pobierz
Transkrypt
pobierz
Acta Haematologica Polonica 2008, 39, Nr 3, str. 469–475 PRACA ORYGINALNA – Original Article JOANNA TRELIŃSKA, MAŁGORZATA STOLARSKA, BEATA ZALEWSKASZEWCZYK, KRYSTYNA WYKA, AGATA PASTORCZAK, WOJCIECH MŁYNARSKI Hipofosfatemia koreluje z wysokimi stęŜeniami prokalcytoniny w przebiegu zakaŜeń bakteryjnych u dzieci leczonych z powodu choroby nowotoworowej Hypophosphatemia correlates with high procalcitonin level in bacterial infections in children with cancer Klinka Chorób Dzieci I Katedra Padiatrii Uniwersytetu Medycznego w Łodzi Kierownik: Prof. dr hab. med. Wojciech Młynarski STRESZCZENIE Prokalcytonina (PCT) jest precursorem syntezy kalcytoniny w tarczycy. Ponadto, pomiar osoczowego stęŜenia PCT jest uznanym markerem cięŜkich zakaŜeń bakteryjnych. Dodatkowo w przebiegu posocznicy obserwuje się zaburzenia gospodarki wapniowo-fosforanowej. Celem pracy była ocena stęŜenia prokalcytoniny w przebiegu zakaŜeń u dzieci leczonych z powodu choroby nowotworowej oraz ocena parametrów gospodarki wapniowo-fosforanowej i próba ich korelacji ze stęŜeniem prokalcytoniny. Badania przeprowadzono u 40 dzieci leczonych z powodu chorób nowotworowych (wiek: 1–18 lat, mediana: 8,63 lat, płeć: 22 chłopców, 18 dziewcząt). StęŜenie PCT, a takŜe parametry gospodarki wapniowo-fosforanowej oznaczono w przebiegu 67 epizodów zakaŜeń u 28 pacjentów (grupa badana) oraz w u 23 pacjentów bez klinicznych i mikrobiologicznych dowodów zakaŜenia (grupa kontrolna). Stwierdzono statystycznie znamiennie wyŜsze stęŜenie PCT w grupie dzieci z infekcją w porównaniu z dziećmi bez klinicznych i mikrobiologicznych dowodów zakaŜenia (2,1 ng/ml vs. 0,4 ng/ml, p=0,005). Zaobserwowano równieŜ odwrotną korelację pomiędzy stęŜeniem fosforanów a PCT (r=-0,39; p<0,005). W grupie z PCT>0,5ng/ml średnie stęŜenia fosforanów było niŜsze niŜ w grupie dzieci z niskim PCT (3,5mg/dl vs. 4,3 mg/dl; p=0,001). U dzieci z udokumentowanym zakaŜeniem odnotowano poprzednio obserwowaną zaleŜność, Ŝe w grupie z PCT>0,5 ng/ml średnie stęŜenia fosforanów są niŜsze niŜ w grupie z PCT<0,5ng/ml (3,3mg/dl vs. 4,4mg/dl; p=0,004). Związek podwyŜszonego stęŜenia PCT z obniŜonym stęŜeniem fosforanów w surowicy krwi w przebiegu zakaŜeń moŜe wskazywać na wspólna patogenezę tych zaburzeń. Łączne oznaczenie obu markerów moŜe być wykorzystane w szybkiej diagnostyce cięŜkich powikłań infekcyjnych u pacjentów z chorobą nowotoworową. SŁOWA KLUCZOWE: Prokalcytonina – Fosforany – ZakaŜenia – Choroby nowotworowe – Dzieci SUMMARY Procalcitonin (PCT) is a precursor of calcitonin in the thyroid gland. Moreover, the PCT plasma level is also a marker of severe bacterial infections. Additionally, in septic patients disturbances in calcium and phosphates homeostasis are observed. Thus, the aim of the study was to evaluate 470 J. TRELIŃSKA i wsp. possible association between the PCT level and calcium/phosphates homeostasis. Forty children with cancer (age: 1–18, mean age: 8.63 years, 22 boys, 18 girls) were included into the study. Measurements were made during 67 infections episodes in 28 patients (study group) and in 23 patients without infection (control group). The mean PCT level was higher in study group (2.1 ng/ml vs. 0.4 ng/ml, p=0.005). A negative correlation between phosphate concentration and PCT level was observed (r=-0.39; p<0.005). In group with PCT>0.5 ng/ml the mean phosphate level was lower than in group with PCT<0.5 ng/ml (3.5 mg/dl vs. 4.3 mg/dl; p=0.001). In children with infections and PCT>0.5 ng/ml the mean phosphate level was 3.3 mg/dl vs. 4.4mg/dl in PCT<0.5 ng/ml group (p=0.004). The correlation between hypophosphatemia and high PCT level shows a common metabolic background and measurements of both parameters together may be used as early markers of severe infections complications in children with cancer. KEY WORDS: Procalacitonin – Phosphate – Infections – Cancer – Children Prokalcytonina (PCT) jest stosunkowo niedawno poznanym markerem zakaŜeń o etiologii bakteryjnej. Wysokie stęŜenia PCT korelują z cięŜkością zakaŜeń, co potwierdzono między innymi u noworodków, u pacjentów oddziałów intensywnej terapii, jak równieŜ w przebiegu powikłań infekcyjnych u pacjentów leczonych z powodu chorób nowotworowych (1, 2, 3). Niejasny jest dotąd mechanizm prowadzący do uwalniania PCT do krwioobiegu oraz jej rola w przebiegu reakcji zapalnej. Udowodniono, Ŝe wzrost PCT w surowicy krwi indukowany jest przez endotoksyny bakteryjne, jak równieŜ TNFα i IL-6 (4). Jedyną funkcja PCT u osób zdrowych jest udział w powstawaniu kalcytoniny w komórkach okołopęcherzykowych tarczycy. Jakkolwiek w przebiegu reakcji zapalnej produkowana jest najprawdopodobniej w wątrobie (5) i jej wpływ na gospodarkę wapniowo-fosforanową jest dotąd niejasny, to u pacjentów w stanie krytycznym często obserwuje się hipokalcemię (6,7) oraz hipofosfatemię (8). ObniŜone stęŜenie zjonizowanego wapnia w surowicy jest powszechne u pacjentów w cięŜkim stanie, a zwłaszcza w przebiegu posocznicy. MoŜe to być zaleŜne od kilku mechanizmów. Najczęściej wymieniane to zmniejszona sekrecja parathormonu spowodowana obniŜonym stęŜeniem magnezu w surowicy, oporność na działanie parathormonu tkanki kostnej i nerek prowadzaca do zwiększonej jego nerkowej utraty, przemieszczenie wapnia z przestrzeni zewnątrzkomorkowej do wewnątrzkomórkowej (9). Hipokalcemia moŜe więc być indukowana róŜnymi mechanizmami patogenetycznymi, które nie zostały jeszcze do końca poznane i wyjaśnione. W warunkach fizjologicznych odbywa się to pod wpływem działania kalcytoniny hamującej resorpcję wapnia z tkanki kostnej. Prokalcytonina – prekursor kalcytoniny moŜe działać poprzez receptory dla kalcytoniny. Hipotezę te wydają się potwierdzać dane z piśmiennictwa mówiące o korelacji stęŜenia prokalcytoniny z głębokością hipokalcemii u pacjentów z posocznicą (9). Regulacja stęŜenia fosforu jest ściśle powiazana ze stęŜeniem wapnia. Hipokalcemia pobudza wydzielanie parathormonu, który działając na cewki nerkowe hamuje resorbcję zwrotną fosforanów, czego ostatecznym rezultatem jest hipofosfatemia (10). Dodatkowo hipofosfatemię w przebiegu posocznicy łączy się wysokimi stęŜeniami cytokin prozapalnych, takich jak TNFα i IL-6 (11). Celem pracy była ocena stęŜenia prokalcytoniny w przebiegu zakaŜeń u dzieci leczonych z powodu choroby nowotworowej oraz w grupie kontrolnej, a takŜe ocena Hipofosfatemia koreluje z wysokimi stęŜeniami 471 parametrów gospodarki wapniowo-fosforanowej w wymienionych grupach i próba ich korelacji ze stęŜeniem prokalcytoniny. MATERIAŁ I METODY Badania przeprowadzono u 40 dzieci leczonych z powodu chorób nowotworowych w Klinice Chorób Dzieci I Katedry Pediatrii Uniwersytetu Medycznego w Łodzi (wiek: 1–18 lat, mediana: 8,63 lat, płeć: 22 chłopców, 18 dziewcząt). StęŜenie prokalcytoniny (PCT), a takŜe parametry gospodarki wapniowo-fosforanowej oznaczono w przebiegu 67 epizodów zakaŜeń u 28 pacjentów (grupa badana) oraz w u 23 pacjentów bez klinicznych i mikrobiologicznych dowodów zakaŜenia (grupa kontrolna). U wszystkich dzieci próbki krwi zostały pobrane w ciągu 12 godzin po przyjęciu do szpitala. W okresie epizodów klinicznych odpowiadających zakaŜeniu, dzieci były poddawane dokładnemu badaniu klinicznemu, wykonywano u nich badania mikrobiologiczne (posiewy krwi, moczu, kału, wymazy z gardła oraz innych miejsc zmienionych chorobowo) oraz pomiar stęŜenia PCT w surowicy krwi, a takŜe oznaczenia parametrów gospodarki wapniowo-fosforanowej. U wszystkich gorączkujących pacjentów stosowano doŜylną, szerokowidmową antybiotykoterapię zgodnie z zaleceniami antybiotykoterapii empirycznej (12). StęŜenie PCT oznaczano metodą immunoluminometryczną (LUMItest-PCT, BRAHMS-Diagnostica GmbH, Berlin, Germany). Referencyjną wartością progową zalecaną przez firmę jest stęŜenie PCT = 0 ,5 ng/ml. StęŜenia wapnia (Ca) oznaczano metodą kolorymetryczną z uŜyciem molibdenianu, a stęŜenie fosforu (P) oznaczano – metodą kolorymetryczną z kompleksem Arsenazo III (kwas 2,2’-[1,8-dihydroksy-3,6-disulfonaftyleno-2,7-bisazo]-bisbenzenoarseniowy) StęŜenia parathormonu (PTH) oraz kalcytoniny wykonywano metodą ELISA przy uŜyciu zestawów firmy DRG (Germany). Analiza statystyczna: Ustalono normalność rozkładu testem W Shapiro-Wilka. Ocenę róŜnic pomiędzy grupami w zaleŜności od normalności rozkładu zmiennej ilościowej dokonano testami parametrycznymi i nieparametrycznymi. Analiz korelacji pomiędzy dwoma zmiennymi ilościowymi dokonano metodą nieparametrycznej korelacji Spaermana. WYNIKI Średnie stęŜenia badanych parametrów w grupie pacjentów z rozpoznanym zakaŜeniem i w grupie kontrolnej przedstawia Tabela 1. Stwierdzono statystycznie znamiennie wyŜsze stęŜenie PCT w grupie dzieci z infekcją w porównaniu z dziećmi bez klinicznych i mikrobiologicznych dowodów zakaŜenia (2,1 ng/ml vs. 0,4 ng/ml, p=0,005). Średnie stęŜenia wapnia i fosforanów nie róŜniły się istotnie pomiędzy grupami. Podobnie nie znaleziono zaleŜności w średnich stęŜeniach parathormonu i kalcytoniny. 472 J. TRELIŃSKA i wsp. Tabela 1. Średnie stęŜenia badanych parametrów w grupie pacjentów z rozpoznanym zakaŜeniem i w grupie kontrolnej Table 1. Mean values of study variables in patients with infection and in control group Zakres normy Prokalcytonina (ng/ml) Wapń (mg/dl) Fosforany (mg/dl) Kalcytonina (pg/ml) Parathormon (pg/ml) 0–0,5 8,8–10,4 3,5–7,0 0,2–27,7 8,3–68,0 Grupa badana (średnie stęŜenia) 2,1±6,13 8,92±0,49 3,92±0,91 24,38±19,81 14,35±2,35 Grupa kontrolna (średnie stęŜenia) 0,4±0,82 9,40±0,62 3,6±1,16 22,68±17,55 15,51±1,11 p 0,005 NS NS NS NS Nie odnotowano istotnych statystycznie zaleŜności pomiędzy stęŜeniem wapnia a PCT, wapnia i kalcytoniny, wapnia i patathormonu. Zaobserwowano natomiast odwrotną korelację pomiędzy stęŜeniem fosforanów a PCT (r = –0,39; p<0,005) (Ryc. 1). Nie obserwowano korelacji pomiędzy stęŜeniem fosforanów a kalcytoniny oraz parathormonu. 6 ,0 5 ,5 9 5% C I Fosforany [mg/dl] 5 ,0 4 ,5 4 ,0 3 ,5 3 ,0 2 ,5 2 ,0 1 ,5 0 2 4 6 8 10 12 14 PCT [ng/dl] Ryc. 1. Korelacja pomiędzy stęŜeniem fosforanów a prokalcytoniną (r=–0,39; p<0,005 testem nieparametycznym Spearmana); 95%CI – przedział ufności. Fig. 1. Relationship between serum phosphate concentrations and procalcitonin (r=–0,39; p<0,005 nonparametric Sperman’s tests); 95%CI – confidence interval. W zwiazku z zaobserwowaną korelacją w dalszym etapie analizy porównano średnie stęŜenia fosforanów w grupie dzieci z niskimi (<0,5 ng/ml) i wysokimi (>0,5 ng/ml) stęŜeniami PCT. RóŜnice w średnich stęŜeniach fosforanów w tych grupach były istotne statystycznie, a mianowicie w grupie z PCT >0,5 ng/ml było niŜsze (3,5 mg/dl vs. 4,3 mg/dl; p = 0,001) (Ryc. 2). Hipofosfatemia koreluje z wysokimi stęŜeniami 473 Fosforany (mg/dl) p=0,001 5 4 3 2 1 0 PCT<0,5 PCT>0,5 Ryc. 2. Średnie stęŜenia fosforanów w grupie dzieci z niskimi i wysokimi stęŜeniami PCT (wartość progowa – 0,5 ng/ml) Fig. 2. Mean serum phosphate concentrations in children with low and high PCT level (threshold – 0,5 ng/ml) Następnie porównano średnie stęŜenia fosforanów w zaleŜności od stęŜenia PCT oraz braku lub obecności infekcji. U dzieci z udokumentowanym zakaŜeniem odnotowano poprzednio obserwowaną zaleŜność, Ŝe w grupie z PCT >0,5 ng/ml średnie stęŜenia fosforanów są niŜsze niŜ w grupie z PCT <0,5 ng/ml (3,3 mg/dl vs. 4,4 mg/dl; p=0,004). Takiej zaleŜności nie odnotowano w grupie kontrolnej (bez infekcji) (Ryc. 3). Fosforany (mg/dl) 5 NS p = 0,04 4 3 2 1 0 PCT<0,5 PCT>0,5 Grupa kontrolna PCT<0,5 PCT>0,5 Grupa badana Ryc. 3. Średnie stęŜenia fosforanów w zaleŜności od stęŜenia PCT oraz braku (grupa kontrolna) lub obecności infekcji (grupa badana) (wartość progowa PCT 0,5 ng/ml) Fig. 3. Mean serum phosphate concentrations depending on PCT level and absence (control group) or presence of infections (study group) (threshold – 0,5 ng/ml) 474 J. TRELIŃSKA i wsp. DYSKUSJA Zaburzenia gospodarki wapniowo-fosforanowej są często opisywane u pacjentów w stanie krytycznym (10, 13). Mechanizmy prowadzace do tych nieprawidłowości są jeszcze nie do końca poznane i w duŜej mierze zaleŜą od wyjściwej przyczyny powodujacej cięŜki stan pacjenta. Jednym z częściej opisywanych stanów związanych z hipokalcemią lub hipofosfatemią są cięŜkie zakaŜenia, a zwłaszcza posocznica (8, 9). Coraz częściej podkreśla się prognostyczne znaczenie stęŜenia wapnia lub fosforu w monitorowaniu infekcji. Podbną rolę odgrywa oznaczanie wskaźników stanu zapalnego takich jak prokalcytonina. W przeprowadzonej analizie odnotowano wyŜsze stęŜenia PCT w grupie dzieci z potwierdzonymi zakaŜeniami, w porównaniu z pacjentami bez klinicznych i mikrobiologicznych dowodów infekcji. Potwierdza to spostrzeŜenia innych autorów, Ŝe prokalcytonina jest dobrym markerem zakaŜeń, równieŜ u dzieci z chorobami nowotowrowymi (3). Średnie stęŜenia wapnia i fosforanów, jak równieŜ kalcytoniny i parathormonu nie róŜniły się pomiędzy grupami. Zaobserwowano natomiast odwrotną korelację pomiędzy stęŜeniem fosforanów a PCT. W grupie dzieci z wysokim stęŜeniem PCT (>0,5 ng/ml) stęŜenia fosforanów były niŜsze niŜ w grupie z PCT<0,5 ng/ml. RóŜnice te były jeszcze bardziej zaznaczone w grupie pacjentów z potwierdzoną infekcją. Związek hipofosfatemi z hiperprokalcytoninemią moŜe wskazywać na wspólne mechanizmy patogenetyczne prowadzące do tych zaburzeń. Wzrost stęŜenia PCT jest indukowany między innymi przez endotoksyny bakteryjne, jak równieŜ TNFα i IL-6 (4). Natomiast w innej pracy eksperymentalnej badajacej efekty endotoksemii, obserwowano między innymi hipofofatemię (14). Dodatkowo autorzy izraelscy wskazują na udział cytokin prozapalnych, a zwłaszcza TNFα i IL-6, w patogenezie hipofosfatemii u pacjentów z posocznicą (11). Prognostyczne znaczenie prokalcytoniny w przewidywaniu cięŜkich powikłań infekcyjnych podkreślane jest przez wielu autorów (15). Podobną rolę przypisuje się obniŜonemu stęŜeniu fosforanów w surowicy krwi. W cytowanej wcześniej pracy Shor i wsp. w grupie pacjentów z posocznicą i cięŜką hipofofatemią obserwowano istotnie wyŜszą śmiertelność w porównaniu z pozostałą grupą (8). RównieŜ inni autorzy proponują zastosowanie oznaczania fosforanów jako wczesnego lub „alarmowego” markera w diagnostyce posocznicy (11). Jednoczesne oznaczenie obu parametrów moŜe więc wzmocnić wiarygodność badania. PODSUMOWANIE Związek podwyŜszonego stęŜenia PCT z obniŜonym stęŜeniem fosforanów w surowicy krwi w przebiegu zakaŜeń moŜe wskazywać na wspólna patogenezę tych zaburzeń. Łączne oznaczenie obu markerów moŜe być wykorzystane w szybkiej diagnostyce cięŜkich powikłań infekcyjnych u pacjentów z chorobą nowotworową. Hipofosfatemia koreluje z wysokimi stęŜeniami 475 PIŚMIENNICTWO 1. Ciaccio M, Fugardi G, Titone L i wsp. Procalcitonin levels in plasma in oncohaematologic patients with and without bacterial infections. Clinica Chimica Acta. 2004; 340: 149-152. 2. Distefano G, Currei R, Betta P, Romeo MG, Amato M. Procalcitonin serum levels in perinatal bacterial and fungal infectio of preterm infants. Acta Paediatr. 2004; 93: 216-219. 3. Fleischack G, Kambeck I, Cipic D, Hasan C, Bode U. Procalcitoninin paediatric cancer patients: its diagnostic relevance is superior to that C-reactive protein, interleukin 6, interleukin 8, soluble interleukin 2 receptor and soluble tumor necrosis factor receptor II. Br J Haematol. 2000; 111: 1093-1102. 4. Dandona P, Nix D, Wilson MF i wsp. Procalcitonin increase after endotoxin injection in normal subjects. J Clin Endocrinol Metab. 1994; 79: 1605-1608. 5. Nijsten M, Olinga P, Hauw T i wsp. Procalcitonin behaves as a fast responding acute phase protein in vivo and in vitro. Crit Care Med. 2000; 28(2): 458-461. 6. Zaloga GP: Hypocalcemia in critically ill patients. Crit Care Med. 1992; 20: 251-262. 7. Mőller B, Becker KL, Kranzlin H. Disorder of calcium homeostasis of sepsis: association with calcitonin precursors. Eur J Clin Invest. 2000; 30: 823-831. 8. Shor R, Halabe A, Rishver S i wsp. Severe hypophosphatemina in sepsis as a mortality predictor. Ann Clin Lab Sci. 2006; 36: 67-72. 9. Lind L, Carlestadt F, Rastad J i wsp. Hypocalcemia and parathyroid hormone secretio in critically ill patients. Crit Care Med. 2000; 28: 93-99. 10. de Menezes FS, Lete HP, Fernandez J, Benzecry SG, de Carvalho WB. Hypophosphatemia in critically ill children. Rev Hosp Clin Fac Med S Paulo. 2004; 59(5): 306-311. 11. Barak V, Schwartz A, Kalickman I, Nisman B, Gurman G, Shoenfeld Y. Prevalence of hypophosphatemia in sepsis and infection: the role of cytokines. Am J Med. 1998; 104: 40-47. 12. Huges WT, Armstrong D, Bodey GP i wsp. 2002 guidelines for the use of antimicrobial agents in neutropenic patients with cancer. Clin Infect Dis. 2002; 34: 730-751. 13. Carlestedt F, Lind L, Rastad J, Stjernström H, Wide L, Ljunghall S. patathyroid hormone and ionized calcium levels are releted to the severity of illness and survival in critically ill patients. Eur J Clin Invest. 1998; 28: 898-903. 14. Toribio RE, Kohn CW, Hardy J, Rosol TJ. Alterations in serum parathyroid hormone and electrolyte concentrations and urinary excretion of electrolytes in horses with induced endotoxemia. J Vet Intern Med. 2005; 19(2): 223-231. 15. Sauer M., Tiede K, Fuchs D, Gruhn B, Berger D, Zintl F. Procalcitonin, C-reactive protein and endotoxin after bone marrow transplantation: identificatio of children at high risk of morbidity and mortality from sepsis. Bone Marrow Transplant. 2003; 31: 1137-1142. Praca wpłynęła do Redakcji 20.03.2008 r. i została zakwalifikowana do druku 12.08.2008 r. Adres do korespondencji: Dr n. med. Joanna Trelińska Klinika Chorób Dzieci I Katedra Pediatrii UM w Łodzi ul. Sporna 36/50 91-738 Łódź tel. 042 61 77 750 e-mail: [email protected]