Welt-CED-Tag

Stuhlparameter – Diagnosemöglichkeiten der chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen

18.05.2022

Bei chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen (CED), hauptsächlich unterteilt in Morbus Crohn (MC) und Colitis Ulcerosa (CU), handelt es sich um Krankheiten, deren Ursachen nicht vollständig geklärt sind und für welche es keine Heilung gibt. Der chronische Verlauf bei CED zeichnet sich durch Perioden von symptomatischen Rückfällen (Schüben) und beschwerdefreien Phasen aus. Während der Schübe liegen akute Entzündungen im Darm der CED-Patienten vor, die zu den typischen Symptomen wie chronischen Durchfällen, Bauchschmerzen und/oder Gewichtsverlust führen. Diese Symptome sind allerdings nicht CED-spezifisch, sondern können beispielsweise auch durch ein Reizdarmsyndrom verursacht werden. Aus diesem Grund ist eine Untersuchung der Patienten zur Differentialdiagnose notwendig.

Der Goldstandard für die CED-Diagnose ist die Durchführung einer gastrointestinalen Endoskopie mit zusätzlicher Entnahme von Biopsien. Hierbei handelt es sich allerdings um eine invasive und auch kostenintensive Untersuchung. Neben der endoskopischen Untersuchung gibt es die Möglichkeit bei Patienten mit Verdacht auf CED, inflammatorische Parameter in Stuhlproben zu quantifizieren. In diesem Zusammenhang haben sich insbesondere die Biomarker Calprotectin und Lactoferrin in der Klinik bewährt (Lehmann et al., 2015).

Calprotectin – ein etablierter Marker zur Diagnose von CED
Calprotectin ist ein Calcium- und Zink-bindendes Protein mit antimikrobieller Wirkung, welches hauptsächlich in neutrophilen Granulozyten gebildet wird. Hier macht es bis zu 60 % der zytosolischen Proteine aus. Im Fall einer Entzündung im Darm wandern neutrophile Granulozyten aus dem Blutkreislauf in das Darmlumen (Roseth et al., 1997). Dort wird Calprotectin freigesetzt und kann somit im Stuhl nachgewiesen werden (Roseth et al., 1999). In Stuhlproben von CED-Patienten ist die Calprotectin-Konzentration signifikant erhöht (D'Haens et al., 2012). Außerdem korrelieren die Calprotectin-Konzentrationen im Stuhl mit der endoskopischen und histologischen Aktivität sowohl bei Erwachsenen mit CU (Schoepfer et al., 2013) oder MC (Langhorst et al., 2008) als auch bei Kindern (Fagerberg et al., 2007). Durch die überzeugende Studienlage hat sich Calprotectin als Biomarker für die CED-Diagnose in der Klinik etabliert (Maaser et al., 2019) und wird nun als fundamentaler Marker angesehen.
Der IDK® Calprotectin ELISA (K 6927) ist ein im Markt erfolgreiches monoklonales-Testsystem mit hoher Sensitivität und Spezifität zum Nachweis von Entzündungen (beides über 90 %). Neben dem Calprotectin ELISA bietet Immundiagnostik mit IDK® TurbiCAL® (TU1021) einen Turbidimetrie Assay für den quantitativen Nachweis von Calprotectin in Stuhlproben an.

Lactoferrin – Unterstützung bei der CED-Diagnose
Neben Calprotectin spielt der Biomarker Lactoferrin in der CED-Diagnose ebenso eine wichtige Rolle. Lactoferrin ist ein ca. 80 kDa großes Eisen-bindendes Glykoprotein, welches hauptsächlich in Speichel, Tränenflüssigkeit oder auch in Muttermilch vorkommt. Wie auch Calprotectin wird Lactoferrin in neutrophilen Granulozyten hergestellt. Als Komponente der angeborenen Immunabwehr spielt es eine wichtige Rolle als antimikrobielles Peptid, welches während des programmierten Zelltods, der Apoptose, von den Zellen freigesetzt wird. Im Fall von Entzündungen im Darm infiltrieren Lactoferrin-produzierende Zellen die intestinale Mukosa, wodurch eine erhöhte Menge an Lactoferrin im Stuhl nachgewiesen werden kann. Diverse klinische Studien konnten signifikant erhöhte Konzentrationen von Lactoferrin in aktiven Schüben bei MC- und CU-Patienten nachweisen (Schoepfer et al., 2013). Hierdurch wird eine Differenzierung zwischen funktionellen Entzündungen im Darm und chronischen Entzündungen möglich (Foell et al., 2009).
Die Immundiagnostik AG bietet einen spezifischen Laktoferrin ELISA (K 6870) für den quantitativen Nachweis von Lactoferrin in Stuhlproben an.

Probenentnahme, -aufbewahrung und -aufbereitung
Beide Parameter, Calprotectin und Lactoferrin, können mit den IDK® Stuhlprobenaufbereitungsröhrchen (SAS) befüllt mit dem Extraktionspuffer IDK Extrakt® (K 6999) kombiniert werden:

  • Für die Aufnahme einer definierten Probenmenge ist keine Probeneinwaage erforderlich: Durch das Einstechen des gelben Dosierstabs in die Stuhlprobe füllen sich die Vertiefungen an der Spitze des Stabs mit Stuhlprobe. Beim Einführen des Dosierstabs in das Stuhlprobenröhrchen wird überschüssiger Stuhl abgestreift, wodurch exakt 15 mg Stuhl in das Röhrchen gelangen.
  • Die Verwendung des IDK® SAS ermöglicht einen minimalen Stuhlkontakt und spart Zeit und Kosten.
  • Der im Stuhlprobenröhrchen enthaltene Extraktionspuffer IDK Extrakt® ermöglicht eine Lagerung des Stuhlprobenextrakts für 7 Tage bei -20°C, 2-8°C und Raumtemperatur.
  • Das System ist ready-to-use und kann direkt für die manuelle als auch für die automatisierte Abarbeitung genutzt werden.

Zusätzliche Marker im Bereich der intestinalen Entzündung
Neben den klassischen Biomarkern Calprotectin und Lactoferrin bietet die Immundiagnostik weitere Parameter an, die im Rahmen von Untersuchungen auf intestinale Entzündung eingesetzt werden können. Hier spielt beispielsweise die Bestimmung von PMN-Elastase aus polymorphkernigen Granulozyten eine Rolle. Ebenso wie auch bei Calprotectin und Lactoferrin wird die PMN-Elastase (IDK® PMN-Elastase ELISA, K 6840) im Falle von intestinalen Entzündungen in den Stuhl freigegeben (Langhorst et al., 2008). Zusätzlich kann durch die Quantifizierung der Myeloperoxidase (IDK® MPO ELISA, K 6630), einem lysosomalen Protein, ein Eindruck über vorherrschende Entzündungsreaktionen im Darmtrakt geschaffen werden (Silberer et al., 2005).

Seit über 30 Jahren fokussiert sich die Immundiagnostik AG auf die Entwicklung und Herstellung innovativer Diagnostika im Kontext diverser klinischer Anwendungsgebiete mit der Mission – Entdecken. Entwickeln. Anwenden.

Literatur:
・ D'Haens, G. et al. (2012). Fecal calprotectin is a surrogate marker for endoscopic lesions in inflammatory bowel disease. Inflamm Bowel Dis, 18(12), 2218-2224. https://doi.org/10.1002/ibd.22917
・ Fagerberg, U. L. et al. (2007). Fecal calprotectin: a quantitative marker of colonic inflammation in children with inflammatory bowel disease. J Pediatr Gastroenterol Nutr, 45(4), 414-420. https://doi.org/10.1097/MPG.0b013e31810e75a9
・ Foell, D. et al. (2009). Monitoring disease activity by stool analyses: from occult blood to molecular markers of intestinal inflammation and damage. Gut, 58(6), 859-868. https://doi.org/10.1136/gut.2008.170019
・ Langhorst, J. et al. (2008). Noninvasive markers in the assessment of intestinal inflammation in inflammatory bowel diseases: performance of fecal lactoferrin, calprotectin, and PMN-elastase, CRP, and clinical indices. Am J Gastroenterol, 103(1), 162-169. https://doi.org/10.1111/j.1572-0241.2007.01556.x
・ Lehmann, F. S. et al. (2015). The role and utility of faecal markers in inflammatory bowel disease. Therap Adv Gastroenterol, 8(1), 23-36. https://doi.org/10.1177/1756283X14553384
・ Maaser, C et al. (2019). ECCO-ESGAR Guideline for Diagnostic Assessment in IBD Part 1: Initial diagnosis, monitoring of known IBD, detection of complications. J Crohns Colitis, 13(2), 144-164. https://doi.org/10.1093/ecco-jcc/jjy113
・ Roseth, A. G. et al. (1997). Assessment of disease activity in ulcerative colitis by faecal calprotectin, a novel granulocyte marker protein. Digestion, 58(2), 176-180. https://doi.org/10.1159/000201441
・ Roseth, A. G. et al. (1999). Correlation between faecal excretion of indium-111-labelled granulocytes and calprotectin, a granulocyte marker protein, in patients with inflammatory bowel disease. Scand J Gastroenterol, 34(1), 50-54. https://doi.org/10.1080/00365529950172835
・ Schoepfer, A. M. et al. (2013). Fecal calprotectin more accurately reflects endoscopic activity of ulcerative colitis than the Lichtiger Index, C-reactive protein, platelets, hemoglobin, and blood leukocytes. Inflamm Bowel Dis, 19(2), 332-341. https://doi.org/10.1097/MIB.0b013e3182810066
・ Silberer, H. et al. (2005). Fecal leukocyte proteins in inflammatory bowel disease and irritable bowel syndrome. Clin Lab, 51(3-4), 117-126. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15819166

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