Scientific journal

Fundamental research

ISSN 1812-7339

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 1,674

Проблема дифференциальной диагностики вирусных и бактериальных диарей по-прежнему остается одной из самых трудных задач детской инфектологии, что связано с низким уровнем верификации диагноза рутинными бактериологическими методами и длительностью выполнения исследования [1]. Для стран с развивающейся экономикой остро стоит проблема поиска качественного, неинвазивного и недорогого маркера, который можно было бы использовать в педиатрической практике для верификации вирусных и бактериальных диарей [6, 9].

В последние годы для диагностики воспалительных заболеваний кишечника и оценки степени их активности эффективно используется фекальный кальпротектин (ФК) [12]. Кальпротектин является важным провоспалительным посредником в реакциях острого и хронического воспаления [8, 10, 11]. В современных исследованиях показана его высокая чувствительность, специфичность и прогностическая ценность при воспалительных заболеваниях ЖКТ [4]. Во многих странах мира он стал рутинным тестом, который выполняется у пациентов с патологией ЖКТ на ранних этапах диагностического поиска [6]. Исследование фекального кальпротектина в нашей стране пока не нашло широкого применения, несмотря на его очевидную потенциальную значимость при диагностике острых кишечных инфекций у детей.

Цель исследования: определение диагностической ценности фекального кальпротектина у детей с острыми кишечными инфекциями

Материалы и методы исследования

Определение ФК в образцах стула выполнено у 192 детей с кишечными инфекциями, госпитализированных в инфекционное отделение Республиканской детской клинической больницы г. Владикавказа в 2013–2014 гг. Обследовано 192 ребенка до 17 лет с подтвержденной ОКИ, в том числе 148 детей с кишечными инфекциями вирусной этиологии, 44 – с кишечными инфекциями бактериальной этиологии. Диагноз подтверждали общепринятыми бактериологическими и серологическими методами [2]. Частота подтверждаемости ОКИ составила 67,7 %. В 22,3 % случаев этиологию заболевания установить не удалось. В структуре бактериальных диарей диагностировались: эшерихиоз (47,7 %), сальмонеллез (25,0 %), шигеллез (20,5 %), иерсиниоз (4,5 %), кампилобактериоз (2,3 %), в структуре вирусных – ротавирусная инфекция (84,5 %), норовирусная инфекция (13,5 %), аденовирусная (1,4 %) и энтеровирусная (0,7 %).

Фекальный кальпротектин определяли в образцах кала, взятых во время одной дефекации, при поступлении ребенка в стационар, что соответствовало 1–3 суткам заболевания. Собранные образцы кала хранили в холодильнике при температуре 2–8 °С в течение 2–6 дней. Для определения ФК применяли стандартные наборы фирмы Buchlmann (Швейцария), исследование проводили в соответствие с рекомендациями фирмы-производителя. В пустую полипропиленовую пробирку помещали 50–100 мг образца стула и 2,5–5,0 мл буферного раствора для экстракции. Смесь в течение 30 мин энергично встряхивали на вортексе, затем 1,5 мл гомогенизированного образца переносили в чистую пробирку и центрифугировали в течение 5 мин при 10 000 g. Полученный супернатант помещали в чистую пробирку и хранили при температуре 2 °C до проведения ИФА. Определение кальпротектина проводили с помощью метода ИФА, результаты регистрировали на микропланшетном фотометре при длине волны 450 нм. Расчет концентрации кальпротектина осуществляли с помощью калибровочной кривой. Концентрацию фекального кальпротектина выражали в мкг кальпротектина на 1 г фекалий.

Для статистического анализа данных использовали пакет программ «Primer of Biostat 4,0», Attestat 10.5.1.». Количественные значения представляли, как среднее ± стандартная ошибка средней (X ± sx). Для оценки межгрупповых различий применяли однофакторный дисперсионный анализ, критерии Крускала – Уоллиса, Ньюмена ‒ Кейлса, Данна. Достоверными считали различия при p < 0,05. Корреляционный анализ осуществляли с вычислением коэффициента ранговой корреляции Спирмэна. Диагностическую ценность признаков определяли их чувствительностью, специфичностью, положительной и отрицательной предсказательной ценностью, точностью. Для оценки диагностической ценности признака вычисляли отношение шансов с определением 95 % доверительного интервала, строили кривые Каплана ‒ Майера с оценкой достоверности различий с помощью логрангового критерия с поправкой Йетса.

Результаты исследования и их обсуждение

Установлено умеренное повышение фекального кальпротектина до 95,3 ± 5,15 мкг/г у пациентов с вирусными диареями и существенное увеличение ФК до 513,27 ± 42,19 мкг/г у детей с бактериальными диареями, превышающее референтные значения более чем в 5 раз (табл. 1).

У пациентов с вирусными диареями статистически значимое повышение концентраций ФК по сравнению с контролем отмечено только при тяжелой форме инфекции. При бактериальных кишечных инфекциях увеличение ФК в образцах стула выявлялось как при тяжелой, так и при среднетяжелой формах заболевания.

Таблица 1

Показатели фекального кальпротектина у детей с кишечными инфекциями в зависимости от степени тяжести

Примечания: * – p < 0,05 – по сравнению с контрольной группой; ** – p < 0,05 – по сравнению со среднетяжелой формой; • – p < 0,05 – по сравнению с группой «вирусная диарея» (критерий Ньюмена – Кейлса, критерий Данна).

Известно, что кальпротектин составляет до 60 % белка цитоплазмы нейтрофилов, обладает бактериостатическими и фунгицидными свойствами, сопоставимыми с минимальными ингибирующими концентрациями антибиотиков [8, 10, 11].

В исследованиях последних лет установлено, что кальпротектин участвует во взаимодействии лейкоцитов с клетками эндотелия [8, 10, 11], стимулирует приток лейкоцитарных клеток в очаг воспаления в слизистой кишечника [10, 11], определяя воспалительный ответ [8, 11].

В нашей работе выявлено статистически значимое увеличение ФК при бактериальных кишечных инфекциях по сравнению с вирусными, как при среднетяжелой, так и при тяжелой формах заболевания. Полученные данные согласуются с данными, представленными в литературе.

Так, в исследовании Chen C.C. (2012 г.) с соавторами показано, что уровень фекального кальпротектина существенно выше при бактериальных инфекциях (сальмонеллез, кампилобактериоз) по сравнению с вирусными (аденовирусная, норовирусная, ротавирусная) [7]. В недавних исследованиях было подтверждено, что ФК существенно возрастает при бактериальных кишечных инфекциях [4] и может быть рекомендован для ранней дифференциальной диагностики бактериального и вирусного гастроэнтерита.

Нами установлено, что содержание фекального кальпротектина зависит от тяжести заболевания. При тяжелой форме кишечных инфекций как вирусной, так и бактериальной этиологии показатели ФК были достоверно выше, чем при среднетяжелой форме заболевания. При этом концентрации ФК в образцах стула у детей с тяжелой формой бактериальных диарей достигали 782,4 ± 16,96 мкг/г, превышая референтные значения более чем в 10 раз. Полученные данные подтверждены и в других исследованиях [7].

Нами проведено сравнение концентраций ФК у детей с кишечными инфекциями бактериальной этиологии, протекающими с синдромом гемоколита и при его отсутствии. Выявлено статистически значимое увеличение показателей ФК (715,9 ± 22,77 мкг/г и 513,27 ± 42,19 мкг/г) при бактериальных диареях, сопровождающихся гемоколитом.

Методом однофакторного регрессионного анализа осуществлено определение корреляционной зависимости содержания фекального кальпротектина от клинических и лабораторных показателей (табл. 2). В структуре клинических показателей анализировали количество дефекаций, степень эксикоза, в структуре лабораторных – уровень С-реактивного белка (CRB), количество лейкоцитов в образцах стула при микроскопическом исследовании.

У пациентов с вирусными кишечными инфекциями не установлено взаимосвязи между концентрацией ФК и степенью эксикоза. При этом показатели ФК коррелировали с количеством дефекаций (rs = 0,348, p = 0,00001).

При анализе лабораторных данных не выявлено корреляционной связи между уровнем ФК и содержанием в сыворотке С-реактивного белка (p = 0,088), а также между показателями ФК и количеством лейкоцитов в образцах стула (p = 0,96).

У детей с бактериальными кишечными инфекциями определялась умеренная положительная зависимость уровня ФК от количества дефекаций (rs = 0,65, p = 0,00001) при отсутствии взаимосвязи со степенью эксикоза.

Установлена умеренная прямая взаимосвязь показателей ФК и уровня С-реактивного белка (rs = 0,36, p = 0,016), а также положительная корреляция показателей ФК и количества лейкоцитов в образцах стула (rs = 0,49, p = 0,0007).

Таблица 2

Корреляционная зависимость между уровнем фекального кальпротектина, клиническими и лабораторными показателями

Примечания: rs – коэффициент корреляции Спирмена, p – статистическая значимость.

Полученные результаты подтверждают данные о том, что увеличение уровня фекального кальпротектина при кишечных инфекциях является, прежде всего, результатом усиленной миграции нейтрофилов через воспаленную слизистую оболочку кишечника. Высокая положительная корреляция между концентрацией ФК и экскрецией НГ установлена и в других исследованиях [7]. По мнению ряда авторов, наличие кальпротектина в просвете кишечника пропорционально количеству нейтрофильных гранулоцитов и его оценка может быть надежным биомаркером бактериального воспаления [4, 5].

Известно, что С-реактивный белок является чувствительным, но неспецифическим маркером бактериальных диарей [12]. Нами получено статистически значимое увеличение показателей СРБ при кишечных инфекциях бактериальной этиологии (19,4 ± 1,09 мкг/мл), что может быть связано с воспалением в кишечной стенке [4, 12]. При этом чувствительность для показателей более 5 мг/л составила 65,9 %, специфичность – 79,9 %. Выявленные взаимосвязи концентрации ФК с уровнем СРБ и количеством лейкоцитов в образцах стула свидетельствуют о патогенетической роли ФК и возможности его использования для ранней докультуральной верификации бактериальных диарей [4, 5].

При проведении анализа шансов показана высокая предсказательная ценность всех трех показателей – уровня CRB, количества лейкоцитов в образцах стула, концентрации фекального кальпротектина для диагностики бактериальных диарей (табл. 3).

Максимальная вероятность развития бактериальной диареи у госпитализированных детей отмечалась при значениях CRB > 5 мг/л, лейкоцитов в копрограмме > 10 кл/поле зрения, концентрации ФК > 340 мкг/г.

Выявлено, что уровень чувствительности и специфичности для показателей ФК у детей с кишечными инфекциями бактериальной этиологии составил 77,2 и 96,6 %, что существенно выше аналогичных показателей для С-реактивного белка – 65,9 и 79,9 % и количества лейкоцитов – 59,1 и 78,3 % (табл. 4).

Показатели ФК имели более высокую положительную предсказательную ценность (94,4 %) и более высокую отрицательную (85,3 %), чем соответствующие характеристики для CRB – 74,4 и 76,9 % и количества лейкоцитов – 66,7 и 72,3 %.

Полученные нами данные совпадают с результатами, представленными в литературе. Так, в исследовании J.I. Sykora (2010 г.) чувствительность и специфичность ФК при сut off (точке отсечения) 103,9 мкг/г составили 93 и 88 % [5]. В работе C.J. Gill с соавт. (2003 г.) продемонстрирована невысокая чувствительность (42 %), специфичность (87 %), положительная (67 %) и отрицательная (71 %) ценность подсчета лейкоцитов при микроскопическом исследовании [3]. Аналогичные данные при бактериальных диареях представлены и для С-реактивного белка [5].

Таблица 3

Вероятность диагноза кишечной инфекции бактериальной этиологии в зависимости от лабораторных показателей

Таблица 4

Диагностическая значимость лабораторных показателей в верификации кишечной инфекции бактериальной этиологии

Примечания: Se – чувствительность, Sp – специфичность, PPV – положительная предсказательная ценность, NPV – отрицательная предсказательная ценность.

Таким образом, результаты исследования свидетельствуют о том, что определение фекального кальпротектина является объективным и неинвазивным тестом, который может быть использован в качестве скрининга для дифференциальной диагностики бактериальных и вирусных диарей на раннем докультуральном этапе диагностического поиска. Рациональная стратегия диагностики на начальных этапах заболевания будет способствовать выбору правильной тактики лечения, устранению осложнений от неоправданной антибактериальной терапии и предотвращению ущерба в системе здравоохранения [1].

Выводы

1. При вирусных кишечных инфекциях отмечается умеренное повышение фекального кальпротектина до 95,3 ± 5,15 мкг/г, при бактериальных кишечных инфекциях – его существенное увеличение до 513,27 ± 42,19 мкг/г. Повышение фекального кальпротектина зависит от тяжести заболевания.

2. У детей с кишечными инфекциями бактериальной этиологии определяется положительная корреляционная зависимость концентрации фекального кальпротектина от количества дефекаций, показателей С-реактивного белка и количества лейкоцитов в образцах стула что свидетельствует о его патогенетической роли в развитии бактериальных диарей.

3. Уровень чувствительности (77,2 %) и специфичности (96,6 %) определения фекального кальпротектина при бактериальных диареях превышает эти показатели для С-реактивного белка (65,9 и 79,9 %) и количества лейкоцитов в образцах стула (59,1 и 78,3 %) и свидетельствует о его диагностической ценности при ранней дифференциальной диагностике инфекционных диарей.

Родители пациентов подписывали информированное согласие на участие в исследованиях. Конфликт интересов, связанных с рукописью, отсутствует.

Федько Н.А., д.м.н., профессор, заведующая кафедрой поликлинической педиатрии, ГБОУ ВПО «Ставропольский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения РФ, г. Ставрополь;

Калмыкова А.С., д.м.н., профессор, заведующая кафедрой пропедевтики детских болезней, ГБОУ ВПО «Ставропольский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения РФ, г. Ставрополь.

Работа поступила в редакцию 15.01.2015.