Monitorowanie stężenia kalprotektyny w kale u niemowląt z wadami serca

Tło:

Wrodzona wada serca jest najczęstszą wadą wrodzoną w Wielkiej Brytanii, dotykającą 0,3-1,5% (9 na 1000 żywych urodzeń) niemowląt (Hoffman i Kaplan 2002) i wymaga natychmiastowej interwencji chirurgicznej. Wiadomo, że niemowlęta z wadami serca wykazują wczesne i postępujące spadki trajektorii wzrostu w porównaniu ze zdrowymi niemowlętami, co zwiększa ryzyko śmierci po operacji (Eskedal, Hagemo i in. 2008). Ratująca życie operacja kardiochirurgiczna i karmienie mogą zwiększyć u niemowlęcia ryzyko rozwoju zapalenia jelit i martwiczego zapalenia jelit (NEC). NEC jest ciężkim zaburzeniem żołądkowo-jelitowym związanym z wysoką chorobowością i śmiertelnością (Kelleher, Laussen i in. 2006).

Niemowlęta z siniczymi wadami serca są szczególnie narażone na rozwój NEC ze względu na upośledzoną pojemność minutową serca, która zmniejsza przepływ krwi do jelit, co skutkuje słabą perfuzją tlenu w tkankach, prowadzącą do niedokrwienia jelit (Neu i Walker 2011). Zaproponowano, że żywienie dojelitowe i kardiochirurgia ratująca życie – w szczególności długość krążenia pozaustrojowego mogą dodatkowo naruszyć integralność ściany jelita (Golbus, Wójcik i wsp. 2011); jednak stopień, w jakim te interwencje powodują uszkodzenia jelit, jest niejasny.

Początkowe objawy kliniczne NEC są niespecyficzne i nie do odróżnienia od innych typów posocznicy. Jako środek zapobiegawczy często wstrzymuje się karmienie niemowląt z podejrzeniem zapalenia jelit do czasu ustąpienia objawów, co dodatkowo przyczynia się do słabego wzrostu. Sześciostopniowy system klasyfikacji został opracowany w celu identyfikacji różnych ciężkości NEC (klasyfikacja Bella), przy czym etap szósty jest najpoważniejszym poziomem (Bell, Ternberg i wsp. 1978). Ostateczna diagnoza (złoty standard) NEC jest potwierdzona radiograficznie na podstawie zdjęcia rentgenowskiego jamy brzusznej - objawy obejmują gaz śródścienny, odmę płucną i gaz wenus wrotnej. Choroba często ma szybki początek i dlatego wczesne wykrycie zapalenia jelit może zapobiec poważnemu uszkodzeniu jelit i przedłużonym okresom żywienia pozajelitowego na oddziale intensywnej terapii kardiologicznej (Sharma i Hudak 2013).

Zależność między karmieniem a rozwojem NEC została dobrze opisana u wcześniaków, przy czym NEC rozwinęło się w kilku przypadkach przed rozpoczęciem karmienia. Jednak to rozróżnienie jest mniej wyraźne u niemowląt z siniczymi wadami serca, ponieważ upośledzony przepływ krwi do jelit i krążenia pozaustrojowego może spowodować uszkodzenie przed rozpoczęciem karmienia (Iannucci, Oster i in. 2013). W świetle związku między karmieniem a NEC konieczne jest, aby przewód pokarmowy nie był przeciążony przez przekarmianie niemowląt. Przekarmienie może spowodować zastój substratu mlecznego w przewodzie pokarmowym z powodu zaburzeń motoryki prowadzących do rozszerzenia jelit płynem i gazami oraz ewentualnie do uszkodzenia bariery śluzówkowej jelit. Rozszerzenie jelita w obecności nieprawidłowej kolonizacji drobnoustrojami (dysbioza) może zakłócać normalne przekazywanie sygnału przez barierę ściany jelita, powodując nadmierny stan zapalny i śmierć ściany jelita (martwicę) (Ravindranath, Yoshioka i wsp. 1997).

Pomimo poprawy wskaźnika przeżywalności niemowląt poddawanych paliatywnej operacji kardiochirurgicznej, jednym problemem pozostaje słaby przyrost masy ciała. Wzorzec słabego wzrostu po operacji został dobrze opisany, przy czym najsłabszy wzrost występował we wczesnej fazie pooperacyjnej, ale utrzymywał się aż do wypisu. Słaby wzrost i dłuższy pobyt w szpitalu są czynnikami ryzyka zgonu u niemowląt z wrodzonymi wadami serca (Medoff-Cooper, Irving i in.

2011). S100/A8 – kalprotektyna Ostatnio nieinwazyjny biomarker kałowy (kalprotektyna) był używany do diagnozowania NEC i jest również potencjalnym markerem predykcyjnym NEC u wcześniaków (Pergiaiotis, Konstantopoulos i in. 2016). Jednak do tej pory kalprotektyna w kale nie była stosowana do diagnozowania ani prognozowania noworodków zagrożonych NEC z wadami serca, które mają inną etiologię niż wcześniaki. Manifestacja NEC u niemowląt z wadami serca jest spowodowana upośledzoną perfuzją krwi do obszaru trzewnego, która jest dodatkowo pogarszana przez operację kardiochirurgiczną, zwłaszcza długość krążenia pozaustrojowego (Typpo, Larmonier i in. 2015). Podczas gdy etiologia NEC u wcześniaków jest związana z niedojrzałością jelit, odżywianiem, mikrobiomem i mechanizmami obronnymi gospodarza (Pergiaiotis, Konstantopoulos i in. 2016). W świetle tej odmiennej patogenezy NEC u wcześniaków i noworodków z sercem niezbędne jest ustalenie specyficznej walidacji dla niemowląt z wadami serca.

Kalprotektyna jest markerem aktywacji neutrofili i dlatego rozróżnia ostrą infekcję bakteryjną i wirusową. Kalprotektyna (36,5 kDa) jest białkiem wiążącym wapń i cynk z rodziny S100/kalgranulina. Występuje głównie w cytoplazmie neutrofili (około 5% ich całkowitej zawartości białka) oraz ulega ekspresji na aktywowanych monocytach i makrofagach (Yui, Nakatani et al. 2003). Ponadto bierze udział w interakcjach leukocytów ze śródbłonkiem i adhezjami komórkowymi, prowadząc do rekrutacji leukocytów do tkanki objętej stanem zapalnym jelit. Dlatego podwyższone poziomy są widoczne w chorobach zakaźnych i zapalnych, takich jak NEC (Stroncek, Shankar i in. 2005).

Systematyczny przegląd aktualnych dowodów (13 badań) sugeruje, że kalprotektyna w kale jest podwyższona u wcześniaków cierpiących na NEC. (Pergialiotis, Konstantopoulos i in. 2016). Pięć badań oceniało skuteczność kalprotektyny w kale jako markera diagnostycznego, która wahała się od 792 ug/g (czułość 76%; swoistość 92%; wartość P <0,001) (Aydemir, Aydemir i in. 2012) do 480 ug/g (czułość 100%) ; specyficzność 84%) (Bin-Nun, Booms i in. 2015).

Wykazano również, że kalprotektyna w surowicy jest dokładnym markerem stanu zapalnego jelit w chorobie Leśniowskiego-Crohna (Lehmann, Burri i in. 2015). Ponadto badanie przeprowadzone przez Reisingera i wsp. (2014) monitorowało stężenie kalprotektyny w surowicy (amyloidu A) u 29 noworodków z rozpoznaniem NEC i monitorowało jej przydatność w określaniu ciężkości choroby i ustaliło wartość odcięcia > 27,8 ng/ml (71 % czułości; 83% specyficzności) (Reisinger, Kramer i in. 2014). Jednak niemowlęta z wadami serca stanowią wyjątkowy obraz kliniczny, ponieważ ich jelito może być objęte stanem zapalnym od urodzenia z powodu upośledzonej perfuzji jelitowej, co wymaga specjalnego badania i monitorowania.

Retrospektywny przegląd wykresów Przeprowadziłem retrospektywny przegląd wykresów w Great Ormond Street Hospital (GOSH) u niemowląt z jednokomorowymi wadami serca i stwierdziłem 20% częstość występowania 1. stadium NEC Bella i 12% częstości 2. stopnia NEC Bella. ale jeden przypadek NEC rozwinął się w ciągu siedmiu dni po operacji. Co więcej, niemowlęta, u których rozwinął się NEC, przebywały na OIOM średnio o 16 dni dłużej niż niemowlęta, u których nie rozwinął się NEC. Co więcej, u 56% niemowląt przynajmniej raz wstrzymano karmienie (24-72 godziny) z powodu podejrzenia zapalenia jelit. Ma to ogromny wpływ na przyjmowanie składników odżywczych przez te już niedożywione niemowlęta. Rozróżnienie między potencjalnie bakteryjnym zapaleniem jelit a innymi problemami ogólnoustrojowymi (niespecyficzna infekcja wirusowa) może radykalnie ograniczyć niepotrzebne zaprzestanie karmienia niemowląt.

HIPOTEZA

Hipoteza pierwotna

H0: Poziomy kalprotektyny w kale nie będą się różnić u niemowląt z martwiczym zapaleniem jelit lub bez niego

HA: Stężenie kalprotektyny w kale jest różne u niemowląt z martwiczym zapaleniem jelit i bez niego.

Hipotezy wtórne

Wyjściowe poziomy kalprotektyny w kale nie są związane z rozwojem martwiczego zapalenia jelit u niemowląt z wadami serca

Aby zbadać powyższe hipotezy, zostanie przeprowadzone badanie przekrojowe w celu sprawdzenia, czy kalprotektyna w kale może być stosowana jako narzędzie diagnostyczne w martwiczym zapaleniu jelit. Ponadto badanie podłużne będzie mierzyć kalprotektynę w kale w określonych punktach czasowych, aby ustalić, czy istnieje związek między poziomem kalprotektyny po operacji i podczas karmienia a rozwojem martwiczego zapalenia jelit.

Będzie to obejmować przegląd informacji dotyczących diagnozy i planu zabiegu chirurgicznego.

Jeśli rodzice chcą dowiedzieć się więcej o badaniu, mogą omówić to z głównym badaczem; zostanie dostarczona pisemna karta informacyjna dla rodziców/opiekunów prawnych.

Jeśli uczestnicy wyrażą zgodę na kontynuację, zostanie zainicjowany proces formalnej zgody. Podpisane kopie zostaną umieszczone w dokumentacji medycznej i dokumentacji badań

Kryteria przyjęcia:

• Niemowlęta urodzone o czasie (>37 tygodnia ciąży) urodzone drogą pochwową (kolonizacja bakteryjna)
• Masa urodzeniowa > 2,0 kg (klasyfikacja z niską masą urodzeniową)
• Niemowlęta wysokiego ryzyka - sinicza wada serca (serce jednokomorowe - zespół niedorozwoju lewego serca i niedorozwoju prawego serca lub tułowia tętniczego lub koarktacji wielkich tętnic).

Kryteria wyłączenia:

• Wszelkie powikłania gastroenterologiczne, takie jak rozszczep żołądka
• Matka lub niemowlę otrzymały antybiotyki 2 tygodnie przed porodem

Metody Zostaną zebrane szczegółowe dane dotyczące kardiochirurgii

Dane zbierane podczas operacji obejmują:

• Wiek i waga dziecka w czasie operacji
• rodzaj przeprowadzonej operacji (zabieg Norwooda lub zmodyfikowana przetoka Blalocka-Taussiga [mBTS] lub przewód prawej komory do prawej tętnicy płucnej (Sano)), w tym rozmiar mBTS lub Sano
• długość czasu na krążeniu pozaustrojowym i czas zacisku krzyżowego
• długość pobytu na OIOM po operacji.

Zgodnie z obecną praktyką żywieniową niemowlęta rozpoczną żywienie dożylne po operacji kardiochirurgicznej wraz z wprowadzeniem żywienia dojelitowego w ciągu 72 godzin po operacji. Jest to jednak wysoce zależne od stanu zdrowia niemowlęcia i będzie kontrolowane w jak największym stopniu.

Odciągnięte mleko matki (EBM) jest preferowaną karmą z wyboru, a po odciągnięciu mleka butelki zostaną oznakowane i przechowywane w lodówce na oddziale oraz używane zgodnie z wymaganiami. Jeśli EBM nie jest dostępne, zostanie użyta hydrolizowana pasza o nazwie Pepti-Junior (standardowe stężenie 13,8% Cow&Gate), która zostanie przygotowana przez technika w szpitalnym dziale pasz specjalnych. Butelki do karmienia będą zmieniane co cztery do sześciu godzin.

Rutynowe leczenie – Niemowlęta rozpoczną dietę o wysokim ryzyku (na podstawie opublikowanych wytycznych (Slicker, Hehir i in. 2013). Karmienie przez sondę nosowo-żołądkową rozpocznie się od 0,5 ml/kg przez 8 godzin. Jeśli aspiracje są mniejsze niż 5 ml/kg, pasza zostanie zwiększona o 0,5 ml/kg i będzie kontynuowana o 0,5 ml/kg co 8 godzin, aż do osiągnięcia limitu płynów na poziomie 100 ml/kg (przykład praktyczny poniżej). Liczba dni potrzebnych do osiągnięcia 100 ml/kg zostanie zarejestrowana.

Praktyczny przykład — niemowlę o wadze 4 kg:

Zacznij od 0,5 ml/kg = 2 ml x 8 godzin = łącznie 16 ml w ciągu 8 godzin Zwiększaj o 0,5 ml/kg/ = 4 ml x 8 godzin = 32 ml; łącznie 48 ml w 16 godzin Zwiększenie o 0,5 ml/kg = 6 ml x 8 godzin = 48 ml; łącznie 96 ml w ciągu 24 godzin Wzrost o 0,5 ml/kg = 8 ml x 8 godzin = 64 ml; łącznie 160 ml w ciągu 32 godzin Zwiększenie o 0,5 ml/kg = 10 ml x 8 godzin = 80 ml; łącznie 240 ml w ciągu 40 godzin Wzrost o 0,5 ml/kg = 12 ml x 8 godzin = 96 ml; łącznie 336 ml w ciągu 48 godzin (84 ml/ kg) Kontynuuj zwiększanie aż do osiągnięcia limitu płynów (100 ml/ kg)

Leczenie rutynowe — zawartość żołądka będzie odsysana co 4 godziny za pomocą strzykawki o pojemności 20 ml, a objętość będzie mierzona i zapisywana. Zaaspirowana zawartość zostanie ponownie umieszczona w żołądku po zarejestrowaniu http://www.gosh.nhs.uk/health-professionals/clinical-guidelines/nasogastric-and-orogastric-tube-management.

Rutynowe leczenie - Wagi będą mierzone na wadze dla niemowląt (kg), która będzie kalibrowana co tydzień pod kątem dokładności. Pomiaru obwodu czołowego potylicznego niemowlęcia (OFC) nie należy wykonywać przed 36 godziną życia. Należy to zrobić po 36 godzinach życia lub najlepiej po 7-10 dniach (Lindley, Benson et al. 1999). Aby uzyskać pomiar, zawiąż taśmę mierniczą i załóż ją na głowę dziecka. Miarkę należy umieścić nad uszami, w połowie odległości między brwiami a linią włosów do wypukłości potylicznej z tyłu głowy. Pociągnij taśmę mierniczą, aby ścisnąć wszystkie włosy. Pomiar należy wykonać z dokładnością do milimetra.

Metody - Monitorowanie stanu zapalnego jelit

Interwencja - Aby monitorować wpływ kardiochirurgii i żywienia dojelitowego na zapalenie jelit, biomarkery (kalprotektyna w kale) będą mierzone 24-48 godzin po operacji i 24-48 godzin po rozpoczęciu żywienia dojelitowego. Ponadto u niemowląt, u których zdiagnozowano NEC, zmierzy się poziom kalprotektyny.

Kalprotektyna w kale - 50-100mg kału zostanie zebrane do plastikowych pojemników z pieluszek niemowląt. Próbki zostaną następnie zhomogenizowane przez wytrząsanie, a supernatanty zostaną wysłane do laboratoriów w celu natychmiastowej analizy.