Rohr, Ute: sCD14, TNF, Interleukin-6, sICAM-1 und sE-Selektin im septischen Geschehen

Aus der Klinik für Anaesthesiologie und Intensivmedizin des Universitätsklinikums Charité der Humboldt-Universität Berlin

Direktor: Prof. Dr. Dr. W.J. Kox FRCP


D i s s e r t a t i o n
sCD14, TNFalpha, Interleukin-6, sICAM-1 und sE-Selektin im septischen Geschehen

zur Erlangung des akademischen Grades
doctor medicinae (Dr. med.)

vorgelegt der Medizinischen Fakultät Charité,
der Humboldt-Universität zu Berlin

von

Frau Dipl.-Med. Ute Rohr ,
geb. Liebich geb. am: 12.04.1959 in: Berlin

Dekan: Prof. Dr.med. M. Dietel

Gutachter:
Dr. sc. med. Dr. rer. nat. K. Egerer
PD Dr. F. Feyerherd
Prof. Dr. med. E. Faist

eingereicht: April 1998

Datum der Promotion: 28.09.1998

Schlagwörter:
Sepsis, Mediatoren, sCD14, Adhäsionsmoleküle

Keywords:
sepsis, adhesion molecules, sCD14, interleukine

Zusammenfassung

In einer prospektiven Studie wurden bei 28 kritisch kranken Patienten einer interdisziplinären Intensivstation die Plasmaspiegel von TNFalpha, sCD14, Interleukin-6 (IL-6), sICAM-1 und sE-Selektin gemessen. Ziel der Studie war es, die genannten Parameter in ihrer Wertigkeit als Frühparameter der Sepsis zu untersuchen.

Die Plasmaspiegel der Parameter TNFalpha, IL-6, sCD14, sICAM-1 und sE-Selektin wurden mittels ELISA-Testkits bestimmt. Insgesamt wurde in einem Zeitraum von 11 Beobachtungstagen täglich 10 ml Blut entnommen, zentrifugiert und bis zur Verarbeitung tiefgefroren.

Gruppe 1:

Patienten mit einer mikrobiellen Infektion, die im Beobachtungszeitraum keine Sepsis entwickelten. Alle Patienten dieser Gruppe überlebten,

Gruppe 2:

Patienten mit einer mikrobiellen Infektion, die im Beobachtungszeitraum eineSepsis mit Organdysfunktion entwickelt haben und überlebten,

Gruppe 3:

Patienten mit einer mikrobiellen Infektion, die im Beobachtungszeitraum eine schwere Sepsis mit Organdysfunktion entwickelt haben und im septischen Multiorganversagen verstorben sind.

Ergebnisse:

  1. Bei septischen Patienten waren TNF?-Spiegel signifikant höher als bei Patienten ohne Sepsis. Als Prognoseparameter für das septische Geschehen ist der TNFalpha-Spiegel aber auf Grund der kurzen Halbwertzeit nicht verwendbar.
  2. Die sCD14-Spiegel septischer Patienten waren nur an den beiden ersten Beobachtungstagen signifikant höher als die Spiegel nicht septischer Patienten. Eine Prognose der Sepsis ist an Hand der sCD14-Spiegel nicht möglich.
  3. Patienten mit Sepsis hatten signifikant höhere Interleukin-6-Spiegel als Patienten ohne Sepsis. IL-6 ist ein guter Sepsismarker. In Kombination mit den Plasmaspiegeln von sE-Selektin ist eine Aussage zum Schweregrad und zur Prognose einer Sepsis möglich.
  4. Bei septischen Patienten wurden pathologisch erhöhte Plasmaspiegel von sICAM-1 gemessen. sICAM-1 kann frühzeitig eine Leukozytenaktivierung anzeigen und damit eine mögliche Sepsisgefährdung. Die Höhe der sICAM-1-Spiegel korrelieren nicht mit dem Outcome einer Sepsis.
  5. Septische Patienten hatten signifikant höhere sE-Selektin-Spiegel als nicht septische Patienten. Konstant hohe sE-Selektin können frühzeitig eine mögliche Sepsis anzeigen und korrelieren mit dem Outcome.

Abstract

In a prospective study, we determined the plasma levels of TNFalpha, sCD14, Interleukin-6 (IL 6), sICAM-1 and sE-Selectin of 28 critically ill patients on our interdisciplinary intensive care unit. The aim of our study was to find out if these parameters are valuable for the early diagnosis of septicaemia.

Plasma levels of TNFalpha, IL-6, sCD14, sICAM-1 and sE-Selectin were measured with ELISA-test-kits. In a period of 11 days, we took 10 ml of blood daily which was refrigerated until examination.

GROUP 1:

patients with bacterial infections who did not develop septicaemia. All of these patients survived.

GROUP 2:

GROUP 2: patients with bacterial infections who presented with symptoms of disturbed organic function within the examination period and survived.

GROUP 3:

patients with bacterial infections who developped symptoms of severe septicaemia and died because of multiple organic failure.

Results:

  1. In patients with septicaemia, TNFalpha-levels were significantly higher than in patients without septicaemia. TNFalpha-levels can not be used as prognostic parameters in septicaemia because of the short half-life-time.
  2. sCD14-levels were significantly higher in patients with septicaemia in the first two days of observation. sCD14-levels can not be used as a prognostic criteria in septicaemia.
  3. In patients with septicaemia, we found significant higher Interleucin-6-levels compareed to patients without septicaemia. IL6 prooved to be a good marker for septicaemia. In combination with plasma levels of Se_Selectin, it is criteria for severity of the septicaemia and propable outcome of patients .
  4. Pathologically high plasma levels of sICAM-1 were measured in patients with septicaemia. S-ICAM-1 is an early indicator for activation of withe blood cells and danger of septicaemia. The exact blood level of s-ICAM-1 did not correlate with the outcome of patients.
  5. sE-Selectin-levels were significantly higher in patients with septicaemia than in patients without septicaemia.

The persistence of high sE-Selectin levels indicates possible septicaemia early and is correlated with the outcome of patients.


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Inhaltsverzeichnis

TitelseitesCD14, TNF, Interleukin-6, sICAM-1 und sE-Selektin im septischen Geschehen
1 Einleitung
1.1.Sepsis
1.1.1.Definition
1.1.2.Pathophysiologie
1.1.3.Die Frühphase der Sepsis
1.1.3.1.Die Mediatorkaskade
1.1.3.2.Endotoxin
1.1.3.3.sCD14
1.1.3.4.Tumornekrosefaktor alpha (TNFalpha) und Interleukin-1beta (IL-1beta)
1.1.3.5.Interleukin-6 (IL-6)
1.1.3.6.Adhäsionsmoleküle
1.1.3.7.Zirkulierende Adhäsionsmoleküle
1.2.Multiorganversagen (MOV)
1.2.1.Definition des Multiorganversagens
1.2.2.Pathophysiologie des Multiorganversagens
1.2.3.Störungen der Mikrozirkulation
2 Problemstellung
3 Materialien und Methoden
3.1.Patientengut
3.1.1.Einschlußkriterien
3.1.1.1.Kriterien für Infektion, SIRS und Sepsis
3.1.2.Ausschlußkriterien
3.1.3.Kriterien des Multiorganversagens (MOV)
3.1.4.Intensivtherapie bei Sepsis
3.1.5.Blutabnahmeschema
3.2.Methoden
3.2.1.Der Enzymimmunoassay
3.2.2.Die Bestimmung von TNFalpha im Plasma
3.2.3.Die Bestimmung von IL-6 im Plasma
3.2.4.Die Bestimmung von sCD14 im Plasma
3.2.5.Die Bestimmung von sICAM-1 im Plasma
3.2.6.Die Bestimmung von sE-Selektin im Plasma
3.3.Statistik
4 Ergebnisse
4.1.Klinische Daten der einzelnen Patienten
4.2.Infektionserreger
4.3.Score-Werte
4.4.Ergebnisse der Mediatorenbestimmungen im Plasma
4.4.1.Ergebnisse der Gruppe 1 (keine Sepsis)
4.4.2.Ergebnisse der Gruppe 2 (Sepsis, survivor)
4.4.3.Ergebnisse der Gruppe 3 (nonsurvivor)
4.4.4.Graphische Darstellung der einzelnen Parameter
4.4.4.1.Plasmaspiegel von TNFalpha
4.4.4.2.Plasmaspiegel von sCD14
4.4.4.3.Plasmaspiegel von Interleukin-6
4.4.4.4.Plasmaspiegel von sICAM-1
4.4.4.5.Plasmaspiegel von sE-Selektin
4.4.5.Korrelation zwischen IL-6 und sE-Selektin
5 Diskussion
6 Zusammenfassung
Bibliographie Literaturverzeichnis

Tabellenverzeichnis

Tabelle 1: Patienten der Gruppe 1 (keine Sepsis)
Tabelle 2: Patienten der Gruppe 2 (Sepsis, survivor)
Tabelle 3: Patienten der Gruppe 3 (Sepsis, nonsurvivor)
Tab. 4: Ergebnisse der Gruppe 1 (Infektion) (x ± SD)
Tab. 5: Ergebnisse der Gruppe 2 (Sepsis, survivor) (x ± SD)
Tab. 6: Ergebnisse der Gruppe 3 (Sepsis, nonsurvivor) (x ± SD)

Abbildungsverzeichnis

Abb. 1: Äthiologie von Sepsis und Multiorganversagen [109]
Abb. 2: Sepsiskaskade (modifiziert nach SCHUSTER [108])
OPLUS = Aktivierung, OMINUS = Hemmung möglich
Abb. 3: CD14-positive Zelle mit membranständigen Rezeptoren und sCD14 im Plasma
(modifiziert nach SCHUMANN [105])
Abb. 4: Adhäsion eines Leukozyten an eine Endothelzelle in schematischer und elektronenmikroskopischer Darstellung (modifiziert nach MARKUS et al. [76])
EZ - Endothelzelle
PMN- Polymorphonuclear Neutrophils
Abb. 5: Leukozytenadhäsion und Diapedese (modifiziert nach STEUERNAGEL [119])
Abb. 6: Funktion der membranständigen und zirkulierenden Adhäsionsmoleküle (modifiziert nach GEARING [45])
Abb. 7: Prinzip des Enzymimmunossays
Abb. 8: prozentuale Verteilung der Infektionserreger
Abb. 9: MOF-Score der Gruppen 1-3
Abb. 10: TNFalpha-Spiegel septischer Patienten im Vergleich zu Patienten mit einer Infektion (x ± SEM)
Abb. 11: TNFalpha-Spiegel der Gruppe 1-3 (x + SEM)
Abb. 12: sCD14-Spiegel septischer Patienten im Vergleich zu Patienten mit einer Infektion (x ± SEM)
Abb. 13: sCD14-Spiegel der Gruppen 1-3 (x + SEM)
Abb. 14: IL-6- Spiegel septischer Patienten im Vergleich zu Patienten mit einer Infektion (x ± SEM)
Abb. 15: IL-6-Spiegel der Gruppen 1-3 (x + SEM)
Abb. 16: sICAM-1 bei septischen Patienten im Vergleich zu Patienten mit einer Infektion (x ± SEM)
Abb. 17: sICAM-1 Spiegel der Gruppen 1-3 (x + SEM)
Abb. 18: sE-Selektin-Spiegel septischer Patienten im Vergleich zu Patienten mit einer Infektion (x ± SEM)
Abb. 19: sE-Selektin-Spiegel der Gruppen 1-3 (x + SEM)
Abb. 20: Korrelation zwischen IL-6 und sE-Selektin

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