UNIVERSITEIT GENT FACULTEIT DIERGENEESKUNDE. Academiejaar

Transcriptie

1 UNIVERSITEIT GENT FACULTEIT DIERGENEESKUNDE Academiejaar BEPALING VAN OCCULT BLOED IN DE MEST VAN PAARDEN EN RUNDEREN door Nicky VAN DER VEKENS Promotor: Prof. Dr. Piet Deprez Literatuurstudie in het kader van de Masterproef

2 SAMENVATTING INLEIDING LITERATUURSTUDIE AFBRAAK VAN HEMOGLOBINE IN HET SPIJSVERTERINGSSTELSEL WERKINGSMECHANISMEN VAN DE FOBT S De chemische testen De immunochemische testen GEBRUIK VAN FOBT S IN DE HUMANE GENEESKUNDE Opsporen van colorectale kanker Evaluatie van de humane testen De specificiteit De sensitiviteit De kostprijs Gebruiksvriendelijkheid De combinatietest Conclusie GEBRUIK VAN FOBT S IN DE DIERGENEESKUNDE Paard Herkauwers Kleine huisdieren Conclusie LITERATUURLIJST...14 De auteur geeft de toelating deze studie voor consultatie beschikbaar te stellen voor persoonlijk gebruik. Elk ander gebruik valt onder de beperkingen van het auteursrecht, in het bijzonder met betrekking tot de verplichting de bron uitdrukkelijk te vermelden bij het aanhalen van deze studie. Het auteursrecht betreffende de gegevens vermeld in deze literatuurstudie berust bij de promotor(en). Het oorspronkelijke auteursrecht van de individueel geciteerde studies en eventueel bijhorende documentatie, zoals tabellen en figuren, blijft daarbij gevrijwaard. De auteur en de promotor(en) zijn niet verantwoordelijk voor de behandelingen en eventuele doseringen die in deze studie geciteerd en beschreven zijn.

3 3

4 SAMENVATTING Het gebruik van fecale occult bloed testen voor het opsporen van gastro-intestinale aandoeningen wordt bij de mens met succes toegepast voor het opsporen van colorectale kanker. Als screeningstesten kunnen chemische of immunochemische testen gebruikt worden. Omdat chemische testen ook in staat zijn hoger gastro-intestinaal bloedverlies te detecteren, zijn ze minder specifiek voor het opsporen van deze kanker. Bovendien wordt een aangepast dieet aanbevolen bij gebruik van deze testen, wat de gebruiksvriendelijkheid verlaagt. De hogere sensitiviteit van de immunologische testen, maakt hen geschikter als screening voor colorectale kanker, ondanks hun hogere kostprijs. In de diergeneeskunde worden deze testen nog niet routinematig gebruikt. Toch zouden ze een belangrijk hulpmiddel kunnen zijn voor het opsporen van een aantal aandoeningen van het gastrointestinaal kanaal. Bij paarden zouden bijvoorbeeld het equine gastric ulcer syndrome en rechter dorsale colitis op deze manier kunnen opgespoord worden. Bij kalveren kunnen de testen eventueel gebruikt worden voor het opsporen van lebmaagulcera en specifiek bij schapen zouden ze toegepast kunnen worden om de graad van een Haemonchus contortus infectie in te schatten. De lagere kostprijs van de chemische testen en hun mogelijkheid om ook hogere gastro-intestinale bloedingen te detecteren, maken hen op het eerste zicht meer geschikt om te gebruiken in de diergeneeskunde. Een nieuwe immunochemische test werd onlangs op de markt gebracht voor paarden. De eerste resultaten van deze test waren gemiddeld beter dan de guaiac testen, maar verder onderzoek omtrent deze en de chemische testen is noodzakelijk.

5 1.INLEIDING Verschillende aandoeningen van het gastro-intestinaal stelsel kunnen bij mens en dier aanleiding geven tot bloedverlies via de feces. Men spreekt van fecaal occult bloed, indien het bloedverlies niet macroscopisch zichtbaar is. Rockey (2005) vermeldde dat bij de mens tot 100 ml gastro-intestinaal bloedverlies per dag macroscopisch niet op te merken valt. Het opsporen van deze bloedingen is indicatief van een pathologie van het maagdarmkanaal en gebeurt sinds 1970 door gebruik te maken van fecaal occult bloed testen (FOBT s) (Greenwald, 2005). Dankzij de benutting van deze technieken als screening voor colorectale kanker, zijn medici in staat om de mortaliteit van deze ziekte te reduceren (Young et al., 2002; Lansdorp-Vogelaar et al., 2009). In de loop van de jaren 90 werden nieuwe immunochemische testen ontwikkeld. Uitgebreide studies waarin deze testen met elkaar vergeleken werden, leverden uiteenlopende conclusies op, hoewel de meeste auteurs de voordelen van de vernieuwde immunochemische testen duidelijk erkennen. Ook in de diergeneeskunde worden deze humane FOBT s bij grote en kleine huisdieren gebruikt (Payton en Glickman, 1980; Rice en Ihle, 1994; Pellegrini, 2005). Het opsporen van gastro-intestinale ulcera met deze testen is veel goedkoper en minder invasief dan door gebruik te maken van endoscopie (Payton en Glickman, 1980; Pellegrini, 2005). De weinige literatuur omtrent het gebruik van deze testen bij dieren, toont aan dat verdere diergeneeskundige studies noodzakelijk zijn om de meest accurate test op te sporen. De bedoeling van deze studie is na te gaan, aan de hand van een literatuuroverzicht, welke van de humane testen de beste diagnostische test zou kunnen zijn voor diergeneeskundig gebruik. 2

6 2.LITERATUURSTUDIE 2.1 AFBRAAK VAN HEMOGLOBINE IN HET SPIJSVERTERINGSSTELSEL De lokalisatie van het bloedverlies in het maagdarmstelsel heeft een belangrijke invloed op de uiteindelijke detectie van bloed en hemoglobine in de feces (zie figuur 1). Figuur 1. Onderscheid van hoge, midden en lage gastro-intestinale bloedingen en kans op een positieve FOBT. De guaiac test is beter in staat om hogere gastro-intestinale bloedingen te detecteren dan de immunochemische testen (naar Rockey, 2005). Hemoglobine dat vrijgesteld wordt in het hoger gastro-intestinaal stelsel (bv. maagulcera), wordt verteerd door pepsine, proteasen en eventueel bacteriën (Rockey et al.,1999; Rockey, 2005). Hieruit ontstaan porfyrines en partieel gedegradeerd heem en globine. Burton et al. ontdekten reeds in 1976 een verandering van hemoglobinemoleculen ten gevolge van de vertering. Zij schreven dit toe aan de inwerking van carboxypeptidasen. Dit betekent dat de grootste modificatie gebeurt ter hoogte van het duodenum. Bij lagere bloedingen daarentegen (bv. colorectale kanker) wordt intact heem en intact globine uitgescheiden. De enige test die in staat is om alle bloedingen op te sporen, onafhankelijk van de lokalisatie is de heem-porfyrine test (HemoQuant, Mayo Medical Laboratories, Rochester, Minnesota) (Rockey, 2005). De overige FOBT s zijn hiervoor minder geschikt, aangezien ze enkel intacte heem- of globinemoleculen kunnen aantonen. 2.2 WERKINGSMECHANISMEN VAN DE FOBT S Het opsporen van fecaal occult bloed kan gebeuren via verschillende methodes: (immuno)chemische testen, fysische en radioanalytische technieken. Omwille van hun complexiteit en de onbruikbaarheid in de routine-diagnostiek, wordt op de fysische en radioanalytische methoden in deze literatuurstudie niet ingegaan. Hiervoor kan verwezen worden naar Syed et al. (2002). De meeste FOBT s zijn gebaseerd op (immuno)chemische techieken. 3

7 2.2.1 De chemische testen De guaiac fecal occult bloed testen (gfobt s) werden voor het eerst beschreven in 1874 en worden nog steeds wereldwijd gebruikt (Greenwald, 2005). Deze FOBT s zijn gebaseerd op oxidatie van guaiac tot een blauwgekleurd quinone door de pseudoperoxidase activiteit van heem (figuur 2). Het guaiac is een hars dat geëxtraheerd wordt uit de bomen Guaiacum officinale of G. sanctum (Gordon et al., 2004). Door degradatie van de heem moleculen in het gastro-intestinaal kanaal, is de guaiac test beter in staat om lagere bloedingen te detecteren (zie figuur 1). Er is immers een intacte heem molecule nodig om tot een positieve test te komen (Gorden et al., 2004). Toch bewezen Rockey et al. in 1999 dat gfobt s ook hogere bloedingen kunnen detecteren. Vooral bij de hoogsensitieve Hemoccult SENSA (Beckman Coulter, Palo Alto, California) verkreeg men deze resultaten. Figuur 2. Chemie van de guaiac test en potentiële interfererende molecules of omstandigheden. De conversie van gereduceerd guaiaconzuur naar zijn geoxideerde toestand gebeurt in aanwezigheid van H 20 2 en hemoglobine. + verwijst naar vals positieven, - naar vals negatieven (naar Gogel et al., 1989; Fleisher en Schoengold, 2003). Zoals figuur 2 aantoont kunnen nog andere agentia leiden tot (vals) positieve resultaten met de guaiac test. Vooral de aanwezigheid van niet-heem peroxidasen is belangrijk. Rood vlees, radijzen, rapen, broccoli, worden daarom volgens Gnauck et al. (1984) best geweerd uit het dieet drie dagen voor en tijdens de testdagen. Plantaardige peroxidasen zijn (net als hemoglobine) hemoproteïnen, maar ze hebben een hogere enzymatische activiteit dan hemoglobine zelf (Sinatra et al., 1999). Omdat deze enzymen vaak gelokaliseerd zijn binnenin een celwand opgebouwd uit cellulose, worden ze beter 4

8 beschermd tegen de vertering en kunnen ze nog actief zijn in de feces. Illingworth stelde reeds in 1965 een dieet op om interferenties te voorkomen. Daarnaast werd ook vermeld dat ontstekingsremmers, zoals bijvoorbeeld aspirine, beter niet ingenomen worden, aangezien deze molecules gastro-intestinale bloedingen kunnen veroorzaken. Meer recent wordt het belang van een peroxidase-vrij dieet in twijfel getrokken. Rozen et al. (1999) vermeldden dat geen specifiek dieet nodig is, indien de gfobt drie dagen wordt uitgesteld na verzameling van de feces. Gedurende deze tijd gebeurt namelijk een afbraak van de plantenperoxidasen, terwijl de heemmoleculen relatief stabiel blijven. Figuur 2 toont ook de mogelijke mechanismen die vals negatieve resultaten kunnen veroorzaken. Adsorberende agentia kunnen hemoglobine binden, waardoor de oxidatie reactie niet doorgaat. Daarnaast zijn ook reducerende agentia van belang: vitamine C bijvoorbeeld inhibeert de oxidatie van guaiac en kan dus ook best uit het dieet geweerd worden. Tenslotte kan de aanwezigheid van sterke kleurstoffen de blauwe kleurreactie maskeren (Gogel et al., 1989) De immunochemische testen De recentere immunochemische testen (ifobt s) maken gebruik van monoklonale antistoffen om het humaan hemoglobine te detecteren. Ze zijn specifiek gericht tegen het globine (Levin et al., 2003). Bij aanwezigheid van hemoglobine in de feces, bindt de antistof aan het globine, wat resulteert in een positieve test. Voor het methodologie van de aanmaak van deze monoklonale antilichamen wordt verwezen naar Saito (1996). Als voorbeeld wordt hier ingegaan op de werking van de FlexSure OBT (Beckman Coulter, Palo Alto, California), omdat deze gemakkelijk door de praktiserende arts kan uitgevoerd worden (Beg et al., 2002). Het detecteren van humaan hemoglobine gebeurt door middel van immunochromatografie. Er wordt gebruik gemaakt van een conjugaat bestaande uit colloïdaal goud gebonden aan anti-hemoglobine antistoffen. Bij aanwezigheid van hemoglobine in een staal ontstaat een immuuncomplex met het conjugaat. Dit complex wordt gecapteerd op de teststrip door anti-hemoglobine antistoffen. Een positieve reactie geeft dan een roze testlijn. Conjugaat dat niet gebonden is aan hemoglobine, wordt gecapteerd ter hoogte van de controlelijn door anti-conjugaat antistoffen. Een positieve test heeft dus twee roze lijnen, bij een negatieve test ontstaat er alleen een roze lijn ter hoogte van de controle. Indien geen controlelijn zichtbaar is, is de test ongeldig (Wong et al., 2003). Een gelijkaardig mechanisme wordt gebruikt door de!nsure FOBT (Enterix, Inc., Falmouth, Maine). Deze test kan echter alleen uitgevoerd worden onder laboratoriumomstandigheden (Levin et al., 2003). Figuur 3. Mechanisme van de HemeSelect test. In aanwezigheid van hemoglobine gebeurt een agglutinatie reactie van de kippenerythrocyten die bezet zijn met anti-humaan hemoglobine antistoffen (naar Saito, 1996). 5

9 Tenslotte wordt in de literatuur de HemeSelect test (Beckman Coulter, Palo Alto, California) vermeld. Ook deze test wordt alleen verricht in labo s. Er wordt gebruik gemaakt van rode bloedcellen van kippen, waarop antistoffen tegen het humane hemoglobine zijn gebonden. Indien hemoglobine aanwezig is in het teststaal, gebeurt een agglutinatiereactie (figuur 3) (Rockey et al., 1999). Zoals in 2.1 vermeld, wordt hemoglobine afgebroken bij passage door het spijsverteringsstelsel. De degradatie van de globine molecule bij hogere gastro-intestinale bloedingen zorgt ervoor dat dit proteïne niet langer immunoreactief is met de antilichamen (Saito,1996). Door Rockey et al. (1999) werd aangetoond dat ifobt s inderdaad geen hogere bloedingen kunnen detecteren (figuur 1). Dit maakt het echter een betere test voor het opsporen van colorectale kanker (zie 2.3). Een ander verschil met de gfobt s is het overbodig zijn van dieetrestricties bij ifobt s. Omdat de testen niet reageren met plantenperoxidasen of niet-humaan hemoglobine, is een specifiek dieet niet vereist (Beg et al., 2002; Allison, 2005; Ouayang et al., 2005). Hoewel de meeste auteurs geen kruisreactiviteit vermeldden met hemoglobine van andere dieren, wordt weinig gezegd in de literatuur omtrent de specificiteit van deze antistoffen. Saito (1996) meende dat er een binding kan ontstaan met dierlijk hemoglobine door homologie van de aminozuursequenties in het globine, ondanks het gebruik van monoklonale antihemoglobine A o antilichamen. Volgens de gebruikskarakteristieken zou FlexSure OBT echter geen kruisreactie kennen met myo- of hemoglobine van runderen, kippen, vissen, paarden, varkens, konijnen, geiten, schapen of kalkoenen. Ook de!nsure FOBT is in vitro getest op kruisreacties met andere hemoglobines: er werden geen positieve resultaten verkregen met het hemoof myoglobine van de voornaamste diersoorten, noch met extracten van een aantal rauwe groenten, zoals rapen en broccoli (Levin et al., 2003). 2.3 GEBRUIK VAN FOBT S IN DE HUMANE GENEESKUNDE Opsporen van colorectale kanker In de humane geneeskunde worden de FOBT s vooral gebruikt als screeningstest om patiënten met colorectale kanker (CRC) op te sporen. CRC is in de Verenigde Staten de tweede grootste oorzaak van kankergerelateerde mortaliteit (Ouyang et al., 2005). In 2004 werden nieuwe gevallen ontdekt en meer dan mensen stierven aan deze ziekte. In China is CRC de tweede meest voorkomende kanker (na longkanker) (Wong et al., 2003). Hoe vroeger deze kanker ontdekt wordt, hoe groter de overlevingskansen. Patiënten met metastasen naar de lymfeknopen hebben slechts 5 procent kans om de volgende 5 jaar te overleven, in tegenstelling tot patiënten met een vroege diagnose, waar het overlevingspercentage meer dan 90 procent bedraagt ( Ouyang et al., 2005). De aanwezigheid van CRC veroorzaakt bloedverlies in het maagdarmstelsel. De FOBT kan dit bloed in een vroeg stadium van de ziekte in de feces opsporen en verbetert dus de prognose. Screening van risicopatiënten geeft aanleiding tot een duidelijke reductie in de mortaliteit: daarom raadt de World Health Organisation een regelmatig gebruik van deze testen aan (Young et al., 2002). CRC is een aandoening die zich goed leent voor massa screening testen, wegens de trage ontwikkeling van de ziekte en de aanwezigheid van methoden om deze kanker in een vroeg stadia op te sporen (Otto en Eckhardt, 2000). Naast CRC kan fecaal occult bloed ook voorkomen bij andere aandoeningen van het maagdarmkanaal ( Syed et al., 2002). Een positieve test wijst dus niet altijd op de aanwezigheid van CRC. Tabel 1 geeft een overzicht van gastro-intestinale aandoeningen die fecaal bloedverlies kunnen veroorzaken bij de mens. 6

10 Tabel 1. Differentiaal diagnose van occult gastro-intestinaal bloedverlies bij de mens (naar Beg et al., 2002; Rockey, 2005). Ontstekingen: Infecties: Vasculaire aandoeningen: Tumoren: erosieve gastritis Ancylostomiasis hemangioma adenoma erosieve oesophagitis Trichuriasis ulcus van Dieulafoy b (>1,5 cm) ulceratie Strongylyoidiasis watermeloen-maag c carcinoma Cameron laesies a coeliakie Ascariasis tuberculose vasculaire ectasie portale hypertensie Andere oorzaken: (ulceratieve) colitis ziekte van Crohn idiopathische cecale ulcer Amebiasis gastro-/colonopathie varices haemoptysis oropharygeale bloeding a bloedverlies uit lineaire erosies bij aanwezigheid van een hiatus hernia b grote oppervlakkig arterie onder een mucosaal defect c gastrische antrale vesiculaire ectasie De voornaamste gfobt s die gebruikt worden als screening voor CRC zijn de Hemoccult (SENSA) testen van Beckman Coulter (Palo Alto, California). De meest bestudeerde ifobt s zijn HemeSelect en FlexSure OBT (Beckman Coulter, Palo Alto, California) en!nsure FOBT (Enterix, Inc., Falmouth, Maine). De FlexSure OBT is echter niet meer beschikbaar (Young, 2002; Ouyang et al., 2005) Evaluatie van de humane testen Belangrijk bij screening naar CRC is het gebruik van een test met goede specificiteit en sensitiviteit. Vals positieven leiden tot onnodige angst en stress bij patiënten. Bovendien geven daarop volgende onderzoeken overbodige kosten en vormt colonoscopie steeds een risico voor perforatie van de darm (Rabeneck et al., 2008) De specificiteit Onder de specificiteit verstaan we de proportie van de correct negatieve dieren ten opzichte van het totaal aantal dieren zonder de ziekte (Young, 1998). Volgens Greenwald (2005) is de specificiteit van gfobt s en ifobt s vergelijkbaar voor kankers. Voor de gfobt s wordt een specificiteit van 96,8 98,9% vermeld en voor de ifobt s een range van 86,2% - 97,8%. De specificiteit hangt ook af van de populatie die getest wordt. In een studie uitgevoerd door Wong et al. (2003) werd een duidelijke hogere specificiteit bekomen van de FlexSure OBT ten opzichte van de Hemoccult SENSA test. In deze studie werd een Chinese populatie getest, waarbij geen dieetrestricties opgelegd waren. In tegenstelling tot de Westerse populatie eten Chinezen minder rood vlees, maar wel meer fruit en groenten. Het zou kunnen dat het hoge gehalte aan plantenperoxidasen in de voeding vals positieve resultaten veroorzaakt hebben bij de Hemoccult SENSA test. De ifobt s zouden volgens Saito (1996) wel een hogere specificiteit hebben voor CRC, omdat ze alleen bloedingen van het lager maagdarmstelsel detecteren. Zoals in 2.1 vermeld, kunnen gfobt s ook bloedingen van het hoger maagdarmkanaal detecteren, waardoor vals positieven zouden kunnen onstaan voor CRC. De specificiteit is afhankelijk van de soort antistoffen die gebruikt worden. Indien bij aanmaak van deze antistoffen gebruik gemaakt werd van onvoldoende gezuiverd hemoglobine, is er een mogelijkheid dat ook antistoffen gevormd worden tegen het carbo-anhydrase isoenzyme. Dit enzyme 7

11 is aanwezig in erythrocyten, maar ook in humane colon epitheelcellen. Daarom kunnen deze antilichamen ook reageren met colon cellen in de feces van personen zonder intestinale lesies, en dit verklaart de positieve reacties met feces van gezonde personen. Door gebruik te maken van (monoclonale) antihemoglobine A o antilichamen kunnen deze vals positieven vermeden worden (Saito, 1996). Tenslotte moet nog opgemerkt worden dat de correcte specificiteit slechts zelden bepaald kan worden (Young, 1998). Dit komt omdat patiënten die negatief testen, meestal geen verdere onderzoeken ondergaan om te bewijzen dat ze werkelijk gezond zijn. Daarom wordt soms gebruik gemaakt van de apparente specificiteit: patiënten die negatief testen worden nog gedurende twee jaar opgevolgd om te verzekeren dat ze effectief kanker-vrij zijn. Volgens de gebruikskarakteristieken heeft FlexSure OBT een apparente specificiteit van 98,4% voor colorectale neoplasieën. De apparente specificiteit van Hemoccult bedraagt 97,2% voor CRC De sensitiviteit Onder de sensitiviteit verstaan we de proportie van de werkelijke zieke dieren met positieve testuitslag ten opzichte van alle werkelijke zieke dieren (Young, 1998). Verschillende auteurs vermeldden een hogere sensitiviteit van de ifobt s ten opzichte van de gfobt s (Saito, 1996; Greenwald, 2005; Guittet et al., 2009). Voor de!nsure FOBT werd door Levin et al. (2003) een sensitiviteit vermeld van 87% voor kanker. In een studie uitgevoerd door Rabeneck et al. (2008) varieerde de sensitiviteit van de Hemoccult II tussen 51,1% en 72,2%. De Hemoccult SENSA test was duidelijk gevoeliger (62,2%- 100%). Hoewel de sensitiviteit van de gerehydrateerde Hemoccult II test hoger ligt (81%), is de specificiteit lager (90,4%). Een duidelijk lagere sensitiviteit werd opgemerkt indien slechts eenmaal getest werd. De hogere gevoeligheid van de ifobt s is wel beperkt : Guittet et al. (2009) meldden dat de toename beperkt is tot invasieve kankers die gelokaliseerd zijn in het rectum. Bovendien is het mogelijk dat deze testen ook fysiologisch bloedverlies detecteren (Saito, 1996) door hun hoge sensitiviteit. In de feces van gezonde personen zonder intestinale lesies kan namelijk een bloedverlies voorkomen van ongeveer 0,5-2,0 mg/g feces. Tenslotte moet opgemerkt worden dat de sensitiviteit van de ifobt s afhankelijk is van de bewaringsmethode van de stalen. De antigeniciteit van het hemoglobine kan verloren gaan door degradatie van het globine bij kamertemperatuur. Dit wordt waarschijnlijk veroorzaakt door de aanwezigheid van bacteriën in de feces. Daarom is het noodzakelijk de ifobt s uit te voeren onmiddellijk na de preparatie van de stalen of moeten de specimens bewaard worden bij een temperatuur van 4 C (Saito, 1996). Bij de gfobt s zijn nog geen specifieke studies uitgevoerd omtrent het effect van de temperatuur op de stalen (Rabeneck et al., 2008). Volgens de fabrikant moeten de specimens echter bewaard worden bij kamertemperatuur (15-30 C) De kostprijs De ifobt s zijn meestal duurder dan de gfobt s (Young et al., 2002; Greenwald, 2005; Ouyang et al., 2005). De prijs voor de Hemoccult SENSA test (63,98 euro voor 100 slides) ligt wel hoger dan de Hemoccult test (51,47 euro voor 100 slides). In België is ook de HemoFEC beschikbaar (Roche, Brussel, België) voor 1135 euro voor 150 analyses. De nieuwere ifobt uitgebracht door Beckman Coulter op 15 augustus 2005 (Hemoccult ICT) hebben een kostprijs van 68,18 euro voor 40 screening kits (Greenwald, 2005). Hoewel de ifobt s duurder zijn, zou het rendement van deze testen op lange termijn toch hoger zijn voor het opsporen van colorectale kanker (Young et al., 2002) ten opzichte van de goedkopere gfobt s. 8

12 Gebruiksvriendelijkheid. Omdat de ifobt noch beïnvloed worden door het dieet, noch door medicaties die gastro-intestinale bloedingen veroorzaken, is deze test patiënt-vriendelijker (Greenwald, 2005). De dieetrestricties die nodig zijn bij de gfobt zou de deelname van patiënten aan deze screeningstesten kunnen terugdringen ( Ouyang et al., 2005). De!nsure FOBT heeft bovendien een handigere staalname techniek: patiënten maken gebruik van een lang borsteltje om het oppervlakte van de stoelgang mee af te borstelen. Het borsteltje wordt vervolgens uitgestreken over een testkaart. Na het drogen van de testkaart wordt deze opgestuurd naar het laboratorium voor analyse. Bij de Hemoccult testen wordt gebruik gemaakt van houten spatels waarmee stalen moeten genomen worden op twee verschillende plaatsen van de feces. Deze spatels worden vervolgens uitgesmeerd op de testkaarten (Rozen et al., 1999). Bovendien zijn er bij de!nsure OBT slechts twee testkaarten nodig (ten opzichte van drie bij de Hemoccult test). Volgens Ouyang et al. (2005) zou de eenvoudigere staalname techniek bij de!nsure OBT leiden tot een verhoogde participatie aan screeningstesten. De bovenvermelde testkaarten worden vooral gebruikt om een grotere reproduceerbaarheid van de testen te bekomen (Saito, 1996). Indien er namelijk een te grote hoeveelheid feces gebruikt wordt, is er een grotere kans op vals positieven door de aanwezigheid van fysiologische hoeveelheden hemoglobine. Ook de variatie van consistentie van de feces tussen patiënten kan de resultaten beïnvloeden De combinatietest. Reeds in 1984 werd door Turunen et al. een 2-fasetestkit vermeld die bestond uit een combinatie van de guaiac test en een immunologische test (FECA-EIA). De sensitiviteit was duidelijk hoger ten opzichte van de Hemoccult test en door gebruik te maken van de combinatie werden alle vals positieven geëlimineerd. Door de hogere kostprijs werd echter aanbevolen alleen patiënten die positieve resultaten geven met een gewone gfobt te hertesten met de FECA-EIA. Tabel 2. Vergelijking van de immunochemische fecale occult bloedtesten en de guaiac testen (naar Beg et al., 2002; Greenwald, 2005). Voordelen ifobt - meer specifiek voor colorectale kanker - geen diëtaire restricties nodig - minder stalen nodig - gemakkelijkere staalname voor!nsure OBT - hogere senstiviteit - geen labo noodzakelijk voor Hemoccult ICT Nadelen ifobt - duurder - resultaat afhankelijk van de bloedingsplaats - labo noodzakelijk voor!nsure OBT - beïnvloed door de bewaaromstandigheden Voordelen gfobt - goedkoop - geen labo noodzakelijk Nadelen gfobt - daling van de specificiteit door hydratatie - dieetrestricties noodzakelijk - meer stalen nodig 9

13 Conclusie. Tabel 2 toont aan dat voor het opsporen van CRC de voorkeur kan gegeven worden aan de ifobt. Vooral de hogere sensitiviteit en de gebruiksvriendelijkheid maken deze test geschikter. In de Chinese populatie wordt deze test ook geprefereerd (Wong et al., 2003). Volgens de World Health Organization moet het gebruik van de test afhankelijk zijn van de te testen populatie: indien dieetrestricties de participatie aan de screeningstesten verminderen, moet de voorkeur gegeven worden aan de ifobt (Young et al., 2002). 2.4 GEBRUIK VAN FOBT S IN DE DIERGENEESKUNDE In de diergeneeskunde worden de FOBT s nog niet routinematig gebruikt. Toch zou het gebruik van deze testen een hulpmiddel kunnen zijn voor de diagnose van een aantal aandoeningen. Verder onderzoek is echter noodzakelijk, want het aantal publicaties in verband met het diergeneeskundig gebruik is beperkt Paard Bij het paard zijn er verschillende aandoeningen die gastro-intestinaal bloedverlies kunnen veroorzaken, waaronder het equine gastric ulceration syndrome (EGUS), rechter dorsale colitis, bacteriële en parasitaire infecties (Cohen, 2002 ; Videla en Andrews, 2009). Ook rectale palpatie (tot 24u na uitvoering) kan bloedverlies in de feces veroorzaken. Het EGUS is een aandoening waarbij ulcera aanwezig kunnen zijn in het terminale deel van de slokdarm, de maag en het proximale duodenum. De ziekte veroorzaakt slechts vage symptomen zoals koliek, diarree, slechte vacht, gewichtsverlies, anorexie, depressie en slechte prestaties (de Bruijn et al., 2009; Videla en Andrews, 2009). De symptomen van rechter dorsale colitis zijn vergelijkbaar. Deze hemorrhagische ontsteking ontstaat vaak na toediening van niet steroidale anti-inflammatoire middelen (NSAID), waaronder fenylbutazone (Cohen, 2002). De diagnose van beide aandoeningen is moeilijk en bestaat uit de anamnese, symptomen en endoscopisch onderzoek. In het geval van ulceratieve colitis kan gebruik gemaakt worden van echografie. Omdat slechts een gedeelte van de colonwand kan gevisualiseerd worden, zijn vals negatieve resultaten mogelijk (Cohen, 2002). De prevalentie van het EGUS varieert naargelang de bestudeerde populatie. In een studie uitgevoerd door de Bruijn et al. (2009) hadden 57% van Amerikaanse dravers maagulcera. Zowel Hammond et al. (1986), als Pellegrini (2005) vonden een hogere prevalentie (respectievelijke 87% en 80 %). Deze drie studies werden uitgevoerd bij paarden in training, wat door de auteurs als een risicofactor aanzien wordt. Andere risicofactoren zijn stress, managementveranderingen, gebruik van NSAID s, ziekte en onregelmatig voederen (Videla en Andrews, 2009). Paarden die weidegang hebben, vertonen meestal minder ulcera. Dit zou de lagere prevalentie van de Bruijn et al. (2009) kunnen verklaren: in deze studie hadden 90% van de paarden toegang tot een weide. Naast maagulcera, benadrukte Pellegrini (2005) het belang van colonulcera: bij 63% van de door hem bestudeerde sportpaarden waren colonulcera aanwezig (zie figuur 4). Dit percentage lag beduidend lager (44%) bij een gemengde paardenpopulatie (sport- en recreatiepaarden). Door de vage symptomen en moeilijke diagnose van deze pathologieën kunnen de FOBT s een hulpmiddel zijn bij de diagnose. Cohen vermeldde reeds in 2002 de FOBT als hulp voor het detecteren van intestinale hemorrhagieën. Ook Videla en Andrews (2009) erkenden recent het belang van deze testen als deel van de totale diagnostiek. Zowel het EGUS als rechter dorsale colitis kunnen erge koliek en eventueel de dood van het dier veroorzaken, een vroege diagnose betekent dan ook vaak een betere prognose (Cohen, 2002; Videla en Andrews, 2009). 10

14 In een studie uitgevoerd door Pellegrini (2005) werd de sensitiviteit en specificiteit van een gfobt bepaald voor het opsporen van maag- en colonulcera. Voor maagulcera werd een sensitiviteit van 64% en een specificiteit van 52% bekomen. Voor colonulcera lagen deze resultaten hoger: respectievelijk 70% en 53%. De betere resultaten voor colonulcera zouden kunnen verklaard worden door het feit dat gfobt s beter lagere bloedingen kunnen detecteren (Rockey, 2005). Indien geen rekening gehouden werd met de lokalisatie van de ulcera werd een sensitiviteit van 64% en een specificiteit van 100% bekomen. Dit betekent dat de gfobt s vooral waardevol zijn in het opsporen van bloedverlies, niet in het bepalen van de lokalisatie. Toch kan volgens Pellegrini (2005) de gfobt helpen in de bepaling van de plaats van het bloedverlies: een positieve test en negatieve gastroscopie, kunnen wijzen op colonulceraties. Figuur 4. Incidentie van maag- en colonulcera bij sportpaarden. De overlapping geeft paarden met colonen maagulcera aan. In totaal hadden 97% van de sportpaarden ulceraties (naar Pellegrini, 2005). Zoals in vermeld komen in de humane geneeskunde vooral vals positieven voor ten gevolge van het eten van vlees en peroxidase-rijke voedingsmiddelen. In de diergeneeskunde ligt vooral het aantal vals negatieven te hoog. In de studie uitgevoerd door Pellegrini (2005) werd echter maar 1 fecesstaal verzameld. Dit zou te weinig kunnen zijn om het intermitterend bloedverlies van de ulcera te kunnen opsporen. Anderszijds zou het kunnen dat het bloedverlies te laag was om een positief resultaat te veroorzaken. Een humane immunochemische test wordt in de literatuur niet vermeld voor het opsporen van gastrointestinaal bloedverlies bij paarden. De hogere kostprijs en de onmogelijkheid van deze testen om hoger gastro-intestinaal bloedverlies te detecteren, maken de humane ifobt s op het eerste zicht ongeschikt voor het opsporen van maagulcera. Hoewel er toch nog onzekerheid bestaat omtrent de kruisreactie van de antistoffen met dierlijk hemoglobine (Saito, 1996), werden nog weinig testen uitgevoerd en is verder onderzoek dus noodzakelijk. Recent werd echter de SUCCEED Equin Fecal Blood Test (Freedom Health LLC., Aurora, Ohio) op de markt gebracht. Dit is een immunochemische test specifiek voor paarden (Videla en Andrews, 2009). De SUCCEED test is 4 keer duurder dan de gewone HemoFEC guaiac test en kost ongeveer 29 euro. Deze test maakt gebruik van twee ELISA s (enzym-linked immunosorbant assay) met polyclonale antistoffen gericht tegen paarden-albumine en -hemoglobine. Bij pathologieën van het hogere gastro-intestinaal kanaal worden albumine en hemoglobine vrijgesteld. Het albumine wordt echter afgebroken door pepsine en trypsine in de maag en het duodenum. Het hemoglobine daarentegen zou deze enzymatische degradatie volgens de auteur kunnen overleven en daardoor wel nog kunnen opgespoord worden in de feces (Carter S., Pellegrini F.L., niet gepubliceerde gegevens, 11

15 2007). Dit staat in tegenstelling met de bevindingen van andere auteurs die menen dat het hemoglobine partieel gedegradeerd wordt in het hoger gastro-intestinaal kanaal (Rockey et al., 1999). Een positieve test voor albumine én hemoglobine zou dus wijzen op een caudale bloeding, een positieve test voor hemoglobine op een craniale of caudale bloeding. De sensitiviteit en specificiteit voor hemoglobine als indicator voor een gastro-intestinale bloeding was respectievelijk 84% en 62%. Voor de opsporing van colonulcera (met gebruik van anti-albumine antilichamen) was de sensitiviteit ook 84%. De specificiteit bedroeg echter 70% (Pellegrini F.L., Carter S., niet gepubliceerde gegevens, 2007). Deze resultaten zijn dus beter dan de gfobt die getest werden bij paarden, toch is verder onderzoek noodzakelijk wegens het beperkt aantal gepubliceerde gegevens Herkauwers Net zoals bij paarden, kunnen er verschillende aandoeningen leiden tot gastro-intestinaal bloedverlies bij herkauwers. Parasitaire infecties, lebmaag verplaatsingen, corpora aliena, lebmaagulcera, bacteriële of virale enteritiden zijn slechts enkele voorbeelden (Payton en Glickman, 1980). Reeds in 1980 werd door Payton en Glickman het gebruik van FOBT s getest bij runderen voor het opsporen van deze aandoeningen. In deze studie werden drie testen vergeleken: er werd gebruik gemaakt van een guaiac oplossing, de Hemoccult test (Beckman Coulter, Palo Alto, California) en de Hematest (Ames Co, Elkhart, Indiana). Bij 4 runderen werd gehepariniseerd runderbloed toegediend via een pensstoma. Een rubberen sonde werd door de pensstoma tot in de lebmaag gestoken, langswaar het bloed werd toegediend. Voor de exacte studieopzet wordt verwezen naar Payton en Glickman (1980). Deze studie toonde aan dat een gewone guaiac oplossing het meest gevoelig was om om occult bloed op te sporen. De Hematest gaf iets slechtere resultaten maar beide testen waren nog positief na éénmalige toediening van een 25 ml bolus via de rubberen sonde. De hemoccult test gaf teleurstellende resultaten en detecteerde enkel bloedverlies na een toegediende bolus van 500 ml. Na bewaring van de fecesstalen werd een duidelijke hogere sensitiviteit bekomen bij de Hematest en de guaiac oplossing. Daarom wordt aangeraden om stalen gedurende twee dagen bij kamertemperatuur te bewaren. Volgens Payton en Glickman (1980) zou bij bewaring een gedeelte van het hemoglobine vrijgesteld worden door enzymatische bacteriële activiteit, wat dit hemoglobine meer beschikbaar zou maken voor reactie met de test. Tenslotte dient nog opgemerkt te worden dat in deze studie weinig vals positieven bekomen werden door de aanwezigheid van plantenperoxidasen in het dieet. In het runderdieet zouden deze enzymen minder voorkomen. Recent werd door Marshall (2009) het gebruik van deze FOBT s vermeld als diagnose voor abomasale ulcera bij kalveren. Deze aandoening veroorzaakt bijna geen symptomen en is dus zeer moeilijk te diagnosticeren. De prevalentie varieert naargelang het gebruiksdoel van de dieren en is vooral hoog bij vleeskalveren (32%-76%). Volgens Marshall (2009) veroorzaken deze ulceraties geen groeiachterstand, maar de plotse dood door verbloeding kan een belangrijk economisch verlies betekenen. Ook Ok et al. (2001) vermeldden het gebruik van een FOBT bij diagnose van lebmaagulcera. Tenslotte wordt in de literatuur het gebruik van FOBT s vermeld om de graad van een Haemonchus contortus infectie in te schatten bij schapen (Colditz en Le Jambre, 2008). Deze parasieten zuigen gastheerbloed vanaf dag 11 na infectie. Vanaf deze dag kan dus occult bloed in de feces voorkomen. In de studie uitgevoerd door Colditz en Le Jambre (2008) werd een lineair verband bekomen tussen het bloedverlies en de eiproductie. Aan de hand van de mate van verkleuring van de Hemastix test (Bayer Australia, New South Wales, Australië) werd de hoeveelheid bloedverlies ingeschat. Vermits de prepatente periode van H. contortus 18 dagen bedraagt, zou een FOBT een vroegere inschatting 12

16 kunnen geven van de graad van de infestatie ten opzichte van een EPG (eieren per gram feces) bepaling Kleine huisdieren Ook bij honden en katten werd het gebruik van FOBT s getest. In tegenstelling tot paarden en herkauwers, speelt het dieet bij deze diersoorten een grotere rol (Tuffli et al., 2001). Rice en Ihle (1994) testten de invloed van het dieet op gezonde honden en vonden vooral vals positieven na opname van vleesrijke blikvoeding en sommige droogvoeders. Ook bij katten werden door Tuffli et al. (2001) gelijkaardige studies uitgevoerd. Het aantal vals positieven was bij deze diersoort nog hoger. Dit zou kunnen veroorzaakt worden door de hogere aanwezigheid van peroxidase producerende bacteriën in de dunne darm van deze dieren. Anderzijds hebben katten een kortere transittijd dan honden, waardoor de FOBT s gemakkelijker positief testen. Naast de gfobt s wordt in de literatuur ook een immunochemische FOBT vermeld (Jinbo et al., 1997). Hierbij wordt gebruik gemaakt van RPLA (reversed passive latex agglutination) via anti-caniene hemoglobine antistoffen. Net zoals bij humane ifobt s werd geen kruisreactie gezien met hemoglobine van andere diersoorten (waaronder varkens, geiten, paarden, runderen, ). Er werden ook geen positieve testen bekomen na rechtstreekse bloedtoediening in de maag. Infusie van autoloog bloed in het colon, gaf wel positieve testen. Dit stemt overeen met bovenvermelde vaststellingen dat immunochemische testen vooral lagere bloedingen kunnen detecteren (zie 2.1) Conclusie Net zoals bij mensen, veroorzaken vele verschillende aandoeningen van het gastro-intestinaal stelsel occult bloedverlies bij dieren. Vooral bij aandoeningen waarbij de diagnose moeilijk te stellen is, zouden FOBT s een belangrijk hulpmiddel kunnen zijn. Omdat bij dieren ook hogere gastro-intestinale bloedingen van belang zijn (zoals maagulcera bij paarden en lebmaagulcera bij kalveren), zou het gebruik van de chemische FOBT s eerder aangewezen zijn. Een uitzondering hierop is de SUCCEED Equin Fecal Blood Test, maar verder onderzoek omtrent deze test is noodzakelijk. Ook de gemiddeld lagere kostprijs van gfobt s ten opzichte van immunochemische testen, maken deze testen geschikter voor het gebruik in de diergeneeskunde. De aanwezigheid van vals positieven door dieetinvloeden vormt bij gebruik bij grote huisdieren volgens de literatuur minder problemen. Toch dient men in verdere onderzoeken na te gaan of de bekomen resultaten wel degelijk vals positieven zijn en er toch geen onderliggend gastro-intestinaal bloedverlies aanwezig is. Vals negatieven worden vaker aangetoffen. Door meerdere stalen te nemen, zou deze sensitiviteit kunnen verhogen, maar bijkomende onderzoeken omtrent het aantal staalnames is noodzakelijk. Verder dient de gevoeligheid van de FOBT s in vitro en in vivo getest te worden. In vitro kan men specifieke concentraties bloed bij mest voegen en deze aan een FOBT onderwerpen. In vivo kan men de sensitiviteit bepalen door bloed op te gieten bij dieren, waarna hun mest getest wordt. Ook het tijdstip waarop FOBT s na een bloeding positief zijn, dient verder onderzocht te worden. 13

17 3.LITERATUURLIJST Allison J.E. (2005). Colon cancer screening guidelines 2005: the fecal occult blood test option has become a better FIT. Gastroenterology 129, p Beg M., Singh M., Saraswat M.K., Rewari B.B. (2002). Occult gastro-intestinal bleeding: detection, interpretation and evaluation. Journal, Indian Academy of Clinical Medicine 3, p Burton R.M., Landreth K.S., Barrows G.H., Jarrett D.D., Songster C.L. (1976). Appearance, properties, and origin of altered human hemoglobin in feces. Laboratory Investigation: a Journal of Pathology 35, p Cohen N.D. (2002). Right dorsal colitis. Equine Veterinary Education 25, p Colditz I.G., Le Jambre L.F. (2008). Development of a faecal occult blood test to determine the severity of Haemonchus contortus infections in sheep. Veterinary Parasitology 153, p De Bruijn C.M., Schutrups A.H., Seesing E.H.A.L. (2009). Prevalence of equine gastric ulceration syndrome in standardbreds. The Veterinary Records 164, p Fleisher M., Schoengold R.J. (2003). Occult blood. In: Nichols J.H. (Editor) Point-Of-Care Testing. Performance improvement and evidence-based outcomes, Eastern Hemisphere Distribution, Basel, p Gnauck R., Macrae F.A., Fleisher M. (1984). How to perform the fecal occult blood test. Cancer Journal for Clinicans 34, p Gogel H.K., Tandberg D., Strickland R.G. (1989). Substances that interfere with guaiac card tests: implications for gastric aspirate testing. American Journal of Emergency Medicine 7, p Gordon J.C., Steele R.J.C., Fraser C.G. (2004). Green-coloured results on guaiac-based faecal occult blood testing should be considered positive. Annals of Clinical Biochemistry 41, p Greenwald B. (2005). A comparison of three stool tests for colorectal cancer screening. Medsurg Nursing 14, p Guittet L., Bouvier V., Mariotte N., Vallee J.P., Levillain R., Tichet J., Launoy G. (2009). Comparison of a guaiac and an immunochemical faecal occult blood test for the detection of colonic lesions according to lesion type and location. British Journal of Cancer 100, p Hammond C.J., Mason D.K., Watkins K.L. (1986). Gastric ulceration in mature Thoroughbred horses. Equine Veterinary Journal 18, p Illingworth D.G. (1965). Influence of diet on occult blood tests. Gut 6, p Jinbo T., Shinmura R., Shida T., Shimizu M., Honda M., Hayashi S., Iguchi K., Yamamoto S. (1997). Experimental detection of canine haemoglobin (occult blood) in canine faeces by reversed passive latex agglutination. Veterinary Research Communications 21, p Lansdorp-Vogelaar I., van Ballegooijen M., Boer R., Zauber A., Habbema J.D.F. (2009). A novel hypothesis on the sensivity of the fecal occult blood test. Cancer 15, p Levin B., Brooks D., Smith R.A., Stona A. (2003). Emerging technologies in screening for colorectal cancer: CT colonography, immunochemical fecal occult blood tests and stool screening using molecular markers. A Cancer Journal for Clinicans 53, p Marshall T.S. (2009). Abomasal ulceration and tympanie of calves. Veterinary Clinics of North America-Food Animal Practice 25, p Ok M., Sen I., Turgut K., Irmak K. (2001). Plasma gastrin activity and the diagnosis of bleeding abomasal ulcers in cattle. Journal of Veterinary Medicine 48, p Otto S., Eckhardt S. (2000). Early detection for colorectal cancer: New aspects in fecal occult blood screening. Journal of Surgical Oncology 75, p

18 Ouyang D.L., Chen J.J., Getzenberg R.H., Schoen R.E. (2005). Noninvasive testing for colorectal cancer: a review. American Journal of Gastroenterology 100, p Payton A.J., Glickman L.T. (1980). Fecal occult blood tests in cattle. American Journal of Veterinary Research 41, p Pellegrini F.L. (2005). Results of a large-scale necroscopic study of equine colonic ulcers. Journal of Veterinary Science 25, p Rabeneck L., Zwaal C., Goodman J.H., Mai V., Zamkanei M. (2008). Cancer care Ontario guaiac fecal occult blood test (FOBT) laboratory standards: Evidentary base and recommendations. Clinical Biochemistry 41, p Rice J.E., Ihle S.L. (1994). Effects of diet on fecal occult blood testing in healthy dogs. Canadian Journal of Veterinary Research 58, p Rockey D.C. (2005). Occult gastrointestinal bleeding. Gastroenterology Clinics of North America 34, p Rockey D.C., Auslander A., Greenberg P. (1999). Detection of upper gastrointestinal blood with fecal occult blood tests. The American Journal of Gastroenterology 94, p Rozen P., Knaani J., Samuel A. (1999). Eliminating the need for dietary restrictions when using a sensitive guaiac fecal occult blood test. Digestive Diseases and Sciences 44, p Saito H. (1996). Screening for colorectal cancer by immunochemical fecal occult blood testing. Japanese Journal of Cancer Research 87, p Sinatra M.A., St. John J.B., Young G.P. (1999). Interference of plant peroxidases with guaiac-based fecal occult blood tests is avoidable. Clinical Chemistry 45, p Syed A.A., Silwadi M.F., Khatoon B.A. (2002). Detection and diagnosis of blood in feces and urine: an overview. Clinica Chimica Acta 318, p Tuffli S.P., Gaschen F., Neiger R. (2001). Effects of dietary factors on the detection of fecal occult blood in cats. Journal of Veterinary Diagnostic Investigation 13, p Turunen M.J., Liewendahl K., Partanen P., Adlercreutz H. (1984). Immunological detection of faecal occult blood in colorectal cancer. British Journal of cancer 49, p Videla R., Andrews F. (2009). New perspectives in Equine Gastric Ulcer Syndrome. Veterinary Clinics of North America-Equine Practice 25, p Wong B.C.-Y., Wong W.M., Cheung K.L., Tong T.S.M., Rozen P., Young G.P., Chu K.W., Ho J., Law W.L., Tung H.M., Lai K.C., Hu W.H.C., Chan C.K., Lam S.K. (2003). A sensitive guaiac faecal occult blood test is less useful than an immunochemical test for colorectal cancer screening in a Chinese population. Alimentary Pharmacology and Therapeutics 18, p Young G.P. (1998). Screening for colorectal cancer: alternative faecal occult blood test. European Journal of Gastroenterology and Hepatology 10, p Young G.P., St. John D.J.B., Winawer S.J., Rozen P. (2002). Choice of fecal occult blood tests for colorectal cancer screening: recommandations based on performance characteristics in population studies. A WHO (World Health Organization) and OMED (World Organization for Digestive Endoscopy) report. The American Journal of Gastroenterology 97, p

19 DANKWOORD Op de eerste plaats wil ik mijn promotor Prof. Dr. Piet Deprez bedanken, die mij de kans gegeven heeft om dit interessante onderwerp uit te werken en mijn literatuurstudie telkens snel en geduldig verbeterd heeft. Daarnaast wil ik mijn ouders en vooral mijn moeder bedanken, om mijn schrijffouten te corrigeren. Zonder mijn vriend Gilles Verougstraete was de layout van deze thesis nooit tot stand kunnen komen. Tenslotte wil ik mijn vrienden, en in het bijzonder Gerty Vanantwerpen en Jorien De Loor, bedanken voor de steun gedurende de jaren en dit op alle mogelijke vlakken.