Інформація призначена тільки для фахівців сфери охорони здоров'я, осіб,
які мають вищу або середню спеціальну медичну освіту.

Підтвердіть, що Ви є фахівцем у сфері охорони здоров'я.

"Actual Infectology" Том 6, №1, 2018

Back to issue

Diagnostic value of modern biomarkers for the development of purulent-bacterial diseases in children

Authors: Пипа Л.В., Мургіна М.М., Свістільник Р.В.
Вінницький національний університет ім. М.І. Пирогова, м. Вінниця, Україна

Categories: Infectious diseases

Sections: Clinical researches

print version


Summary

Актуальність. Сепсис — загальноклінічна проблема, при якій має місце висока летальність і значні матеріальні витрати на лікування. У зв’язку з цим ведеться пошук біомаркерів для його ранньої діагностики. Мета. Показати чутливість і специфічність сучасних біомаркерів запалення при сепсисі та локалізованих бактеріальних інфекціях у дітей. Матеріали та методи. Досліджено 115 дітей із генералізованими та локалізованими формами бактеріальних інфекцій. Основна група (n = 47) — діти із сепсисом; група порівняння (n = 68) — діти з бактеріальною інфекцією різної локалізації. Вік дітей становив від 1 місяця до 18 років. Розподіл на групи проводився згідно з ознаками синдрому системної запальної відповіді (ССЗВ) та органної дисфункції. Група контролю — 57 практично здорових дітей. Дітям проводили кількісне визначення рівня С-реактивного білка (СРБ), тумор-некротичного фактора альфа (TNF-α), прокальцитоніну (ПКТ) і пресепсину (ПСП) у сироватці крові. Результати. Після проведених досліджень було виявлено, що концентрація СРБ у дітей із сепсисом сягала 44,7 мг/л (довірчий інтервал (ДІ) 95% 35,0–54,3). У дітей із локалізованою бактеріальною інфекцією — 28,3 мг/л (ДІ 95% 22,4–34,2) (p < 0,01), тобто зі зростанням тяжкості стану зростає концентрація СРБ, але статистично значуща різниця (p < 0,05) відзначається лише у дітей, в яких діагностували дві та більше ознаки ССЗВ. Для проведення диференційної діагностики локалізованої і генералізованої бактеріальної інфекції досліджували TNF-α, середній рівень якого у дітей основної групи становив 280,3 пг/мл (ДІ 95% 243,9–316,7), що було в 1,5 раза вище, ніж у дітей із локалізованим бактеріальним процесом, у яких середній рівень даного цитокіну був 186,5 пг/мл (ДІ 95% 163,1–209,9), та в 4,2 раза вище порівняно з дітьми групи контролю — 65,7 пг/мл (ДІ 95% 56,7–74,8). У дітей із групи порівняння рівень TNF-α був в 2,8 раза вище при порівнянні з практично здоровими дітьми. Різниця між показниками груп була статистично значуща (p < 0,01). В основній групі середній рівень ПКТ був 4,06 нг/мл (ДІ 95% 3,34–4,69), а в групі порівняння — 0,86 нг/мл (ДІ 95% 0,77–1,03); у групі конт­ролю — 0,024 нг/мл (ДІ 95% 0,02–0,03); між групами різниця була статистично значуща (р < 0,01). В основній групі рівень ПСП дорівнював 1887,5 пг/мл (505,5–3702,5 пг/мл); у групі порівняння — 313,5 пг/мл (208–376 пг/мл). Різниця між групами за U-критерієм Манна — Уїтні була статистично значущою (р < 0,01). У здорових дітей (група контролю — n = 26) рівень ПСП — 109 пг/мл (77,5–160 пг/мл), що також статистично відрізнялось від медіани групи порівняння (р < 0,05): U-критерій Манна — Уїтні становив 15 при критичному значенні 112. Для діагностики бактеріальної інфекції у дітей чутливість ПСП була найвищою — 97 %, специфічність — 96 %. Чутливість і специфічність визначення рівня ПСП при сепсисі у дітей — 92 та 93 % відповідно. Висновки. Найбільш надійний маркер для діагностики сепсису — визначення рівня ПКТ та ПСП у сироватці крові, оскільки їх чутливість і специфічність є найвищими.

Актуальность. Сепсис — это общеклиническая проблема, при которой имеют место высокая летальность и значительные материальные затраты на лечение. В связи с этим ведется поиск биомаркеров для его ранней диагностики. Цель. Показать чувствительность и специфичность современных биомаркеров воспаления при сепсисе и локализованных бактериальных инфекциях у детей. Обследованы 115 детей с генерализованными и локализованными формами бактериальной инфекции. Основная группа (n = 47) — дети с сепсисом, группа сравнения (n = 68) — дети с бактериальной инфекцией различной локализации. Возраст детей составлял от 1 месяца до 18 лет. Распределение на группы проводилось согласно наличию признаков синдрома системного воспалительного ответа (ССВО) и органной дисфункции. Группа контроля — 57 практически здоровых детей, которым проводили количественное определение уровня С-реактивного белка (СРБ), тумор-некротического фактора альфа (TNF-α), прокальцитонина (ПКТ) и пресепсина (ПСП) в сыворотке крови. Результати. После проведенных исследований выявлено, что концентрация СРБ у детей с сепсисом достигала 44,7 мг/л (доверительный интервал (ДИ) 95% 35,0–54,3). У детей с локализованной бактериальной инфекцией — 28,3 мг/л (ДИ 95% 22,4–34,2) (p < 0,01), то есть с ростом тяжести состояния возрастает концентрация СРБ, но статистически значимое различие (p < 0,05) отмечается только у детей, у которых диагностировали 2 и больше признаков ССВО. Для проведения дифференциальной диагностики локализованной и генерализованной бактериальной инфекции исследовали уровень сыворотки крови TNF-α, средний уровень которого у детей основной группы составлял 280,3 пг/мл (ДИ 95% 243,9–316,7), что было в 1,5 раза выше у детей с локализованным бактериальным процессом, у которых средний уровень данного цитокина был 186,5 пг/мл (ДИ 95% 163,1–209,9), и в 4,2 раза выше по сравнению с детьми группы контроля — 65,7 пг/мл (ДИ 95% 56,7–74,8). У детей из группы сравнения уровень TNF-α был в 2,8 раза выше при сопоставлении с практически здоровыми детьми. Разница между показателями групп была статистически значима (p < 0,01). В основной группе средний уровень ПКТ был 4,06 нг/мл (ДИ 95% 3,34–4,69), в группе сравнения — 0,86 нг/мл (ДИ 95% 0,77–1,03), в группе контроля — 0,024 нг/мл (ДИ 95% 0,02–0,03), между группами разница была статистически значима (р < 0,01). В основной группе уровень ПСП составлял 1887,5 пг/мл (505,5–3702,5 пг/мл), в группе сравнения — 313,5 пг/мл (208–376 пг/мл). Разница между группами по U-критерию Манна — Уитни статистически значима (р < 0,01). У здоровых детей (группа конт­роля — n = 26) уровень ПСП — 109 пг/мл (77,5–160 пг/мл), что также статистически отличалось от медианы группы сравнения (р < 0,05): U-критерий Манна — Уитни — 15 при критическом значении 112. Для диагностики наличия бактериальной инфекции у детей чувствительность к ПСП самая высокая — 97 %, а специфичность — 96 %. Чувствительность и специфичность определения уровня ПСП при сепсисе у детей составляет 92 и 93 % соответственно. Выводы. Наиболее надежный маркер для диагностики сепсиса — определение уровня ПКТ и ПСП в сыворотке крови, поскольку их чувствительность и специфичность самие высокие.

Background. Sepsis is a general clinical problem with high mortality rate and significant material expenses for the treatment. In this regard, biomarkers are being searched for early diag­nosis. Materials and methods. 115 children with generalized and localized forms of bacterial infections were examined. Main group (n = 47) — patients with sepsis, comparison group (n = 68) — persons with bacterial infection of various localization. The age of children was from 1 month to 18 years. Distribution was performed according to the presence of signs and symptoms of systemic inflammation response syndrome and organ dysfunction. Control group — 57 apparently healthy children. Patients underwent determination of С-reactive protein (CRP), tumor necrosis factor (TNF-α), procalcitonin and presepsin levels in the blood serum. Results. After the performed studies, it was found that the concentration of CRP in children with sepsis was 44.7 mg/l (95% confidence interval (CI) 35.0–54.3). In children with localized bacterial infection — 28.3 mg/l (95% CI 22.4–34.2; p < 0.01); with the increase in the severity of the state, the concentration of CRP increases, but statistically significant difference (p < 0.05) is found only in children with 2 or more signs of systemic inflammation response syndrome. For the differential diagnosis of localized and generalized bacterial infection, TNF-α was studied, its ave­rage le­vel in children of the main group was 280.3 pg/ml (95% CI 243.9–316.7), which was 1.5 times higher than in patients with localized bacterial process, where the average level of the given cytokine was 186.5 pg/ml (95% CI 163.1–209.9), and 4.2 times higher compared to the control group (65.7 pg/ml (95% CI 56.7–74.8). In children from the comparison group, TNF-α levels were 2.8 times higher when compared with apparently healthy children. The difference between groups was statistically significant (p < 0.01). In the main group, the mean procalcitonin level was 4.06 ng/ml (95% CI 3.34–4.69), in the comparison group — 0.86 ng/ml (95% CI 0.77–1.03), and in the control group — 0.024 ng/ml (95% CI 0.02–0.03), the difference between groups was statistically significant (p < 0.01). In the main group, the presepsin level was 1887.5 pg/ml (505.5–3702.5 pg/ml); in the comparison group — 313.5 pg/ml (208–376 pg/ml). The difference between the groups according to the Mann-Whitney U test is statistically significant (p < 0.01). In healthy children (n = 26, control group), the level of presepsin was 109 pg/ml (77.5–160 pg/ml), which also statistically differed from the median of the comparison group (p < 0.05): Mann — Whitney U test — 15 at critical significance of 112. For the diagnosis of bacterial infection in children, the sensitivity of presepsin is the highest and is 97 %, specificity — 96 %. The sensitivity and specificity of presepsin levels in children with sepsis are 92 and 93 %, respectively. Conclusions. The most reliable markers for the diagnosis of sepsis are procalcitonin and presepsin levels in the blood serum, since their sensitivity and specificity are the highest.


Keywords

діти; сепсис; локалізована бактеріальна інфекція; СРБ; TNF-α; прокальцитонін; пресепсин

дети; сепсис; локализованные бактериальные инфекции; СРБ; TNF-α; прокальцитонин; пресепсин

children; sepsis; localized bacterial infection; С-reactive protein; tumor necrosis factor α; procalcitonin; presepsin


For the full article you need to subscribe to the magazine.


Bibliography

1. Torio CM, Moore BJ. National inpatient hospital costs: the most expensive conditions by payer, 2013: statistical brief# 204. PMID:27359025
2. Koloskova KO, Bezrukov LO, Kolyubakіna LV, Vlasova OV. Diagnostic role of some immunological marker sinearly neonatal verification of sepsis International Journal of Pediatrics, Obstetrics and Gynecology 2016;9(3);58-64. (in Ukrainian)
3. Plunkett A, Tong J. Sepsis in children. BMJ 2015;351:h3704. doi: https://doi.org/10.1136/bmj.h3017
4. Gupta K, Singh RP, Pandey A, Pandey A. Photocatalytic antibacterial performance of TiO2 and Ag-doped TiO2 against S. aureus. P.aeruginosa and E.coli. Beilstein journal of nanotechnology. 2013;4:345. doi:10.3762/bjnano.4.40
5. de Souza DC, Barreira ER, Faria LS. The epidemiology of sepsis in childhood. Shock. 2017 Jan 1;47(1S):2-5.doi: 10.1097/SHK.0000000000000699
6. Orban C. Diagnostic criteria for sepsis in burn patients. Chirurgia (Bucur). 2012 Nov 1;107(6):697-700. 
7. ShunkoYeYe, Tyshkevych VM, Kostjuk OO, KrasnovaYuYu, Tkachuk OO. Organizing that perspective in the development of perinatal care in Ukraine. Neonatologija, hirurgija tapery natal'na medycyna 2013;ІІІ, 3(9):5-13. (in Ukrainian)
8. Seker Kockara A, Kayatas M. Sepsis and the kidney: New developments in pathogenesis and treatment. Turkish Nephrol Dial Transplant. 2013;22:16-29.
9. Balamuth F, Weiss SL, Neuman MI, Scott H, Brady PW et al., Pediatric severe sepsis in US children’s hospitals. Pediatr Crit Care Med 2014;15:798-805. doi: 10.1097/PCC.0000000000000225
10. Simmons ML, Durham SH, Carter CW. Pharmacological management of pediatric patients with sepsis. AACN advanced critical care. 2012 Oct 1;23(4):437-48.
11. Dubrov SO, Sorokina OJu, Dubrova KA, Slavuta GB. Actuality of the problem of sepsis in the world and in Ukraine. Gostri ta nevidkladni stany u praktyci likarja. 2017;4(67):32-35. (in Ukrainian)
12. Singer M., Deutschman C.S., Seymour C.W., et al. The third international consensus definitions for sepsis and septic shock (Sepsis-3). JAMA 2016;23(315):801-810. doi:10.1001/jama.2016.0287
13. Pulatova R. Etiological characteristics and clinical features of sepsis in early age children in different variants of mediator imbalance of the immune system. Medical and Health Science Journal. 2011;7б:128-132.
14. Mossie A. Pathophysiology of sepsis. World journal of medicine and medical science. 2013;1(8):159-68. 
15. Cohen J. The immunopathogenesis of sepsis. Nature. 2012 Dec 19;420(6917):885. doi:10.1038/nature01326
16. Faix JD. Biomarkers of sepsis. Critical reviews in clinical laboratory sciences. 2013 Jan 1;50(1):23-36. https://doi.org/10.3109/10408363.2013.764490
17. Wong HR, Salisbury S, Xiao Q, Cvijanovich NZ, Hall M, Allen GL, Thomas NJ, Freishtat RJ, Anas N, Meyer K, Checchia PA. The pediatric sepsis biomarker risk model. Critical care. 2012 Oct;16(5):R174. https://doi.org/10.1186/cc11652
18. Goldstein B, Giroir B, Randolph A. International pediatric sepsis consensus conference: Definitions for sepsis and organ dysfunction in pediatrics. Pediatr. Crit. Care Med. 2005;6(1),2-8. DOI: 10.1097/01.PCC.0000149131.72248.E6
19. Nakamura, M., Kono, R., Nomura, S., & Utsunomiya, H. (2013). Procalcitonin: Mysterious protein in sepsis. Journal of Basic and Clinica lMedicine, 2(1).
20. Soreng K, Levy HR. Procalcitonin: an emerging biomarker of bacterial sepsis. Clinical microbiology newsletter. 2011 Nov 15;33(22):171-8. doi:https://doi.org/10.1016/j.clinmicnews. 2011.10.004
21. Zou Q, Wen W, Zhang XC. Presepsin as a novel sepsis biomarker. World journal of emergency medicine. 2014;5(1):16. doi:10.5847/wjem.j.issn.1920-8642.2014.01.002

Similar articles

Screening and diagnosis of sepsis in severe burns
Authors: Сорокіна О.Ю.(1), Коваль М.Г.(2)
(1) — ДЗ «Дніпропетровська медична академія МОЗ України», м. Дніпро, Україна
(2) — КЗ «Одеський обласний клінічний медичний центр», м. Одеса, Україна

"Emergency medicine" Том 16, №1, 2020
Date: 2020.03.06
Categories: Medicine of emergency
Sections: Specialist manual
Authors: Ячник І.М., Дмитрієва М.Б., Карпенко Н.П.
Національна медична академія післядипломної освіти ім. П.Л. Шупика, м. Київ, Україна
Національна дитяча спеціалізована лікарня «ОХМАТДИТ», м. Київ, Україна

"Actual Infectology" Том 6, №5, 2018
Date: 2018.11.21
Categories: Infectious diseases
Sections: Medical forums
Clinical features of the course of localized and generalized bacterial infections in children
Authors: Мургіна М.М.
Вінницький національний медичний університет ім. М.І. Пирогова, м. Вінниця, Україна

"Actual Infectology" Том 5, №3, 2017
Date: 2017.09.20
Categories: Infectious diseases
Sections: Clinical researches
Analysis of maternal mortality from sepsis in the Vinnytsia region. Ways to improve the diagnosis and treatment from the standpoint of evidence-based medicine
Authors: Кукуруза І.Л., Титаренко Н.В., Дацюк О.І., Столярчук О.В.
Вінницька обласна клінічна лікарня ім. М.І. Пирогова, м. Вінниця, Україна
Вінницький національний медичний університет ім. М.І. Пирогова, м. Вінниця, Україна

"Emergency medicine" 3 (82) 2017
Date: 2017.06.14
Categories: Medicine of emergency
Sections: Clinical researches

Back to issue