Erläuterung des Zusammenhangs mit Calprotectin im Stuhl und darmbedingten Entzündungen

Calprotectin wird während eines Entzündungsprozesses in erhöhten Mengen in das Darmlumen ausgeschieden und kann daher als Marker für entzündliche Erkrankungen des unteren Gastrointestinaltrakts dienen. Tests zur Bestimmung des Calprotectin-Spiegels im Stuhl können dabei helfen, zwischen entzündlichen und nicht-entzündlichen Darmerkrankungen zu unterscheiden (1).

• Calprotectin ist ein 36 kDa großes, Kalzium- und Zink-bindendes Protein, das etwa 60 % der Gesamtproteine in der Zytosolfraktion der neutrophilen Granulozyten ausmacht
  • Calprotectin besitzt antimikrobielle Aktivität
  • Calprotectin ist wahrscheinlich an der Regulierung von Entzündungsreaktionen beteiligt
  • Calprotectin ist sowohl in vitro als auch in vivo resistent gegen enzymatischen Abbau – Calprotectin-Spiegel lassen sich im Stuhl leicht messen
  • Calprotectin macht 60 % des zytosolischen Proteins in Neutrophilen aus und in geringerem Maße auch in Monozyten und Makrophagen; es kommt im gesamten menschlichen Körper vor, hauptsächlich im Plasma, Urin, Liquor, Stuhl, Speichel oder in der Synovialflüssigkeit
  • Es ist an vielen physiologischen Funktionen beteiligt, darunter Zelldifferenzierung, Immunregulation, Tumorentstehung, Apoptose und Entzündung
  • macht etwa 60 % der gesamten löslichen Proteine in der Zytosolfraktion von Neutrophilen aus
    • Neutrophile sind die häufigsten Effektorzellen, die eine akute Entzündung als Reaktion auf eine Reihe von Faktoren charakterisieren
      • Sobald das Neutrophil an den Ort der Chemotaxis wandert, löst der Kontakt eine Kaskade von Ereignissen aus, die zu einem respiratorischen Burst, zur Bildung von Sauerstoffradikalen und zum Zerfall des Neutrophilen unter Freisetzung seiner zytosolischen Granula (und von Calprotectin), die eine Vielzahl hydrolytischer und proteolytischer Enzyme enthalten.
      • Somit bekämpft das Neutrophil zwar den Chemoattraktanten, verursacht aber gleichzeitig wahllose Schäden in seiner Umgebung
  • Die Calprotectin-Konzentration spiegelt die Anzahl der an dieser Entzündung beteiligten Neutrophilen wider
• Calprotectin ist äußerst widerstandsfähig gegenüber dem Abbau durch pankreatische Sekrete im Darm, Darmproteasen und bakteriellen Abbau und bleibt im Stuhl bei Raumtemperatur mindestens eine Woche lang stabil. Kurz gesagt liefert die Calprotectin-Konzentration im Stuhl ein nichtinvasives quantitatives Maß für den Neutrophilenfluss in den Darm.

Sensitivität und Spezifität bei entzündlichen Darmerkrankungen (IBD)

• Die Analyse von Calprotectin im Stuhl besteht aus einem Extraktionsschritt, gefolgt von einer Quantifizierung mittels Immunoassay
• Aufgrund seiner Spezifität für Entzündungen des Magen-Darm-Trakts ist Calprotectin im Stuhl dem Calprotectin im Serum überlegen (3)
• Ein auffälliges Testergebnis weist lediglich auf eine Darmentzündung beliebiger Ursache hin
  • Zahlreiche Darmerkrankungen und Medikamente (z. B. NSAIDs, Alkohol) gehen mit einer leichten Darmentzündung einher, bei der die durchschnittlichen Calprotectin-Werte zwischen 50 und 300 µg/mg liegen
  • Allerdings sind nur unbehandelte IBD und bestimmte lebensmittelbedingte Infektionen mit sehr hohen Werten verbunden (2)
    • Angesichts eines gewissen Grades an klinischer Krankheitsaktivität, beispielsweise bei Morbus Crohn-Kolitis und Morbus Crohn des Dünndarms, ist es bemerkenswert, dass der Calprotectin-Spiegel bei Letzterem etwas niedriger ist
      • Dies liegt daran, dass die bakterielle Belastung im Dünndarm (der wichtigste Chemoattraktant für Neutrophile) weitaus geringer ist als im Dickdarm und sich daher in einer weniger intensiven Entzündungsreaktion widerspiegelt; dies zeigt sich auch in der Histologie
  • Bei fast 99 % der Patienten mit aktiver IBD sind die Calprotectin-Werte im Stuhl erhöht
    • 15 % bis 20 % der Patienten mit Reizdarmsyndrom (IBS) weisen leicht erhöhte Calprotectinwerte auf. (Es ist wichtig zu beachten, dass Patienten mit IBS-ähnlichen Symptomen nach einer Infektion oder Divertikulitis möglicherweise in diese Studien einbezogen wurden, und diese Erkrankungen unterscheiden sich vom herkömmlichen Reizdarmsyndrom.)
    • Ein normaler Calprotectin-Spiegel deutet mit weitaus höherer Wahrscheinlichkeit auf ein IBS hin (2)
  • Ein weiterer Vorteil des Calprotectins im Stuhl besteht darin, dass Veränderungen seiner Werte ein guter Indikator für die Heilung der Schleimhaut oder das Wiederauftreten einer Entzündung sind (3)
    • Stuhl-Calprotectin kann zur Überwachung von Patienten mit chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen (IBD) und zur Identifizierung von Patienten mit Rückfallrisiko eingesetzt werden
  • Der Calprotectin-Spiegel im Stuhl weist eine Falsch-positiv-Rate von bis zu 9 % auf, basierend auf negativen endoskopischen Befunden des oberen und unteren Gastrointestinaltrakts bei Patienten mit erhöhtem Calprotectin-Spiegel im Stuhl, ohne die Möglichkeit einer signifikanten Dünndarmpathologie zu berücksichtigen (4)

Fäkal-Calprotectin ist ein schlechter Marker zur Unterscheidung zwischen kolorektalem Karzinom und Adenom (3)

• Wird nicht als Screening-Marker für das kolorektale Karzinom bei asymptomatischen Patienten empfohlen

Fäkal-Calprotectin und die Diagnose von Kolorektalkarzinomen

• Eine Studie zeigte (5):
  • Erhöhte Calprotectin-Werte im Stuhl vor der Diagnose traten häufig bei Patienten mit kolorektalem Karzinom (CRC) kurz vor der Diagnose auf
  • Eine rechtsseitige Lokalisation und das Tumorstadium waren signifikant mit einem Anstieg der Calprotectinwerte im Stuhl assoziiert

In einer Übersichtsarbeit heißt es (6):

• Die Bestimmung des Calprotectins im Stuhl
  • wird bei Patienten unter 60 Jahren mit Symptomen des unteren Gastrointestinaltrakts und normalem Erstbefund empfohlen, um Ursachen für eine Entzündung des Dickdarms auszuschließen
  • Ein normales Calprotectin-Ergebnis im Stuhl hat einen hohen negativen Vorhersagewert für entzündliche Darmerkrankungen und verhindert unnötige Untersuchungen, wenn die wahrscheinlichste Diagnose das Reizdarmsyndrom ist
  • sollte nicht bei Patienten über 60 Jahren oder bei Verdacht auf Darmkrebs angewendet werden
  • ist ein sensitiver Marker für eine Darmentzündung und kann auch bei anderen Erkrankungen als entzündlichen Darmerkrankungen erhöht sein, beispielsweise bei Divertikulitis und infektiöser Gastroenteritis, oder wenn Patienten Medikamente wie nichtsteroidale Antirheumatika (NSAR) und Aspirin einnehmen

Quellen:

1. NICE (Oktober 2013). Diagnostische Tests auf Calprotectin im Stuhl bei entzündlichen Darmerkrankungen
2. Bjarnason I. Der Einsatz von Calprotectin im Stuhl bei entzündlichen Darmerkrankungen. Gastroenterol Hepatol (N Y). Jan. 2017; 13(1): 53–56.
3. Pathirana WG et al. Calprotectin im Stuhl. Clin Biochem Rev. Aug. 2018; 39(3): 77–90.
4. Van Rheenen PF, Van de Vijver E, Fidler V. Fäkal-Calprotectin zum Screening von Patienten mit Verdacht auf entzündliche Darmerkrankungen: diagnostische Metaanalyse. BMJ. 2010;341:c3369.
5. Blad N, Palmqvist R, Karling P. Prädiagnostische Calprotectin-Spiegel im Stuhl bei Patienten mit kolorektalem Karzinom: eine retrospektive Studie. BMC Cancer. 24. März 2022;22(1):315.
6. Deputy M, Devanaboina R, Al Bakir I, Burns E, Faiz O. Die Rolle von Calprotectin im Stuhl bei der Diagnose von entzündlichen Darmerkrankungen. BMJ 2023; 380:e068947 doi:10.1136/bmj-2021-068947.