TULEHDUKSEN LABORATORIODIAGNOSTIIKKA Marja-Leena Järvi-Holopainen LL, eval (kl.kem/hem) Kliininen opettaja Kliinisen kemian yksikkö Helsingin yliopisto ja HUSLAB Syksy 2014
Luennolla käsiteltäviä asioita Tulehdusreaktio Akuutin faasin proteiinit: CRP tärkein Lasko Valkosolut ja valkosolujen erittelyjakauma Immunoglobuliinit Prokalsitoniini Sytokiinit (Paikallisen tulehduksen diagnostiikkaa)
Inflammaatio (tulehdus) Elimistön vaste kudosvaurioon, jonka syynä mikrobi-infektio (virus, bakteeri, sieni) fysikaaliset tekijät (säteily, kylmyys, lämpö) kemialliset tekijät (hapot, emäkset, toksiinit) trauma tai iskemia maligni sairaus autoimmuunisairaudet allergia Tarkoituksena on poistaa vauriota aiheuttava tekijä ja saada paranemisprosessi käyntiin
Infektio (tartunta) Vieraaseen lajiin kuuluva taudinaiheuttaja (yleensä mikrobi: esim. bakteeri, virus, parasiitti, sieni, prioni) tunkeutuu isäntälajin elimistöön (tai toiseen elimeen) Infektoiva taudinaiheuttaja (patogeeni) aiheuttaa tulehdusvasteen Häiritsee elimistön normaalia toimintaa Äkillinen suun alueen infektio: äkillisesti alkanut ja kliinisesti ja/tai radiologisesti todennettavissa oleva infektio, jonka keskeisiä oireita ovat kipu ja turvotus ja johon voi liittyä yleisoiretta, kuten kuumetta (Käypä Hoito 2011)
Akuutti tulehdus Paikallinen verenkierto (punoitus, kuumotus) Tulehduspaikalla komplementin aktivaatio í í è Verisuonten vasodilaatio ja läpäisevyys lisääntyy ê Mm. akuutin faasin proteiineja, vasta-aineita ja plasmaa virtaa tulehduspaikalle (turvotus) Sytokiinien tuotanto IL-8 IL-6 TNF-α ê Neutrofiilien ja makrofagien mobilisointi tulehduspaikalle Leuk/neutr è î Tulehduksen yleisoireet Akuutin faasin proteiinien synteesi maksassa, mm. CRP α1-antitrypsiini Keruloplasmiini Haptoglobuliini Transferriini Fibrinogeeni C3
Tulehduksen vaikeusaste ja määritelmiä Paikallinen tulehdus Bakteremia: elävien bakteerien esiintyminen veressä Yleistynyt tulehdusreaktio SIRS (systemic inflammatory response syndrome) Liittyy infektioihin ja muihin vakaviin tauteihin (esim. akuuttiin pankreatiittiin ja vaikeisiin vammoihin) Seurausta luonnollisen immuunipuolustuksen aktivoitumisesta Sytokiinien pitoisuudet laaja-alainen endoteelivaurio verisuonien läpäisevyys Yleistynyt tulehdusreaktio voi johtaa sokkiiin, elinvaurioihin ja kuolemaan Vähintään 2 Lämpö > 38ºC tai < 36ºC Sydämen syke > 90/min Hengitystaajuus > 20/min tai pco2 < 4.3 kpa Leukosyytit > 12 (tai < 4) x 10 9 /l tai sauvatumaisten neutrofiilien osuus > 10 % Sepsis: infektion aiheuttama SIRS (bakteerien aiheuttama vaikea yleisinfektio, jossa veriviljely useimmiten positiivinen) Vaikea sepsis: sepsis, johon liittyy elintoimintahäiriö (esim. SOFA-luokitus), hypoperfuusio (laktaattiasidoosi, oliguria, akuutti tajunnan häiriö) tai hypotensio
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, fibroosi
Vakavan infektion tunnusmerkit hammasperäisissä infektioissa Potilaan tutkiminen Avoterveydenhuollossa hoidettava Sairaalaan lähettämisen aiheet Yleisanamneesi Ei yleissairauksia Infektiokomplikaatioille altistava yleissairaus tai lääkitys: suuren infektioriskin potilaat Yleistila Normaali Kuume Suuri syketaajuus Sairauden tunne Poikkeava huimaus tai väsymys Tajunnan tason muutokset Inspektio ja Paikallinen turvotus, lievä punoitus Lisääntyvä turvotus palpaatio tai kuumotus Nielemis-, puhe- tai hengitysvaikeudet Ihottuma Suun avaus Normaali tai vähän rajoittunut Selkeästi rajoittunut
Tulehduksen diagnostiikka Spesifinen diagnoosi Viruksen osoittaminen esim. nenänielusta Bakteerivärjäys tai viljely Epäspesifinen tulehduksen osoittaminen Akuutin faasin proteiinit esim. CRP Lasko Leukosyytit Tulehdusaktivaatio: sytokiinit Muut merkkiaineet: esim. prokalsitoniini
Akuutin faasin reaktio Epäspesinen elimistön reaktio kudostuhoon ja inflammaatioon Kuume Uneliaisuus, ruokahaluttomuus Laihtuminen Proteiinimuutokset Hivenainemuutokset, insuliiniresistenssi Leukosytoosi Leukopenia
1. Akuutin faasin proteiinit Kudostuhon indusoimia maksan tuottamia glykoproteiineja = epäspesifinen reaktio A. Proteaasi-entsyymien estäjät B. Kantajaproteiinit C. Muut: CRP
1. Akuutin faasin proteiinit A. Proteaasientsyymien estäjät Proteaasi-inhibiittorit sitoutuvat proteaaseihin estäen niiden toiminnan eli suojaavat proteiineja hajotukselta ja estävät kudosvaurion leviämisen α1-antitrypsiini (1038 S -Antitry) Nousee akuutin faasin reaktiossa (herkimmin maksaparenkyymin vaurioissa tai tulehduksissa) 1-2 vuorokaudessa Nousee myös raskauden aikana ja estrogeenin vaikutuksesta Voi olla alentunut tai puuttuu geneettisessä mutaatiossa (vastasyntyneiden tai juveniilien hepatiitti è kirroosi, myöhemmin kr. obstruktiivisia keuhkosairauksia è emfyseema)
1. Akuutin faasin proteiinit B. Kantajaproteiinit Keruloplasmiini (2041 S -Kerulo) Kuljettaa kuparia (alentunut Wilsonin taudissa) Nousee akuutissa bakteeri-infektiossa, kroonisessa infektiossa, sappitieobstruktiossa, primaarissa biliaarisessa kirroosissa ja lymfaattisen järjestelmän maligniteettien yhteydessä Haptoglobiini (20476 P -Haptog) Käytetään hemolyysin diagnostiikassa Sitoo vapaata hemoglobiinia verenkierrossa è pitoisuus alenee Matalia pitoisuuksia myös maksasairauksissa ja proteiinipuutteellisen dieetin yhteydessä Nousee akuutin faasin reaktiossa 1-2 vrk kuluessa
1. Akuutin faasin proteiinit B. Kantajaproteiinit Transferriini (4567 fp -Transf) Kuljettaa rautaa Koholla raudanpuuteanemiassa, rautahoidossa, raskauden aikana, estrogeenien käytön johdosta Alenee mm. akuutin faasin reaktioissa, kr. infektioissa malnutritioissa, menetystiloissa, maksavaurioissa, maligniteeteissä Epäspesifi
1. Akuutin faasin proteiinit C. Muut akuutin faasin proteiinit: CRP C-reaktiivinen proteiini (4594 P CRP tai 8818 P CRP-O) Sytokiinit indusoivat synteesin (IL-6 tärkein) maksassa Sitoutuu bakteereihin ja vaurioituneista soluista vapautuneisiin yhdisteisiin, osallistuu komplementtijärjestelmän aktivaatioon ja edistää vierasaineiden fagosytoosia Tärkein akuutin vaiheen merkkiaine Viitearvot: P CRP alle 3 mg/l (P CRP-O alle 10 mg/l) Nousee 6-12 tunnin kuluessa (jopa 1000x) Mitä voimakkaampi tulehdus, sen korkeampi Puoliintumisaika seerumissa lyhyt (muutamia tunteja) è pitoisuuden lasku nopea paranemisvaiheessa Pitkään koholla: taudin pitkittyminen Uusi nousu: taudin aktivoituminen tai komplikaatio
1. Akuutin faasin proteiini C. Muut akuutin faasin proteiinit: CRP Yleislääkärin tavallisin tutkimus Käyttöindikaatioita Infektion toteaminen Esim. pneumoniassa crp yleensä yli 80-100 mg/l Esim. akuutissa umpilisäkkeen tulehduksessa usein koholla, mutta voi olla myös normaali (absessi) Bakteeri- ja virusinfektion erottaminen Virus- ja bakteeri-infektion erotusraja yleensä 20 mg/l vrs. 40 mg/l (poikkeus influenssa-, adenovirus ym. korkeampi) Esim. bronkiitti ja crp > 40 mg/l -> aloita antibioottihoito Infektion hoitovasteen toteaminen Esim. kotihoitoinen pneumonia: seuraa crp 1-2 pv:n välein, kunnes selvästi laskusuuntainen Esim. avohoitoinen ruusu: crp-kontrolli 1-2 päivän välein Esim. kotihoitoinen divertikuliitti: crp-kontrolli 1-2 päivän välein
1. Akuutin faasin proteiinit C. Muut akuutin faasin proteiinit: CRP Käyttöindikaatioita Kudostuhon toteaminen ja laajuuden arviointi Leikkauskomplikaatioiden toteaminen ja seuranta Kr. tulehdussairauksien aktiivisuuden seuranta ja dg Tulehduksen vaikeusasteen arviointi Esim. virtsatieinfektion tasodiagnostiikka: rakkotasoinen crp < 40 mg/l, pyelonefriitti crp > 40 mg/l Yleensä esim. virtsatieinfektiossa, iho- ja hengitystieinfektioissa, divertikulitiissa: jos crp lähestyy 100:aa, herkästi sairaalahoitoon! Hammasinfektioissa: jos CRP > 40-50, kyseessä voi olla vakavampi infektio Huom! Jos oireiden alusta alle 6-12 tuntia, matala crp-arvo ei sulje pois vakavaa infektiota! Malignien tautien seuranta Sydän- ja verisuonitautien riskin arviointi
1. Akuutin faasin proteiinit C. Muut akuutin faasin proteiinit: CRP CRP levels 1-5 days after surgery P-CRP mg/l 160 140 120 100 80 60 40 20 0 0 1 2 3 4 5 No complications Days Complications
1. Akuutin faasin proteiinit C. Muut akuutin faasin proteiinit: herkkä CRP 8022 S hs-crp, herkkä CRP Lievästi koholla oleva CRP liittyy lisääntyneeseen sydän- ja verisuonitautiriskiin Lievä paikallinen krooninen tulehdus liittyy ateroskleroosin kehittymiseen Suun infektioiden hoidon on myös todettu pienentävän suurentunutta CRP-pitoisuutta ja vähentävän kardiovaskulaarisairauksien riskiä 2 hs-crp-määritystä 1-2 kk välein, joista matalampi otetaan huomioon Hs-CRP viitearvot: miehet 0.05-2.5 mg/l, naiset 0.05-3 mg/l Mediaani terveillä naisilla 0.6 mg/l, miehillä 0.45 mg/l Infarktiriski lisääntynyt pitoisuuden ylittäessä 2.1-3.6 mg/l Statiini- ja aspiriinihoidosta hyöty, kun CRP yli 3 mg/l Myös laihdutus alentaa CRP:a ja riskiä
Herkkä CRP ja sydäntapahtumat
Herkkä CRP ja riski kardiovaskulaarisiin tapahtumiin
1. Akuutin faasin proteiinit C. Muut akuutin faasin proteiinit: fibrinogeeeni 1399 P Fibr Käytetään vuototaipumuksen selvittelyyn Nousee akuutin faasin reaktiossa epäspesifisesti, raskauden aikana ja nefroottisessa syndroomassa Vastaa keskeisimmin laskon noususta Alentunut mm. liuotushoidoissa fibrinolyysissä ja kulutuksen lisääntyessä DIK:ssä
1. Akuutin faasin proteiinit C. Muut akuutin faasin proteiinit: komplementti C3 4545 P -C3 Kliinistä merkitystä ensisijaisesti alentuneella C3:lla Tavallisena syynä tulehdusprosessiin liittyvä komplementin aktivaatio, joka johtaa komplementtitekijöiden kulutukseen Alentunut myös mm. maksasairauksissa tai geneettisessä puutoksessa Kohonneita pitoisuuksia voi esiintyä mm. akuutin faasin reaktioiden sekä nivelreuman yhteydessä
2. Lasko (2203 B La) Punasolujen laskeutumisnopeus mm/h (ESR = erythrocyte sedimentation rate) Voidaan tehdä vaatimattomissa laboratorio-olosuhteissa Westergrenin (1920-l) standardoidulla menetelmällä: mittausaika tunti 1. Punasolujen raharullien muodostuminen 10 min 2. Punasolujen sedimentaatio tasaisella nopeudella 40 min 3. Punasolujen pakkautuminen 10 min tai automaattilaitteilla kestäen 15-30 min Suosittu tutkimus, halpa Viitearvot ikäjakauman ja sukupuolen mukaan esim. N (17-29 v) alle 20 mm/h M (17-29 v) alle 10 mm/h N (50-59 v) alle 30 mm/h M (50-59 v) alle 25 mm/h
2. Lasko Laskeutumisnopeutta lisäävät proteiinit, jotka alentavat punasolujen pinnan negatiivista varausta raharulla laskeutuminen Voimakkaimmin laskoa nostavat fibrinogeeni ja immunoglobuliinit (myeloomassa immunoglobuliini)
2. Lasko: kliininen käyttö Pyydetään perusterveydenhuollossa vain oireisille Yleisimpiä sairauksia korkealle laskolle (epäspesifi tutkimus!) Maligniteetit (myelooma) Reuma- ja sidekudossairaudet Munuaissairaudet Polymyalgia rheumatica Infektiot Mikäli lasko koholla è jatkotutkimukset (mm. seerumin proteiinien elektroforeesi ja täydellinen verenkuva) Kroonisen tulehduksen hoitovasteen arvioinnissa ja seurannassa (pitkäjänteinen kuva taudin kulusta) Lasko ja CRP täydentävät toisiaan
2. Lasko: tuloksien tulkinnassa huomioitavaa Punasolujen muoto, koko ja lukumäärä vaikuttavat raharullan muodostukseen ja siten laskoon Poikkeavan muotoiset ps:t vähentävät rr-muodostusta ja pienentää laskoa Mikrosytoosi pienentää laskoa, makrosytoosi lisää Alhainen ps-määrä lisää Polysytemiassa lasko pienenee (lasko yleensä normaali, vaikka tulehdus) Plasmankorvikkeet ja hepariini lisäävät Raskauden aikana nousee jonkin verran
CRP vrs. lasko CRP kohoaa ½ -1 vrk:ssa, lasko viikoissa Sama taudin parantuessa Nivelreuma: molemmat yleensä kohtalaisesti koholla LED: vain lasko koholla Kroonisessa sairaudessa yleensä synkronisesti koholla
3. Valkosolut ja valkosolujen erittelyjakauma 2474 B PVKT: B -Leuk B -Hb, hemoglobiinipitoisuus B -Eryt, punasolupitoisuus B -Hkr, punasolujen tilavuusosuus eli hematokriitti punasoluindeksit (E -MCV, E -MCH, E MCHC, E-RDW) B -Leuk, leukosyyttipitoisuus (aikuisten viitearvot: 3.4-8.2 x10 9 /l) B -Trom, trombosyyttipitoisuus Saadaan yleensä päivystyksenä Tulehduksessa leukosyyttejä vapautuu nopeasti verenkiertoon ja niiden lukumäärä nousee = leukosytoosi Leukosyyttien määrää voi nostaa mm. fyysinen ja psyykkinen rasitus, tupakointi, raskaus ja kortisonihoito Vakavissa infektioissa (vaikea sepsis) taudin edetessä leukosyyttien lukumäärä voi laskea = leukopenia Leukopeniaa voi esiintyä myös joissain virusinfektioissa Vakavissa infektioissa trombosyyttien lukumäärä voi laskea = trombosytopenia
3. Valkosolut ja valkosolujen erittelyjakauma 2475 B PVK+TKD, perusverenkuva + leukosyyttien erittelylaskenta, koneellinen verestä Täydellinen verenkuva, konediffi Neutrofiilien, eosinofiilien, basofiilien, monosyyttien ja lymfosyyttien suhteelliset osuudet valkosoluista sekä absoluuttiset määrät Analysaattori hälyttää epäkypsistä ja poikkeavista valkosoluista -> mikroskooppinen tarkistus -> huomautus, jos poikkeavaa Neutrofiilit ovat ensilinjan puolustussoluja, tuhoavat bakteereja Erittävät happi- ja typpiradikaaleja sekä proteolyyttisiä entsyymejä mikrobien tappamiseksi Osa kuolemassa olevista neutrofiileistä virittää ansan kromatiinisäikeillä mikrobeille
3. Valkosolut ja valkosolujen erittelyjakauma Bakteeri-infektio: neutrofiilien (ja niiden nuoruusmuotojen esim. sauvatumaisten) määrä lisääntyy = neutrofilia Joskus sepsiksessä leuk-määrä voi olla n, mutta granulosyyttien nuoruusmuodot paljastavat infektion Rajussa sepsiksessä voi olla leukemoidi reaktio (leuk > 50 x 10 9 /l, sauvatumaisia voi esiintyä > 40%, mahdollisesti muita epäkypsiä soluja, soluja, joskus yksittäisiä blasteja) Vakavissa bakteeri-infektioissa neutrofiilien määrä voi myös laskea = neutropenia Joskus pitkittyneen tai toistuvien infektioiden taustalla voi olla leukemia, jota PVKT ei aina paljasta: pyydä konediffi! Virusinfektio: lymfosyyttien osuus lisääntyy ja neutrofiilien osuus laskee
Mononukleoosissa usein veren lymfosyyttien määrä/osuus koholla ja osa suuria atyyppisiä
3. Valkosolujen erittelyjakauma VIITEARVOT: Neutrofiilit 41-81 % 1.5-6.7 x 10 9 /l Lymfosyytit 20-45 % 1.3-3.6 x 10 9 /l Monosyytit 1-11 % 0.2-0.8 x 10 9 /l Eosinofiilit 1-6 % 0.03-0.44 x 10 9 /l Basofiilit 0-1 % 0.00-0.1 x 10 9 /l Minidiffi = 3-osainen diffi Neutrofiilit, Lymfosyytit, Muut
4. Immunoglobuliinit Immunoglobuliinimäärityksiä käytetään mm. humoraalisen immuniteetin puutos- ja häiriötilojen, immuunitautien sekä akuuttien ja kroonisten infektioiden diagnostiikkaan ja seurantaan. 4828 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. 4829 P -IgM IgM:n polyklonaalinen nousu tavataan erityisesti primaarisessa biliaarisessa kirroosissa, trooppisissa infektioissa (malaria, trypanosomiaasi), mykoplasma- ja virusinfektioissa (etenkin hepatiitti A ja mononukleoosi).
5. 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 Sepsiksessä PCT:n merkittävä pieneneminen ensimmäisten kolmen vuorokauden aikana liittyy suotuisaan ennusteeseen Käytössä joissain laboratorioissa Suomessa, ulkomailla paljon käytetty
PCT plasmapitoisuuden korrelaatio bakteeri-infektion vaikeusasteeseen
PCT kinetiikka vs. CRP Nopeampi kuin CRP Nousee jo 2-6 h kuluessa Huippu 12-48 h Procalcitonin Biochemistry and Clinical Diagnosis, Meisner 2010
6. Sytokiinit Solujen erittämiä liukoisia pienimolekyylisiä proteiineja (yli 200) Aktivoivat kohdesoluja sitoutumalla spesifiin sytokiinireseptoreihin Verkostovaikutus (network) Vaikutukset keskenään agonistisia, antagonistisia ja synergisiä Autokriininen, parakriininen ja endokriininen vaikutus Säätelevät solujen kasvua ja erilaistumista Stimuloivat tai vaimentavat tulehdusvastetta Erityinen merkitys patogeenisten mikrobien torjunnassa
Interleukiinit (IL-1-20) 6. Sytokiinit 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, IFN-χ, IL-2, IL-12, IL-15, IL-18, MCP-1 jne.) Anti-inflammatoriset (IL-4, IL-10, TGF-b, IL-1RA, IL-18BP)
Proinflammatoriset sytokiinit IL-2R (4844 P IL2R) IL-6 (4842 P -IL6) IL-8 (4843 P -IL8) TNF-α (4571 P -TNFA) 6. Sytokiinit Käyttö Nopeita muuttumaan Arvioitaessa onko systeemitulehdus (SIRS) Korkeina pysyvät ennustavat vaikean monielinvaurion kehittymistä Tulehduksen voimakkuus Nousevat ennen CRP:tä, mahdollista hyötyä sepsiksen diagnostiikkaan? Korkea TNF-α pitoisuus meningokokkisepsiksessä (pitoisuus verenkierrossa vaihtelee nopeasti, puoliintumisaika 5 min)
Paikallinen tulehdus Punktiot, mikrobiologiset näytteet Aivoselkäydinnestenäyte meningiittiepäilyssä Li-solut (ulkonäkö, eryt, leuk: mono/ polymorfonukleaariset), Li- Gluk, Li-Laktaat, Li-Prot, Li- BaktVr ja Li-BaktVi Askitesneste Pleuraneste Nivelneste Lapsivesi (sytokiinit) Nenän eosinofiilit Märkäerite, haavaneste BAL (keuhkohuuhteluneste) Normaali nivelneste ja nivelneste infektoituneesta nivelestä
Tärkeimmät tulehduksen laboratoriotutkimukset kliinisen kemian laboratoriosssa CRP (päivystystutkimus) PVKT: Leukosyytit (päivystystutkimus) ja valkosolujen erittelyjakauma (päivystystutkimus isoimmissa laboratorioissa) Lasko Prokalsitoniini (saatavilla joissain laboratorioissa)
Kiitos!