Laborchemische Entzündungsdiagnostik

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1 Laborchemische Entzündungsdiagnostik Dr. E. Kierysch

2 Entzündung Definition: im Allgemeinen lokal begrenzte unspezifische Antwort vom biologischen Gewebe auf äußeren / inneren Schädigungsreiz mit dem Ziel, diesen zu neutralisieren / beseitigen und das Gewebe zu reparieren. Klinische Symptome : Rubor (Rötung) Calor (Erwärmung) Dolor (Schmerz) Tumor (Schwellung) Functio laesa (Funktionseinschränkung)

3 Abwehrmechanismen äußere Abwehr: Haut Lysozym Flimmerepithel IgA innere Abwehr: unspezifisch zellulär Phagozyten natural killer cells unspezifisch humoral Komplementsystem Akute Phase Proteine Interferone spezifisch zellulär T-Lymphozyten spezifisch humoral Antikörper

4 Was ist Sepsis? Lebensbedrohliche Organdysfunktion aufgrund einer fehlregulierten Immunantwort des Wirts auf eine Infektion Täglich sterben in Deutschland etwa 150 Patienten an Sepsis

5 Pathophysiologie der Sepsis Lokale Infektion überwindet die örtlichen Abwehrmechanismen Eindringen von Mikroorganismen und deren Toxinen in Blutkreislauf Systemische Entzündungsantwort Aus: H-J Kolde, G Hoffmann: Neue Kriterien für ein altes Problem. In: trillium diagnsotik 2016, Band 14, Heft 1. Blutgerinnung in kleinen Gefäßen um die Infektionsstelle Mediatoren beeinträchtigen die Organfunktion RR O 2 -Versorgung der Organe verschlechtert sich Organversagen

6 Bisherige Einteilung

7 Neue Definition: Sepsis-3 Organversagen steht im Mittelpunkt SOFA-Score (Sequential [Sepsis-related] Organ Failure Assessment) Atmung (Horovitz-Quotient, PaO2/FiO2) Gerinnung (Thrombozytenzahl) Leber (Bilirubinwert) Herzkreislauf (RR und Katecholamin-Bedarf) Gehirn (Glasgow Coma Score) Niere (Creatininwert und Urinmenge) qsofa: für Verdachtsdiagnose am Krankenbett ohne Laborwerte RR syst. Abfall auf 100 mmhg Bewußtseinsveränderung Atemfrequenzanstieg auf >22/min

8 Diagnostik von Entzündungen am Patienten: - Temperaturmessung - Vitalparameterbestimmung laborchemisch: - Blutkörperchensenkungsgeschwindigkeit - Serumprotein-Elektrophorese - Leukozytenmessung und Differenzialblutbild - Messung von Akute-Phase-Proteinen - Messung von IL-6 - Messung von Procalcitonin mikrobiologisch apparativ

9 Blutkörperchensenkungsgeschwindigkeit (BSG) Dysproteinämie (Proteine lagern sich an Erys an) Zeta-Potential Ery-Aggregate entstehen BSG

10 Blutkörperchensenkungsgeschwindigkeit (BSG) Normalwerte 1. Stunde: <15 mm <20 mm

11 Blutkörperchensenkungsgeschwindigkeit (BSG) sensitiv jedoch nicht spezifisch träge Reaktion Anstieg erst ca. 24h nach Beginn der Entzündung Indikation: chronische Entzündungsreaktionen Prozentualer Beitrag der Plasmaproteine: ca. 55% Fibrinogen Rest: α2-makroglobulin, Immunglobuline, Albumin Fehlerquellen: erhöhte / erniedrigte Citratanteile, Umgebungstemperatur diverse Einflüsse: - Polyglobulie verlangsamt die Sedimentation BSG -Erys BSG, aber gleichzeitige Mikrozytose wirkt der BSG-Erhöhung entgegen - Makrozytose BSG - Erythrozytenanomalien (Poikilozytose ) BSG

12 Serumproteinelektrophorese

13 Serumproteinelektrophorese

14 Leukozyten und Differentialblutbild Akute bakt. Infektion Chron. Entzündung Akute allerg. Reaktion Virale Infektion Leukozyten Granulozyten Linksverschiebung ja nein nein nein Typisch Monozytose Eosinophilie Lymphozytose

15 Leukozytosen Infektionen Nekrose (Trauma, OP, Myokardinfarkt) Stoffwechselstörungen (Gicht, Urämie, Vergiftung) Tumoren Körperliche Belastung, Schreileukozytose Cave: Glucocorticoid-Therapie

16 Sensitivität und Spezifität von Entzündungsmarkern Falsch negativ Falsch positiv Fieber Lokale Entzündung Starke körperliche Anstrengung Leukozytose Nicht bakterielle Entzündung Starke körperliche Anstrengung BSG Erythrozytenanomalie Anämie (Ery )

17 Diagnostik von Entzündungen am Patienten: - Temperaturmessung - Vitalparameterbestimmung laborchemisch: - Blutkörperchensenkungsgeschwindigkeit - Serumprotein-Elektrophorese - Leukozytenmessung und Differenzialblutbild - Messung von Akute-Phase-Proteinen - Messung von IL-6 - Messung von Procalcitonin mikrobiologisch apparativ

18 Akute-Phase-Proteine

19 Akute-Phase-Proteine (eine Auswahl) C-reaktives Protein wirkt als Opsonin und trägt zur Aktivierung des Komplementsystems bei Serum Amyloid A induziert Leukozytenadhäsion und Bildung von Zytokinen Komplementfaktoren Opsonierung, Chemotaxis, Lyse der Bakterienwand Gerinnungsstatus: Fibrinogen, FVIII, vwf Wundheilung Ferritin Konservierung von Eisen Anti-Akute-Phase-Proteine Albumin Umstellung der Synthesekapazität Transferrin Reduktion des Fe-Transports zum Schutz der Eisenspeicher

20 C-reaktives Protein (CRP) Synthese: in der Leber 6-10 h nach IL-6-Stimulation kohlenhydratfreies Protein Referenzbereich: <0,5 mg/dl Maximalwerte: faches des Normbereiches HWZ im Blut: ca. 24h Indikationen für CRP: - akute Infektionen - koronarer Risikofaktor (ultrasensitives CRP) - prognostische Bedeutung beim Herzinfarkt Vorteile: - Früherkennung einer Infektion (vor Mikrobiologie) - Unterscheidung virale vs. bakterielle Infektionen nicht eindeutig - Überwachung schwerkranker und immunkompromittierter Patienten (z.b. postoperativ, Intensivstation, nach Transplantation)

21 CRP- und BSG-Verlauf bei bakterieller Meningitis

22 Prognostische Bedeutung des CRP beim Herzinfarkt Incidence of Death from Cardiac Causes at Two Years, According to the Presence or Absence of ST- Segment Depression on the Admission Electrocardiogram and the Maximal Troponin T Levels during the First 24 Hours after Enrollment (Panel A) and to the C- Reactive Protein Levels and the Maximal Troponin T Levels (Panel B). Aus: Lindahl B et al. for the FRISC Study Group. N Engl J Med 2000; 343:

23 Qualität von Entzündungsmarkern akute Entzündung chronische Entzündung Fieber gut mässig BSG mässig gut Elektrophorese mässig gut Leukozytose gut mässig CRP sehr gut mässig

24 Interleukin-6 (IL-6) Glykoprotein Produktionsorte: T-Zellen, Monozyten / Makrophagen, Endothelzellen, Granulozyten Referenzbereich: 2,6-11,3 ng/l Funktion: Stimulierung der Hämatopoese und der Freisetzung von Akute-Phase-Proteinen aus der Leber, T-Zell-Aktivierung Reaktionszeit: ca. 4h Indikation: - Neugeborenen-Sepsis (besonders innerhalb der ersten 48h) - Risikostratifizierung bei V.a. Sepsis - Unterstützung der Diagnose eines entzündlichen Prozess

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26 Unterstützung einer frühen Diagnose Aus: Roche. Zeit ist Leben. Elecsys IL-6

27 Interleukin-6 (IL-6) Kernaussagen: Frühester Routinemarker Anstieg ist nicht limitiert auf bakterielle Infektionen (wie z.b. bei PCT) Sehr guter Prädiktor bei kritisch Kranken Kann ansteigen vor ersten klinischen Symptomen Kommentare von Anwendern: Alarmmarker, fordert auf, die betroffenen Patienten intensiver zu überwachen. Hohe Werte weisen auf ein dramatisches Ereignis hin (z.b. Peritonitis, Pneumonie ).

28 Verlauf der Serumkonzentrationen von Entzündungsmarkern bei Sepsis Aus: Meisner M. J Lab Med 1999; 23:

29 Prohormon von Calcitonin Procalcitonin (PCT) Synthese durch verschiedene Zelltypen und Organe nach proinflammatorischer Stimulation; Freisetzungsreize sind u.a. bakterielle Endotoxine Reaktionszeit: ca. 4h Referenzbereich: <0,05 µg/l Indikation: - V.a. schwere bakterielle Infektion korreliert mit Schwere der Erkrankung, kein Anstieg bei Bagatellinfektionen - Therapiekontrolle Vorteile: - Differentialdiagnose bakterieller versus viraler Infektion - Überwachung von schwerkranken und immunkompromittierten Patienten zur frühen Erfassung bakt. Infekte (postoperativ, nach Transplantation, auf Intensivstation) Antibiosesteuerung - Prognosemarker (hohe Spiegel korrelieren mit einer schlechten Prognose)

30 Procalcitonin Thermo Fisher Scientific Clinical Diagnostics B R A H M S GmbH, PCT

33 PCT versus CRP PCT-Anstieg ist ein besserer Indikator für Schwere der Infektion und Organdysfunktion als CRP Aus: Meisner M, Tschaikowsky K, Palmaers T, Schmidt J. Comparison of procalcitonin (PCT) and C-reactive protein (CRP) plasma concentrations at different SOFA scores during the course of sepsis and MODS. Crit Care. 1999;3:45-50.

34 Procalcitonin Wann Antibiose? Thermo Fisher Scientific Clinical Diagnostics B R A H M S GmbH, PCT LRTI: Lower Respiratory Tract Infection CAP: community aquired pneumonia (ambulant erworbene Pneumonie) AECOPD: akuten Exazerbation einer chronisch obstruktiven Lungenerkrankung

35 Kosten im Labor Untersuchung Reagenzkosten 2013 Personalkosten 2013 Investiv- Servicekosten 2013 Gesamtkosten GOÄ ILV Punkte Kleines BB 0,35 0,8 0,34 1, ,72 Mikroskopisches DIFF-BB 0,33 6,24 0,03 6, ,4 CRP 0,29 0,32 0,07 0, ,4 PCT 16,91 0,82 0,07 17, ,0

36 Ein klinischer Fall Ein 57-jähriger Patient mit KHK und arterieller Hypertonie, aktuell Z.n. einer komplikationslosen aortokoronaren Bypass-OP Am 7. post-op Tag: Kaltschweißigkeit, Erschöpfung, Blässe des Patienten, hypotone RR-Werte Untersuchungen: Rö-Thorax, Echo normal, keine pulmonären Infiltrate, kein Pleura- oder Perikarderguß Therapie: Volumengabe darunter Besserung der hämodynamischen Situation Am folgenden Tag war der Patient klinisch nicht mehr auffällig und sollte auf die Normalstation verlegt werden. Jedoch: PCT = 2,5 ng/ml Wert für diesen Zeitpunkt nach Op als deutlich erhöht eingestuft Weitere Untersuchungen wurden veranlaßt: CT als Fokussuche Zeichen einer Sternum-Osteomyelitis Konsequenz: operative Revision Patient wurde nach 10 Tagen ohne weitere Komplikationen in die Reha entlassen.