Уреазный тест на хеликобактер пилори: 13С-уреазный дыхательный тест на определение Helicobacter pylori

Диагностика Helicobacter pylori с помощью экспресс-теста на уреазу

Ann Transl Med. 2015 Янв; 3 (1): 9.

Департамент медицины, Медицинский центр Майкла Э. Дебейки, штат Вирджиния, и Медицинский колледж Бейлора, Хьюстон, Техас 77030, США

Поступило 26 июля 2014 г .; Принято 14 октября 2014 г.

Abstract

Helicobacter pylori ( H. pylori ) является основным патогеном человека, вызывающим прогрессирующее гастродуоденальное повреждение. Руководства рекомендуют, если нет веских причин для отсрочки, лечение показано всем пациентам, у которых диагностирована инфекция.Быстрый тест на уреазу (RUT) — популярный диагностический тест, поскольку это быстрый, дешевый и простой тест, который определяет присутствие уреазы в или на слизистой оболочке желудка. Чувствительность и специфичность обычно высоки, и многие версии были одобрены для использования на людях. Наилучшие результаты достигаются, если биопсия берется как из антрального отдела, так и из тела. Образец ткани, залитый в гель RUT, также можно использовать для других тестов, таких как молекулярные тесты микробной чувствительности или факторов хозяина.Ложноположительные результаты редки, если RUT содержит антибактериальный агент, предотвращающий рост загрязняющих веществ, содержащих уреазу, а тесты отбрасываются через 24 часа. Использование противомикробных препаратов и ингибиторов протонной помпы, а также наличие кишечной метаплазии может привести к ложноотрицательным результатам. Отрицательный результат теста не следует использовать в качестве критерия излечения или в случаях, когда точность важна для ведения пациента, например, при кровотечении из верхних отделов желудочно-кишечного тракта. Интерпретация теста должна учитывать предварительную вероятность и распространенность H.pylori в популяции. Тест также может использоваться для неформальной оценки точности результата гистопатологии, а расхождения должны побудить к пересмотру гистопатологии и обсуждениям с патологом.

Ключевые слова: Диагностика, Helicobacter pylori ( H. pylori ), уреаза, экспресс-тест на уреазу (RUT), обзор, тест на кампилобактероподобные организмы

Введение

Helicobacter pylori ( H.pylori ) является важным патогеном человека, участвующим в патогенезе атрофического гастрита, гастродуоденальной язвы, рака желудка, лимфомы MALT, идиопатической тромбоцитопенической пурпуры, железодефицитной анемии и дефицита витамина B12 (1). Несмотря на общее снижение распространенности инфекций H. pylori в западных странах, 30-40% населения США остаются инфицированными (2,3). H. pylori не является комменсальным организмом, поскольку инфекция всегда вызывает воспаление и повреждение слизистой оболочки желудка.Основное поражение — прогрессирующее воспаление слизистой оболочки, которое может привести к предопухолевым атрофическим изменениям (1). Хотя H. pylori различаются по вирулентности (например, присутствует ли островок патогенности cag), существует риск значительного клинического исхода, так как разница в риске между наименее и наиболее вирулентными только примерно двукратная (1). Поскольку скорость прогрессирования повреждения слизистой оболочки непредсказуема, а инфекция всегда передается, рекомендуется всякий раз, когда заражение H.pylori , его следует вылечить, если нет веских причин, которые могли бы смягчить этот выбор (например, очень пожилые люди с обширными сопутствующими заболеваниями) (4). В феврале 2013 года правительство Японии одобрило универсальную стратегию тестирования и лечения как часть цели Японии по ликвидации рака желудка (5).

Инфекции H. pylori , как и другие серьезные хронические инфекционные заболевания (например, сифилис и туберкулез), связаны с длительным латентным периодом до клинического проявления.Таким образом, в этот латентный период будет обнаружено множество инфекций. Было разработано несколько методов борьбы с инфекцией H. pylori , которые обычно сгруппированы как «инвазивные», что означает, что они требуют ткани желудка или слизи, или «неинвазивные», требующие только крови, дыхания или стула или анализа. Здесь мы обсуждаем экспресс-тест на уреазу (RUT) или RUT, который является инвазивным тестом, поскольку он требует отбора проб слизистой оболочки желудка. Тест обеспечивает косвенное свидетельство инфекции, идентифицируя присутствие фермента, не являющегося млекопитающим, уреазы, в слизистой оболочке желудка или на ней.

История

H. pylori был впервые посажен в 1983 году. В первоначальном отчете он был описан как отрицательный по уреазе. Однако другие лаборатории, пытающиеся воспроизвести первоначальный результат, правильно определили, что этот организм был положительным по уреазе (6). McNulty et al. адаптировал стандартный лабораторный тест на уреазную активность, в котором петлю культуры помещают в субстрат, содержащий мочевину с индикатором pH, такой как 2% бульон с мочевиной Кристенсена; Уреаза гидролизует мочевину с образованием аммиака и диоксида углерода (7).Аммиак увеличивает pH, что приводит к изменению цвета (с коричневого на розовый). McNulty et al. показал, что с помощью этого теста уреазу можно идентифицировать непосредственно из биопсии желудка, что устраняет необходимость в культуре или гистологии. За первоначальным наблюдением последовало большое клиническое испытание, опубликованное в 1989 г., в котором 1445 пациентов прошли тестирование на H. pylori с использованием модифицированного бульона мочевины Кристенсена (8). Они сообщили о почти 100% специфичности и 96% чувствительности по сравнению с гистологией и культурой.Барри Маршал добавил антибактериальный агент к агаровому гелю, содержащему мочевину и индикатор pH, и запатентовал первый тест RUT, называемый тестом на организм, подобный кампилобактерам (CLO), который быстро стал стандартом для клинического использования и клинических испытаний.

Желудочная уреаза

Желудочная уреаза имела долгую историю до открытия H. pylori (9). На протяжении десятилетий считалось, что уреаза является ферментом млекопитающих, и предполагалось, что уреаза вырабатывается желудком для защиты желудка от переваривания желудочной кислотой (9).Уреаза даже была основой терапии язвенной болезни. Например, ирландский врач Оливер Фицджеральд лечил пептические язвы мочевиной как перорально, так и внутривенно для нейтрализации кислотности желудочного сока и лечения пептических язв (10). Первый эквивалент дыхательного теста с мочевиной с использованием ¹³ C-мочевины был фактически зарегистрирован в 1951 году и использовался для измерения активности уреазы в желудке лягушки (11). Когда стало очевидно, что уреаза имеет микробное происхождение, интерес к уреазе ослаб, поскольку было ясно, что она не может нести ответственность за защиту слизистой оболочки желудка от повреждения кислотой, а также потому, что большинство соответствующих экспериментов уже было проведено.Открытие того, что H. pylori продуцирует большое количество уреазы, позволило этим многочисленным экспериментам обрести новое значение (6).

RUT — это косвенный тест на присутствие H. pylori , основанный на наличии уреазы в или на слизистой оболочке желудка. Он имеет преимущество перед серологией в том, что он обнаруживает только наличие активной инфекции. Для теста требуется образец слизистой оболочки желудка или слизи, который добавляется в пробирку, гель или другое устройство, которое приводит этот образец в контакт с мочевиной, а также метод обнаружения продуктов гидролиза мочевины, аммиака или диоксида углерода.Для оценки активности желудочной уреазы были разработаны различные тесты, основанные, вероятно, на всех возможных компонентах реакции, включая те, которые оценивают изменения меченого CO ₂ в сыворотке или выдыхаемом воздухе, уровень аммиака в выдыхаемом воздухе и изменение pH, вызванное воздействием аммиак либо для изменения цвета, либо непосредственно с помощью pH-метра. В первоначальном тесте использовался феноловый красный, цвет индикатора которого менялся с желтого на розовый или красный по мере увеличения pH. В других тестах использовались разные индикаторы, каждый из которых имел потенциальное преимущество, например, возможность начать реакцию при более низком pH, таком как 5.4 и, таким образом, снизить активность контаминирующих бактерий ротовой полости, многие из которых также содержат много уреазы (например, HP fast ^® ) (). Простейшие тесты выполняются самостоятельно и содержат небольшое количество субстрата в пробирке с индикатором pH и могут быть произведены по одному или двум центам каждый (12).

Примеры трех популярных коммерческих быстрых тестов на уреазу (RUT), доступных в Соединенных Штатах, включая тест CLO и два теста второго поколения, один с использованием геля с контролируемым pH, а другой — с мембраной, насыщенной мочевиной.Один из каждой пары является контрольным, а другой — после смены цвета. CLO, организм, похожий на кампилобактер.

Как и для любой ферментативной реакции, необходимо учитывать параметры, которые влияют на реакцию, такие как концентрация субстрата, концентрация и активность фермента, время и температура, и были проведены исследования для тестирования многих различных параметров, чтобы обеспечить надежные результаты. Важные переменные включают сбор образца, размер образца, время до того, как результат теста будет признан отрицательным, а также то, полезно ли потепление.Положительный результат RUT требует приблизительно 10 ⁵ H. pylori в образце биопсии, чтобы изменить цвет с помощью теста на основе агара, такого как тест CLO (13). Обычно это не проблема, поскольку концентрация H. pylori обычно превышает этот минимум. Чувствительность различных тестов RUT в качестве первичных диагностических тестов высока и, по имеющимся данным, варьируется от 80% до 100%, а специфичность — от 97% до 99% (14-17).

Первое требование — образец биопсии должен быть взят из места, где присутствуют микроорганизмы.У пациентов с язвой двенадцатиперстной кишки обычно неатрофическая слизистая оболочка, и H. pylori особенно распространены по всему антральному отделу. Для этих пациентов один образец из антрального отдела или желудочного угла будет иметь высокий выход, обычно более 85% и часто в диапазоне от 95% до 100%. Однако, если у пациента атрофический гастрит и обширные области кишечной метаплазии, которые содержат несколько организмов H. pylori , результаты часто будут неутешительными. Опубликованы многочисленные исследования места биопсии.Например, в одном исследовании было взято два образца биопсии из антрального отдела, и сообщалось о чувствительности и специфичности 95% и 100% (18). В другом исследовании сравнивали результаты биопсии, взятой под углом желудка, препилорическим участком и участком тела, с результатами 100%, 87% и 84,4% соответственно и без ложноположительных результатов (т.е. специфичность 100%) (19) . В целом, для достижения наилучших результатов достаточно двух образцов: одного из антрального отдела, избегающего участков изъязвления и явной кишечной метаплазии, и одного из нормального тела, которые обеспечивают самый высокий результат.Два образца могут быть помещены в один и тот же гель или среду или в отдельные контейнеры в зависимости от предпочтений врача и от того, планируется ли другое использование образцов.

Размер биопсии

Чувствительность и специфичность больших чашечных щипцов (диаметр 3,3 мм) и маленьких чашечных щипцов (диаметр 1,8 мм) сравнивали с использованием биопсии антрального отдела у одних и тех же пациентов (20). Чувствительность и специфичность больших щипцов составила 92,1% и 95,5% по сравнению с 88,5% и 98,8% для маленьких щипцов, соответственно.Таким образом, для практических целей размер чашки для биопсии не имеет большого значения. Поскольку большие щипцы также предоставляют больше информации для гистологического исследования, мы рекомендуем использовать самые большие щипцы, которые пройдут через канал введения эндоскопии. Если используется действительно крошечная эндоскопия, такая как ультратонкий эндоскоп, образцы для RUT могут быть взяты либо с помощью прилагаемых крошечных щипцов, либо путем чистки слизистой оболочки и помещения кисти в среду RUT.

Скорость реакции RUT частично зависит от температуры реакции.Было проведено сравнение, в котором биопсии антрального отдела были помещены при 38 ° C в более теплый воздух или хранились при комнатной температуре (~ 21 ° C). Возможность поставить диагноз в течение 30 минут была на 20% выше при использовании грелки (21), но в целом результаты были такими же. Многие эндоскописты кладут устройство RUT в карман, чтобы согреться. В целом, использование грелки не имеет большого значения, за исключением того, что это может позволить чаще подтверждать диагноз до того, как пациент покинет эндоскопическую область.

Имеющиеся в продаже наборы RUT предполагают принятие решения (положительный результат vs. отрицательный) в течение 24 часов. Время положительного результата теста зависит от концентрации бактерий и температуры. Большинство из них станет положительным в течение 120–180 минут, но лучше всего подержать отрицательные в течение 24 часов (22,23). Через 24 часа тест может стать положительным из-за присутствия организмов, не содержащих уреазу H. pylori (24). Положительные результаты через 24 часа чаще всего являются ложноположительными и не должны использоваться для принятия решения о лечении. Обычно мы выбрасываем образцы через 24 часа.Существует ряд различных коммерчески доступных наборов RUT, которые в основном различаются в зависимости от платформы (например, гель, жидкость, мембрана и т. Д.). Выбор зависит от доступности и местных предпочтений, поскольку ни один из них не оказался лучшим.

Ложноотрицательные и ложноположительные результаты

Как отмечалось выше, RUT — это тест на присутствие фермента уреазы. Однако фактические результаты будут зависеть от заболевания желудка и вероятности атрофических изменений или экзогенных факторов, которые снижают бактериальную нагрузку и, таким образом, дают ложноотрицательные результаты.Ложноположительные результаты могут быть получены, если другие организмы, содержащие уреазу, присутствуют в достаточном количестве или если один позволяет контактировать между образцом и средой в течение длительного периода, обычно более 24 часов. Как отмечалось ранее, для получения положительного результата в образце биопсии должно присутствовать приблизительно 10 ⁵ бактерий (13), и все, что снижает плотность бактерий, например, использование антибиотиков, висмутсодержащих соединений или ингибиторов протонной помпы, может привести к ложноотрицательные результаты (25-27).Двумя наиболее частыми причинами ложноотрицательных результатов являются недавнее использование ингибиторов протонной помпы и наличие кишечной метаплазии. Антагонисты рецепторов H ₂ не снижают бактериальную плотность и могут использоваться до дня проведения теста (28). Неясно, сколько времени нужно ждать после прекращения приема ингибиторов протонной помпы, прежде чем возможность ложноотрицательного результата станет маловероятной. Обычно рекомендуют две недели, исходя из соображений безопасности; однако организмы обычно быстро восстанавливаются после ингибирования ингибитором протонной помпы (26,29).Тем не менее, все тесты на активную инфекцию, включая RUT, гистологию, дыхательный тест на мочевину и посев, могут стать ложноотрицательными во время использования ингибитора протонной помпы или после использования висмута или антибиотика (28). Маловероятно, что ложноотрицательный RUT также будет сопровождаться гистологически невоспаленной и нормальной слизистой оболочкой желудка. Если есть сомнения и результат важен, лучше всего пройти неинвазивный тест (дыхательный тест на мочевину или антиген в стуле) после прекращения приема ИПП.

Ложноположительные результаты редки и, если они есть, могут быть связаны с присутствием других организмов, содержащих уреазу, таких как Proteus mirabilis , Citrobactor freundii , Klebsiella pneumonia , Enterobactor cloacae и Staphylococcus (Staphylococcus aure). .Однако, если у пациента нет ахлоргидрии или гипохлоргидрии, микроорганизмы H. pylori , отличные от , вряд ли будут присутствовать в достаточной концентрации для получения положительного результата, если только в субстрате RUT не будет ингибитора роста бактерий, в котором они могут разрастаться в течение 24 дней. часов периода наблюдения.

Клиническая интерпретация результатов RUT

Интерпретация RUT, как и любой другой диагностический тест, частично зависит от предварительной вероятности инфекции (30).Таким образом, у пациента с язвой двенадцатиперстной кишки один положительный результат RUT будет считаться подтверждением диагноза, тогда как отрицательный тест должен подтверждаться результатами другого теста, такого как гистология (например, отсутствие признаков воспаления желудка). Напротив, у пожилого пациента, подвергающегося эндоскопии по поводу гастроэзофагеальной рефлюксной болезни, можно было бы нерешительно начинать терапию, основываясь только на положительном RUT. Таким образом, интерпретация зависит от вероятности предварительного тестирования и важности результата для последующего ведения пациента.Чтобы сэкономить деньги пациента, некоторые врачи предложили брать биопсию для RUT, а также для гистологии из нормальной слизистой оболочки, а затем, если RUT положительный, отбрасывать гистологические образцы за ненадобностью (23,31,32). Хотя это может иметь смысл при наличии высокой вероятности предварительного тестирования (например, активной язвы двенадцатиперстной кишки), это было бы нецелесообразно для пациента с неязвенной диспепсией, когда сами гистологические данные могут быть важны (например, наличие атрофических изменений, дисплазия и др.). Также было рекомендовано, чтобы RUT не использовался в качестве единственного арбитра результатов эрадикационной терапии H. pylori , потому что чувствительность RUT не составляет 100%, и, таким образом, отрицательный тест не полностью исключает присутствие активного инфекция (4,28). Это особенно важно, когда целью обследования является испытание на излечение. В действительности эндоскопия нечасто проводится для проверки излечения, за исключением пациентов с поражениями, где требуется дальнейшая эндоскопическая и / или гистологическая оценка, например, при язве желудка или после резекции аденоматозных полипов, и вопрос о роли посттерапии RUT возникает редко.Для таких пациентов, вероятно, наиболее экономически выгодно полагаться на гистологическое исследование биопсий антрального отдела и тела.

Вообще говоря, верхняя эндоскопия — это дорогостоящий тест, связанный с небольшим, но определенным риском, и, если нет особых противопоказаний, обычно показана биопсия для исследования гистологии слизистой оболочки. Также можно провести тестирование RUT, которое особенно полезно в сложных диагностических ситуациях, когда врач хотел бы в ближайшее время начать лечение. Таким образом, биопсии для RUT часто берутся у пациентов с недавним кровотечением из верхних отделов желудочно-кишечного тракта.В этой ситуации может быть повышенное количество ложноотрицательных результатов. Было высказано предположение, что кровь приводит к снижению чувствительности RUT, возможно, связанной с присутствием альбумина (33), факторов уничтожения H. pylori в плазме человека (34) или крови в просвете желудка (35, 36). Однако другие исследования сообщают, что кровь не влияет на результаты теста (37,38). Ложноотрицательные тесты также распространены после частичной гастрэктомии, вероятно, из-за снижения бактериальной нагрузки, часто связанной с наличием желчи (39,40).Ни в одной из этих ситуаций критически важно немедленно диагностировать или начать лечение инфекции H. pylori . Такие ложноотрицательные результаты не имеют большого клинического значения, если они не принимаются как доказательство отсутствия инфекции H. pylori . Всегда нужно возвращаться к рассмотрению того, что вы планируете делать с информацией (т.е. положительным тестам обычно следует верить, но отрицательные тесты требуют гистологического или другого подтверждения при наличии H.pylori , вероятно, является причиной эндоскопии, например, при кровоточащей язвенной болезни). Поскольку большинство инфекций H. pylori были приобретены в детстве, немедленное лечение не требуется, и всегда можно подождать, пока не исчезнут острые состояния.

Использование образца RUT для дополнительных целей

Образец ткани, содержащийся в агаре теста RUT, можно использовать для других целей. Например, образец может быть извлечен из агарового геля положительных тестов и использован для молекулярного тестирования на H.pylori и / или наличие устойчивости к кларитромицину (41). Поскольку образец содержит ткань хозяина, его также можно использовать для других тестов, таких как генотип CYP2C19 хозяина (42).

Резюме

RUT — это быстрый, дешевый и простой тест, который часто используется в клинической практике. RUT лучше всего рассматривать как скрининговый тест, а не как золотой стандарт для инфекции H. pylori . Для клинических испытаний диагноз инфекции H. pylori требует, чтобы два разных типа теста были положительными или положительными культурами. H. pylori отрицательный, как правило, определяется как отрицательный результат всех тестов. Ключом к правильному использованию является рассмотрение любого теста с точки зрения предтестовой вероятности, а также важности информации с точки зрения ведения пациентов. Ложноотрицательные тесты встречаются чаще, чем ложноположительные, поэтому отрицательный результат не следует использовать для исключения H. pylori , если неправильный диагноз может нанести ущерб ведению пациента (например, у пациента с недавним кровотечением из верхних отделов желудочно-кишечного тракта или после ). ЧАС.pylori ). Положительный посев считается единственным истинным золотым стандартом для диагностики H. pylori , поэтому при подозрении на ложноотрицательный результат требуется дополнительное тестирование. Наконец, тест также может использоваться в качестве неформальной оценки точности лаборатории патологии, и расхождения между RUT и гистологией, особенно положительная RUT и отрицательная гистология, должны побудить к пересмотру гистопатологии и обсуждениям с патологом.

Выражение признательности

Доктор Грэм получает частичную поддержку со стороны Управления исследований и разработок Службы медицинских исследований Департамента по делам ветеранов, гранты Службы общественного здравоохранения R01 DK062813 и DK56338, которые финансируют Центр болезней органов пищеварения Техасского медицинского центра. Авторы полностью несут ответственность за содержание и не обязательно отражают официальную точку зрения VA или NIH.

Вклад авторов: Каждый из авторов принимал участие в равной степени, прочитал и утвердил окончательный вариант рукописи.Каждый соответствует критериям авторства, установленным Международным комитетом редакторов медицинских журналов, и проверяет достоверность представленных результатов.

Раскрытие информации: Доктор Грэм является неоплачиваемым консультантом компании Novartis по вопросам разработки вакцины для лечения или профилактики инфекции H. pylori . Доктор Грэм является оплачиваемым консультантом RedHill Biopharma по новым методам лечения H. pylori и получил исследовательскую поддержку для культивирования H.pylori . Он является консультантом компании Otsuka Pharmaceuticals по вопросам диагностики дыхания. Доктор Грэм получил лицензионные отчисления от патентов Медицинского колледжа Бейлора, покрывающих материалы, относящиеся к дыхательному тесту ¹³ на содержание C-мочевины. Доктору Уотани нечего заявлять.

Ссылки

В Соединенных Штатах (США) RUT потерял популярность отчасти из-за того, что инфекция H. pylori становится все реже, часто нет компенсации, и многие пациенты в настоящее время принимают или недавно получали ИПП приводящие к ложноотрицательным тестам. Пациентам с язвой желудка или патологией слизистой оболочки обычно также проводится биопсия края и основания язвы вместе с другими образцами для исследования на H.pylori . Вопрос о том, достаточно ли только взятия образцов для RUT, не решен, но в большинстве случаев указываются дополнительные биопсии. Хотя положительный результат теста RUT при наличии высокой вероятности предварительного теста (например, язвы двенадцатиперстной кишки) был бы достаточен для подтверждения диагноза язвы двенадцатиперстной кишки, связанной с H. pylori- , , результаты теста обычно недоступны во время процедуры эндоскопии и поскольку у пациента с язвой двенадцатиперстной кишки может быть ложноотрицательный результат (например, из-за использования ИПП или антибиотиков), большинству потребуется дополнительная биопсия для гистологии.В США было предложено, чтобы эндоскописты держали образцы для гистологии до тех пор, пока не будут доступны результаты теста RUT. Если RUT был положительным, биопсии можно было выбросить, что сэкономило пациенту многие сотни долларов. Неясно, как часто это происходило на самом деле. Тем не менее, отрицательный результат RUT не является надежным индикатором отсутствия инфекции H. pylori , так как на результат могут влиять многие факторы. Следовательно, роль тестирования RUT будет зависеть от клинической ситуации и вероятности предварительного тестирования (т.е., распространенность H. pylori локально). Культуры для тестирования чувствительности к противомикробным препаратам по-прежнему трудно получить и они дороги. Мы подозреваем, что молекулярное тестирование скоро станет широко доступным, и сочетание RUT с последующим молекулярным тестированием положительных образцов, вероятно, станет наиболее частым показанием для тестирования RUT.

Исследования RUT на жидкой основе и теста с сухой фильтровальной бумагой показали, что некоторые новые платформы имеют более короткое время интерпретируемости, чем тесты на агаре, такие как тест CLO [51].Некоторые RUT, продаваемые в Европе, сообщают точные результаты в течение нескольких минут [52], [53]. Однако клинический опыт не показал, что быстрые или сверхбыстрые результаты клинически выгодны, особенно если рассматривать общую проблему, которая включает диагностику, лечение, последующее наблюдение и связанные с этим вопросы (например, риск рака желудка).

Дыхательный тест на мочевину (UBT)

Как отмечалось ранее, конечные продукты уреазного гидролиза мочевины, аммиака и CO ₂ могут быть обнаружены неинвазивным способом и, таким образом, формируют основу для бесчисленных тестов, которые были разработаны для клинический диагноз H.pylori инфекция. Чаще всего используются дыхательные тесты, в которых используется меченый углерод либо стабильный изотоп ¹³ C, либо радиоактивный ¹⁴ C () [31], [33]. Меченая мочевина попадает в организм, и обогащение изотопом крови или дыхания оценивается с помощью специального детектора. Радиоактивный ¹⁴ C обычно обнаруживается сцинтилляцией, в отличие от стабильного изотопа ¹³ C, измеряемого масс-спектрометрией изотопного отношения [54]. Были описаны сотни вариантов UBT, в которых указаны доза, время, состав субстрата, использование адъювантов, тестовые обеды, тип детектора от разных производителей и т. Д.варьировались [55], [56]. Все оказались эффективными.

Это иллюстрирует детали дыхательного теста с мочевиной с использованием ¹³ C-мочевины, которая при приеме внутрь гидролизуется до ¹³ CO2 и аммиака. Помеченный CO ₂ затем помещается в мешок для последующего анализа относительного обогащения ¹³ CO ₂ : ¹² CO ₂ .

Клиническая проблема заключается в возможности получения ложноположительных или ложноотрицательных результатов.Ложноположительные тесты чаще всего вызваны гидролизом мочевины бактериями полости рта или уреазосодержащими бактериями в желудке [57]. Это особенно вероятно при наличии ахлоргидрии или гипохлоргидрии. Другой потенциальной проблемой является истощение субстрата из-за введения небольшого количества ¹⁴ C-мочевины или опорожнение меченого субстрата до того, как он сможет вступить в реакцию с бактериальной уреазой [58]. В идеальном тесте использовался бы состав, который был немедленно доступен для гидролиза, оставался в желудке в течение периода тестирования, распределялся по желудку и подвергался воздействию большей части поверхности желудка.Практически все мыслимые вариации были утомлены, например, когда пациент лежал и перекатывался во время теста, предварительное очищение рта и предварительный прием пищи для замедления опорожнения желудка [55], [56]. Тесты, содержащие ¹⁴ C-мочевину, обычно не содержат нерадиоактивной (т. Е. «Холодной») мочевины, и небольшое количество субстрата может быть быстро истощено путем гидролиза через рот, глотание или отсутствие уреазы H. pylori . содержащие организмы в желудке, вызывающие ложноположительные тесты [58].Радиоактивный углерод имеет то преимущество, что он дешев, а поскольку в нем нет природного ¹⁴ CO ₂ , анализ прост. Недостатком является то, что многие пациенты хотят избежать воздействия радиоактивного материала, несмотря на вводимые очень низкие дозы. Тест нельзя применять детям или беременным женщинам. Несмотря на эти опасения, он оказался клинически полезным.

¹³ C-мочевина относительно дорога и требует специальных устройств для обнаружения обогащения ¹³ CO ₂ в выдыхаемом воздухе.В настоящее время существует ряд компаний, производящих портативные и точные спектрометры изотопного состава газа, что значительно упростило тестирование. ¹³ C-мочевина была приготовлена ​​в виде порошка, который нужно растворить в воде перед использованием, в капсулах и таблетках. Дозировка мочевины широко варьировалась. Из-за затрат оптимальная доза — это компромисс между стоимостью и адекватностью. В большинстве тестов используется от 50 до 100 мг ¹³ C-мочевины. Таблетки и капсулы использовались, чтобы попытаться уменьшить контакт с пероральными организмами, содержащими уреазу; однако твердая лекарственная форма также создает проблемы опорожнения перед растворением, медленного растворения или плохого распределения в желудке.Тем не менее, в большинстве стран все препараты клинически примерно одинаковы, особенно если в их состав входит лимонная кислота. Тестирование обычно проводится не ранее чем через час после последнего приема твердой пищи. Однако небольшие исследования не показали, что еда существенно мешает, и аналогичные результаты были получены при голодании, а после гамбургера и картошки фри и голодание не является абсолютным требованием [31], [59]. Продолжительность теста важна, и время от 10 до 30 минут после приема внутрь оказалось успешным.Первоначальная задержка предназначена для того, чтобы позволить любым эффектам бактерий полости рта рассеяться и получить значение, близкое к пику обогащения изотопов. В большинстве тестов используется время от 15 до 30 минут, что обычно близко к уровню плато. Результаты выражаются как дельта по сравнению с базовой линией (DOB). Собирают базовую пробу дыхания и сравнивают изотопное обогащение через определенное время после приема меченого субстрата. Граница обычно составляет DOB от 2 ‰ до 5, причем наиболее часто используются 2,4–2,5.В большинстве серий только около 5% образцов находятся вблизи отсечки. Однако эта пропорция может быть намного больше, особенно в регионах, где часто встречаются ахлоргидрия и гипохлоргидрия (см. Ниже).

Повышение надежности UBT

Присутствие UreI можно использовать для повышения точности UBT, особенно в желудках, где секреция кислоты низкая, подавленная или бактериальная нагрузка низкая. У здоровых взрослых pH желудочного сока натощак составляет приблизительно 1,8. Это может увеличиться до 3 или более в H.pylori инфицированных людей аммонием, продуцируемым уреазой H. pylori . Таким образом, внутрижелудочный pH будет результатом внутренней скорости основной секреции кислоты и бактериальной нагрузки. Когда мочевина попадает в желудок с относительно высоким pH, то закрытая пора, UreI, может ограничивать ее доступ к уреазе H. pylori и приводить к низкой активности уреазы [27], [28], [29], [ 30]. Когда мочевина вводится с лимонной или яблочной кислотой, доступ мочевины к H.pylori усиливается, и измеренная активность уреазы увеличивается. В то же время низкий уровень pH желудочного сока не позволяет бактериальным уреазам H. pylori гидролизовать меченый субстрат и вызывать ложноположительные результаты. В целом, добавление лимонной или яблочной кислоты в присутствии H. pylori приводит к увеличению активности уреазы (т. Е. Более высокому сигналу) и снижению активности уреазы у тех, кто не инфицирован H. pylori (более низкий исходный уровень), таким образом улучшая чувствительность и специфичность теста [60].Это особенно важно для групп населения, страдающих атрофическим гастритом, и для тех, кто принимает препараты, подавляющие кислотность, такие как антагонисты рецепторов H ₂ . В этих популяциях доля ложноположительных или ложноотрицательных тестов часто имеет клиническое значение [48], [56], [58], [61], [62], [63], [64], [65]. Существует мало оправданий для отказа от использования лимонной или яблочной кислоты в качестве адъювантов при дыхательном тесте на мочевину. Проблема ложноположительных тестов оказалась клинически важной в Испании и Корее с таблетками без лимонной кислоты [59] и, вероятно, важна для других подобных групп населения, хотя систематически это не исследовалось.

UBT у детей

Диагностическая точность стандартного взрослого UBT снижена у маленьких детей [66], [67], [68], [69]. Проблема заключается в подсчете баллов дыхательного теста с мочевиной, который основан на соотношении ¹³ CO ₂ к ¹² CO ₂ в дыхании, связанном с влиянием возраста, пола и скорости основного обмена на CO ₂ производство. У маленьких детей относительно низкое производство CO ₂ приведет к тому, что DOB будет пропорционально выше для данного количества меченой гидролизованной мочевины, что приведет к ложноположительным результатам теста [69].Одной из распространенных попыток преодолеть эту проблему было произвольное увеличение порогового значения UBT [69], [70]. Этот метод является произвольным и является лучшей альтернативой для оценки результата, основанного на скорости гидролиза мочевины (UHR), в котором антропометрические переменные используются для определения скорости производства CO ₂ у детей. Скорость гидролиза C-мочевины ¹³ можно оценить с помощью алгоритма, разработанного Klein et al. [69], который основан на измерении изотопного обогащения и определении количества углекислого газа, полученного на основе расчетных затрат энергии в состоянии покоя (джоули).

По сути, скорость гидролиза мочевины (UHR) выражается как скорректированный продукт изменения изотопного обогащения парных проб дыхания, выраженный как DOB, умноженное на скорость образования диоксида углерода (CO2-PR):

UHR = DOB × CO2PR × 0,346294

CO2-PR рассчитывается на основе скорректированного значения VCO2 продукта [VCO2 × 0,6944]. VCO2 рассчитывается из уравнения расхода энергии в состоянии покоя [VCO2 = EE / 134,25], на основании которого рассчитывается значение EE на основе скорректированной скорости базального метаболизма [EE = 334.6 × BMR]. Это также доступно в Интернете (https://puhrca.otsuka-us.com/files/Pediatric%20UHR-CA_UG%20v2.0.pdf). Этот метод точен как для детей, так и для взрослых с пороговым значением 10 мкг / мин [68], [69].

Сравнение RUT, UBT и других методов

UBT и RUT имеют преимущества и недостатки [71]. UBT неинвазивен, прост и точен и обнаруживает активных инфекций H. pylori , что делает его предпочтительным тестом как для первоначальной диагностики, так и для подтверждения излечения.Слабые стороны — стоимость и относительная недоступность в развивающихся странах. Преимущества РУТ — широкая доступность и невысокая стоимость. Основным недостатком RUT является необходимость получения образцов желудка (т. Е. Инвазивность). Это особенно полезно, когда эндоскопия проводится по другим показаниям. Положительные тесты обеспечивают надежное свидетельство инфекции, в то время как отрицательные тесты не могут использоваться для определения отсутствия инфекции. Оба должны быть доступны.

Инфекция H. pylori также может быть идентифицирована с помощью гистологии биопсии желудка.Характерной гистологической находкой является наличие острого и хронического воспаления, называемого хроническим воспалением. Кроме того, бактерии часто можно увидеть при стандартном окрашивании гематоксилином и эозином, однако подтверждение с помощью Giemsa, окрашивания серебром или иммуногистохимического окрашивания является более точным [72]. Образцы биопсии также можно использовать для молекулярного тестирования на основе полимеразной цепи или для посева. Поскольку все, что находится в желудке, в конечном итоге должно появиться в стуле, были разработаны тесты на антигены стула и тесты с использованием моноклонального препарата H.pylori оказались аналогичными по чувствительности и специфичности дыхательному тесту с мочевиной [71]. Наконец, в крови появляются антитела к H. pylori , и широко доступны различные тесты, в основном для определения специфических антител IgG к H. pylori . Поскольку титр антител часто остается повышенным, серологическое тестирование лучше всего использовать для эпидемиологических исследований, а не для выявления активной инфекции или для проверки излечения. На выбор лучшего теста влияет местный H.pylori , распространенность, доступность, стоимость и клинические условия [72].

Выводы и перспективы на будущее

То, что было медицинским курьезом, желудочная уреаза, превратилась в механизм важного человеческого патогена, H. pylori , способного процветать в кислой среде желудка, что до недавнего времени считалось быть бесплодным. Уреаза H. pylori в настоящее время используется в качестве биомаркера инфекции, и были разработаны различные методы для надежного обнаружения ее присутствия и, таким образом, диагностики инфекции.Попытки найти ингибиторы уреазы для нанесения вреда организму и помощи в лечении продолжаются. Национальные программы ликвидации H. pylori разрабатываются как стратегия ликвидации рака желудка. Ингибиторы уреазы и / или вакцины, которые включают антигены уреазы, вероятно, будут играть важную роль в этих усилиях.

Раскрытие информации

Д-р Грэм является консультантом RedHill Biopharma по новым методам лечения H. pylori и получил поддержку исследований для культивирования Helicobacter pylori и является инициатором международного исследования использования антимикобактериальной терапии. для болезни Крона.Он также является консультантом BioGaia и Takeda в отношении пробиотической терапии инфекции H. pylori и Takeda. Доктор Мифтахуссурюр не разглашает какую-либо соответствующую информацию.

Конфликт интересов

Авторы заявили об отсутствии конфликта интересов .

Соответствие этическим требованиям

Эта статья не содержит исследований с участием людей или животных .

Выражение признательности

Доктор Грэм получает частичную поддержку со стороны Управления исследований и разработок Службы медицинских исследований по делам ветеранов, грант Службы общественного здравоохранения DK56338, который финансирует Центр болезней органов пищеварения Техасского медицинского центра.Доктор Мифтахуссурур частично поддерживается грантом Министерства исследований, технологий и высшего образования Индонезии для Программы профессоров мирового класса (№ 105 / D2.3 / KP / 2017).

Биографии

Дэвид Грэм , доктор медицины, штатный врач медицинского центра Майкла Э. Дебейки, штат Вирджиния, и профессор кафедры медицины, молекулярной вирусологии и микробиологии Медицинского колледжа Бейлора в Хьюстоне, штат Техас. Он получил степень бакалавра в Университете Нотр-Дам в Саут-Бенде, штат Индиана, его M.Докторская степень с отличием, полученная в Медицинском колледже Бейлорского университета в 1966 году. Он имеет сертификат в области медицины и гастроэнтерологии. Доктор Грэм является автором более 1000 научных работ, нескольких книг и 125 глав в медицинских учебниках. Он является одним из самых цитируемых исследователей клинической медицины ISI. Он подготовил более 125 иностранных врачей-ученых и более 200 студентов-гастроэнтерологов из США. У него есть патенты на разработку диагностических тестов на инфекцию Helicobacter pylori , вызывающую язвенную болезнь желудка и рак желудка, а также на разработку вакцины против инфекции, вызванной вирусом Норуолк, наиболее частой причиной диареи, передаваемой через пищевые продукты и морские перевозки.Его исследования в настоящее время сосредоточены на инфекционных заболеваниях и кишечнике и включают исследования Helicobacter pylori , вызывающего пептические язвы и рак желудка, ротавируса и вирусов Norwalk, а также Mycobacterium paratuberculosis , который предположительно является причиной болезни Крона.

Мухаммад Мифтахуссурур — преподаватель и практикующий врач отделения гастроэнтерогепатологии отделения внутренней медицины медицинского факультета Университета Эрлангга, Сурабая, Индонезия.Он также является исследователем в Институте тропических болезней Индонезии. Получив степень доктора медицины в 2003 году и степень магистра в 2007 году в Университете Эйрланга, Индонезия, он завершил обучение по внутренним болезням в 2012 году в Университете Эйрланга. Доктор Мифтах получил степень доктора медицинских наук в Университете Оита, Япония, под руководством профессора Йошио Ямаока в 2016 году. В 2016 году он прошел постдокторантуру в Медицинском колледже Бейлор, Хьюстон, Техас, США, под руководством профессора Дэвида Й. Грэма. В 2016 году он был удостоен чести быть вторым самым продуктивным лектором Университета Эйрланга в публикации Scopus и преподавателем высших достижений в Университете Эйрланга в 2017 году.Он имеет научный опыт в молекулярной эпидемиологии, иммунологии, микробиологии и гастроэнтерологии. Совсем недавно его работа была сосредоточена на микробиоте желудка и взаимодействии Helicobacter pylori в связи с риском рака желудка, особенно среди населения Индонезии, страны с низкой распространенностью инфекции H. pylori . Он опубликовал 26 рецензируемых журнальных статей в качестве автора или соавтора и обзоров в области желудочно-кишечных заболеваний, особенно H.пилори.

Сноски

Экспертная проверка под ответственностью Каирского университета.

Ссылки