PCT ((>12 >12 hodin) Začátek zvýšení pomalejší než Kinetika CRP - pomalej ší ne ž PCT, plasmatický polo čas je rovn ěž pomalejší než poločas rovněž 24 hodin, ale produkce CRP v jjátrech átrech ppřetrvává řetrvává odezn ění odeznění zzánětového ánětového podn ětu vvíce íce dn í. podnětu dní. U ttěžkých ěžkých infekc í, sepse a MODS reaguje CRP citliv ěji, ale m éně infekcí, citlivěji, méně specificky ne ž PCT. Hodnoty mohou zzůstat ůstat zvý šeny po dlouhou než zvýšeny dobu. U polytraumat i bez infekc štění z odd ělení intenzivn infekcíí a po propu propuštění oddělení intenzivníí ppéče éče m ůže st ále ppřetrvávat řetrvávat zvý šené CRP. může stále zvýšené U stejných kolektiv ů nemocných zzůstává ůstává naopak PCT kolektivů v pr ůměru jen lehce nad 0,5 ng /ml a ppři ři propu štění jsou hodnoty průměru ng/ml propuštění jijiž ž norm ální. normální. Zdroj: Kazda A., ústní sdělení 2005

200

120 100

CRP

C R P ( m g /l)

PCT

60 40

100

50

20 0 sepse

lokal.infekce

0

pneumonie

sepse

lokal.infekce

pneumonie

6000

IL-6

4000

IL - 6 ( n g /l)

PCT (ng/m l)

150 80

2000

0 sepse

lokal.infekce

pneumonie


Sepse a SIRS


Sepse a těžká sepse


Diagnostika septických stavů Vybrané parametry

Recommend Documents