Možnost predikce závažnosti akutní pankreatitidy stanovením adipokinů (adiponektinu, FGF-21 a A-FABP) při přijetí

Overview

Cíl studie:
Akutní pankreatitida (AP) je závažné onemocnění s relativně vysokou mortalitou u těžké formy. Léčba lehké formy (lehká AP) se liší od léčby těžkého průběhu (těžká AP), a proto je jejich časné rozlišení velmi žádoucí. K tomuto slouží různé skórovací systémy a laboratorní markery. Vzhledem k tomu, že obezita je rizikovým faktorem pro rozvoj akutní pankreatitidy a zároveň predikuje závažnější průběh, upírá se v tomto směru pozornost na adipokiny, jakožto působky pocházející z tukové tkáně. Cílem studie bylo zjistit, zda vstupní hodnoty vybraných markerů – adiponektinu (ADP), fibroblastového růstového faktoru (Fibroblast growth factor 21 - FGF-21), adipocytárního vazebného proteinu pro mastné kyseliny (Adipocyte-fatty acid binding protein - A-FABP) – korelují se závažností akutní pankreatitidy stanovenou CT vyšetřením.

Typ studie:
Prospektivní observační.

Název a sídlo pracoviště:
Oddělení klinické biochemie Nemocnice Písek, a.s.; Oddělení klinické biochemie Fakultní nemocnice Olomouc

Materiál a metody:
Celkem bylo do studie zahrnuto 54 pacientů s akutní pankreatitidou, CT vyšetření bylo dostupné u 47 z nich. Dle výpočetní tomografie (CT) byli pacienti skórováni pomocí Balthazarova skóre, skóre nekrózy a CT indexu závažnosti (CT severity index - CTSI). U všech pacientů byl v den přijetí odebrán vzorek žilní krve (srážlivá krev), ze kterého byly stanoveny následující markery: FGF-21, ADP, A-FABP. Byla provedena korelace hodnot adipokinů s CTSI skóre, pacienti byli rozděleni na 2 skupiny – lehká AP (CTSI skóre 0-5 b.) a těžká AP (CTSI skóre 6-10 b.) a bylo provedeno statistické porovnání obou skupin pomocí Kruskal-Wallisova testu (software MedCalc, Ostend, Belgie).

Výsledky:
Hodnoty adiponektinu při přijetí byly ve skupině pacientů s lehkou AP 6,4 (5,23-9,28) mg/l; medián (mezikvartilové rozpětí), s těžkou AP 8,45 (7,10-9,20) mg/l. Hodnoty A-FABP činily ve skupině s lehkou AP 28,0 (17,6-40,2) µg/l, ve skupině s těžkou AP 28,7 (17,6-40,2) µg/l. Hodnoty FGF-21 byly ve skupině s lehkou AP 666 (213-2379) ng/l, ve skupině s těžkou AP 522 (308-868) ng/l. U žádného z uvedených dipokinů nebyl nalezen statisticky významný rozdíl mezi skupinou lehké akutní pankreatitidy a těžké akutní pankreatitidy (pro adiponektin p=0,215, pro A-FABP p=0,794, pro FGF-21 p=0,458. Při rozdělení pacientů do 3 kategorií podle hodnoty CTSI skóre – kategorie A s 0 – 2 body CTSI (velmi lehká pankreatitida), kategorie B s 3 – 5 body CTSI (lehká pankreatitida), kategorie C s 6 – 10 body CTSI (těžká pankreatitida), nebyl nalezen statisticky významný rozdíl u adiponektinu (p=0,076), u A-FABP (p=0,842). U FGF-21 byl nalezen statisticky významný rozdíl mezi kategoriemi A vs. B a mezi B vs. C (p=0,014).

Závěr:
Vstupní hodnota žádného z uvedených adipokinů nekorelovala s následnou závažností akutní pankreatidy stanovenou CT vyšetřením dle CTSI indexu. Rozdíly vstupních hodnot adiponektinu, FGF-21 a A-FABP u skupiny pacientů s lehkou AP oproti pacientům s těžkou AP nebyly statisticky významné. Z toho plyne, že hodnoty adiponektinu, FGF-21 a A-FABP při přijetí u pacientů s akutní pankreatitidou zřejmě nelze využít pro odhad závažnosti průběhu akutní pankreatitidy. Nicméně určitá diference (a to statisticky významná) byla nalezena u FGF-21 při podrobnějším rozčlenění pacientů na 3 skupiny podle CTSI, což značí jeho jistý potenciál a bude vyžadovat rozsáhlejší studie. Další výzkum také vyžaduje dynamika hodnot adipokinů v průběhu hospitalizace.

Klíčová slova:
akutní pankreatitida, adipokiny, predikce závažnosti, adiponektin, A-FABP, FGF-21.

Úvod

Akutní pankreatitida je akutním zánětem exokrinní části slinivky břišní. Etiopatogeneticky jde o zánět pankreatu a dalších retroperitoneálních tkání vyvolaný autodigescí proteázami, které jsou slinivkou produkovány. Ve střevě, peritoneální dutině a retroperitoneu jsou mnohdy zadrženy litry extracelulární tekutiny. Nejzávažnějším faktem je, že progrese ze stadia lehkého edému k hemoragické, nekrotizující pankreatitidě je často blesková [1]. Možnost predikovat další vývoj směrem k lehké či těžké pankreatitidě, a to pokud možno co nejdříve, by umožnila stratifikaci nemocných do skupin s rozdílným terapeutickým přístupem [2-7]. Lepší výsledky u těžkých forem nemoci vycházejí z časné identifikace závažnosti nemoci a následné cílené terapie těchto rizikových pacientů [8].

Těžká akutní pankreatitida je definována přítomností zánětu pankreatu s alespoň jednou z následujících charakteristik: lokální komplikace zánětu žlázy - nekróza, pseudocysta, absces, orgánové selhání (nejčastěji plíce, oběh, ledviny, játra). Pro predikci tíže AP se v současné době používají modifikovaná Ransonova kritéria, APACHE II skóre a další [2-7]. Mortalita těžké akutní pankreatitidy se pohybuje od 10-20 % u sterilní nekrózy (SN) po 20-85 % u nekrózy infikované (IN) [8-10]. K úmrtí dochází v časné šokové fázi nebo na komplikace infikované nekrózy (sepsi) [8-10]. Strategie léčby je u SN a IN výrazně odlišná, a proto je žádoucí tyto dvě formy rozlišit co nejdříve [8-10]. Definitivním potvrzením infikované nekrózy je pozitivita kultivačního nálezu odebraného tenkojehlovou biopsií či peroperačně nebo nepochybné známky infekce při zobrazovacím vyšetření (bublinky plynu) [10].

Vzhledem k tomu, že obezita je závažným rizikovým faktorem rozvoje akutní pankreatitidy a navíc se u obézních vyskytují její závažnější formy, nabízí se možnost hledat nové potenciální markery mezi „hormony tukové tkáně“ – adipokiny [11,12].

Tuková tkáň je aktivním sekrečním orgánem produkujícím proteinové hormony a řadu látek s autokrinním, parakrinním nebo endokrinním účinkem [13,14]. Tuková tkáň není složena pouze z diferencovaných adipocytů. Na její stavbě se podílí mnoho dalších druhů buněk, jako jsou endotelie, fibroblasty, myocyty, nediferencované adipocyty (preadipocyty) a imunokompetentní buňky, zejména monocyty a lymfocyty [15]. Produkty z adipocytů a ostatních buněk tukové tkáně byly souhrnně nazvány adipokiny a podílejí se na regulaci glukózového a lipidového metabolismu, příjmu potravy, modulaci imunitní funkce, zánětlivých procesů a dalších homeostatických pochodů [14-16]. Dále uvádíme adipokiny, které jeví možný potenciál využití v prognóze akutní pankreatitidy.

Adiponektin (ADP)

Adiponektin je protein produkovaný převážně adipocyty, který byl objeven a popsán nezávisle na sobě několika skupinami. Sekrece adiponektinu, adipokinu s inzulin-senzitizujícími a protizánětlivými účinky, je snížena u obezity a s ní spojenými chorobami. Přibývající důkazy naznačují, že adiponektin chrání před cévní dysfunkcí vyvolanou obezitou a diabetem, a to prostřednictvím jeho mnoha příznivých účinků na metabolismus glukózy a lipidů, jakož i na cévní funkci. Adiponektin zlepšuje citlivost na inzulín a metabolický profil, čímž snížuje klasické rizikové faktory kardiovaskulárních onemocnění. Kromě toho, adiponektin chrání cévy prostřednictvím pleiotropních účinků na endoteliální buňky, endoteliální progenitorové buňky, buňky hladkého svalstva a makrofágy. Údaje z humánních i animálních studií ukazují, že adiponektin je důležitou součástí adipo-cévní osy, která zprostředkovává komunikaci mezi tukovou tkání a cévním systémem [14-17].

Fibroblastový růstový faktor 21 (FGF-21)

FGF-21 je členem rodiny fibroblastových růstových faktorů (FGF). Je přednostně exprimován v játrech. Přesná znalost jeho biologické aktivity a mechanismus jeho působení není dosud znám. FGF-21 stimuluje vychytávání glukózy v adipocytech, nikoli však v jiných buňkách. Tento účinek je aditivní k aktivitě inzulínu. Apikace FGF-21 u ob/ob myší vede ke vzestupu GLUT1 transportérů v tukové tkáni. FGF-21, pokud je nadměrně exprimován u transgenních myší, také chrání zvířata před dietou vyvolanou obezitou a snižuje hladinu glukózy a triglyceridů v krvi u hlodavců s diabetem. Podání FGF-21 zvířatům vede ke zvýšení energetického výdeje, utilizaci tuku a vylučování lipidů [14,18].

Adipocytární typ vazebného proteinu pro mastné kyseliny - Adipocyte fatty acid binding protein (A-FABP)

A- FABP, také nazývaný aP2, ALBP a FABP4, je jedním z nejrozšířenějších intracelulárních transportních proteinů pro lipidy ve zralých adipocytech a makrofázích [19]. Dosud bylo identifikováno devět tkáňově-specifických cytoplazmatických FABP. A-FABP hraje důležitou roli v lipolýze. Stimulační účinek A-FABP na lipolýzu je pravděpodobně zprostředkován fyzickou interakcí s hormon-senzitivní lipázou (HSL). A-FABP-knockout myši jsou částečně chráněny před inzulínovou rezistencí vyvolanou dietou navozenou či geneticky podmíněnou obezitou, což naznačuje, že tento lipidový kofaktor se také podílí na regulaci inzulínové senzitivity. Cirkulující hladiny A-FABP jsou zvýšeny u pacientů s obezitou a některými klíčovými rysy metabolického syndromu, včetně nepříznivého lipidového profilu (zvýšené hladiny triglyceridů a LDL-cholesterolu, nízký HDL-cholesterol), hyperglykémie a hypertenze. Genetické studie podporují úlohu A- FABP jako kauzálního faktoru zdravotních komplikací spojených s obezitou [19-21].

Metody

Design studie

Studii jsme designovali jako pilotní, formou retrospektivní analýzy hodnot zánětlivých markerů a adipokinů u pacientů s akutní pankreatitidou. Zaměřili jsme se na korelaci hodnot uvedených markerů při přijetí s následným vývojem závažnosti akutní pankreatitidy hodnoceným zejména dle zobrazovacích metod (CT vyšetření). Soubor pacientů byl tvořen dvěma skupinami:

1. pacienti hospitalizovaní pro akutní pankreatitidu na interním a chirurgickém oddělení Nemocnice Písek, a.s.
2. a pacienti s akutní pankreatitidou hospitalizovaní na II. interní klinice gastroenterologické a hepatologické Fakultní nemocnice Olomouc.

Studie byla schválena Etickou komisí Fakultní nemocnice Olomouc.

Soubor pacientů

Nábor pacientů započal 1. 7. 2012 a byl ukončen 30. 6. 2013. Kritériem pro zařazení byla diagnóza akutní pankreatitidy stanovená na základě anamnézy, klinického nálezu a nejméně 5 násobného vzestupu hladiny amylázy v séru proti hornímu rozmezí referenčního intervalu. U těchto pacientů byly shromažďovány vzorky séra ze dne přijetí, dále 3. – 4. dne a 7. dne hospitalizace (v závislosti na době hospitalizace). Od pacientů byl odebírán informovaný souhlas. Celkem bylo do studie zahrnuto 54 pacientů s akutní pankreatitidou, CT vyšetření bylo dostupné u 47 z nich.

Analýza adipokinů a zánětlivých markerů

Vzorky byly zamraženy na -80 °C a po ukončení náboru pacientů byla provedena analýza adipokinů. Celkový adiponektin, A-FABP a FGF-21 byly měřeny v séru (separátní aliquot skladovaný při -80 °C do dne analýzy) následujícími imunochemickými kity: Human Adiponectin ELISA, Human A-FABP ELISA a Human FGF 21 ELISA (vše Biovendor Laboratorrní Medicína, Brno, Česká republika), podle návodu výrobce a po verifikaci všech tří metod. Oba variační koeficienty – za podmínek opakovatelnosti i mezilehlé preciznosti byly při verifikaci metod pod 15 % u všech parametrů.

CT vyšetření – skórovací systém

47 pacientů podstoupilo kontrastní CT vyšetření. Bylo stanoveno Balthazarovo skóre, rozsah nekrózy a CTSI [22]. Číselné maximum CTSI je 10 bodů a je součtem Balthazarova skóre a skóre pankreatické nekrózy. CTSI – skóre závažnosti akutní pankreatitidy bylo potvrzeno množstvím studií jako přesnější než APACHE II skóre, Ransonovo skóre a CRP [23].

Statistika

Naměřené hodnoty byly shrnuty do tabulky zároveň s následujícími klinickými údaji: věk, pohlaví, hmotnost, výška, body mass index, etiologie pankreatitidy, úmrtí, CT vyšetření – Balthazarovo skóre, rozsah nekrózy, CTSI skóre. Data byla statisticky zpracována (software MEDCalc, firma MedCalc Software, Ostend, Belgie), porovnání skupin bylo provedeno pomocí Kruskal-Wallisova testu.

Výsledky

Charakteristiky pacientů jsou uvedeny v Tabulce 1, a to počty pacientů v jednotlivých kategoriích dle Balthazara, podíl mužů, průměrný věk a průměrné BMI (body mass index). Tabulka 2 popisuje procentuální zastoupení příčin pankreatitidy v jednotlivých katego-riích dle Balthazara – alkohol, biliární etiologie, exacerbace chronické pankreatitidy a idiopatická pankreatitida.

Tabulka 3 shrnuje naměřené hodnoty adipokinů ve skupinách lehké pankreatitidy (CTSI 0 – 5 bodů) a těžké pankreatitidy (CTSI 6 – 10 bodů). Hodnoty adiponektinu při přijetí byly ve skupině pacientů s lehkou AP 6,4 (5,23-9,28) mg/l; medián (mezikvartilové rozpětí), s těžkou AP 8,45 (7,10-9,20) mg/l. Hodnoty A-FABP činily ve skupině s lehkou AP 28,0 (17,6-40,2) µg/l, ve skupině s těžkou AP 28,7 (17,6-40,2) µg/l. Hodnoty FGF-21 byly ve skupině s lehkou AP 666 (213-2379) ng/l, ve skupině s těžkou AP 522 (308-868) ng/l.

Porovnání skupin členěných dle CTSI vs. hodnoty markerů 1. den hospitalizace

U žádného z uvedených adipokinů nebyl nalezen statisticky významný rozdíl mezi skupinou lehké akutní pankreatitidy a těžké akutní pankreatitidy (pro adiponektin p=0,215, pro A-FABP p=0,794, pro FGF-21 p=0,458). Při rozdělení pacientů do 3 kategorií podle hodnoty CTSI skóre – kategorie A s 0 – 2 body CTSI (velmi lehká pankreatitida), kategorie B s 3 – 5 body CTSI (lehká pankreatitida), kategorie C s 6 – 10 body CTSI (těžká pankreatitida), nebyl nalezen statisticky významný rozdíl u adiponektinu (p=0,076) a u A-FABP (p=0,842). U FGF-21 byl nalezen statisticky významný rozdíl mezi kategoriemi A vs. B a mezi B vs. C (p=0,014) (obr. 1 až 3). U žádného z adipokinů nebyla nalezena statisticky významná korelace s CTSI skóre (pro adiponektin r²=0,001, pro A-FABP r²=0,175, pro FGF-21 r²=0,016).

Diskuse

Adiponektin

Hodnoty adiponektinu 1. den hospitalizace v našem souboru se statisticky významně nelišily při srovnání pacientů s lehkou a těžkou pankreatitidou, stejně tak nebyl nalezen statisticky významný rozdíl mezi kategoriemi CTSI (A vs. B vs. C). Hodnoty adiponektinu při přijetí nekorelovaly s tíží pankreatitidy klasifikovanou podle CTSI.

Podle publikovaných dat hodnoty adiponektinu v prvních 3 dnech (s hodnotou cut-off 4,5 mg/l) správně klasifikovaly závažnost AP u 81 % pacientů. Uvedený cut-off měl senzitivitu 70 %, specificitu 85 %, pozitivní prediktivní hodnotu 64 %, negativní prediktivní hodnotu 88 % (AUC 0,75). Podle této práce jsou sérové hladiny adiponektinu významně nižší u pacientů s těžkou akutní pankreatitidou než u pacientů s lehkou AP a mohou být použity jako inverzní markery systémové zánětlivé odpovědi na poškození pankreatu [24]. Tento závěr nebyl v naší práci potvrzen, použití cut-off 4,5 mg/l by mělo podle našich dat senzitivitu pro těžkou AP 100 %, ovšem se specifičností pod 25 %. Problémem jistě může být přenositelnost cut-off 4,5 mg/l na námi použitou soupravu – návaznost ani srovnatelnost u adiponektinu není reálná.

Podle prací Schöfflera [25-27] rezistin a v menším rozsahu leptin, nikoli však adiponektin, jsou novými potenciálními markery extrapankreatické nekrózy a závažnosti akutní pankreatitidy a měly by tudíž být zkoumány na větších kohortách pacientů.

Jiná studie dospěla k závěru, že u pacientů po adjustaci na věk, pohlaví, BMI a etiologii pankreatitidy, nekorelují hodnoty adiponektinu a leptinu při přijetí s tíží nemoci, což vede k domněnce, že adipokiny neovlivňují průběh AP [28].

Stejně jako jsme nenalezli korelaci vstupních hodnot adiponektinu a závažnosti akutní pankreatitidy, bylo v literatuře opakovaně publikováno, že ani hodnoty adiponektinu v dalším průběhu hospitalizace nekorelují se závažností akutní pankreatitidy [27,28]. Jedinou výjimkou je práce Sharmy [24]. Souhrnný přehled korelace řady adipokinů se závažností AP v humánních i animálních studiích lze nalézt v přehledném článku Karpaviciuse [29].

A-FABP

Hodnoty A-FABP zjištěné 1. den hospitalizace v našem souboru se statisticky významně nelišily při srovnání pacientů s lehkou a těžkou pankreatitidou, stejně tak nebyl nalezen statisticky významný rozdíl mezi kategoriemi CTSI (A vs. B vs. C). Hodnoty A-FABP při přijetí nekorelovaly s tíží pankreatitidy klasifikovanou podle CTSI stejně jako tomu bylo u adiponektinu a FGF-21.

V literatuře experimentální data o korelaci vstupních hladin A-FABP a závažnosti akutní pankreatitidy chybějí. Stejně jako u FGF-21 analyzujeme hodnoty A-FABP pacientů z uvedeného souboru v dalším průběhu hospitalizace.

FGF-21

Hodnoty FGF-21 zjištěné 1. den hospitalizace v našem souboru se statisticky významně nelišily při srovnání pacientů s lehkou a těžkou pankreatitidou, nicméně byl nalezen statisticky významný rozdíl mezi kategoriemi CTSI (A vs. B a B vs. C, p=0,014). Hodnoty FGF-21 při přijetí nekorelovaly s tíží pankreatitidy klasifikovanou podle CTSI stejně jako tomu bylo u adiponektinu a A-FABP.

V literatuře experimentální data o korelaci vstupních hladin FGF-21 a závažnosti akutní pankreatitidy chybějí. Je možné, že korelace bude nalezena pro hodnoty FGF-21 v dalším průběhu hospitalizace, vlastní data nyní analyzujeme a připravujeme k publikaci.

Jiné adipokiny

Koncentrace rezistinu a visfatinu se významně liší mezi skupinami s lehkou a těžkou pankreatitidou, korelují s tíží nemoci, potřebou intervencí a výsledky. Oba tyto adipokiny jsou dobrými markery peripankreatické nekrózy a jejich cut-off hodnoty 11,9 µg/l a 1,8 µg/l predikují vysoké hodnoty CTSI [24-26].

Podle práce Kontureka et al. stanovení hladin leptinu prokázalo signifikantně zvýšené hodnoty mediánu u pacientů s AP 7,5 (4,3-18,4) µg/l oproti zdravým kontrolám 2,1 (1,0-11,8) µg/l [30].

Vztah mezi hodnotami adipokinů, obezitou a závažností pankreatitidy jsme neanalyzovali s ohledem na malou velikost takto diferencovaných souborů. Nicméně by jistě bylo vhodné doplnění dalších probandů pro rozšíření souboru dat, aby bylo možné potvrdit hypotézu o vztahu mezi obezitou a pankreatitidou (častější výskyt pankreatitidy a její závažnější průběh u obézních).

Závěr

Naše data neprokázala korelaci vstupních hodnot adipokinů adiponektinu, FGF-21 a A-FABP u pacientů přijatých pro akutní pankreatitidu s její závažností stanovenou podle CTSI skóre. Jednotlivé kategorie stanovené podle závažnosti pankreatitidy (CTSI 0 – 2 b., 3 – 5. b. a 6 – 10 b.) se hodnotami uvedených adiponektinů mezi sebou statisticky významně nelišily kromě signifikantních rozdílů u FGF-21 (mezi kategoriemi A vs. B a B vs. C). Pro žádný z uvedených adipokinů nebyl nalezen statisticky významný rozdíl mezi skupinami lehké (CTSI 0 – 5 b.) a těžké (CTSI 6 – 10 b.) akutní pankreatitidy. Uvedená zjištění nevylučují možnost korelace hodnot adiponektinu, FGF-21 a A-FABP se závažností AP v dalším průběhu hospitalizace. Tato data (naměřená 4. a 7. den hospitalizace) analyzujeme a připravujeme k publikaci.

Do redakce došlo 9. 12. 2013

Adresa pro korespondenci:

MUDr. Pavel Malina

Oddělení klinické biochemie Nemocnice Písek, a.s.

K. Čapka 589, 397 01 Písek

e-mail: malina@nemopisek.cz