Biomarkery v diagnostice neonatální sepse

Biomarkers in the diagnosis of neonatal sepsis

Neonatal sepsis (NS) is defined as a presence of microorganisms in primarily sterile body fluids and a presence of clinical and/or laboratory signs of a systemic inflammatory response. Given that clinical signs of sepsis are non-specific and the sensitivity of blood culture is low, biological indicators (biomarkers) of infection are essential for the diagnosis and rational therapy of NS.

In this comprehensive paper authors present the current possibilities of determining biomarkers in the diagnosis of NS. Commonly used biomarkers are changes in leukocyte and neutrophil counts, C-reactive protein, procalcitonin and interleukin-6. However, sensitivity and specificity of these standard markers are relatively low in the first hours after birth. Biomarkers of NS that are under intensive reasearch are acute-phase proteins, cytokines, leukocyte surface antigens and their soluble forms. Recent studies present the possibility of diagnosing infection by detecting extracellular vesicles (apoptotic bodies, microparticles, exosomes), which are released by cells after exposure to various stress signals, including infection.

The aim of the comprehensive paper is to evaluate the standard biomarkers of NS and presentation of new biomarkers that have the potential to refine the diagnosis and therapy of NS.

Keywords:

Neonatal sepsis – diagnostics – biomarker

Autori: Z. Straňák ^1,2; K. Boráková ¹
Pôsobisko autorov: Ústav pro péči o matku a dítě, Praha ¹; 3. lékařská fakulta, Univerzita Karlova, Praha ²
Vyšlo v časopise: Čes-slov Pediat 2021; 76 (1): 55-62.
Kategória: Přehledový článek

Súhrn

Novorozenecká sepse (NS) je definována na základě přítomnosti mikrobů v primárně sterilních tělních tekutinách a přítomnosti klinických a/nebo laboratorních známek systémové zánětlivé odpovědi. Vzhledem k nespecifickým klinickým projevům sepse a nízké senzitivitě hemokultury jsou pro diagnostiku a racionální terapii NS zásadní biologické ukazatele (biomarkery) infekce.

V souborném referátu autoři prezentují současné možnosti stanovení biomarkerů v diagnostice NS. Standardně používanými biomarkery jsou změny v počtu leukocytů a neutrofilů, C-reaktivní protein, prokalcitonin a interleukin-6. Senzitivita a specificita u těchto standardně používaných markerů jsou však v prvních hodinách po narození relativně nízké. Intenzivně studovanými biomarkery NS jsou proteiny akutní fáze, cytokiny, povrchové antigeny leukocytů a jejich solubilní formy. Recentní studie prezentují možnost diagnostikovat infekci pomocí detekce extracelulárních vezikul (apoptotická tělíska, mikropartikule, exozomy), které jsou uvolňovány buňkami působením různých stresových signálů včetně infekce.

Cílem souborného referátu je zhodnocení standardně používaných biomarkerů NS a prezentace nových biomarkerů, které mají potenciál zpřesnit diagnostiku a terapii NS.

Klíčová slova:

novorozenecká sepse – diagnostika – biomarker

ÚVOD

Novorozenecká sepse je jednou z nejčastějších příčin mortality a závažné morbidity u nedonošených i donošených novorozenců. Novorozenecká sepse je definována na základě přítomnosti mikrobů v primárně sterilních tělních tekutinách (krev, mozkomíšní mok, moč, pleurální tekutina apod.) a přítomnosti klinických a/nebo laboratorních známek systémové zánětlivé odpovědi (systemic inflammatory response syndrome, SIRS).

Novorozeneckou sepsi rozdělujeme na časnou a pozdní. Časná novorozenecká sepse (early onset sepsis, EOS) je definována rozvojem klinických příznaků sepse v prvních 72 hodinách po porodu. Pozdní novorozenecká sepse (late onset sepsis, LOS) je infekční komplikace, která vzniká po 72 hodinách života nejčastěji horizontálním přenosem mikroorganismů [1].

Klinické projevy neonatální sepse jsou nespecifické a mohou být často interpretovány chybně (např. u nedonošených novorozenců se syndromem dechové tísně a oběhovou nestabilitou nebo u donošených asfyktických novorozenců se syndromem multiorgánové dysfunkce) [2].

Vzhledem k nespecifickým klinickým projevům sepse jsou pro diagnostiku a racionální terapii zásadní laboratorní metody. Laboratorní diagnostika sepse je principiálně rozdělena do dvou oblastí: 1. detekce etiologického agens (část mikrobiologická, která není předmětem sdělení) a 2. identifikace senzitivních a specifických biomarkerů sepse.

Biomarker (biologický ukazatel) je celulární nebo molekulární indikátor expozice, účinku a vnímavosti. Pomocí biomarkerů je možné měřit biologicky účinnou dávku, časnou biologickou odpověď, alteraci struktur nebo funkcí a vnímavost organismu na infekci. Ideální biomarker by měl mít vysokou senzitivitu (100%), specificitu >85 %, vysokou negativní prediktivní hodnotu (100 %) a pozitivní prediktivní hodnotu >85 %. Důležitými charakteristikami biomarkerů jsou schopnost rozlišit etiologii systémové zánětlivé odpovědi (infekční versus non-infekční) a krátký biologický poločas (rychlý vzestup hladiny biomarkeru při rozvoji sepse s následným rychlým poklesem). Podle naměřené hodnoty biomarkeru je možné indikovat a/nebo ukončit antibiotickou terapii. Při laboratorním měření biomarkeru jsou důležité standardizované postupy (bez rozdílu v použitém testu a laboratoři), standardní a spolehlivé referenční hodnoty, minimální laboratorní náročnost, dostupnost, rychlá proveditelnost a příznivý poměr výkon/cena [3].

BUNĚČNÉ MARKERY – KREVNÍ OBRAZ

Počet leukocytů, absolutní počet neutrofilů a počet nezralých forem, poměr nezralých a všech neutrofilů (I/T) jsou parametry, které jsou běžně používány jako screeningové testy v diagnostice sepse, přestože jejich senzitivita a specificita v predikci sepse je relativně nízká (především absolutní počet leukocytů má v diagnostice časné novorozenecké sepse malý význam). Výrazná leukopenie, neutropenie a posun doleva, resp. I/T >0,2 jsou asociovány se sepsí a mají také významnou negativní prediktivní hodnotu (při opakovaně normálních hodnotách je infekce velmi nepravděpodobná). Při interpretaci krevního obrazu je nutné brát v úvahu, že abnormální výsledky mohou být ovlivněny i jinými faktory včetně gestačního stáří a chronologického věku (např. dolní hranice normy neutrofilů je při narození 3500/mm³ u novorozence >36. gestační týden, 1000/mm³ pro děti narozené mezi 28.–36. gestačním týdnem a 500/mm³ pro těžce nezralé novorozence <28. gestační týden). Hladina neutrofilů se postupně po narození zvyšuje a dosahuje maximálních hodnot v 6.–8. hodině života (později u těžce nezralých novorozenců), kdy jsou dolní hranice normy pro výše uvedené skupiny novorozenců 7500/mm³, 3500/mm³ a 1500/mm³). Počty neutrofilů jsou nižší u novorozenců po elektivním císařském řezu, preeklampsii, placentární insuficienci nebo prolongované expozici zánětlivým signálům (např. intraamniální infekce, chorioamnionitida). Hladiny trombocytů mají podobně jako leukocyty nízkou senzitivitu a specificitu v diagnostice novorozenecké sepse, resp. časná trombocytopenie není prediktivní pro časnou sepsi a může být asociovaná s perinatálními stimuly [4, 5–8].

PROTEINY AKUTNÍ FÁZE

Proteiny akutní fáze jsou endogenní peptidy primárně produkované v játrech během akutní zánětlivé odpovědi organismu na infekční a/nebo jiný podnět (trauma, šok, nekróza tkání, apoptóza, anafylaxe).

C-reaktivní protein (CRP)

CRP je produkován v hepatocytech po jejich stimulaci cytokiny (IL-1β, IL-6, IL-8, TNF) při zánětlivé reakci. CRP má funkci opsonizační, účastní se aktivace komplementu a aktivuje expresi pro-inflamatorních mediátorů. Biologický poločas CRP je 19 hodin. Vzestup hladiny CRP v séru můžeme detekovat za 6–8 hodin (maximum za 24–48 hodin po zahájení zánětlivé odpovědi). Během akutní fáze zánětu se hodnota CRP může zvýšit až tisícinásobně [9, 10]. Nevýhodou stanovení CRP v prvních dnech po narození je skutečnost, že koncentrace CRP může být ovlivněna neinfekčními komplikacemi, které vznikají v perinatálním období. Koncentrace CRP může být zvýšená u novorozenců s porodním traumatismem [11], syndromem aspirace mekonia [12] a po aplikaci naturálního surfaktantu [13]. Kinetika CRP v prvních dnech po narození je závislá na gestačním stáří novorozence. U nedonošených novorozenců je nižší odpověď na infekční inzult ve srovnání s donošenými novorozenci [14].

CRP je však, i přes zmíněné výhrady, doposud nejvíce studovaným a nejčastěji používaným biomarkerem infekce. Stanovení CRP je všeobecně dostupné, rychlé, levné, srovnatelné a relativně neinvazivní (přibližně 200 µl krve). Klinické studie však opakovaně prokázaly nízkou senzitivitu CRP v iniciální fázi EOS a variabilní specificitu CRP. Senzitivita a specificita jsou signifikantně závislé na zvolené hladině významnosti (1,5–20 mg/L). Senzitivita i specificita CRP se výrazně zvyšují 12–24 hodin po začátku sepse [15]. Recentní meta-analýza, která hodnotila 28 studií (2661 pacientů), prokázala senzitivitu 0,71 (0,63–0,78) a specificitu 0,88 (0,80–0,93). Při hladině významnosti CRP >10 mg/L byla senzitivita 0,85 (0,72–0,98) a specificita 0,93 (0,82–1,00). Výsledky meta-analýzy s ohledem na hladinu významnosti CRP jsou uvedeny v tabulce 2. Vyšetření CRP v rámci diagnostiky EOS je proto vhodné vždy kombinovat s dalšími biomarkery EOS (IL-6, IL-8, PCT, presepsin). Při použití kombinace CRP a PCT byla zaznamenána senzitivita 0,91 (0,84–0,95) a specificita 0,89 (0,81–0,93) [16]. Studie, která hodnotila kombinaci CRP + IL-8 prokázala senzitivitu 80 % a specificitu 87 % při hladinách významnosti CRP >10 mg/L a IL-8 70 pg/ml [17]. Senzitivita 89 % a specificita 73 % byla zaznamenána při měření CRP (hladina významnosti >10 mg/L) v kombinaci s IL-6 (hladina významnosti >18 pg/ml) [18]. Prezentované studie hodnotí význam vyšetření u novorozenců s klinickými příznaky sepse a/nebo prokázanou EOS (pozitivní hemokultura). Neexistuje však jednoznačný postup pro ukončení a/nebo pokračování antibiotické léčby u asymptomatických novorozenců s pozitivitou CRP [14].

Prokalcitonin (PCT)

PCT je produkovaný za fyziologických podmínek C buňkami štítné žlázy jako prekurzor hormonu kalcitoninu. V případě infekce je PCT produkován v parenchymatózních orgánech a buňkách neuroendokrinního systému, pre-dominantně v hepatocytech (po stimulaci IL-6 a TNF-α) a monocytech (po stimulaci lipopolysacharidy (LPS)). Hladiny cirkulujícího PCT jsou u zdravých pacientů velmi nízké ≤0,1 ng/ml. Při virové infekci dosahují hladiny PCT 1,5 ng/ml, ale při bakteriální etiologii se koncentrace PCT mohou zvýšit na hodnoty ≥1000 ng/ml. Hladina PCT vzrůstá 3–4 hodiny po expozici bakteriálním endotoxinem s maximem v 8.–12. hodině. Po vzestupu hladiny PCT následuje fáze plateau (přibližně do 24. hodiny po inzultu). Biologický poločas PCT je 25–30 hodin. PCT velmi rychle klesá během terapie antibiotiky, a proto je vhodný k monitorování úspěšnosti léčby. Senzitivita a specificita PCT v diagnostice EOS je ovlivněna fyziologickým zvýšením PCT po porodu v prvních 48 hodinách a neonatální morbiditou (syndrom dechové tísně, intrakraniální krvácení, oběhové selhání, hypoxie, pneumothorax, resuscitace). V porovnání s bakteriální infekcí jsou však hodnoty PCT při neinfekčních komplikacích nižší [19, 20].

Recentní meta-analýza prokázala senzitivitu PCT pro diagnostiku EOS 0,85 (0,79–0,89) a specificitu 0,84 (0,78–0,89). Senzitivita PCT byla vyšší při koncentracích 0,5–1 ng/mL: 0,88 (0,82–0,95) a specificita při hladinách významnosti PCT 1,5–2 ng/mL: 0,90 (0,77–1,00). Výsledky meta-analýzy s ohledem na hladinu významnosti PCT jsou uvedeny v tabulce 2 [16].

Sérový amyloid A (SAA)

SAA patří do skupiny apoproteinů asociovaných s HDL (high density lipoproteins). Cirkulující SAA se syntetizuje v játrech po stimulaci hepatocytů cytokiny (IL-1, IL-6 a TNF). SAA ovlivňuje chemotaxi, adhezi a fagocytózu. V klinické praxi se používá stanovení SAA pro detekci infekce (bakteriální i virové), traumat a myokardiální dysfunkce. Senzitivita a specificita SAA v diagnostice EOS je vyšší než u CRP (viz tab. 1). SAA se momentálně používá v diagnostice EOS pouze v rámci vědecko-výzkumných projektů, ale s ohledem na publikovaná data má stanovení SAA (v kombinaci s dalšími biomarkery) vysoký potenciál [21–23]

**Tab. 1. Validita biomarkerů časné novorozenecké sepse [48].**

Mannose-binding lectin (lektin vážící manózu, MBL)

MBL je sérový protein produkovaný hepatocyty, který patří do skupiny opsoninů. Snížená koncentrace MBL byla asociována se zvýšeným rizikem EOS. Nejnižší koncentrace byly zaznamenány u zemřelých novorozenců a novorozenců se septickým šokem. MBL je velmi slibným biomarkerem neonatální sepse. Hladiny významnosti, senzitivita a specificita u EOS jsou momentálně intenzivně studovány [24].

Lipopolysaccharide-binding protein (protein vážící lipopolysacharid, LBP)

LBP je protein akutní fáze, který je zodpovědný za přenos endotoxinu (lipopolysacharid) k CD14 receptorům monocyto/makrofágového systému. CD14 receptory interagují s Toll-like receptory-4 (TLR4) s následnou iniciací produkce cytokinů, která spouští kaskádu zánětlivé reakce při gramnegativní i grampozitivní infekci. LBP můžeme detekovat při bakteriální a mykotické infekci, kdy dochází k vzestupu LBP během 6–8 hodin od začátku infekce a zvýšená hladina LBP perzistuje déle než 24 hodin (diagnostické okno). LBP není detekovatelný při virové infekci. Přestože existují příznivá data s ohledem na význam stanovení LBP u EOS (příznivý profil ve srovnání s PCT, CRP a solubilním CD14), není tento biomarker rutinně používán v klinické praxi [25–28].

Interalpha inhibitor proteins (IaIp)

IaIp jsou endogenní plazmatické proteiny (primárně produkované hepatocyty), které působí jako inhibitory proteáz serinu. Plazmatické koncentrace IaIp jsou za fyziologických podmínek relativně vysoké, ale signifikantně klesají v průběhu neonatální sepse. IaIp s hladinou významnosti ≤177 mg/L má vysokou senzitivitu (90 %) a specificitu (99 %) u novorozenecké sepse. Hladiny významnosti pro EOS však nejsou momentálně dostupné [29–31].

Další proteiny akutní fáze (A-1 antitrypsin, Fibronectin, Haptoglobin, Lactoferrin, Neopterin, Orosomucoid) nejsou rutinně užívány v klinické praxi, přestože byly zaznamenány signifikantní vzestupy koncentrace těchto biomarkerů u novorozenecké sepse.

CYTOKINY

Cytokiny jsou základní regulátory imunitního systému, tkáňové hormony (proteiny) produkované leukocyty a jinými buňkami, které působí prostřednictvím specifických receptorů na různé buňky imunitního systému. Většina cytokinů je ve svých účincích pleiotropní (působí na několik různých druhů buněk), často působí v kaskádě (jeden cytokin indukuje tvorbu druhého) a celý cytokinový systém je do určité míry redundantní (jednotlivé cytokiny mohou být často nahrazeny jinými). Cytokiny se dělí do několika skupin: interleukiny, chemokiny, interferony a transformující růstové faktory [32].

Přestože zánětlivá odpověď novorozence (bez ohledu na gestační stáří) je nezralá, řada recentních studií prokázala u novorozenců vyšší procentuální zastoupení IL-6 a IL-8 produkujících buněk než v dospělé populaci. Stanovení koncentrace cytokinů v diagnostice EOS je zásadní, protože se jedná o časné markery zánětlivé odpovědi.

Interleukin 6 (IL-6)

IL-6 je typický pleiotropní cytokin produkovaný různými buňkami při infekci a poškození tkání. IL-6 indukuje syntézu proteinů akutní fáze (CRP, LBP). Hodnoty IL-6 u zdravých jedinců jsou na hranici detekce, ale při infekci dochází k rychlému vzestupu koncentrace IL-6, který je patrný během 2–4 hodin po stimulu (s maximem v 6.–8. hodině). Signifikantní vzestup koncentrace IL-6 předchází vzestupu CRP (graf 1). Hladina významnosti IL-6 je velmi variabilní v závislosti na způsobu a době vyšetření (pupečníková krev, vyšetření okamžitě po porodu, vyšetření v prvních 24 hodinách a po prvním dnu). Senzitivita a specificita IL-6 v diagnostice EOS je ovlivněna zvolenými hodnotami hladiny významnosti. Stanovení koncentrace IL-6 v pupečníkové krvi může odlišit systémovou zánětlivou odpověď plodu a EOS. Kombinace vyšetření IL-6 a CRP u EOS během prvních 48 hodin zvyšuje senzitivitu a specificitu biomarkerů [18, 33].

Kinetika standardně používaných biomarkerů novorozenecké
sepse [49]. — **Graf 1. Kinetika standardně používaných biomarkerů novorozenecké sepse [49].**

Recentní meta-analýza prokázala senzitivitu IL-6 pro diagnostiku EOS 0,77 (0,73–0,81) a specificitu 0,91 (0,86–0,94). V analyzovaných studiích byla definována hladina významnosti 18,9–24,9 pg/ml. Hladiny významnosti v této meta-analýze jsou výrazně nižší v porovnání s hladinami IL-6 ve studiích, které nebyly součástí meta-analýzy [34]. (Poznámka autorů: při diagnostice EOS považujeme za pozitivní hodnotu IL-6 >100 pg/ml při prvním vyšetření okamžitě po narození a hodnotu IL-6 >200 pg/ml při kontrolním vyšetření v prvních 24 hodinách).

Interleukin 8 (IL-8)

IL-8 je pro-inflamatorní mediátor zánětlivé odpovědi produkovaný monocyty, makrofágy a endotelovými buňkami po stimulaci polysacharidy a TNF-α. IL-8 reguluje migraci a aktivaci leukocytů. Koncentrace IL-8 se rychle zvyšuje během 1–3 hodiny po infekčním inzultu (kinetika podobná jako u IL-6). Koncentrace IL-8 je signifikantně vyšší u novorozenců s EOS ve srovnání s novorozenci bez EOS. IL-8 má relativně vysokou senzitivitu v diagnostice EOS při hladině významnosti 70 pg/ml [35, 36].

Interleukin 10 (IL-10)

IL-10 patří do skupiny anti-inflamatorních mediátorů zánětlivé odpovědi a je důležitý pro regulaci zánětlivé odpovědi a udržení rovnováhy imunitní odpovědi. Novorozenci mají sníženou schopnost exprese IL-10. Neadekvátně vysoká protizánětlivá odpověď může vést k supresi imunitní reakce, horší prognóze a vyšší mortalitě. IL-10 predikuje orgánové postižení u závažné EOS na hladině významnosti 17,3 pg/ml (senzitivita 92 %, specificita 84 %) [37, 38].

Interleukin 35 (IL-35)

IL-35 má zásadní úlohu v regulaci a formování imunitní odpovědi. IL-35 je důležitým anti-inflamatorním mediátorem, který inhibuje proliferaci T lymfocytů. Du WX et al. prokázali vyšší senzitivitu a specificitu IL-35 v diagnostice EOS ve srovnání s PCT, CRP a počtem leukocytů. Validita IL-35 je zachycena v tabulce 1 [39, 40].

Tumor necrosis factor (TNF)

TNF je pro-inflamatorní cytokin/chemokin, který produkují aktivované fagocyty při zánětlivé odpovědi. Biologická charakteristika TNF je srovnatelná s IL-6 (tzn. vzestup TNF 2–4 hodiny po infekčním inzultu). Hladiny TNF nejsou ovlivněny gestačním a chronologickým stářím novorozence. Senzitivita a specificita měření TNF v diagnostice EOS závisí na zvolené hladině významnosti [36, 41].

Resistin

Resistin je polypeptid produkovaný bílou tukovou tkání, který se uvolňuje při zánětlivé a autoimunní odpovědi. Při hodnotách hladiny významnosti 28,1 ng/ml má resistin vysokou senzitivitu a specificitu v diagnostice EOS [42].

Granulocyte colony stimulating factor (faktor stimulující kolonie granulocytů, G-CSF)

G-CSF je mediátor uvolňovaný z kostní dřeně. G-CSF stimuluje tvorbu a diferenciaci neutrofilů. Koncentrace G-CSF ≥200 pg/ml je relativně spolehlivým parametrem bakteriální a mykotické EOS (viz tab. 1).

POVRCHOVÉ LEUKOCYTÁRNÍ ANTIGENY

Specifické leukocytární antigeny jsou masivně exprimovány po aktivaci zánětlivých buněk bakteriálními antigeny. Intenzivně studovanými biomarkery časné a pozdní novorozenecké sepse jsou povrchové neutrofilní antigeny CD11b a CD64, jejichž exprese velmi rychle stoupá po kontaktu neutrofilu s bakteriálním endotoxinem nebo jiným bakteriálním produktem. Neutrofilní antigeny jsou senzitivním markerem časné novorozenecké sepse a vhodným komplementárním biomarkerem standardně používaných biomarkerů. Problémem vyšetření je dostupnost, relativně komplikovaná pre-analytická fáze vyšetření a finanční náročnost [43].

Presepsin (solubilní fragment CD14-ST, sCD 14-ST) – fragment, který vzniká odštěpením glykoproteinu CD14 (membránový komplex na povrchu monocytů a makrofágů). CD14 je receptorem pro grampozitivní a gramnegativní lipopolysacharidové (LPS) komplexy a specifický LPS-vazebný protein (lipopolysaccharide binding protein, LBP). Po navázání CD14 na LPS-LBP komplex dochází k aktivaci nitrobuněčné zánětlivé odpovědi přes Toll-like receptor a spuštění zánětlivé kaskády jako reakce na infekci. Následná fagocytóza a aktivace plazmatických proteáz vede ke štěpení CD14 a vzniku solubilního fragmentu sCD14-ST – presepsinu. Výhodou, ale současně i limitací při stanovení presepsinu je jeho kinetika. K vzestupu koncentrace presepsinu dochází přibližně 2 hodiny po infekčním inzultu s maximem po 3 hodinách. Poločas rozpadu presepsinu se udává 4–5 hodin. Z uvedené charakteristiky může být presepsin vhodným biomarkerem EOS. Zásadním problémem validity presepsinu u novorozenců jsou faktory, které mohou ovlivnit hladinu presepsinu v prvních hodinách po narození: způsob porodu (po porodu císařským řezem jsou hladiny vyšší), gestační stáří (vyšší hodnoty u extrémně nezralých novorozenců) a přítomnost chorioamnionitidy (vyšší hodnoty u novorozenců s prokázanou chorioamnionitidou) [44, 45]. Recentní meta-analýza prokázala senzitivitu presepsinu pro diagnostiku EOS 0,94 (0,80–0,99) a specificitu 0,98 (0,87–1,00). Senzitivita presepsinu byla vyšší při koncentracích 722 ng/L ve srovnání s hladinou významnosti 539 ng/L. Výsledky meta-analýzy s ohledem na hladiny významnosti presepsinu jsou uvedeny v tabulce 2 [16]. Slabou stránkou meta-analýzy je skutečnost, že byly hodnoceny společně EOS a LOS.

Výsledky meta-analýzy významnosti měření C-reaktivního proteinu, prokalcitoninu a presepsinu v diagnostice časné novorozenecké
sepse [16]. — **Tab. 2. Výsledky meta-analýzy významnosti měření C-reaktivního proteinu, prokalcitoninu a presepsinu v diagnostice časné novorozenecké sepse [16].**

Srovnání kinetiky presepsinu se standardně používanými biomarkery infekce je uvedeno v grafu 2.

Srovnání senzitivity a specificity presepsinu a standardních
biomarkerů infekce [50].<br>
(WBC – leukocyty, CRP – C-reaktivní protein, PCT – prokalcitonin) — Graf 2. Srovnání senzitivity a specificity presepsinu a standardních biomarkerů infekce [50].
(WBC – leukocyty, CRP – C-reaktivní protein, PCT – prokalcitonin)

NOVÉ BIOMARKERY INFEKCE: EXTRACELULÁRNÍ VEZIKULY, MIKROPARTIKULE

Mezibuněčná komunikace, která slouží k udržení homeostázy, je principiálně založena na šíření signálů. Komunikaci zajišťují kromě extracelulárních molekul i tzv. extracelulární vezikuly (EVs). Extracelulární vezikuly jsou uvolňovány buňkami působením různých stresových signálů včetně infekce. Existují tři hlavní typy EVs: apoptotická tělíska, mikropartikule a exozomy, které jsou tvořeny lipidovou dvojvrstvou, specifickými proteiny a genetickým materiálem mateřské buňky [46].

Intenzivně studovanými extracelulárními vezikulami jsou mikropartikule produkované destičkami (Platelet Derived Microparticules, PMP), které patří k nejpočetnější skupině mikropartikulí v krvi. Zvýšené počty mikropartikulí při bakteriálních zánětech jsou potvrzeny mnoha studiemi a cirkulující PMP hrají důležitou roli v patofyziologii multiorgánové dysfunkce a sepse. Zvýšené plazmatické koncentrace PMP jsou adjuvantním znakem aktivace destiček, vzniku tromboembolických komplikací, zánětu a endoteliální dysfunkce [47]. Změny v koncentraci PMP mohou predikovat prognózu sepse a optimalizovat terapeuticko-diagnostický protokol systémové zánětlivé odpovědi. PMP představují nejjednodušší detekovatelnou populaci MP v plazmě vzhledem k jejich vysokému počtu a relativně vysoké úrovni exprese receptoru fibrinogenu a integrinu α_IIbβ3 (CD41), které mohou sloužit jako jejich marker. Přítomnost PMP v krevní plazmě může být analyzována pomocí průtokové cytometrie s využitím fluorescenčně značených monoklonálních protilátek proti antigenům specifickým pro destičky.

ZÁVĚR

Pro diagnostiku časné novorozenecké sepse (EOS) neexistuje momentálně jednoznačně spolehlivý biomarker infekce. V případě podezření na EOS je nutné stanovit iniciálně hladiny více biomarkerů (leukocyty, neutrofily, poměr I:T, CRP, PCT, presepsin, IL-6) a vyšetření opakovat v prvních 24 hodinách k posouzení jejich dynamiky. Negativní výsledky biomarkerů nevylučují možnost EOS. Vyšetření biomarkerů je vždy nutné posuzovat s ohledem na rizikové perinatální příčiny klinického stavu novorozence (orgánové selhání). U pozdní novorozenecké sepse jsou naopak biomarkery velmi spolehlivým parametrem infekce.

V budoucnosti jsou (po zjednodušení a zpřístupnění laboratorních metod) potencionálními kandidáty v diagnostice EOS povrchové leukocytární antigeny, solubilní formy povrchových antigenů (presepsin) a extracelulární vezikuly (zvláště destičkové mikropartikule).

Práce byla podpořena výzkumným projektem NV 17-31403A.

Došlo: 10. 6. 2020
Přijato: 19. 9. 2020
Korespondující autor:
MUDr. Kristýna Boráková
Ústav pro péči o matku a dítě
Podolské nábřeží 157
147 00 Praha 4
e-mail: kristyna.borakova@upmd.eu

Zdroje

1. Shane AL, Stoll BJ. Neonatal sepsis: progress towards improved outcomes. J Infect. 2014; 68 (Suppl 1): S24–S32.

2. Simonsen K, Anderson-Berry A, Delair S, et al. Early-onset neonatal sepsis. Clin Microbiol Rev 2014; 27 (1): 21–47.

3. Hendricks-Munoz K, Xu J, Mally P. Biomarkers for neonatal sepsis: recent developments. Res Rep Neonatol 2014; 2014: 157–168.

4. Gerdes JS. Clinicopathologic approach to the diagnosis of neonatal sepsis. Clin Perinatol 1991; 18: 361–381.

5. Hornik CP, Benjamin DK, Becker KC, et al. Use of the complete blood cell count in early-onset neonatal sepsis. Pediatr Infect Dis J 2012; 31: 799–802.

6. Schmutz N, Henry E, Jopling J, et al. Expected ranges for blood neutrophil concentrations of neonates: the Manroe and Mouzinho charts revisited. J Perinatol 2008; 28 (4): 275–281.

7. Manroe BL, Weinberg AG, Rosenfeld CR, Browne R. The neonatal blood count in health and disease. I. Reference values for neutrophilic cells. J Pediatr 1979; 95: 89–98.

8. Del Vecchio A. Evaluation and management of thrombocytopenic neonates in the intensive care unit. Early Hum Dev 2014; 90 (Suppl 2): S51–55.

9. Volanakis JE. Human C-reactive protein: expression, structure, and function. Mol Immunol 2001; 38: 189–197.

10. Pepys MB. Hirschfield GM: C-reactive protein: a critical update. J Clin Invest 2003; 111: 1805–1812.

11. Kääpä P, Koistinen E. Maternal and neonatal C-reactive protein after interventions during delivery. Acta Obstet Gynecol Scand 1993; 72 (7): 543–546.

12. Oliveira CPL, Flôr-de-Lima F, Rocha GMD, et al. Meconium aspiration syndrome: risk factors and predictors of severity. J Matern Fetal Neonatal Med 2019; 32 (9): 1492–1498.

13. el Hanache A, Gourrier E, Karoubi P, et al. Modification of C-reactive protein after instillation of natural exogenous surfactants. Arch Pediatr 1997; 4 (1): 27–31.

14. Hofer N, Zacharias E, Müller W, et al. An update on the use of C-reactive protein in early-onset neonatal sepsis: current insights and new tasks. Neonatology 2012; 102 (1): 25–36.

15. Benitz WE, Han MY, Madan A, et al. Serial serum C-reactive protein levels in the diagnosis of neonatal infection. Pediatrics 1998; 102: E41.

16. Ruan L, Chen GY, Liu Z, et al. The combination of procalcitonin and C-reactive protein or presepsin alone improves the accuracy of diagnosis of neonatal sepsis: a meta-analysis and systematic review. Crit Care 2018; 22 (1): 316.

17. Franz AR, Bauer K, Schalk A, et al. Measurement of interleukin 8 in combination with C-reactive protein reduced unnecessary antibiotic therapy in newborn infants: a multicenter, randomized, controlled trial. Pediatrics 2004; 114 (1): 1–8.

18. Laborada G, Rego M, Jain A, et al. Diagnostic value of cytokines and C-reactive protein in the first 24 hours of neonatal sepsis. Am J Perinatol 2003; 20 (8): 491–501.

19. Pacifico L, Osborn JF, Natale F, et al. Procalcitonin in pediatrics. Adv Clin Chem 2013; 59: 203–263.

20. Chiesa C, Pacifico L, Osborn JF, et al. Early-onset neonatal sepsis: still room for improvement in procalcitonin diagnostic accuracy studies. Medicine 2015; 94: e1230.

21. Arnon S, Litmanovitz I, Regev RH, et al. Serum amyloid A: an early and accurate marker of neonatal early-onset sepsis. J Perinatol 2007; 27 (5): 297–302.

22. Malle E, De Beer FC. Human serum amyloid A (SAA) protein: a prominent acute-phase reactant for clinical practice. Eur J Clin Invest 1996; 26: 427–435.

23. Nakayama T, Sonoda S, Urano T, et al. Monitoring both serum amyloid A protein and C-reactive protein as inflammatory markers in infectious diseases. Clin Chem 1993; 39: 293–297.

24. Wahab Mohamed WA, Saeed MA. Mannose-binding lectin serum levels in neonatal sepsis and septic shock. J Matern Fetal Neonatal Med 2012; 25 (4): 411–414.

25. Behrendt D, Dembinski J, Heep A, et al. Lipopolysaccharide binding protein in preterm infants. Arch Dis Child Fetal Neonatal Ed 2004; 89: F551–F554.

26. Pavcnik-Arnol M, Hojker S, Derganc M. Lipopolysaccharide-binding protein in critically ill neonates and children with suspected infection: comparison with procalcitonin, interleukin-6, and C- reactive protein. Intens Care Med 2004; 30: 1454–1460.

27. Berner R, Furll B, Stelter F, et al. Elevated levels of lipopolysaccharide-binding protein and soluble CD14 in plasma in neonatal early-onset sepsis. Clin Diagn Lab Immunol 2002; 9: 440–445.

28. Pavcnik-Arnol M, Hojker S, Derganc M. Lipopolysaccharide-binding protein, lipopolysaccharide, and soluble CD14 in sepsis of critically ill neonates and children. Intens Care Med 2007; 33 (6): 1025–1032.

29. Baek YW, Brokat S, Padbury JF, et al. Inter-a inhibitor proteins in infants and decreased levels in neonatal sepsis. J Pediatr 2003; 143 (1): 11–15.

30. Balduyck M, Albani D, Jourdain M, et al. Inflammation-induced systemic proteolysis of inter-alpha-inhibitor in plasma from patients with sepsis. J Lab Clin Med 2000; 135: 188–198.

31. Chaaban H, Singh K, Huang J, et al. The role of interalpha inhibitor proteins in the diagnosis of neonatal sepsis. J Pediatr 2009; 154: 620–622.e1.

32. Hořejší V, Bartůňková J, Brdička T, Špíšek R. Základy imunologie. 6. vyd. Kapitola Cytokiny. Praha: Triton, 2017: 100–101.

33. Chiesa C, Pacifico L, Natale F, et al. Fetal and early neonatal interleukin-6 response. Cytokine 2015; 76 (1): 1–12.

34. Hou T, Huang D, Zeng R, et al. Accuracy of serum interleukin (IL)-6 in sepsis diagnosis: a systematic review and meta-analysis. Int J Clin Exp Med 2015; 8 (9): 15238–15245.

35. Baggiolini M, Walz A, Kunkel SL. Neutrophil-activating peptide-1/interleukin 8, a novel cytokine that activates neutrophils. J Clin Invest 1989; 84 (4): 1045–1049.

36. Martin H, Olander B, Norman M. Reactive hyperemia and interleukin 6, interleukin 8, and tumor necrosis factor-alpha in the diagnosis of early-onset neonatal sepsis. Pediatrics 2001; 108 (4): E61.

37. Schultz C, Temming P, Bucsky P, et al. Immature anti‐inflammatory response in neonates. Clin Exp Immunol 2004; 135 (1): 130–136.

38. Zeitoun AA, Gad SS, Attia FM, et al. Evaluation of neutrophilic CD64, interleukin 10 and procalcitonin as diagnostic markers of early-and late-onset neonatal sepsis. Scand J Infect Dis 2010; 42 (4): 299–305.

39. Collison LW, Workman CJ, Kuo TT, et al. The inhibitory cytokine IL-35 contributes to regulatory T-cell function. Nature 2007; 450 (7169): 566–569.

40. Du WX, He Y, Jiang HY, et al. Interleukin 35: A novel candidate biomarker to diagnose early onset sepsis in neonates. Clin Chim Acta 2016; 462: 90–95.

41. Santana Reyes C, García-Muñoz F, Reyes D, et al. Role of cytokines (interleukin-1beta, 6, 8, tumour necrosis factor-alpha, and soluble receptor of interleukin-2) and C-reactive protein in the diagnosis of neonatal sepsis. Acta Paediatr 2003; 92 (2): 221–227.

42. Gokmen Z, Ozkiraz S, Kulaksizoglu S, et al. Resistin – a novel feature in the diagnosis of sepsis in premature neonates. Am J Perinatol 2013; 30 (06): 513–518.

43. Genel F, Atlihan F, Gulez N, et al. Evaluation of adhesion molecules CD64, CD11b and CD62L in neutrophils and monocytes of peripheral blood for early diagnosis of neonatal infection. World J Pediatr 2012; 8 (1):72–75.

44. van Maldeghem I, Nusman CM, Visser DH. Soluble CD14 subtype (sCD14-ST) as biomarker in neonatal early-onset sepsis and late-onset sepsis: a systematic review and meta-analysis. BMC Immunol 2019; 20 (1): 17.

45. Mussap M, Noto A, Fravega M, et al. Soluble CD14 subtype presepsin (sCD14-ST) and lipopolysaccharide binding protein (LBP) in neonatal sepsis: new clinical and analytical perspectives for two old biomarkers. J Matern Fetal Neonatal Med 2011; 24 (2): 12–14.

46. Piccin A, Murphy W, Smith OP. Circulating microparticles: pathophysiology and clinical implications. Blood Rev 2007; 21 (3): 157–171.

47. Reid VL, Webster NR. Role of microparticles in sepsis. Br J Anaesth 2012; 109 (4): 503–513.

48. Memar MY, Alizadeh N, Varshochi M, et al. Immunologic biomarkers for diagnostic of early-onset neonatal sepsis. J Matern Fetal Neonatal Med 2019; 32 (1): 143–153.

49. Meisner M. Procalcitonin, Biochemistry and Clinical Diagnosis. 1st ed. Bremen: UNI-MED, 2010: 1–128. ISBN 978-3-8374-1241-3.

50. Ting Xiao, Li-Ping Chen, Ding-Chang Wu. The clinical significance of sCD14-ST for blood biomarker in neonatal hematosepsis. Medicine (Baltimore) 2017; 96 (18): e6823.