Allemaal beestjes… INFECTIEPARAMETERS! PUO Laboparameters 09 oktober 2012 INHOUD 1. Inleiding 2. Infectiemarkers - Witte bloedcellen Acute Fase Eiwitten: C-reactief proteïne Sedimentatiesnelheid Procalcitonine Componenten van het immuunsysteem 3. Conclusie Apr. Veerle Grootaert INLEIDING De patiënt: Klinische tekens (rubor, calor, dolor, tumor, koorts) Infectiemarkers (diagnose – prognose – opvolging) Microbiologisch onderzoek (bloed – urine – steriele specimen) INLEIDING • De ideale serummarker voor infectie: 1. Diagnostisch bruikbaar: • • • • Sensitief (100%) Negatief predictieve waarde (> 100%) Specifiek (>85%) Positief predictieve waarde (> 85%) Diagnose Onnodig behandelen vermijden 2. Gedefinieerde cut-off waarde 3. Detecteert vroegtijdig 4. Differentiatie tussen verschillende pathologieën 5. Opvolgen verloop van de infectie 6. Prognostische waarde 7. Kostprijs Ng et al. (2004) CASUS Emma, 69 jaar • RVO: Algemene achteruitgang toestand • Klinisch onderzoek: – Malaise, wheezing, dyspnee, suf – T > 38.3 °C – Rx Suggestief pneumonie • Microbiologisch onderzoek: – Sputum staal – Bloedkweek – Urinekweek Results “pending” • Infectiemarkers in bloed? CASUS Emma, 69 jaar SSedimentatie CRP Hemoglobine Hematocriet Rode bloedcellen MCV MCH MCHC Bloedplaatjes bloedcellen W Witte Neutrofielen Eosinofielen Basofielen Lymfocyten Monocyten Neutrofielen absoluut Eosinofielen absoluut Basofielen absoluut Lymfocyten absoluut Monocyten absoluut 126 26.7 11.9 0.34 3.91 93.7 32.6 34.8 229 18.2 85 3 1 6 5 15.5 0.5 0.1 1.1 0.9 mm/h mg/dl g/dl ratio 10.E12/l fl pg g/dl 10.E9/l 10.E9/l % % % % % 10.E9/l 10.E9/l 10.E9/l 10.E9/l 10.E9/l 2 - 25 < 0.5 11.7 - 16.1 0.35 - 0.47 3.8 - 5.8 81 - 102 27 - 35 32 - 36 140 - 440 4.5 - 11.0 40 - 75 0-6 0-1 15 - 40 4 - 12 1.8 - 7.7 0.0 - 0.45 0 - 0.2 1 - 4.8 0.0 - 0.8 INHOUD 1. Inleiding 2. Infectiemarkers - Witte bloedcellen Acute Fase Eiwitten: C-reactief proteïne Sedimentatiesnelheid Procalcitonine Componenten van het immuunsysteem 3. Conclusie Witte bloedcellen Witte bloedcellen • Leucocytaire formule: Witte bloedcellen Neutrofielen Eosinofielen Basofielen Lymfocyten Monocyten Neutrofielen absoluut Eosinofielen absoluut Basofielen absoluut Lymfocyten absoluut Monocyten absoluut - 7.9 66 2 1 19 12 5.2 0.1 0.0 1.5 1.0 10.E9/l % % % % % 10.E9/l 10.E9/l 10.E9/l 10.E9/l 10.E9/l 4.5 - 11.0 40 - 75 0-6 0-1 15 - 40 4 - 12 1.8 - 7.7 0.0 - 0.45 0 - 0.2 1 - 4.8 0.0 - 0.8 White blood cell count (wbc ) (4-10 x 10^9/L) 60% rijpe neutrofielen Infectie, inflammatie, myeloproliferatieve aandoeningen Witte bloedcellen • Leucocytaire formule: Neutrofielen (2 – 7.5 x 10^9/L) (40-75%) Neutrofilie > 7.7 x10^9 Bacteriële infecties Inflammatie: trauma, brandwonden, … Myeloproliferatieve aandoeningen Lymfocyten (1.3-3.5 x 10^9/L) (20 -45%) Virale infecties: herpes, varicella, … CLL Eosinofielen (0.04-0.44 x 10^9/L) (1 -6%) Parasitaire infecties Allergische reacties: asthma, atopie, urticaria Monocyten (0.2 – 0.8 x 10^9/L) (2 – 10%) TB, malaria Inflammatoire aandoeningen (colitis ulcerosa, Crohn, reumatoide artritis…) Basofielen (0-0.1 x 10^9/L) ( 0-1%) virale infecties, maligniteiten Witte bloedcellen • Leucocytaire formule: Neutrofielen ontwikkeling: - Beenmergpool - Bloedpool: adhesie aan bloedvat - circulatie - Weefselpool Infectie: - Vrijstelling band & PMN - Snel proces Witte bloedcellen • Linksverschuiving: - Als reactie op infectie meer aanmaak van jonge, onrijpe granulocyten - “Linksverschuiving” = (>80% neutrofielen) ~ bacteriële infectie - Vaak gepaard met proportionele daling van lymfocyten (10-15%) Witte bloedcellen • Morfologie: Gezond Lichaampjes van Döhle Vacuolisatie Toxische korreling Witte bloedcellen • Beïnvloedende factoren: - Glucocorticoïden: verhoogde migratie neutro’s uit beenmerg Verminderde adhesie aan de bloedvatwand - Adrenaline Verhoogde migratie neutro’s uit bloedpool, loslating aan de bloedvatwand - Lithium Verhoogde productie van “colony stimulating factors” Versnelde migratie uit beenmerg - Recombinant colony stimulating factors (rG-CSF en rGM-CSF) - Post-operatief Witte bloedcellen • Informatie uit WBC: - Neutrofilie - Links verschuiving - morfologische veranderingen: - toxische korreling - lichaampjes van Döhle - Vacuolisatie • Goede marker voor infecties? - In se niet specifiek en sensitief genoeg - Opletten voor beïnvloedende factoren! Witte bloedcellen • Emma’s labowaarden: Witte bloedcellen Neutrofielen Eosinofielen Basofielen Lymfocyten Monocyten Neutrofielen absoluut Eosinofielen absoluut Basofielen absoluut Lymfocyten absoluut Monocyten absoluut 18.2 85 3 1 6 5 15.5 06 0.6 0.1 1.1 0.9 10.E9/l % % % % % 10.E9/l 10.E9/l 10.E9/l 10.E9/l 10.E9/l 4.5 - 11.0 40 - 75 0-6 0-1 15 - 40 4 - 12 1.8 - 7.7 0.0 - 0.45 0 - 0.2 1 - 4.8 0.0 - 0.8 leucocytose neutrofilie met links verschuiving (> 80%) lymfocyten gedaald (< 10%) INHOUD 1. Inleiding 2. Infectiemarkers - Witte bloedcellen Acute Fase Eiwitten: C-reactief proteïne Sedimentatiesnelheid Procalcitonine Componenten van het immuunsysteem 3. Conclusie Acute fase eiwitten • Eiwitten waarvan de serumconcentraties tijdens een inflammatoir proces toenemen/afnemen 25% • Positieve en negatieve Positieve: C-reatief proteïne – ferritine – fibrinogeen Negatieve: albumine – transferrine • Voorbeeld: ijzerdeficiëntie (ferritine – transferrine) Misinterpretatie Acute fase eiwitten CRP • • • • • CRP = C-reactief proteine bij inflammatoire processen °1930: ontdekking CRP Biologische rol Klinische rol = MARKER - infecties (bacterieel, viraal, parasitair) - non-infectieuze inflammatoire toestand (RA, ziekte van Crohn…) - necrose (myocard infarct, trauma) -… CRP • Cut-off-waarden – – – – Opletten uitgedrukt in mg/L versus mg/dL Normaalwaarden: < 5 mg/L OF < 0.5 mg/dL Acute phase: tot 10 000-voudig doorstijgen: 50 μg/L Æ 500 mg/L Bacteriële infecties > 10mg/L OF > 1 mg/dL - Le Gall: > 10 mg/L Æ 80% bact. infecties - Vanderschueren: > 50 mg/L Æ 88-94% bact. infecties Duidelijke cut-off voor infectie Verhoogde CRP levels gecorreleerd aan (bact) infectie Le Gall et al. (2011), Pathol Biol, 59, 319-320. Vanderschueren et al (2006), Eur J Intern Med. 17, 430. CRP • Acuut fase eiwit door lever gesecreteerd als reactie inflammatie: – Pathogenen (endotoxines) Sensitieve marker Aspecifieke marker – Celschade/dood – Niet infectieus • Na val, fractuur, hematoom • Post-operatief Postoperative course of concentrations in plasma of C-reactive protein after myomectomy. CRP • De novo synthese in de lever – Na 6 uur > 5 mg/L – Piekconcentratie na 48 uur – Halflive 19 uur = constant Relatief trage onset – Effect verdwijnt snel Opvolgen verloop infectie Silvestre et al. 2010 CRP • Bepalende factor voor [CRP] = synthese snelheid ~ intensiteit van inflammatie/infectie ~ levercapaciteit Cave leverfalen! - Geneesmiddelen: Monoclonale antilichamen tegen IL bv Roactemra® tocilizumab Glucocorticoiden Silvestre et al. (2010), Journal of Critical Care CRP >17/01: leucocytose 21/12: Gastric bypass 10/01: ARDS 14/01: start solu-medrol drip CRP • Voordelen: – Sensitief – Dynamische range: • Cut-off normaalwaarde < 5 mg/L • Bacteriële infecties > 10mg/L – Wijzigt snel: Opeenvolgende metingen voor therapie-opvolging! • Nadelen: – Aspecifiek antwoord op inflammatie (infectie) • Leverfalen – alcohol – steroiden • Post-op doorstijgen – Nooit diagnostisch in se CRP • Emma’s labowaarden: Sedimentatie CRP 126 26.7 mm/h mg/dl Baseline CRP < 0.5 mg/dL Toename factor 50 Suggestief voor infectie INHOUD 1. Inleiding 2. Infectiemarkers - Witte bloedcellen Acute Fase Eiwitten: C-reactief proteïne Sedimentatiesnelheid Procalcitonine Componenten van het immuunsysteem 3. Conclusie 2 - 25 < 0.5 Sedimentatiesnelheid • Sedimentatiesnelheid RBC gemeten in verticale proefbuisje per uur: – Maat viscositeit van bloed – Indirect aanwezigheid van AFP (fibrinogeen) • Sedimentatiesnelheid is afhankelijk: – Leeftijd en geslacht – samenstelling bloed bv RBC, immunoglobulines, anemie • Normaalwaarde: – 0-10 mm/h mannen; 0-20 mm/h vrouwen • Minder specifiek en sensitief • Weinig gebruikt CRP Joris, 64 jaar Totale knieprothese LABO dag 4 Postop Sedimentatie CRP Hemoglobine Hematocriet Rode bloedcellen MCV MCH MCHC Bloedplaatjes Witte bloedcellen Neutrofielen Eosinofielen Basofielen Lymfocyten Monocyten Neutrofielen absoluut Eosinofielen absoluut Basofielen absoluut Lymfocyten absoluut Monocyten absoluut 104 15.9 8.5 0.24 2.78 87.1 87 1 30.4 35.0 440 7.9 66 2 1 19 12 5.2 0.1 0.0 1.5 1.0 mm/h mg/dl g/dl ratio 10.E12/l fl pg g/dl 10.E9/l 10.E9/l % % % % % 10.E9/l 10.E9/l 10.E9/l 10.E9/l 10.E9/l 2 - 25 < 0.5 11.7 - 16.1 0.35 - 0.47 3.8 - 5.8 81 - 102 27 - 35 32 - 36 140 - 440 4.5 - 11.0 40 - 75 0-6 0-1 15 - 40 4 - 12 1.8 - 7.7 0.0 - 0.45 0 - 0.2 1 - 4.8 0.0 - 0.8 Sedimentatiesnelheid • Voordelen – Gemakkelijk – Veel ervaring • Nadelen – Indirecte meting van AFP (vnl fibrinogeen) – Beïnvloedende factoren (leeftijd, geslacht, anemie, samenstelling bloed) – Niet specifiek en sensitief (vals positieve resultaten) – Trage reactie op inflammatie proces Verouderde techniek Sedimentatiesnelheid • Emma’s labowaarden: Sedimentatie CRP 126 26.7 mm/h mg/dl Te weinig specifiek en sensitief Steeds in combinatie met CRP 2 - 25 < 0.5 INHOUD 1. Inleiding 2. Infectiemarkers - Witte bloedcellen Acute Fase Eiwitten: C-reactief proteïne Sedimentatiesnelheid Procalcitonine Componenten van het immuunsysteem 3. Conclusie Procalcitonine • PCT > 114 aminozuren • Peptide precursor van calcitonine – Regulerend hormoon in calciummetabolisme – Transcript van CALC-1 gen in schildkliercellen – Toename bij neuro-endocriene tumoren • 1999: ook expressie van PCT bij sepsispatiënten met volledige thyreoidectomie PCT productie in vet, long, darm, nier, spier, maag, monocyten Sepsis: constitutieve synthese + release agv inflammatie Procalcitonine • Mechanisme (Linscheid P et al. 2003. In vitro and in vivo calcitonin I gene expression in parenchymal cells: a novel product of human adipose tissue. Endocrinology; 144:5578–84) Procalcitonine • Mechanisme PCT productie: 1. In diverse cellen als direct antwoord op bacteriële toxinen 2. In monocyten tijdens differentiatie tot macrofagen Æ Initiële, kortdurende expressie (na 4 uur) 3. Tijdens humorale & celgemedieerde immuunrespons: cytokinen Æ Massieve, langdurige expressie (na 10 uur) Geen verhoging van calcitonine spiegels Procalcitonine • Cut-off waarden – Normaalwaarden: < 0.03 ng/L – Half life 24-35 uur – Systemische bacteriële infecties: • Toename binnen 4 uur – piekeffect 8 uur • Stijging tot 1000x • Houdt verschillende dagen aan – Lokale & virale infecties, maligniteiten: matig – lichte stijging • Beïnvloedende factoren: • • Steroïden ??? Cirrose ??? • Stress: trauma – chirurgie (post-operatieve stijging tot 48u-72u) Procalcitonine • Evidentie DIAGNOSE PROGNOSE OPVOLGING Cochrane Database of Systematic Review (2012) J. Wauters (2012), Procalcitonine op de dienst intensieve zorgen. Tijdschr voor Geneeskunde, 68, 515-522. Schuetz et al. (2011), BMC Medicine, 9, 107-114. Procalcitonine • Voordelen – Effect treedt snel op – Betere differentiatie tss infectie/inflammatie bact/virale infectie • Nadelen – Kostprijs – Studies: niet eenduidig/methodiek • Plaats? – – – – Meest accurate test maar gegevens over impact op de uitkomst ontbreken Diagnose bacteriële infecties ICU & specifieke populatie…en dan nog… Opvolgen antibiotherapie… Te weinig gegevens…nood kosten-baten analyse INHOUD 1. Inleiding 2. Infectiemarkers - Witte bloedcellen Acute Fase Eiwitten: C-reactief proteïne Sedimentatiesnelheid Procalcitonine Componenten van het immuunsysteem 3. Conclusie Componenten immuunsysteem • • • • ‘90 in neonaten Chemokines, cytokines (IL-6, IL-8, TNF …), adhesie moleculen “snelle” infectiemarkers IL-6: – – – – snelle toename van concentratie na blootstelling Synthese reeds voor CRP-aanmaak Hoogste sensitiviteit (87-100%) in vgl met andere markers Kort half leven: binnen 24 uur tot ondetecteerbaar snelle en sensitieve marker • Theoretisch aantrekkelijk maar … heel duur Samenvatting WBC CRP ERS Procalcitonine Sensitief -2,3 (17-90%3) +1,2 ((75%1) - ++1,2 (88%1) Specifiek -2,3 (31-100%3) +1,2 ((67%1) Laag ++1,2 (81%1) 0.512 0.731--0.832 / 0.821-0.962 Stijgt binnen 60 min 48 u relatief traag Traag Bacteriën: 8 u Fungi: 5-10d / 19 u / 24 u Niet mogelijk Niet mogelijk Niet mogelijk - inflammatie -Virussen & fungi -SIRS & sepsis Prognostische waarde - + - ++ Opvolgen AB-therapie + + -/+ ++ -geneesmiddelen - externe factoren -steroïden -cirrose -Anemie -Ig / €0.59 €0.92 €0.30 €10 - €15 Accuraatheid Piekconcentratie Halfleven Differentiatie Beïnvloedende factoren kostprijs 1CID (2004); 39, 209-217 – 2Hatherill et al (1999), Arch Dis Child – 3Ng et al (2004) CASUS Emma, 69 jaar • RVO: Algemene achteruitgang toestand • Klinisch onderzoek: – Malaise, wheezing, dyspnee, suf – T > 38.3 °C – Rx Suggestief pneumonie • Microbiologisch onderzoek: – Sputum staal – Bloedkweek – Urinekweek Results “pending” • Infectiemarkers in bloed? CASUS Emma, 69 jaar SSedimentatie CRP Hemoglobine Hematocriet Rode bloedcellen MCV MCH MCHC Bloedplaatjes bloedcellen W Witte Neutrofielen Eosinofielen Basofielen Lymfocyten Monocyten Neutrofielen absoluut Eosinofielen absoluut Basofielen absoluut Lymfocyten absoluut Monocyten absoluut 126 26.7 11.9 0.34 3.91 93.7 32.6 34.8 229 18.2 85 3 1 6 5 15.5 0.6 0.1 1.1 0.9 mm/h mg/dl g/dl ratio 10.E12/l fl pg g/dl 10.E9/l 10.E9/l % % % % % 10.E9/l 10.E9/l 10.E9/l 10.E9/l 10.E9/l 2 - 25 < 0.5 11.7 - 16.1 0.35 - 0.47 3.8 - 5.8 81 - 102 27 - 35 32 - 36 140 - 440 4.5 - 11.0 40 - 75 0-6 0-1 15 - 40 4 - 12 1.8 - 7.7 0.0 - 0.45 0 - 0.2 1 - 4.8 0.0 - 0.8 CASUS Emma, 69 jaar • RVO: Algemene achteruitgang toestand • Klinisch onderzoek: – Malaise, wheezing, dyspnee, suf – T > 38.3 °C – Rx Suggestief pneumonie • Microbiologisch onderzoek: – Sputum staal – Bloedkweek – Urinekweek • Infectiemarkers in bloed: INHOUD 1. Inleiding 2. Infectiemarkers - Witte bloedcellen Acute Fase Eiwitten: C-reactief proteïne Sedimentatiesnelheid Procalcitonine Componenten van het immuunsysteem 3. Conclusie Bevestiging pneumonie Results “pending” Suggestief pneumonie CONCLUSIE • Ideale infectiemarker bestaat NIET – Volledige plaatje is belangrijk – Combinatie van markers – Trends: opeenvolgende metingen INFECTIEMARKERS • WBC: neutrofielen • C-reactief proteine • Sedimentatiesnelheid • Procalcitonine Opvolging aandoening & effectiviteit van behandeling Taak klinisch apotheker