Kalprotektin ve stolici vyuit v pediatrii Eva Karskov

Kalprotektin ve stolici využití v pediatrii Eva Karásková Dětská klinika FN Olomouc Herrera 2016

Kalprotektin Herrera 2016 → kalcium a zinek vázající protein patřící mezi S 100 proteiny → má bakteriostatické a fungicidní vlastnosti Henderson 2012 → uvolňuje se z cytosolu zejména neutrofilů, méně z monocytů a aktivovaných makrofágů → v malé míře je přítomen ve většině tkání: krev, moč, střevo, kloubní tekutina → při zánětu jeho koncentrace v daných kompartmentech stoupá → zánět ve střevu → migrace neutrofilů → elevace kalprotektinu ve stolici → je výhodou zejména ve střevu je jeho odolnost vůči bakteriální degradaci → výsledky jednorázového odběru jsou srovnatelné s výsledky 24 hodinového sběru stolice (r=0, 90) Røseth 1992 → metody vyšetření → ELISA: první testování r. 1992 Røseth et al. 1992 → Lateral-flow immunoassay LFIA, bed-side FC testy → jednotky µg/g (50 µg/g = 10 mg/l)

Kalprotektin ve stolici (FC) Nejčastější příčiny elevace kalprotektinu ve stolici → nespecifický střevní zánět → střevní infekce → nekrotizující enterokolitida novorozence → alergické enterokolitidy → neléčená celiakie u dětí → cystická fibróza → systémový zánět, sepse Herrera, 2016

Normy u dospělých K vyloučení organického onemocnění trávicího traktu cut-off 50 μg/g senzitivita 93% specificita 94% D´Angelo, 2017

Normy u dětí Herrera 2016

Normy u dětí děti nad 4 roky: → FC pod 50 μg/g lze s vysokou pravděpodobností považovat za negativní Copova 2016

Kalprotektin u malých dětí Herrera, 2016 Enteral delivery: ? kalprotektin z mateřského mléka …. do střeva dítěte? Dosud neprokázáno.

Kojené versus nekojené děti → kojené děti 368. 85 ± 204. 49 µg/g → nekojené děti 152. 59 ± 139. 13 µg/g p=0, 0001 Více aktivovaný imunitní systém trávicího traktu u kojených dětí? Transport kalprotektinu z mateřského mléka? Asgarshirazi, 2017

Kalprotektin a střevní infekce u dětí FC v predikci závažnosti infekčních enterokolitid u dětí n=153 → Salmonella enteritidis 765 μg/g [252 -1246]  → Campylobacter 689 μg/g [307 -1046]  → Adenovirus 95 μg/g [65 -224]  p <0, 05 Klinická závažnost (Vesikari score) → těžký průběh 843 μg/g [284 -1246]   → středně těžký průběh 402 μg/g [71 -995]  → lehký průběh 87 μg/g [11 -438] p < 0, 05 Chen 2012

Nespecifické střevní záněty Inflammatory bowel disease (IBD) Chronická zánětlivá onemocnění trávicího traktu CROHNOVA CHOROBA → Chronické, zánětlivé onemocnění kterékoliv části trávicí trubice s predilekčním postižením ileocekální oblasti a tlustého střeva. Postižení je segmentární. ULCERÓZNÍ KOLITIDA → Chronické, relabující, zánětlivé onemocnění tlustého střeva, s maximem změn v rektu, odkud se šíří do různé vzdálenosti tračníku. NEKLASIFIKOVATELNÉ ZÁNĚTLIVÉ STŘEVNÍ ONEMOCNĚNÍ → Zánětlivé změny tlustého střeva. Endoskopický ani histologický nález neumožňuje v daném čase rozlišit, zda se jedná o Crohnovu chorobu nebo ulcerózní kolitidu.

Hodnocení aktivity IBD ENDOSKOPIE je „zlatý standard“ → u dětí nevýhody: vyprázdnění střeva před endoskopií (často sondou) výkon v celkové anestézii (riziko komplikací) KLINICKÉ PŘÍZNAKY (bolesti břicha, průjmy, krev ve stolici…) → dobrá korelace u ulcerózní kolitidy, špatná u Crohnovy choroby INDEXY AKTIVITY IBD → Pediatric Crohn´s disease activity index špatná korelace s endoskopickým skóre SES-CD (r=0, 33) Zubin 2015 → Pediatric ulcerative colitis activity index výborná korelace s endoskopickým Mayo score (r=0, 95) Turner 2018 SÉRUM → C-reaktivní protein → sedimentace erytrocytů → hladina hemoglobinu → hladina trombocytů → hladina sérového albuminu Holtman JAMA Pediatrics, 2017 STOLICE → kalprotektin ve stolici: neinvazivita z uvedených ukazatelů má největší diagnostickou přidanou hodnotu k odhalení IBD → laktoferin, neopterin, matrix metalloproteináza-9, chitinase 3 -like-1, M 2 pyruvátkináza Herrera 2016

Kalprotektin a IBD u dětí IBD může vést u dětí k poruše růstu a puberty → včasná diagnostika IBD je nezbytná X zbytečné endoskopické vyšetření u dětí s funkčními poruchami Kalprotektin je možné využít (společně s ostatními ukazateli) k: 1. Zlepšení diferenciální diagnostiky mezi funkčními gastrointestinálními potížemi a IBD → urychlení indikace k endoskopii 2. Hodnocení aktivity v průběhu onemocnění

Kalprotektin a diagnostika IBD u dětí Patologická hodnota FC (nad 50 μg/g) k detekci zánětu při koloskopii je použitelný i u dětí 4 -17 let n= 36 dětí, GIT symptomy → koloskopie → 22 pacientů: endoskopický nález IBD …. . 349 μg/g (15. 4 -1860) → 14 dětí: nebyl nalezen zánět…. . 16. 5 μg/g (5. 0 -65) senzitivita 95% specificita 93% pozitivní prediktivní hodnota 95% negativní prediktivní hodnota 93% Fagerberg, 2005

Kalprotektin u dětí s IBD korelace s endoskopickým nálezem n=63, 18 CD, 17 UC, 28 HC Matts’ score for UC simple endoscopic score for Crohn’s disease (SES-CD) UC → silná korelace mezi FC a endoskopickým Matts’ skóre (r = 0. 838, p˂0. 01) → signifikantně zvýšené hladiny u endoskopicky aktivní UC (medián 1, 562. 5 μg/g) ve srovnání s pacienty v endoskopické remisi (medián 38. 9 μg/g) a zdravými kontrolami (medián 19. 9 μg/g) CD → silná korelace mezi FC a endoskopickým SES-CD (r = 0. 760, p ˂ 0. 01) → signifikantně zvýšené hladiny u endoskopicky aktivní CD (medián 2, 037. 5 μg/g) ve srovnání s pacienty v endoskopické remisi (medián 172. 5 μg/g) a zdravými kontrolami (medián 19. 9 μg/g) Závěr: FC je dobře využitelný ukazatel k detekci slizničního zánětu u dětí s IBD Aomatsu, 2011

Kalprotektin u dětí s IBD a predikce relapsu n=63, (32 IBD, 34 HC) Asymptomatičtí pacienti s IBD FC ↓ 400 μg/g → 90% zůstalo v klinické remisi za 9 měsíců sledování FC ↑ 400 μg/g → predikoval relaps do 9 měsíců u 89% z nich (95%, CI 51. 8 -99. 7) p=0, 03 Walkiewicz, 2008

Atopický ekzém děti s atopickou dermatitidou (n=65) průměrná hodnota FC 33. 1(10. 1 -108. 9) μg/g FC ↓ 50 μg/g → skupina 1 (n=44) ↑ 50 μg/g → skupina 2 (n=21) průměrný SCORAD index byl signifikantně vyšší ve skupině 2 31. 0± 16. 0 vs 22. 2± 15. 3 p=0. 046 Seo, 2018

Cystická fibróza 4. -10. rok: signifikantně vyšší u CF CF 55. 9 µg/g (19. 5 -106. 5) HC 19. 5 µg/g (19. 5 - 21. 3) p=0, 007 Garg, 2017

Celiakie → nově dg. celiakie (n=31) 117. 2 μg/g (3. 2 -306) → pacienti s celiakií na dlouhodobé bezlepkové dietě (n=33) 3. 7 μg/g (0. 5 -58. 2) → zdravé kontroly (n=34) 9. 6 μg/g (1 -70) p<0. 001 → pacienti s klinickými symptomy 142. 8 µg/g (12. 2 -306) bez příznaků 79. 7 µg/g (3. 2 -243. 2) p=0. 04 → pokles FC: diagnóza → negativizace EMA 113. 7 μg/g (8. 7 -295. 2) → 4. 2 μg/g (0. 5 -20. 7) p<0. 01 Balamtekin N, 2012 Studie u dospělých neprokázala rozdíl mezi léčenými a neléčenými 45. 02± 24. 18 μg/g versus 36. 51± 21. 67 μg/g Montalto, 2007

„Falešně“ pozitivní hodnoty FC → krvácení z hemorhoidů, perianální fissury → polypy střevní s krvácením, neoplázie → neléčená celiakie u dětí → cystická fibróza Fyziologicky zvýšené hodnoty FC → kojenci a batolata

Závěr → hlavní význam FC v pediatrii 1. zpřesnění úvodní diferenciální diagnostiky mezi funkční poruchou a IBD (vždy v kontextu s dalšími klinickými a laboratorními ukazateli) → indikace k endoskopii 2. hodnocení aktivity a predikce relapsu v průběhu IBD onemocnění → hladinu FC pod 50 μg/g lze s vysokou pravděpodobností považovat za negativní → kojenci a batolata mají fyziologicky hodnoty zvýšené …děkuji za pozornost

Biomarkery ve stolici → Kalprotektin ve stolici → Laktoferin ve stolici 80 -k. Da glykoprotein vázající železo, uvolňovaný z neutrofilů → Neopterin: produkt guanosin trifosfátu (GTP) syntetizovaný makrofágy po stimulaci interferonem-γ → Matrix metalloproteináza-9 (MMP-9) enzym ze skupiny Zn-metaloroteináz zapojený při degradaci extracelulární matrix → Chitinase 3 -like-1 ve stolici (CHI 3 L-1): glykoprotein uvolňovaný z různých buněk (makrofágy, chondrocyty, buňky hladké svaloviny cév atd. ) při zánětu, fibróze, neopláziích → Intestinal fatty-acid binding protein (I-FABP): jeden ze dvou proteinů v cytosolu enterocytů, které vážou mastné kyseliny. Zvýšené hladiny v séru nebo ve stolici ukazují na poškození enterocytů → M 2 pyruvátkináza: intracelulární enzym katalyzující mimo jiné transfosorylaci v řetezci glykolýzy. Enzym je exprimován především v rychle se dělících buňkách. U IBD zvýšené hladiny na vrub vysokého obratu střevních slizničních buněk Herrera 2016

Kalprotektin u dospělých s IBD a predikce relapsu Metaanalýza šesti prospektivních studií s celkem 672 pacienty Asymptomatičtí pacienti s IBD Cut-off hladina FC ↑ 150 μg/g → predikovala relaps do 1 roku senzitivita 78% (95% CI 72 -83) specificita 73% (95% CI 68 -77) Mao, 2012

Indexy aktivity Pediatric Crohn´s disease activity index PCDAI Pediatric ulcerative colitis activity index PUCAI špatná korelace s endoskopickým skóre SES-CD (simple endoscopic score for Crohn´s disease) (r=0, 33) Zubin 2015 výborná korelace s endoskopickým nálezem (Mayo score) (r=0, 95) Turner 2018 Hyams 1991 Turner 2009

Kalprotektin a dg. IBD n=443, dospělí → normální <50 μg/g (82%) → do 12 měsíců dg. IBD 1%, IBS 40, 4% → středně zvýšená 50– 250 μg/g (11%) → do 12 měsíců dg. IBD 19%, IBS 26, 8% → vysoká >250 μg/g (7%) → do 12 měsíců dg. IBD 38, 4%, IBS 7, 7% Ostatní pacienti endoskopii nepodstoupili (ústup potíží, endoskopii odmítli, jiná diagnóza: divertikulární nemoc, karcinoid, malabsorpce žlučových kyselin Mc. Farlane, 2016

Syndrom dráždivého tračníku u IBD rozdíly v hladinách kalprotektinu → průřezová studie, dětí pod 18 let věku, n=184, CD + UC IBS (irritable bowel syndrome) - symptomy hodnoceny podle kritérií Rome III prevalence IBS u dětí s IBD v remisi 6. 4% (95% CI: 2. 5 -11. 1% Crohn's disease: 4. 5%; ulcerative colitis: 10. 8% Prevalence of IBS-type symptoms in children with faecal calprotectin <250 μg/g was 16. 1% (95% CI: 7. 6 -25. 8%; Crohn's disease: 16. 7%; ulcerative colitis: 10. 8%). No difference in faecal calprotectin or CRP was found between patients in clinical remission with or without IBS-type symptoms (faecal calprotectin: IBS+ median 58 μg/g, IBS- 221 μg/g, P = 0. 12; CRP: IBS+ median 1. 4 mg/L, IBS- 1. 1 mg/L, P = 0. 63). CONCLUSIONS: The prevalence of IBS-type symptoms in children with inflammatory bowel disease is highly dependent on the definition of remission. Nonetheless, the prevalence is much lower than that previously reported in studies in adult inflammatory bowel disease patients. IBS-type symptoms appear to be unrelated to gastrointestinal inflammation. Diederen, 2016

Alergie na bílkovinu kravského mléka (ABKM) n=32, děti s Ig. E mediovanou ABKM (24) a non Ig. E mediovanou ABKM (8), HC (39) → Ig. E mediovaná ABKM před dietou 392± 209 µg/g → po dietě 218± 90 µg/g p=0, 001 → Non-Ig. E ABKM před dietou 886± 278 µg/g → po dietě 359± 288 µg/g p=0, 025 Beser 2014

Nekrotizující enterokolitida novorozence Markery poškození enterocytů při NEC: → fatty acid-binding protein (I-FABP), sérový amyloid A (SAA), fecal calprotectin (FC) n=62 → 29 mělo nakonec dg. NEC → kombinace SAA a I-FABP nezvýšila diagnostickou přesnost oproti samostatnému stanovení I -FABP → kombinace FC a I-FABP zvýšila signifikantně stanovení správné diagnózy sensitivita 94%, specificita 79% Reisinger, 2012

Léčba EXKLUZIVNÍ ENTERÁLNÍ VÝŽIVA M. Crohn → v posledních letech EEV z velké části nahradila léčbu kortikoidy → kortikoidy: známé nežádoucí účinky, prohloubení preexistující růstové retardace (Ruemelle 2014, Zachos 2007) → EEV: dlouhodobý příznivý vliv na: antropometrické ukazatele (hmotnost a BMI) (Cameron, 2012) parametry kostního metabolizmu (Soo, 2013) ● komplexní polymerní enterální formule (neštěpená bílkovina, sacharidy, lipidy, vitamíny a stopové prvky) Modulen, Nutrison, Nutridrink, Fresubin, Isosource ● tekutá forma ● délka podání 6 -8 týdnů ● Aby došlo k terapeutickému efektu EEV, nejí dítě během léčebné doby (6 -8 týdnů) žádnou jinou stravu a pije pouze neslazenou balenou vodu. ● cesta podání: per os x sonda

Úplná enterální výživa – dávkování ● dávka 120% doporučené denní EN

K CTP is not useful marker pro predikci neodpovídavosti na EEV (Čopová, 2018). Exclusive enteral nutrition (EEN) has been recommended as the first-line therapy in children with active Crohn disease (CD). The primary aim of our study was to determine whether it is possible to use the difference between basal fecal calprotectin (F-CPT) and the value at week 2 of EEN to predict clinical response at week 6. We prospectively collected stool samples for FCPT analysis and clinical and laboratory parameters during EEN from 38 pediatric patients (28 boys, median age 12. 8 years) with newly diagnosed active luminal CD. The difference between F-CPT concentrations before EEN and at week 2 did not predict clinical non-response at week 6 (OR 0. 9996 95% CI 0. 9989 -1. 0002, p = 0. 18); however, it predicted patients who did not achieve clinical remission at week 6 (OR 0. 9993, 95% CI 00. 9985 -0. 9998, p = 0. 006) with sensitivity of 58%, and specificity of 92% for cut-off of F-CPT increase by 486 μg/g. Conclusions: An early decrease in F-CPT levels in children with newly diagnosed active luminal CD did not predict clinical response at week 6 of EEN induction therapy, and clinical remission was predicted with low accuracy. Therefore, F-CPT cannot be used as a predictor to select the patients in whom EEN should be terminated. What is Known: • The fecal calprotectin (F-CPT) is an important marker of intestinal inflammation. • Approximately 25% of pediatric patients with Crohn disease (CD) do not achieve clinical remission, and there is still no sufficient predictor of response to exclusive enteral nutrition (EEN) treatment. What is New: • The difference between the F-CPT concentrations before EEN treatment and at week 2 did not predict clinical response to treatment at week 6, even if it predicted clinical remission, however,

literatura děti Canani RB, Terrin G, Rapacciuolo L, et al. Faecal calprotectin as reliable non-invasive marker to assess the severity of mucosal inflammation in children with inflammatory bowel disease. Dig Liver Dis 2008; 40(7): 547 -53. 53 Borkowska A, Liberek A, Luczak G, et al. Fecal lactoferrin, a marker of intestinal inflammation in children with inflammatory bowel disease. Acta Biochim Pol 2015; 62(3): 541 -5. 54 Fagerberg UL, Loof L, Lindholm J, et al. Fecal calprotectin: a quantitative marker of colonic inflammation in children with inflammatory bowel disease. J Pediatr Gastroenterol Nutr 2007; 45(4): 414 -20. 55 Schoepfer AM, Beglinger C, Straumann A, et al. Ulcerative colitis: correlation of the Rachmilewitz endoscopic activity index with fecal calprotectin, clinical activity, C-reactive protein, and blood leukocytes. Inflamm Bowel Dis 2009; 15(12): 1851 -8. 56 Tibble JA, Sigthorsson G, Bridger S, et al. Surrogate markers of intestinal inflammation are predictive of relapse in patients with inflammatory bowel disease. Gastroenterology 2000; 119(1): 15 -22. 57 Roszak D, Galecka M, Cichy W, et al. Determination of faecal inflammatory marker concentration as a noninvasive method of evaluation of pathological activity in children with inflammatory bowel diseases. Adv Med Sci 2015; 60(2): 246 -52. 58 Komraus M, Wos H, Wiecek S, et al. Usefulness of faecal calprotectin measurement in children with various types of inflammatory bowel disease. Mediators Inflamm 2012; 2012(608249. 59 Ashorn S, Honkanen T, Kolho KL, et al. Fecal calprotectin levels and serological responses to microbial antigens among children and adolescents with inflammatory bowel disease. Inflamm Bowel Dis 2009; 15(2): 199 -205. 60 Diamanti A, Colistro F, Basso MS, et al. Clinical role of calprotectin assay in determining histological relapses in children affected by inflammatory bowel diseases. Inflamm Bowel Dis 2008; 14(9): 1229 -35. 61 Yamamoto T, Shiraki M, Bamba T, et al. Fecal calprotectin and lactoferrin as predictors of relapse in patients with quiescent ulcerative colitis during maintenance therapy. Int J Colorectal Dis 2014; 29(4): 485 -91. 62 Sipponen T, Kolho KL Faecal calprotectin in children with clinically quiescent inflammatory bowel disease. Scand J Gastroenterol 2010; 45(7 -8): 872 -7. 63 Birimberg-Schwartz L, Wilson DC, Kolho KL, et al. p. ANCA and ASCA in Children with IBD-Unclassified, Crohn's Colitis, and Ulcerative Colitis-A . Longitudinal Report from the IBD Porto Group of ESPGHAN. Inflamm Bowel Dis 2016; 22(8): 1908 -14

Etiopatogeneze Genetické vlivy Trigger event (infekce? ) Střevní mikrobiom CARD 15/NOD 2 gen 16. chr. mutace u 20 -29% pacientů. - 1 st. příbuzný 6 -32% - monozygotní dvojče 44% Abnormální slizniční imunopatologická reakce (APC buňky, makrofágy, T lymfocyty, IL-12, IL 23, Th 1/Th 17, TNFα INFγ) Perzistující zánět Mayer et al. J Gastroenterology 2010; 45(1): 9 -16

Výskyt Evropa 0, 2 -23/100000/rok, Česká republika patří mezi země s nejvyšší incidencí p. IBD. nárůst p. IBD od roku 2001 2, 69/100000/rok u CD a 1, 84/100000/rok u UC [Kolek 2004], V roce 2015 na 6, 2 u CD resp. 2, 8/100000/rok u UC [Schwarz 2017]. Incidence pediatrické IBD celosvětově. [Sýkora J et al. Current global trends in the incidence of pediatric-onset inflammatory bowel disease. World J Gastroenterol. 2018 Jul 7; 24(25): 2741 -2763].

Endoskopické vyšetření Ulcerózní kolitida Normální nález

Terapie IBD EXKLUZIVNÍ ENTERÁLNÍ VÝŽIVA indukce remise Crohnovy choroby u dětí KORTIKOIDY vysoká aktivita onemocnění postižení horního GIT (jícen až jejunum) extraintestinální manifestace onemocnění AMINOSALICYLÁTY lehká a střední aktivita IBD: jen jako aditivní léčivo mesalazin, sulfasalazin IMUNOSUPRESIVA chronické aktivní onemocnění azathioprin 6 -mercaptopurin methotrexát cyklosporin A: fulminantní kolitida ANTIBIOTIKA metronidazol, ciprofloxacin indikace: kolitida, perianální píštěle BIOLOGICKÁ LÉČBA infliximab, adalimumab

Endoskopické vyšetření M. Crohn Normální nález