Tulehduksen laboratoriodiagnostiikka

Transkriptio

1 Tulehduksen laboratoriodiagnostiikka Kristina Hotakainen, dos, EL Kliininen opettaja Kliinisen kemian yksikkö Helsingin yliopisto ja HUSLAB Syksy 2012

2 Luennolla käsiteltävät asiat Tulehdusreaktio Sytokiinit Akuutin faasin proteiinit Tulehduksen perustutkimukset CRP, Lasko, Leukosyytit Prokalsitoniini Hs-CRP

3 Akuutti tulehdus (inflammaatio) Reaktio kudosvaurioon, jonka syynä - mikrobi-infektio (virus, bakteeri, sieni) - fysikaaliset tekijät (säteily, kylmyys, lämpö) - kemialliset tekijät (hapot emäkset, toksiinit) - trauma tai iskemia - maligni sairaus - autoimmuunisairaus

4 Infektio (tartunta) vieraaseen lajiin kuuluva taudinaiheuttaja (yl. mikrobi) tunkeutuu isäntälajin elimistöön (tai toiseen elimeen) Infektoiva taudinaiheuttaja (patogeeni) aiheuttaa tulehdusvasteen häiritsee elimistön normaalia toimintaa ja saattaa johtaa erilaisiin seurauksiin Taudinaiheuttaja on yleensä mikrobi, esim. bakteeri, virus, parasiitti, sieni, prioni, viroidi

5 Akuutti tulehdus Monet immunologiset mekanismit käynnistyvät (komplementin aktivaatio, sytokiinit) Verenvirtaus lisääntyy Verisuonien seinämien läpäisevyys kasvaa Tulehdussoluja (ensivaiheessa neutrofiilejä ja makrofageja) hakeutuu paikalle Kliinisinä oireina punoitus, turvotus, kuumoitus ja kipu rubor, tumor, calor, dolor ja functio laesa

6 Tulehduspaikka Sytokiinit välittäjäaineet IL-1 IL-6 TNF-α Maksa Verinäyte P-CRP B-Leuk Akuutin faasin proteiinit CRP

7 Tulehduksen vaikeusaste Paikallinen tulehdus Yleistynyt tulehdusreaktio SIRS (systemic inflammatory response syndrome) on seuraus luonnollisen immuunipuolustuksen aktivoitumisesta Liittyy infektioihin ja muihin vakaviin tauteihin (esim. akuuttiin pankreatiittiin ja vaikeisiin vammoihin) Neutrofiilit ja monosyytit aktivoituvat verenkierrossa sytokiinien pitoisuudet sokki ja laaja-alainen endoteelivaurio verisuonien läpäisevyys Yleistynyt tulehdusreaktio saattaa johtaa sokkiiin, elinvaurioihin ja kuolemanvaaraan Sepsis: infektion aiheuttama SIRS, bakteerien aiheuttama vaikea yleisinfektio, jossa veriviljely useimmiten positiivinen SIRS:n aiheuttajan erotusdiagnostiikassa tarvitaan erilaisia biomarkkereita

8 Vaikean sepsiksen määritelmä Varmistettu tai epäilty infektio SIRS (vähintään 2 seuraavista infektion aiheuttamina) Lämpötila > 38ºC tai < 36ºC Sydämen syke > 90/min Hengitystaajuus > 20/min tai pco2 < 4.3 kpa spontaanihenhityksellä tai mekaanisen hengityslaitehoidon tarve Leukosyytit > 12 tai < 4 tai 10% epäkypsiä neutrofiilejä Elinhäiriö Esim. Oliguria, madaltunut tajunta, akuutti hengitysvajaus tai verenkiertovajaus, metabolinen asidoosi

9 Krooninen tulehdus Pitkään kestävä tai pysyvä tulehdus Syitä Akuutin tulehduksen pitkittyminen tai toistuvat akuutit tulehdukset Krooninen ärsytys (esim. pöly, toksiinit ym.) Autoimmuunitaudit Tulehdussolut pyrkivät eliminoimaan tulehduksen aiheuttajan Hallitsevina soluina makrofagit ja lymfosyytit Allergisessa tulehduksessa hallitsevina soluina eosinofiilit Kudostuho ja samanaikainen paraneminen Regeneraatio ja fibroosi

10 Tulehduksen diagnostiikka Spesifinen dg: viruksen osoittaminen esim. nenänielusta, bakteerivärjäys tai -viljely Epäspesifinen tulehduksen osoittaminen Akuutin faasin proteiinit (esim. CRP) Lasko Leukosyytit Tulehdussoluspesifinen Neutrofiilit: laktoferriini, myeloperoksidaasi Monosyytit: lysotsyymi Tulehdusaktivaatio (sytokiinit) Muut merkkiaineet (esim. Prokalsitoniini)

11

12 Sytokiinit Solujen tuottamia liukoisia proteiineja (tunnetaan > 100) Aktivoivat kohdesoluja sitoutumalla spesifisiin sytokiinireseptoreihin Säätelevät solujen kasvua ja erilaistumista Stimuloivat tai vaimentavat tulehdusreaktioita Verkostovaikutus (network) Vaikutukset agonistisiä, antagonistisia, ja synergistisiä autokriinisiä, parakriinisiä ja endokriinisiä Erityinen merkitys patogeenisten mikrobien torjunnassa

13 Sytokiinit Interleukiinit (IL-1-20) Interferonit (IFN-α, IFN-β, IFN-γ) Kasvutekijät (EPO, G-CSF, GM-CSF ym.) Kemokiinit: leukosyyttien houkuttelu tulehduspaikalle Proinflammatoriset (IL-1, IL-6, IL-8, TNF-α, IFNχ, IL-2, IL-12, IL-15, IL-18, MCP-1 jne.) Anti-inflammatoriset (IL-4, IL-10, TGF-b, IL-1RA, IL-18BP)

14 Tulehduspaikka Sytokiinit välittäjäaineet IL-1 IL-6 TNF-α Maksa Verinäyte P-CRP B-Leuk P-IL-6 P-IL-8 P-TNF-α Sytokiinien pitoisuuksia voidaan määrittää kliinisessä laboratoriossa Akuutin faasin proteiinit CRP

15 Sytokiinit Proinflammatoriset sytokiinit IL-6 (4842 P-IL6) IL-8 (4843 P-IL8) TNF-α (4571 P-TNFA) Käyttö Arvioitaessa onko systeemitulehdus (SIRS) Tulehduksen voimakkuus Nousevat ennen CRP:tä, mahdollista hyötyä sepsiksen diagnostiikkaan Korkea TNF-α pitoisuus meningokokkisepsiksessä

16 Sytokiinien kinetiikka vs. CRP ja PCT (prokalsitoniini)

17 Akuutin faasin reaktio Epäspesinen elimistön reaktio kudostuhoon (tulehdus) Kuume Uneliaisuus, ruokahaluttomuus Laihtuminen Proteiinimuutokset Hivenainemuutokset, insul.resist. Leukosytoosi, leukopenia

18 Akuutin faasin proteiinit Kudostuhon indusoimia maksan tuottamia glykoproteiineja = epäspesifinen reaktio I Proteaasi-entsyymien estäjät II Kantajaproteiinit III Muut

19 Tulehduspaikka Sytokiinit välittäjäaineet IL-1 IL-6 TNF-α Akuutin faasin proteiinit ovat kudostuhon indusoimia maksan tuottamia glykoproteiineja Maksa Verinäyte P-CRP ym. Akuutin faasin proteiinit B-Leuk Akuutin faasin proteiinit CRP Fibrinogeeni Komplementti C3 Orosomukoidi Haptoglobiini Keruloplasmiini α1-antitrypsiini

20 Proteaasi-entsyymien estäjät Proteaasi-inhibiittorit estävät proteaaseja, suojaavat siten proteiineja ja estävät kudosvaurion leviämisen α1-antikymotrypsiini α1-antitrypsiini (1038 S-Antitry) keuhkosairauksien ja maksasairauksien selvittelyissä Nousee akuutin faasin reaktiossa 1-2 vrk:ssa; inflammatorisissa tilanteissa, kudosnekroosissa ym α1-antitrypsiini-geenin mutaatio: matalat pitoisuudet, altistaa maksa- ja keuhkosairauksille α2-makroglobuliini C1-esteraasin inhibiiittori (tehdään immunologialla)

21 Kantajaproteiinit Keruloplasmiini (2041 S-Kerulo) Kuljettaa kuparia Haptoglobiini (20476 P-Haptog) Sitoo vapaata hemoglobiinia intravaskulaarisen hemolyysin yhteydessä Matalia pitoisuuksia myös maksasairauksissa ja proteiinipuutteellisen dieetin yhteydessä Transferriini (4567 fp-transf) Kuljettaa rautaa Koholla raudanpuuteanemiassa Pitoisuus laskee akuutin faasin reaktiossa kuten albumiini ja prealbumiini

22 Muut akuutin faasin proteiinit Ominaisuuksiltaan ja tehtäviltään heterogeenin joukko proteiineja C-reaktiivinen proteiini (CRP) (4594 P-CRP) Orosomukoidi (1041 S -A1Glypr) Fibrinogeeni (1399 P-Fibr) Nousee akuutin faasin reaktiossa epäspesifisesti, raskauden aikana ja nefroottisessa syndroomassa Vastaa keskeisimmin laskon noususta Alentunut kulutuksen lisääntyessä fibrinolyyttisissä tiloissa ja/tai DIK:ssä Seerumin amyloidi-a Komplementti C3 (4545 P-C3) Kliinistä merkitystä alentuneella C3:lla, syynä tulehdus-prosessiin liittyvä komplementin aktivaatio, joka johtaa komplementtitekijöiden kulutukseen

23

24 Lasko (2203 B-La) Senkka ESR = erythrocyte sedimentation rate, SR = sänkningsreaktion Punasolujen laskeutumisnopeus mm/h Hyvin vanha, mutta edelleen suosittu tutkimus Viitearvot N < 20, M < 15 mm/h Yli 50 v. N < 25, M < 20 mm/h Westergrenin menetelmä kultainen standardi, jonka mukainen laskon määritys kestää tunnin Myös automatisoituja min kestäviä menetelmiä

25 Lasko (2203 B-La) Laskeutumisnopeutta lisäävät proteiinit, jotka alentavat punasolujen pinnan negatiivista varausta raharulla laskeutuminen Voimakkaimmin laskoa nostavat immunoglobuliinit ja fibrinogeeni (Myeloomassa immunoglobuliini) Myös punasolujen ominaisuudet vaikuttavat Plasmankorvikkeet lisäävät raharullamuodostusta ja laskoa Anemiassa voi vähän nousta Polysytemiassa ei yleensä nouse Raskauden aikana ja iän mukana nousee jnkv (ikä huomioitu viitearvoissa)

26 Lasko Kohonnut lasko = hypersedimentaatio Laskon nousu monen proteiinin ja punasoluominaisuuden summa ja muutokset tapahtuvat hitaasti Muutokset useiden vuorokausien kuluessa ei sovellu akuuttien tulehdustautien toteamiseen Kroonisessa tulehduksessa hyvä tulehduksen aktiivisuuden mittari (Esim. nivelreumassa suurentunut lasko merkitsee käynnissä olevaa nivelkalvon tulehtumista)

27 Lasko Seulontatutkimus? (Ei oireettomille) Syyn selvitys jos on koholla Jatkotutkimuksena mm. Seerumin proteiinielektroforeesi Kroonisen tulehduksen hoitovasteen arvioinnissa ja seurannassa Lasko ja CRP toisiaan täydentävät

28 CRP C-reaktiivinen proteiini Tärkein akuutin vaiheen merkkiaine Syntetisoidaan maksassa sytokiinien indusoimana (IL-6 tärkein) Sitoutuu bakteereihin ja vaurioituneista soluista vapautuviin yhdisteisiin ja osallistuu komplementtijärjestelmän aktivaatioon Viitealue < 3 mg/l Nousee 6-12 tunnin kuluessa (jopa 1000x Puoliintumisaika seerumissa lyhyt (muutamia tunteja Myös lasku nopea paranemisvaiheessa Mitä voimakkaampi tulehdus, sen korkeampi CRP

29 CRP:n indikaatiot (Bakteeri!)Infektion toteaminen Bakteeri- ja virusinfektion erottaminen infektion hoitovasteen toteaminen Pitkä koholla olo: taudin pitkittyminen Uusi nousu: taudin aktivoituminen tai komplikaatio Kudostuhon toteaminen ja laajuuden arviointi Leikkauskomplikaatioiden toteaminen ja seuranta Kr. tulehdussairauksien vaikeusasteen, aktiivisuuden seuranta ja dg Malignien tautien seuranta Sydän- ja verisuonitautien riskin arviointi Yleislääkärin tavallisin laboratoriotutkimus!

30 CRP sepsiksessä Sepsiksen alkuvaiheessa hidas: normaali pitoisuus ei sulje pois varhaisessa vaiheessa olevaa sepsistä Alkaa nousta 4-6 h kuluttua stimuluksesta Vaikka nousee erityisesti bakteeri-infektiossa, myös muut tulehdusreaktion aiheuttajat nostavat pitoisuutta Laajimmin käytetty yleistyneen tulehdusvasteen mittari

31 CRP vs. Lasko CRP kohoaa ½ -1 vrk:ssa, lasko viikoissa Sama taudin parantuessa Nivelreuma molemmat koht. koholla LED vain lasko koholla Kroonisessa sairaudessa yleensä synkronisesti koholla

32 Hengitystietulehdus Virusinfektiossa CRP:n nousu yleensä ad mg/l Poikkeus influenssa, adeno yms Keuhkokuume ad mg/l Bakteeritulehduksessa yli mg/l, yleensä yli 100 mg/l Antibioottihoito aiheuttaa CRP-laskun ½- 1 vrk:n sisällä

33 Vatsakipupotilas U-kemiallinen seula S-CRP B-PVK+T U/P-amylaasi (haimatulehduksessa koholla) Kun CRP selvästi koholla? vatsakalvon tulehdus, haimatulehdus, appendicitis CRP kohoaa enemmän munuaistason tulehduksessa kuin virtsarakon tulehduksessa Abskessissa vain vähäinen tulehdusreaktio

34 Perusverenkuva ja trombosyytit, verestä 2474 B PVKT B Hb, hemoglobiinipitoisuus B Eryt, punasolupitoisuus B Hkr, punasolujen tilavuusosuus eli hematokriitti punasoluindeksit (E -MCV, E -MCH, E MCHC, E- RDW) B Leuk, leukosyyttipitoisuus ( x10 9 /l) B Trom, trombosyyttipitoisuus Tulehduksessa leukosyyttejä vapautuu verenkiertoon lukumäärä nousee nopeasti = leukosytoosi B-leuk voi nousta myös esim. fyysisen rasituksen ja kiihtymyksen seurauksena

35 2475 B -PVK+TKD, Perusverenkuva, leukosyyttien erittelylaskenta, koneellinen, verestä (ns.täydellinen VERENKUVA) Perusverenkuvan suureiden lisäksi valkosolujen erittelylaskenta eli diffi neutrofiilien, eosinofiilien, basofiilien, monosyyttien ja lymfosyyttien suhteelliset osuudet valkosoluista sekä absoluuttiset määrät

36 VALKOSOLUJEN ERITTELYLASKENTA (DIFFI) VIITEARVOT: neutrofiilit % x10 9 /l lymfosyytit % x10 9 /l monosyytit 1-11 % x10 9 /l eosinofiilit 1-6 % x10 9 /l basofiilit 0-1 % x10 9 /l Neutrofiilit ensilinjan puolustussoluja Bakteeritulehdus: neutrofiilien (ja niiden nuoruusmuotojen) osuus lisääntyy Virusinfektio: neutrofiilien osuus laskee ja lymfosyyttien osuus lisääntyy Joissain virusinfektioissa B-leuk voi laskea

37 Immunoglobuliinit Immunoglobuliinimäärityksiä käytetään mm. humoraalisen immuniteetin puutos- ja häiriötilojen, immuunitautien sekä akuuttien ja kroonisten infektioiden diagnostiikkaan ja seurantaan P -IgG IgG:n polyklonaalinen nousu mm. kroonisissa ja vaikeissa akuuteissa infektioissa, maksakirroosissa, autoimmuunitaudeissa, sarkoidoosissa, kroonisessa aggressiivisessa hepatiittissa 4827 P IgA IgA:n polyklonaalista lisääntymistä esiintyy erityisesti alkoholikirroosissa, suolisto- ja keuhkoinfektioissa, Crohnin taudissa, maligniteettien ja nivelreuman yhteydessä P -IgM IgM:n polyklonaalinen nousu tavataan erityisesti primaarisessa biliaarisessa kirroosissa, trooppisissa infektioissa (malaria, trypanosomiaasi), mykoplasma- ja virusinfektioissa (etenkin hepatiitti A ja mononukleoosi).

38 Päivystystutkimusten käyttö Päivystystutkimukset välttämättömiä dg:aan, hoidon tai hoitopaikan valintaan tai seurantaan Tulokset saatava nopeasti, jotta voidaan vaikuttaa päätökseen CRP ja Perusverenkuva (leukosyytit) saatavana päivystystutkimuksina

39 Prokalsitoniini (PCT) Kalsiumia säätelevän kalsitoniinihormonin esiaste Normaalisti tuotetaan kilpirauhasessa, jossa pilkotaan kalsitoniiniksi Pilkkoutumatonta ei yleensä pääse verenkiertoon Vakavissa infektioissa (esim. Sepsis) tuotetaan kilpirauhasen ulkopuolella ilman kalsitoniinin määrän muutoksia Maksa, munuaiset ja periferisen veren monosyytit tuottavat Säätelee immuunivastetta Mahdollisesti herkempi ja spesifisempi sepsiksen diagnostiikassa kuin CRP Käytössä joissain laboratorioissa Suomessa, ulkomailla paljon käytetty

40 PCT plasmapitoisuuden korrelaatio bakteeriinfektion vaikeusasteeseen

41 PCT kinetiikka vs. CRP Nopeampi kuin CRP Nousee jo 2-6 h kuluessa Huippu h Procalcitonin Biochemistry and Clinical Diagnosis, Meisner 2010

42 PCT antibioottihoidon tarpeen arvioinnissa Onko potilaalla antibioottihoitoa vaativa bakteeriinfektio? Lyhyempi antibioottihoito Procalcitonin Biochemistry and Clinical Diagnosis, Meisner 2010

43 Paikallinen tulehdus Punktiot Mikrobiologiset näytteet Aivoselkäydinneste Askites Pleuraneste Nivelneste Lapsivesi (sytokiinit) Nenän eosinofiilit Haavaneste BAL (keuhkohuuhteluneste) Normaali nivelneste ja nivelneste infektoituneesta nivelestä

44 Sydän- ja verisuonisairaudet Tulehdus riskitekijä. CRP? Taudin kulku: Infektio/inflammaatio verisuonen seinässä Rasvakertymä Plakki rupturoituu = tukos (liukeneminen) Solukuolema = sydämen toiminnan vajaus jne

45 Hs-CRP Lievästi koholla oleva CRP liittyy lisääntyneeseen sydänja verisuonitautiriskiin Lievä paikallinen krooninen tulehdus liittyy ateroskleroosin kehittymiseen 2 hs-crp-määritystä 1-2 kk välein, joista matalampi otetaan huomioon Hs-CRP viitearvot: M mg/l, N mg/l Mediaani terveillä naisilla 0.6 mg/l, miehillä 0.45 mg/l Infarktiriski lisääntynyt pitoisuuden ylittäessä mg/l Statiinit alentavat CRP:tä ja riskiä

46

47 CRP:n vuorokausivaihtelu vähäistä

48

49 Tulehduksen laboratoriotutkimukset kliinisen kemian laboratoriossa Perustutkimukset CRP La Leukosyytit Prokalsitoniini (uusi tutkimus) Sytokiinit (IL-6, TNF-α, IL-8) Akuutin faasin proteiinit Immunoglobuliinit

50 Kliininen laboratorio ja tulehdusmittarit Päivystystutkimus eli kiireellinen, jos kiireellistä hoitoa tai hoitopaikan valintaa vaativa (CRP ja Leuk) Krooninen tulehdus = ei kiireellinen POC (point-of care eli vieritesti) Näytteet (mikrobiologia) Tulehduksen paras laboratoriokoe on CRP