Biomarkeri u jedinici intenzivne medicine

SUMMARY

Biomarkers are indicators whose concentrations in a biological sample can be objectively measured, and their levels are used as indicators of a normal or pathological process in the body, as well as the response to applied therapy. They are gaining increasing popularity in intensive care units (ICUs) as a tool for diagnosing and monitoring various diseases. Inflammatory biomarkers are of special significance as they help clinicians differentiate between infectious and non-infectious etiologies of inflammatory conditions, which are common problems in ICU patients. Early detection of infections and timely diagnosis of sepsis are crucial prerequisites for treatment, with the primary goal to start appropriate antimicrobial therapy as early as possible. Despite the rapid increase in newly discovered inflammatory markers in recent years, only a few are used in clinical practice, and none are ideal due to borderline sensitivity and insufficient specificity. This article provides an overview of routinely used inflammatory biomarkers in ICUs and introduces representatives of the new generation, primarily intended for the early detection of sepsis. Classical inflammatory biomarkers include white blood cell count, ferritin, C-reactive protein (CRP), interleukin 6 (IL-6) and procalcitonin (PCT), while monocyte distribution width (MDW), presepsin, and pancreatic stone protein (PSP) are relatively new. The combination of new and traditional inflammatory biomarkers, as early or confirmatory indicators, and their interpretation in the context of clinical signs, forms the basis of a personalized approach to each critically ill patient. Although research in this field is continuously advancing with promising results, there is still no standalone biomarker validated for the definitive diagnosis of sepsis.

Adresa za dopisivanje:

Helena Ostović, dr. med., https://orcid.org/0000-0002-4521-4366,

Klinika za anesteziologiju, reanimatologiju i intenzivnu medicinu, Klinička bolnica Dubrava, Avenija Gojka Šuška 6, 10000 Zagreb, e-pošta: helenaostovic@gmail.com

Primljeno 16. rujna 2024., prihvaćeno 16. prosinca 2024.

Ustanova u kojoj je rad napravljen:

Klinika za anesteziologiju, reanimatologiju i intenzivnu medicinu, Klinička bolnica Dubrava, Zagreb, Avenija Gojka Šuška 6, 10000 Zagreb

Korištenje biomarkera ima rastuću popularnost u jedinicama intenzivne medicine (JIM) kao alat za dijagnostiku i praćenje velikog broja kliničkih stanja. Pod terminom „biomarker“ općenito se podrazumijeva bilo koji pokazatelj čija se koncentracija u biološkom uzorku može objektivno mjeriti i čije se razine koriste kao indikator normalnog ili patološkog procesa u organizmu, kao i odgovora na primijenjenu terapiju. (1, 2) Budući da imaju vrlo široko područje primjene, radna skupina pri Američkoj agenciji za hranu i lijekove (engl. U.S. Food and Drug Administration, FDA) i Nacionalnih instituta za zdravlje (engl. National Institutes of Health, NIH) klasificirala ih je u sedam kategorija: dijagnostički, prognostički, prediktivni, zatim biomarkeri rizika, praćenja (monitoringa), odgovora i sigurnosti. (3) Ovdje ćemo opisati one kojima se svakodnevno bavimo u kontekstu dijagnostike, procjene i kontrole upalnih procesa.

Upalna stanja, bilo zbog infektivne ili neinfektivne etiologije uslijed različitih kritičnih bolesti, traume i poslijeoperacijskoga upalnog odgovora, čest su problem kod bolesnika u JIM-u. Procjenjuje se da učestalost infekcija u JIM-u iznosi od 18% do 54% sa stopom smrtnosti koja se kreće između 9% i 60%. (4) S obzirom na to da je riječ o stanju s visokim morbiditetom i mortalitetom, razlučivanje infekcije od ostalih heterogenih uzroka upale ključan je preduvjet liječenja kojemu je primarni cilj što ranije započinjanje s odgovarajućom antimikrobnom terapijom. (5)

Uobičajeni pristup evaluaciji infekcije temelji se na kliničkim simptomima (povišena tjelesna temperatura, tahikardija, tahipneja), praćenju vrijednosti biomarkera upale i podatcima dobivenim mikrobiološkom analizom ciljanih uzoraka. Broj novootkrivenih biljega upale posljednjih se godina rapidno povećao te je do danas poznato preko 250 prognostičko-prediktivnih biomarkera za infekciju i sepsu. (6) U kliničkoj praksi koristi ih se svega nekoliko i niti jedan nije idealan zbog granične osjetljivosti i nedostatne specifičnosti. (2, 7) Upalnim biomarkerima, u klasičnom smislu, smatraju se broj leukocita, feritin, C-reaktivni protein (CRP), interleukin 6 (IL-6) i prokalcitonin (engl. procalcitonin, PCT), dok su širina distribucije monocita (engl. monocyte distribution width, MDW), presepsin i protein pankreasnog kamenca (engl. pancreatic stone protein, PSP) relativno novijeg datuma. (1, 2, 8, 9)

Broj leukocita

Broj leukocita s diferencijalnom krvnom slikom rutinski je korišten i dugo etabliran biomarker sustavnoga upalnog odgovora. Pored određivanja ukupnog broja leukocita, analiza diferencijalne krvne slike daje informaciju o apsolutnom i relativnom broju pojedinih subpopulacija leukocita (neutrofili, limfociti, monociti, bazofili i eozinofili). Pozitivne strane ovoga laboratorijskog testa jesu široka dostupnost, jednostavnost primjene, niska cijena pretrage i dobivanje rezultata u vrlo kratkom vremenskom roku zajedno s mogućnošću ekstrakcije vrijednih informacija. Nedostatci su mu ograničena analitička osjetljivost i specifičnost. Prilikom interpretacije ovoga hematološkog parametra, pozornost treba usmjeriti na tri ključna elementa: oscilacije u broju leukocita, pomak ulijevo i neutrofilno/limfocitni omjer (Figure 1).

Patološki broj leukocita može se manifestirati kao leukocitoza (≥12 × 10⁹/L) ili kao leukopenija (≤4 × 10⁹/L). (5) To je nespecifičan nalaz koji treba tumačiti u sklopu povijesti bolesti, fizikalnog pregleda, kliničke slike i ostale dijagnostičke obrade. Leukocitoza se javlja tijekom infektivnih, ali i neinfektivnih zbivanja kao što su traumatska ozljeda tkiva, rano poslijeoperacijsko razdoblje i kritične bolesti različite etiologije. U odsutnosti jasnih kliničkih znakova i simptoma, u donošenju terapijskih odluka može biti korisno poznavanje fiziološke dinamike promjena leukocita. U elektivnoj kirurgiji, vrijednosti leukocita počinju rasti neposredno nakon incizije, vršne vrijednosti dostižu unutar 24 sata, a nakon 48 sati počinju opadati kod operacijskih zahvata nekompliciranog tijeka oporavka. (10) Stoga, iako leukocitoza sugerira razvoj infekcije, nije potvrda iste, jer može biti i dio normalnoga upalnog odgovora kojim organizam nastoji oporaviti tkivni integritet i obnoviti homeostazu. Ako je laboratorijskim nalazom otkrivena leukopenija, tada je potrebno odrediti vrijednosti apsolutnog broja neutrofila (ukupnog broja zrelih ili tzv. segmentiranih neutrofila i njihovih nezrelih nesegmentiranih progenitora). Prisutnost teške neutropenije s apsolutnim brojem neutrofila <0,5 × 10⁹/L visoko je suspektna na postojanje infekcije.

Izrazom „pomak ulijevo“ definira se povećanje omjera između nesegementiranih neutrofila i zrelih segmentiranih formi, dok se u kliničkom okruženju koristi kao marker bakterijskih infekcija. (11) Patofiziološku podlogu čini otpuštanje nezrelih oblika neutrofilnih granulocita iz koštane srži u perifernu krv kao posljedica njihove povećane potrošnje na mjestu infektivnog procesa i stimulacije proupalnim citokinima. U prvom redu u cirkulaciji se pojavljuju nesegmentirani neutrofili, a zatim ih slijede još nezreliji oblici poput metamijelocita, mijelocita i promijelocita. (9) Obično se prezentiraju 12 do 24 sata nakon nastanka bakterijske infekcije, a granične vrijednosti indikativne za dijagnozu uvelike se razlikuju prema podatcima iz dostupne literature. (11) U skladu s ranije objavljenim studijama, većinom se predlaže definiranje pomaka ulijevo kada je udio nesegmentiranih neutrofila iznad 10 – 20% ili kada je udio navedenih nezrelijih oblika iznad 0,2 – 3% (niska osjetljivost, ali relativno visoka specifičnost). (9, 11)

Neutrofilno/limfocitni omjer (engl. neutrophil to lymphocyte ratio, NLR) jest omjer između broja neutrofila (stanične komponente prirođene imunosti) i broja limfocita (stanične komponente stečene imunosti). Riječ je o visoko osjetljivom, ali nespecifičnom indikatoru sustavnoga upalnog odgovora i fiziološkog stresa koji pouzdano reflektira težinu bolesti, ali ne pomaže u diferencijalnoj dijagnozi konkretnog uzroka bolesti. (9) Pod utjecajem stresnog podražaja, vrlo vjerojatno zbog povećanja cirkulirajućih razina endogenih katekolamina, kortizola, citokina i ostalih hormona u sklopu pratećih neuroendokrinih promjena, dolazi do istodobne neutrofilije i limfocitopenije, a samim time i povišenog NLR-a. (12) Progresivni porast NLR-a nastupa vrlo rano, već unutar prvih šest sati nakon izlaganja stresoru, što ga čini superiornijim od nekih drugih parametara u smislu ranije identifikacije akutnog zbivanja (npr. ukupnog broja leukocita, skretanja ulijevo, CRP-a). (9, 12) Recentni pregledni rad definira normalne vrijednosti NLR-a u rasponu 1 – 2, a vrijednosti iznad 3,0 i ispod 0,7 granično patološkim. (13) U spomenutom radu autor naglašava da rastući trend NLR-a iznad navedenih referentnih granica pozitivno korelira s razinom stresa, intenzitetom upale i težinom same bolesti, dok se interval NLR-a između 2,3 i 3,0 označava kao siva zona koja predstavlja upozoravajući znak potencijalno patološkog stanja u organizmu.

Feritin

Feritin je proteinski kompleks sferičnog oblika koji se sastoji od proteinske ljuske sastavljene od 24 polipeptidne podjedinice sa šupljim središtem koje može skladištiti do 4.500 atoma željeza u netoksičnom obliku. (14, 15) Prvi put je izoliran iz slezene konja 1937. godine kao protein sa sadržajem željeza većim od 20%, a za njegovo otkriće zaslužan je češki fiziolog Vilém Laufberger (1890. – 1986.). (16–18) To je prvenstveno unutarstanični protein s funkcijom pohrane željeza koji je najvećim dijelom akumuliran u stanicama jetre i retikuloendotelnim stanicama koštane srži i slezene. Glavnim izvorom feritina smatraju se hepatociti, makrofagi i Kupfferove stanice, a ključnu ulogu u regulaciji njegovih serumskih razina imaju neravnoteža željeza, hormoni i proupalni citokini. (19, 20) Serumski feritin se do sada u kliničkoj praksi pokazao kao pouzdan biomarker zaliha željeza i izrazito koristan laboratorijski parametar u dijagnostici sideropeničnih anemija. (14, 15)

Pored inicijalno opisanih karakteristika feritina, od 1970-ih sve više dolaze do izražaja njegove povišene vrijednosti kod akutnih upalnih stanja, osobito onih s infektivnom etiologijom. (16) S obzirom na to da se tijekom upale pojačano proizvodi u jetri i oslobađa u cirkulaciju, uglavnom pod utjecajem proupalnih citokina IL-6 i tumor-nekrotizirajućeg čimbenika alfa (engl. tumor necrosis factor-alpha, TNF-α), ukazuje na to da je on protein akutne faze. (16, 19) Zaključno se može reći da povećane koncentracije feritina, osim što mogu upućivati na suvišak željeza, mogu biti i pokazatelj upalnog statusa, što ga čini biomarkerom upale i infekcije. (8) Normalne vrijednosti serumskog feritina razlikuju se ovisno o spolu i laboratoriju u kojem je test učinjen, ali obično su deklarirani referentni intervali od 30 – 300 μg/L za muškarce i od 10 – 200 μg/L za žene. (19) Visoke vrijednosti feritina najčešće su indikativne za virusnu infekciju, a razine u serumu u snažnoj su pozitivnoj korelaciji s razinom virusnog opterećenja. (8)

C-reaktivni protein

CRP je reaktant akutne faze čije se koncentracije u krvi značajno povećavaju nekoliko sati nakon infekcije ili ozljede tkiva te tijekom neinfektivnih upalnih stanja. Njegova glavna funkcija je sposobnost vezanja za fosfolipidne komponente oštećenih stanica i fosfokolin na površini raznih patogena, rezultirajući njihovom eliminacijom iz cirkulacije i tkiva. (21) Otkriven je 1930. godine u serumu bolesnika oboljelih od pneumokokne pneumonije, a otkrili su ga liječnici William Smith Tillett (1892. – 1974.) i Thomas Francis Jr. (1900. – 1969.) s Rockefellerovog instituta za medicinska istraživanja u New Yorku. (22, 23) Ubraja se u proteine iz obitelji pentraksina koji čine humoralnu sastavnicu prirođenog imunosnog sustava. (24) Kliničku primjenu ima već dugi niz godina kao vrlo osjetljiv, ali nespecifičan biljeg upale.

Produkcija i otpuštanje CRP-a u cirkulaciju posljedica su stimulacije proupalnim citokinima, ponajviše IL-6, IL-1β i TNF-α. (25) Primarno mjesto sinteze CRP-a su hepatociti, a ekstrahepatalni izvori, poput stanica glatkih mišića, makrofaga, limfocita i adipocita, još uvijek nisu detaljno istraženi, no smatra se da ne pridonose značajno serumskim razinama. (24, 26, 27) Do sada je poznato nekoliko izoformi CRP-a, među kojima prevladavaju dvije: pentamerna forma ili „nativni“ oblik CRP-a (engl. native C-reactive protein, nCRP) koji je prekursor monomerne forme ili „modificiranog“ oblika CRP-a (engl. modified C-reactive protein, mCRP) s proupalnom ulogom. (27, 28) nCRP je inicijalni oblik koji se oslobađa iz jetre, a sastoji se od pet identičnih globularnih podjedinica međusobno povezanih nekovalentnim vezama u cikličku strukturu diskoidnog oblika. (26, 28) Na mjestu upale, uz pomoć aktiviranih trombocita, pentamerna forma ireverzibilno disocira u visoko aktivne monomerne forme, globularne podjedinice sastavljene od 206 aminokiselina, koje amplificiraju upalni odgovor. (26, 27)

Referentne vrijednosti CRP-a u serumu zdrave populacije niže su od 5,0 mg/L. (29) Nakon upalnog podražaja, koncentracije CRP-a počinju eksponencijalno rasti 4 – 6 sati od njegova nastanka, vršne vrijednosti dostižu unutar 48 sati, a nakon 72 sata počinju opadati te se normaliziraju oko sedmog dana po sanaciji upale. (30, 31) Poluvrijeme života CRP-a je konstantno i iznosi 19 sati, što znači da su njegove serumske razine određene količinom stvaranja, a smanjuju se nakon nestanka ili uklanjanja upalnog podražaja. (29) Kao optimalna granična vrijednost za dijagnozu infekcije definirana je koncentracija CRP-a od 50 – 100 mg/L. (31) Serumske razine CRP-a pokazale su se povezanima s ishodom antimikrobnog liječenja pa se tako porast CRP-a ≥22 mg/L nakon 48 sati od uvođenja antimikrobne terapije povezuje s neučinkovitošću primijenjene terapije, dok se pad CRP-a za 50 mg/L unutar četiri dana od početka terapije povezuje s uspjehom liječenja. (30) U kontekstu elektivne kirurgije, CRP vršne koncentracije dostiže unutar 48 sati, a nakon 72 sata počinju opadati kod operacijskih zahvata nekompliciranog tijeka oporavka. (10) Ako ne dođe do pada vrijednosti CRP-a nakon trećega poslijeoperacijskog dana, nego visoke vrijednosti perzistiraju i dalje, onda je takav nalaz indikativan za infekciju. (31) Vrijednosti CRP-a koje, prema recentnim podatcima, upućuju na razvoj poslijeoperacijskih komplikacija jesu serumske razine CRP-a iznad 150 mg/L između trećeg i četvrtog dana nakon učinjenoga kirurškog zahvata. (32)

Interleukin 6

IL-6 je citokin s dominantno proupalnim učinkom, a po sastavu je glikoprotein sačinjen od 212 aminokiselina pri čemu je 28 aminokiselina uključeno u signalni peptid. (33, 34) Do brzog povećanja njegove koncentracije dolazi u uvjetima stresa uslijed akutnih upalnih zbivanja zbog infekcije, prisutnosti kritične bolesti i oštećenja tkiva traumatskom ozljedom ili operacijom. Sudjeluje kao glavni medijator u indukciji stvaranja proteina akutne faze, mobilizira neutrofilne progenitore iz koštane srži dovodeći do periferne granulocitoze i potiče proliferaciju i diferencijaciju limfocita B i limfocita T zajedno sa stimulacijom produkcije imunoglobulina. (35–37) Otkrila ga je 1973. godine istraživačka skupina sa Sveučilišta u Osaki pod vodstvom japanskog imunologa Tadamitsu Kishimota. (38) Iako je primarno identificiran kao protein koji stimulira limfocite B na proizvodnju protutijela (engl. B cell stimulatory factor 2, BSF-2), desetljeće kasnije su otkriveni njegovi pleotropni učinci te je 1988. godine službeno preimenovan u IL-6. (34, 39) Klinički se primjenjuje kao nespecifični biljeg upale koji karakterizira povoljnija kinetika i korelacija s intenzitetom organske disfunkcije, zbog čega se pokazao kao koristan rani pokazatelj upalnog stanja i težine bolesti. (35, 40)

IL-6, kao glavni induktor sinteze proteina akutne faze, snažno pozitivno korelira s CRP-om. (35) Sukladno tomu, promjene u cirkulirajućim razinama IL-6 odražavaju naknadne promjene u cirkulirajućim razinama CRP-a. Međutim, određivanje serumskih koncentracija IL-6 ne nalazi se u širokoj rutinskoj upotrebi kao određivanje CRP-a te se stoga CRP često koristi kao surogat marker IL-6 kod različitih kliničkih entiteta. (25)

Normalne vrijednosti IL-6 u krvi zdravih pojedinaca izrazito su niske i kreću se ispod razine od 7 pg/mL. (37) Tijekom upalne stimulacije izlučuju ga različite vrste stanica među kojima su aktivirane imunosne stanice, stromalne stanice i hepatociti. (41) Brzina i visina porasta cirkulirajućih razina IL-6 razmjerno prati ozbiljnost bolesti i opseg oštećenja tkiva, a time upućuje i na lošiji konačni ishod bolesnika. (1) Poluvrijeme života IL-6 iznosi 15 sati pa je u odnosu na druge upalne citokine, koji imaju daleko kraće poluvrijeme, prikladniji kao parametar za praćenje upalne aktivnosti i ima bolji prognostički potencijal. (42) Kao granične vrijednosti za dijagnozu sindroma sustavnoga upalnog odgovora i sepse, predložene su koncentracije IL-6 od 40 pg/mL odnosno 100 pg/mL. (1) U slučaju infekcije, povišene serumske razine mogu se pratiti već unutar dva sata od njenog početka, a ako nastupi pad vrijednosti tijekom sljedećih 48 – 72 sata, takav nalaz govori u prilog uspješno primijenjene terapije. (30, 37) U kontekstu elektivne kirurgije, vrijednosti IL-6 počinju rasti dva sata nakon incizije, vršne koncentracije dostižu unutar 12 – 24 sata, a nakon 48 – 72 sata počinju opadati kod operacijskih zahvata nekompliciranog tijeka oporavka. (10) Vrlo visoke vrijednosti IL-6 prvoga poslijeoperacijskog dana, kao i visoke vrijednosti CRP-a trećega poslijeoperacijskog dana, prediktivne su za nastanak poslijeoperacijskih komplikacija. (43) Iz svega navedenog može se zaključiti da je IL-6 superiorniji u prepoznavanju poslijeoperacijskih komplikacija od CRP-a.

Prokalcitonin

PCT je funkcionalni protein, sastavljen od 116 aminokiselina, koji se primarno sintetizira u C-stanicama štitnjače kao prekursor kalcitonina, hormona uključenog u regulaciju kalcija. (44) Povijesno, prvi put se spominje 1975. godine u studiji koju su originalno objavili španjolski istraživači na čelu s Fernandom Moyom. (45) Naime, oni su prilikom istraživanja biosinteze kalcitonina u ultimobranhijalnim žlijezdama kokoši otkrili postojanje prekursora kalcitonina kojeg su nazvali prokalcitonin. (46) Tek su 1993. godine Marcel Assicot i njegovi suradnici prvi dokazali da su serumske razine PCT-a povišene u bolesnika s bakterijskom infekcijom i sepsom. (45, 47) Od tada je PCT ušao u kliničku laboratorijsku primjenu kao biljeg za dijagnostiku i praćenje infekcija.

Fiziološki se gotovo u cijelosti konvertira u kalcitonin te se u cirkulaciji zdravih ljudi nalazi u vrlo niskim koncentracijama (≤0,1 ng/mL). (48, 49) U patološkim uvjetima, bilo zbog izravne stimulacije bakterijskim endotoksinima ili neizravne stimulacije upalnim medijatorima poput IL-6, TNF-α i IL-1β, uslijed upalnog odgovora na infekciju, dolazi do njegovog povećanog stvaranja u ekstratiroidnim tkivima i leukocitima. (1, 48, 50) Ekstratiroidno sintetiziran PCT nema mogućnost pretvorbe u kalcitonin zbog čega su njegove serumske razine višestruko povišene kod bolesnika s bakterijskom infekcijom. (31, 44) Isto tako, iako u znatno manjoj mjeri, razine PCT-a mogu biti povećane i zbog neinfektivnih uzroka kao što su neki maligni neuroendokrini tumori (npr. sitnostanični karcinom pluća, medularni karcinom štitnjače, neuroendokrini tumori gastrointestinalnog trakta), akutna klinička stanja (nr. srčani arest, pankreatitis, rabdomioliza, teška trauma) i poslijeoperacijski, posebno kod kirurških zahvata na crijevima. (31)

PCT se u svakodnevnoj kliničkoj praksi koristi kao indikator bakterijske infekcije i rani dijagnostički biomarker sepse. Osim što pomaže u razlučivanju bakterijske infekcije od upalnih stanja druge etiologije, dobro korelira s težinom bolesti te je koristan za prilagođavanje antimikrobne terapije sa svrhom kvalitetnijega terapijskog zbrinjavanja bolesnika i racionalne primjene antibiotika. (44) Prema algoritmu za kritično oboljele bolesnike u JIM-u, koji objedinjuje kliničku evaluaciju i koncentracije PCT-a, započinjanje antibiotskom terapijom preporučuje se u bolesnika s razinama PCT-a ≥0,5 ng/mL, a prekidanje kad se razine PCT normaliziraju ili dođe do njihova smanjenja za 80%. (51)

Vrijeme indukcije PCT-a dulje je od citokina, ali kraće od CRP-a pa se u plazmi detektira već nakon 3 – 4 sata od početka infekcije, dok vršne koncentracije postiže u razdoblju od 6 – 12 sati i ostaje povišen sve dok traje upalni proces. (50) Ovisno o izmjerenim koncentracijama, vrijednosti PCT-a <0,5 ng/mL isključuju vjerojatnost sustavne infekcije, vrijednosti između 2 – 10 ng/mL indikativne su za sepsu, a vrijednosti ≥10 ng/mL povezane su sa septičnim šokom i razvojem komplikacija. (1, 50) Za razliku od visokih vrijednosti PCT-a kod bolesnika sa sustavnom upalnom reakcijom na bakterijsku infekciju, kod bolesnika s virusnom bolesti, upalom neinfektivne etiologije ili lokalnom infekcijom, koncentracije PCT-a su blago povišene (<2 ng/mL). (1, 49, 50) Poluvrijeme života PCT-a je dugo, u prosjeku oko 24 sata. (52) Stoga, ako nakon primjene antibiotske terapije dođe do smanjenja plazmatskih razina PCT-a za 50% tijekom 24 sata, to bi značilo učinkovito antimikrobno liječenje. (44) U kontekstu elektivne kirurgije, zanimljiva je vrijednost PCT-a kao prediktivnog biljega infektivnih komplikacija. Njegove povišene koncentracije trećega poslijeoperacijskog dana, osim što dobro koreliraju s pojavom poslijeoperacijskih infekcija, u abdominalnoj kirurgiji ukazuju na popuštanje anastomoza. (31)

Širina distribucije monocita

MDW je novi hematološki parametar s obećavajućim rezultatima kao rani biomarker infekcije i sepse. Predstavlja kvantitativnu mjeru promjena volumena cirkulirajućih monocita koje se događaju tijekom rane faze infekcije kao rezultat njihove aktivacije izazvane patogenima. (53, 54) Na proupalni infektivni podražaj monociti reagiraju određenim morfološkim i funkcionalnim promjenama, zbog čega se u sepsi može identificirati nekoliko različitih monocitnih subpopulacija. (55) Stoga, što je veća morfološka heterogenost monocita, to je veća i vrijednost MDW-a. Optimalna granična vrijednost MDW-a određena za detekciju sepse je >21,5, ako su uzroci venske krvi prikupljeni u spremnike s trikalij etilendiamintetraoctenom kiselinom (engl. tripotassium ethylenediaminetetraacetic acid, K₃EDTA), odnosno >20,0 ako su korišteni K₂EDTA spremnici. (56)

MDW je jednostavan klinički test koji se određuje iz rutinske pretrage kompletne krvne slike s diferencijalnom krvnom slikom na specijaliziranom automatskom hematološkom analizatoru. Riječ je o brzo i lako dostupnom parametru, čije rezultate ne treba dugo čekati s obzirom na to da su nalazi krvne slike gotovi ranije od biokemijskih pretraga. Od 2019. godine odobren je od strane US FDA kao rani indikator sepse u odraslih bolesnika zaprimljenih na odjel hitne medicinske službe. (54, 57) Do sada se dijagnostička točnost MDW-a pokazala usporedivom s konvencionalno dostupnim markerima sepse, štoviše posebno učinkovitim se pokazao dijagnostički model koji obuhvaća kombinaciju MDW-a kao ranog indikatora u prepoznavanju sepse te CRP-a i PCT-a kao potvrdnih indikatora. (54, 58)

Presepsin

Kad govorimo o presepsinu, onda govorimo o biljegu koji reflektira aktivaciju monocita i makrofaga kao posljedicu infektivnog podražaja. (59) Presepsin je fragment topivog oblika biljega CD14 (engl. soluble CD14 subtype, sCD14-ST). Biljeg CD14 je glikoproteinski receptor smješten na površini membrana mononuklearnih stanica (monocita i makrofaga) koji ima visoki kapacitet za vezanje lipopolisaharida. (60) Može postojati u dva oblika, od kojih je jedan vezan za membranu (engl. membrane bound CD14, mCD14), a drugi je prisutan u plazmi kao topivi oblik (engl. soluble form CD14, sCD14). (61) U plazmi sCD14 podliježe proteolizi katepsinom D te time nastaje polipeptidni fragment veličine 13 kDa, poznatiji kao presepsin. (59, 61) Otkriven je 2004. godine, kad je znanstvena skupina japanskih istraživača pod vodstvom Yasunorija Yaegashija sa Sveučilišta Iwate u Morioki pronašla do tada nepoznati oblik sCD14, čije su razine povišene u bolesnika sa sepsom u usporedbi s bolesnicima sa sindromom sustavnoga upalnog odgovora (engl. systemic inflammatory response syndrome, SIRS) i zdravim kontrolama. (60, 62) Pokazalo se da je visoko specifičan za bakterijske infekcije, a njegovo povećanje se detektira vrlo rano tijekom septičnog stanja te se danas smatra vrijednim markerom u ranoj dijagnozi, procjeni težine bolesti i prognozi sepse. (62, 63) Slično prethodno opisanim biljezima, povećanje njegovih koncentracija, osim kod bakterijskih infekcija, može se naći i u kritičnim bolestima neinfektivnog podrijetla, ali uz osnovnu razliku da to povećanje nije značajno. (64)

Presepsin odlikuje brza kinetika tako da se porast njegovih plazmatskih razina bilježi već unutar dva sata od infekcije, vršne koncentracije postiže nakon tri sata i ima vrlo kratko poluvrijeme života koje iznosi između četiri i pet sati. (65) Spomenute karakteristike čine ga superiornim u odnosu na uobičajeno korištene biljege upale u smislu ranije detekcije infektivnog zbivanja i adekvatnije prilagodbe terapije. U serumu zdravih ljudi nalazi se u vrlo niskim koncentracijama, a granične vrijednosti presepsina relevantne za interpretaciju u kontekstu sepse su <200 pg/mL za isključenje te interval između 400 – 600 pg/mL za potvrdnu dijagnozu. (65, 66)

Protein pankreasnog kamenca

PSP, također poznat i kao litostatin ili regeneracijski protein 1 alfa, jest glikoprotein sastavljen od 144 aminokiseline koji se najvećim dijelom sintetizira u acinusnim stanicama gušterače, zatim beta-stanicama Langerhansovih otočića, intestinalnim Panethovim stanicama te stanicama fundusa želuca. (67, 68) Za njegovo otkriće zaslužno je nekoliko neovisnih istraživačkih skupina koje su se bavile istraživanjima patologije pankreatitisa i dijabetesa u razdoblju 1970-ih godina. (69, 70) Iako se još uvijek istražuje, utvrđen je kao indikator stresa i sve se više koristi kao biomarker za ranu dijagnozu sepse prije pojave kliničkih simptoma. (1, 67)

U vrijeme otkrića, vjerovalo se da je funkcija PSP-a povezana s inhibicijom stvaranja kamenaca u gušterači. Danas je poznato da je povezan s upalnim promjenama gušterače i da su njegove razine umjereno povišene u bolesnika s dijabetesom tipa II i pratećim kroničnim komplikacijama, ali njegova funkcija još uvijek nije do kraja razjašnjena. (67, 71, 72) Novija istraživanja pokazala su da se pojačano izlučuje tijekom upalnih stanja ekstrapankreatičnog podrijetla i u uvjetima stresa te da djeluje kao reaktant akutne faze. (71, 72) Recentno objavljeni podatci ističu da PSP, u kontekstu sepse, ima podjednaku dijagnostičku osjetljivost kao CRP, IL-6 i PCT i veću dijagnostičku specifičnost od PCT-a. (70) Usporedba između biomarkera prikazana je u Table 1. U zdrave populacije granice referentnog intervala se kreću između 10 i 15 ng/mL, a za kliničku upotrebu u dijagnozi infekcije hospitaliziranih bolesnika određena je granična vrijednost od 44,18 ng/mL. (1, 71)

Zaključak

Upalna stanja se smatraju ozbiljnim problemom i rano prepoznavanje infektivne etiologije velik je izazov u intenzivnoj medicini. Postavljanje pravovremene dijagnoze i liječenje sepse, kao životno ugrožavajućeg stanja s visokom stopom pobola i smrtnosti, od iznimnog je značenja za poboljšanje ishoda. Strategija korištenja biomarkera upale i njihove interpretacije u sklopu kliničkih pokazatelja omogućuju dobivanje ključnih informacija za postizanje tog cilja i čine temelj personaliziranog pristupa svakom kritično oboljelom bolesniku. Iako istraživanja na području biljega upale bilježe kontinuirani napredak, još uvijek ne postoji samostalni biomarker koji je validiran za definitivnu dijagnozu sepse.

Kratice

BSF-2 čimbenik stimulacije B-stanica 2, engl. B cell stimulatory factor 2

CD površinski membranski biljezi za razlikovanje leukocita, engl. cluster of differentiation

CRP C-reaktivni protein

FDA Američka agencija za hranu i lijekove, engl. U.S. Food and Drug Administration

ICU engl. intensive care unit

IL-6 interleukin 6

JIM jedinica intenzivne medicine

K₃EDTA trikalij etilendiamintetraoctena kiselina, engl. tripotassium ethylenediaminetetraacetic acid

mCD14 biljeg CD14 vezan za membranu, engl. membrane bound CD14

mCRP „modificirani“ oblik C-reaktivnog proteina, engl. modified C-reactive protein

MDW širina distribucije monocita, engl. monocyte distribution width

nCRP „nativni“ oblik C-reaktivnog proteina, engl. native C-reactive protein

NIH Nacionalni institut za zdravlje, engl. National Institutes of Health

NLR neutrofilno/limfocitni omjer, engl. neutrophil to lymphocyte ratio

PCT prokalcitonin, engl. procalcitonin

PSP protein pankreasnog kamenca, engl. pancreatic stone protein

sCD14 topljivi oblik biljega CD14, engl. soluble form CD14

sCD14-ST podtip topljivog oblika biljega CD14, engl. soluble CD14 subtype

SIRS sindrom sustavnoga upalnog odgovora, engl. systemic inflammatory response syndrome

TNF-α tumor-nekrotizirajući čimbenik alfa, engl. tumor necrosis factor-alpha

INFORMACIJE O SUKOBU INTERESA

Autori nisu deklarirali sukob interesa relevantan za ovaj rad.

INFORMACIJA O FINANCIRANJU

Za ovaj članak nisu primljena financijska sredstva.

DOPRINOS AUTORA

Koncepcija ili nacrt rada: HO, JP

Prikupljanje, analiza i interpretacija podataka: HO, BŠ

Pisanje prve verzije rada: HO, BŠ

Kritička revizija: JP

LITERATURA

<jrn>3. Shah A, Grimberg DC, Inman BA. Classification of molecular biomarkers. Soc Int Urol J. 2020;1(1):8–15.</jrn>

<jrn>9. Farkas JD. The complete blood count to diagnose septic shock. J Thorac Dis. 2020;12 Suppl 1:S16–21.PubMed</jrn>

<jrn>29. Mužina Mišić D, Zovak M, Kopljar M, Čiček S, Bilić Z. Comparison of C-reactive protein levels in serum and peritoneal fluid in early diagnosis of anastomotic leakage after colorectal surgery. Acta Clin Croat. 2023;62(1):11–8.PubMed</jrn>

<jrn>72. Fidalgo P, Nora D, Coelho L, Povoa P. Pancreatic stone protein: review of a new biomarker in sepsis. J Clin Med. 2022;11(4):1085.PubMedhttps://doi.org/10.3390/jcm11041085</jrn>

Figure 1. Clinical interpretation of white blood cell count. The description of the figure is provided in the text.

Table 1. Comparison of inflammatory biomarkers (30, 37, 50, 59, 65, 70)

CRP – C-reaktivni protein / C-reactive protein; IL-6 – interleukin 6 / interleukin-6; PCT – prokalcitonin / procalcitonin; PSP – protein pankreasnog kamenca / pancreatic stone protein