Fecaal calprotectine: (pre)- analytiek en toegevoegde waarde in de diagnose en follow-up van IBD

Transcriptie

1 Fecaal calprotectine: (pre)- analytiek en toegevoegde waarde in de diagnose en follow-up van IBD Werkgroep Klinische Biologie West-Vlaanderen 23 januari 2018 Matthijs Oyaert

2 Overzicht Inleiding Inflammatoire darmziekten Pre-analytiek Analytische aspecten Conclusies

3 Inflammatoire darmziekten 3 Inflammatory Bowel Disease Diagnose Biomarkers? Auto-immuunziekte Intestinale inflammatie: ulcera, bloedingen, diarree Oorzaak ongekend (genetisch + trigger) Symptomen aspecifiek Abdominale pijn, diarree, constipatie, melena, koorts, moeheid, DD: IBS, lactose-intolerantie, infectieuze colitis, appendicitis, diverticulitis, (ischemische) colitis, carcinoom 2 entiteiten: Morbus Crohn Colitis Ulcerosa

4 Inflammatoire darmziekten 4 Inflammatory Bowel Disease Diagnose Biomarkers? Ulcerative colitis Crohn s colitis

5 Inflammatoire darmziekten 5 Inflammatory Bowel Disease Diagnose Biomarkers? Endoscopie Beeldvorming Histologie op biopsie + Gouden standaard Niet goedkoop ( ) Invasief Vaak negatief (functionele ziekte) Biomerker? 1. Snel en eenvoudig te bepalen 2. Aanvaardbare sensitiviteit en specificiteit 3. Goedkoop 4. Niet invasief

6 Inflammatoire darmziekten 6 Inflammatory Bowel Disease Diagnose Biomarkers? Systemische merkers ESR, CRP, ANCA, ASCA, WBC, PLT, Hb + Eenvoudige staalname lage sensitiviteit en specificiteit intestinale infammatie inferieure correlatie met ziekte activiteit Faecale merkers?

7 Inflammatoire darmziekten Calprotectine Defensins S100A12 Lactoferrin MPO Lactoferrin Calprotectine Lactoferrin Lactoferrin PMN elastase MPO MPO S100A12 Neutrofielen Monocyten Macrofagen Lymfocyten

8 Inflammatoire darmziekten 8 Inflammatory Bowel Disease Diagnose Biomarkers? Systemische merkers ESR, CRP, ANCA, ASCA + Eenvoudige staalname lage sensitiviteit en specificiteit intestinale infammatie inferieure correlatie met ziekte activiteit Faecale merkers? Occult blood, lactoferrine, PMN-elastase, MPO Faecaal calprotectine (S100/A8/A9)? Faecaal calgranuline C (S100A12)? Staalname + Niet verhoogd bij extra-digestieve processen? + Colonoscopie vervangen?

9 Definitie Faecaal calprotectine is een 36 kda groot calcium en zink bindend eiwit samengesteld uit 2 verschillende units (S100A8 & S100A9) Dimeer 60% cytosol neutrofielen Resistent aan bacteriële degradatie Serum als faecaal

10 Inflammatoire darmziekten - Biomerkers Faecaal calprotectine (S100A12) 10 Colon Cancer Coeliac Disease Microscopic Colitis Diverticulitis Infectious Diarrhea Small Bowel Enteropathy Crohn Colitis Ulcerosa IBS Tibble et al. Gastroenterology 2002; 123:

11 Inflammatoire darmziekten - Biomerkers Faecaal calprotectine (S100A12) 11 Monitoring Disease Activity Predicting relapse Monitoring response treatment Macroscopic and histological inflammation Disease activity scores (CDEIS, SESCD, ) Alibrahim B, et al. Can J Gastroenterol 2015;29:

12 Inflammatoire darmziekten - Biomerkers Faecaal calprotectine (S100A12) 12 Monitoring Disease Activity Predicting relapse Monitoring response treatment 90% of patients with FC >50µg/g have relapse <1 year FC better predictor for relapse in UC and colonic CD, poor for ileal CD Ikhtaire et al. J Gastroenterol 2016; 51:

13 Inflammatoire darmziekten - Biomerkers Faecaal calprotectine (S100A12) 13 Monitoring Disease Activity Predicting relapse Monitoring response treatment

14 Inflammatoire darmziekten - Biomerkers Faecaal calprotectine (S100A12) 14 Rugtveit J et al. Journal of Pediatric Gastroenterology and Nutrition 2002;34:323

15 Inflammatoire darmziekten - Biomerkers Calgranuline C (S100/A12) 15 Diagnostische performantie Correlatie ziekteactiviteit

16 Inflammatoire darmziekten - Biomerkers Diagnostische performantie 16 Whitehead SJ et al. J Clin Pathol 2017;70: S100A8/A9 en S100A12 hebben een vergelijkbare diagnostische performantie

17 Inflammatoire darmziekten - Biomerkers Correlatie ziekteactiviteit 17 Whitehead SJ et al. J Clin Pathol 2017;70: S100-A12 correlates significantly with the Mayo UC disease severity score (r = ; p = 0.001), but not with the CD HBI disease index (r = ; p=0.3923)

18 Inflammatoire darmziekten - Biomerkers Calgranuline C (S100/A12) Diagnostische performantie Inter-assay variabiliteit? Correlatie ziekteactiviteit Standaardisatie? Veelbelovend, meer evidentie noodzakelijk

19 AANTAL PAPERS Andere toepassingen? Faecal calprotectin Medline

20 Andere toepassingen? 20 Spondyloarthritis Primary Sjögren syndrome Systemic sclerosis Cypers H, et al. Ann Rheum Dis 2016;7:

21 Andere toepassingen? 21 Spondyloarthritis Primary Sjögren syndrome Systemic sclerosis Andréasson K, et al. Arthritis Research & Therapy 2016;18:9.

22 Andere toepassingen? 22 Spondyloarthritis Primary Sjögren syndrome Systemic sclerosis Andréasson K, et al. Arthritis reasearch & Therapy 2014;16:R46

23 Andere toepassingen? 23 Spondyloarthritis Primary Sjögren syndrome Systemic sclerosis Andréasson K, et al. Arthritis reasearch & Therapy 2014;16:R46

24 Pre-analytiek Weegmethode Volumetrische methode

25 Pre-analytiek Weegmethode Volumetrische methode

26 Pre-analytische pitfalls 26 Extractie procedure Dag-tot-dag variabiliteit Stabiliteit Confounders Roche Smart Prep extraction device Thermo Fischer extraction device Inova extraction device Calex Cap extraction device

27 Pre-analytische pitfalls 27 Extractie procedure Dag-tot-dag variabiliteit Stabiliteit Confounders Staalnr Gewicht Smart Prep (mg) Gewicht Thermo Fischer (mg) FC Smart Prep (µg/g) Pt Pt Pt Pt Pt Pt Pt Pt Pt Pt Pt Pt Pt Pt Pt FC Thermo Fischer (µg/g) Staal Consistentie

28 Pre-analytische pitfalls 28 Extractie procedure Dag-tot-dag variabiliteit Stabiliteit Confounders Staalnr Gewicht Smart Prep (mg) Gewicht Thermo Fischer (mg) FC Smart Prep (µg/g) FC Thermo Fischer (µg/g) Staal Consistentie Pt Vloeibaar Pt Halfvast Pt Vloeibaar Pt Vloeibaar Pt Halfvast Pt Vast Pt Vast Pt Vloeibaar Pt Vloeibaar Pt Vast Pt Vloeibaar Pt Vloeibaar Pt Halfvast Pt Vast Pt Vast

29 Pre-analytische pitfalls 29 Extractie procedure Dag-tot-dag variabiliteit Stabiliteit Confounders n = 183 Slope: 0.96 (95%CI: ) Intercept: 0.00 (95%CI: ) n = 35 Slope: 0.60 (95%CI: ) Intercept: 0.00 (95%CI: )

30 Pre-analytische pitfalls 30 Extractie procedure Dag-tot-dag variabiliteit Stabiliteit Confounders Staalnr Gewicht Roche Smart Prep extraction device, FC (µg/g) Inova extraction device, FC (µg/g) Mean difference Pt < Pt < Pt Pt Pt Pt Pt Pt Pt 58 73,6 886,6 585,6-33,9 Pt ,7 695,6 767,6 10,4 Pt 66 94,2 102,9 77,6-24,6 Pt 67 96,5 31,9 32,6 2,2 Pt 69 97,5 61,6 < 16,1 73,9 Pt ,0 51,6 < 16,1 68,8 Pt 84 91,5 20,2 < 16,1-20,4 Pt ,9 291,7 245,9-15,7 Pt 92 96,8 78,1 80,1 2,5

31 Pre-analytische pitfalls 31 Extractie procedure Dag-tot-dag variabiliteit Stabiliteit Confounders Whitehead SJ et al. Annals of Clinical Biochemistry 2013;50:53-61.

32 Pre-analytische pitfalls 32 Extractie procedure Dag-tot-dag variabiliteit Stabiliteit Confounders Median CV s: % (!) Lasson A et al, Journal of Crohn s Colitis 2015;9:26-32.

33 Pre-analytische pitfalls 33 Extractie procedure Dag-tot-dag variabiliteit Stabiliteit Confounders Lasson A et al, Journal of Crohn s Colitis 2015;9:26-32.

34 Pre-analytische pitfalls 34 Extractie procedure Dag-tot-dag variabiliteit Stabiliteit Confounders Oyaert M, et al. Clinica Chimica Acta 2017;473:

35 Pre-analytische pitfalls 35 Extractie procedure Dag-tot-dag variabiliteit Stabiliteit Confounders Poullis A et al. Eur J Gastroenterol & Hepatol 2003;15:573-4

36 Pre-analytische pitfalls 36 Extractie procedure Dag-tot-dag variabiliteit Stabiliteit Confounders Dumoulin E, et al. Clin Chem Lab Med 2015;53:

37 Analytische aspecten 1992 First ELISA s Røseth et al. Until 2011 Development of novel ELISA s 2000 New simplified feces sample Prep method Tøn et al First POCT assays Coorevits et al, 2012 Lobaton T et al, 2013

38 Analytische aspecten Point-of-care test Eenvoudige implementatie Manueel invoeren pt-gegevens Analyse staal per staal o Snel o Onmiddellijk implementeerbaar Imprecisie o Within run (n=10): 3.5% o Between run (1 extr, n=20): 19.3% o Between run ( extr, n=20): 18.9% Verdunning: Normal & High Range Prijs/ test: Geautomatiseerde assay (FEIA) Meerdere analyses op toestel Directe koppeling met LIS Analyse in batch? (bv. 2x/week) o Resultaat later gekend o Niet direct implementeerbaar Imprecisie: o Within run (n=10): 2.7 % o Between run (1 extr, n=20): 9.7% o Between run ( extr, n=20): 10.7% Eén enkele verdunning (toestel of manueel) Prijs/test: 32.00

39 Analytische aspecten 1992 First ELISA s Røseth et al. Until 2011 Development of novel ELISA s 2014 Automated assays: FEIA Labaere et al, 2014 Oyaert et al, New simplified feces sample Prep method Tøn et al First POCT assays Coorevits et al, 2012 Lobaton T et al, Automated assays: PETIA and CLIA s Delefortrie et al, 2016 De Sloovere et al, 2017 Oyaert et al, 2017

40 Analytische aspecten Thermo Scientific ImmunoCAP 250 FEIA Diasorin Liaison CLIA Roche Cobas c501 Bühlmann fcal Turbo PETIA INOVA BioFlash CLIA Orgentec Alegria ELISA Quantalyser Euroimmun ELISA

41 Analytische aspecten 41 Manufacturer EliA Calprotectin 2 Diasorin Calprotectin Inova Quanta Flash Bühlmann fcal Turbo Euroimmun Calprotectin Orgentec Calprotectin Capture Monoclonal, native Monoclonal, recombinant Polyclonal, native NA Monoclonal, native Antibody Detection Monoclonal, mouse Monoclonal, recombinant Monoclonal, native Polyclonal, avian Monoclonal, native Measuring range N of calibrators Measuring principle Proposed cut-off (µg/g) LOQ N tests/kit FEIA CLIA CLIA PETIA ELISA Polyclonal Monoclonal NR ELISA

42 Casus Sinds paar maanden buikpijn Geen diarree Geen rectaal bloedverlies Geen gewichtsverlies Bepaling fecaal calprotectine Geen medicatie gebruik Negatieve familie-anamnese voor IBD Microbiologie diagnostiek: negatief Caucasische man, 55j CRP: 19 mg/l WBC: 11.6 x 10 3 /µl Fecaal calprotectine: Methode 1:?245 µg/g? Methode 2:?56 µg/g? Methode 3:?26.7 µg/g?

43 Casus Wat is er aan de hand?

44 Analytische aspecten 44 Verdeling concentraties faecaal calprotectine tussen 6 verschillende assays p > 0.05* p > 0.05* p > 0.05* p > 0.05* High Medium Low Significant (p<0.05) differences in fecal calprotectin concentration between all assays, except for the 4 indicated assays.

45 Analytische aspecten 45 Assay EliA Quanta Flash Diasorin Euroimmun fcal Turbo* Orgentec Manufacturer s cut-off (µg/g) Sensitivity (%) (95% CI) Specificity (%) (95% CI) 100 ( ) 66.2 ( ) 100 ( ) 72.9 ( ) 100 ( ) 78.5 ( ) 100 ( ) 58.4 ( ) 100 ( ) 66.2 ( ) 100 ( ) 58.6 ( ) ROC s cut-off (µg/g) Sensitivity (%) (95% CI) Specificity (%) (95% CI) Cut-off (µg/g) at a fixed specificity of 75% Sensitivity (95%CI) Cut-off (µg/g) at a fixed specificity of 95% Sensitivity (95%CI) 85.7 ( ) 100 ( ) 100 ( ) 86.4 ( ) 100 ( ) 96.9 ( ) 95.2 ( ) 96.9 ( ) 95.2 ( ) 95.4 ( ) 100 ( ) 98.5 ( ) ( ) 100 ( ) 100 ( ) 100 ( ) 100 ( ( ) ( ) 84.2 ( ) 100 ( ) 95.2 ( ) 95.2 ( ) 100 ( )

46 Analytische aspecten 46

47 Analytische aspecten 47

48 Conclusies Faecaal calprotectine: added-value diagnose en follow-up van IBD?? Andere merkers op komst? Waarde als diagnostische merker in andere domeinen? Do not forget about pre-analytics in faecal calprotectin analysis Standaardisatie staalname Homogeniseren alvorens staalname Validatie stabiliteit extractiebuffer Validatie extractie device verschillende staaltypes

49 Conclusies Faecaal calprotectine: added-value diagnose en follow-up van IBD Do not forget about pre-analytics in faecal calprotectin analysis Diagnostische performantie: Resultaten niet uitwisselbaar: standaardisatie! Verschillende diagnostische cut-offs ( manufacturer cut-off) Hoogste specificiteit: CLIA (Meerdere) resultaatintervallen: diagnostische performantie

50 Matthijs Oyaert, Werkgroep Klinische Biologie West Vlaanderen, 23 januari 2018