marcadores biológicos de sepsis e inflamación

MARCADORES BIOLÓGICOS DE
SEPSIS E INFLAMACIÓN
CURSO DE FORMACIÓN CONTINUADA A
DISTANCIA 2009-2010
TALLER DEL LABORATORIO CLÍNICO
Nº 7
I.S.S.N.- 1988-7469
Título: Taller del Laboratorio Clínico
Editor: Asociación Española de Biopatología Médica
Maquetación: AEBM
Fecha de Distribución: mayo de 2010
Marcadores biológicos de sepsis e
inflamación
Luisa Mª Fernández Sánchez.- Residente de Bioquímica Clínica,
Laura López García.- Residente de Análisis Clínicos, Dra.
Dolores Ortega de Heredia.- Facultativo Especialista de Área,
Dra. Mª Ángeles Cuadrado Cenzual.- Facultativo Especialista
de Área. Servicio de Análisis Clínicos, Hospital Clínico San Carlos,
Madrid.
1. INTRODUCCIÓN
La sepsis es en la actualidad la primera causa de muerte en las unidades de
cuidados intensivos (UCI) no coronarias. Su incidencia ha aumentado en los últimos
años, y representa aproximadamente un 2% de los ingresos hospitalarios, aumentando
hasta 100 veces con la edad. Este incremento, tanto en la incidencia como en la
mortalidad, se ha relacionado principalmente con una mayor sensibilidad en el
diagnóstico de la enfermedad, con el aumento en el uso de técnicas invasivas que
favorecen las infecciones, con el aumento de la edad de la población, con la existencia
de un mayor número de enfermos inmunodeprimidos, y con el aumento de
microorganismos multirresistentes a los tratamientos con antibióticos convencionales1.
La prevalencia de la sepsis grave entre los pacientes ingresados varía del 2% al 11%. En
Europa hay estudios documentados que hablan de que un 30% de los pacientes
ingresados en la UCI desarrollan sepsis en algún momento de su estancia en la
unidad2.
La sepsis puede ser difícil de distinguir de otras condiciones que producen
síndrome de respuesta inflamatoria sistémica (SIRS) no infeccioso. Los primeros signos
clínicos de sepsis son generalmente muy inespecíficos, como fiebre y leucocitosis, lo
que
complica
su
diagnóstico.
La
incidencia
de
la
mortalidad
se
reduce
significativamente si el tratamiento se inicia dentro de las 6 primeras horas de
comienzo del proceso infeccioso. Por todo esto, nuestros esfuerzos deben ir dirigidos a
la instauración de un tratamiento precoz, con la intención de interrumpir cuanto antes
la evolución de la enfermedad, y reducir así los datos de mortalidad provocada por
sepsis asociada a fallo multiorgánico.
381
La sepsis es por tanto un problema de primera magnitud, principalmente en las
unidades de cuidados intensivos, con un coste sanitario social muy elevado, por lo que
el conocimiento de su fisiopatología es fundamental para mejorar los resultados en la
lucha contra esta enfermedad. En los últimos años se han dedicado grandes esfuerzos a
entender su fisiopatología y a la búsqueda de marcadores biológicos para su detección
precoz.
2. FISIOPATOLOGÍA DE LA SEPSIS: CONCEPTO DE SEPSIS
A lo largo del tiempo se han utilizado muchos términos para definir la sepsis,
desde que Schottmueller, a principios del siglo XX, estableció una relación entre la
presencia de un microorganismo patógeno en la sangre y el desarrollo de un conjunto
de signos y síntomas asociados3. A menudo se intercambian términos como infección,
septicemia, bacteriemia y sepsis, lo cual lleva a confusiones. El término sepsis se refiere
a la respuesta por parte del huésped a la infección. Las definiciones actuales
relacionadas con el concepto de sepsis son2:
 Infección: es un proceso patológico causado por la invasión de un tejido o fluido
biológico, o de una cavidad del cuerpo normalmente estéril, por parte de un
microorganismo patógeno o potencialmente patógeno.
 Síndrome de Respuesta Inflamatoria Sistémica (SIRS): es la respuesta orgánica que
aparece tras una agresión de suficiente intensidad como para desplazar al organismo
desde su estado de equilibrio hasta un nuevo estado de inflamación sistémica.
 Sepsis: se refiere a un síndrome clínico definido por la presencia de infección y
respuesta inflamatoria.
 Sepsis grave: es una sepsis complicada con fallo orgánico.
 Shock séptico: es una sepsis grave sumada a un estado de fracaso agudo circulatorio,
caracterizado por hipotensión arterial persistente que conduce al fracaso multiorgánico.
Clínicamente, la sepsis se define como el síndrome de respuesta inflamatoria
sistémica (SIRS) secundario a una infección grave altamente sospechada o
documentada y caracterizada por la lesión generalizada del endotelio vascular. La
sepsis puede originarse en cualquier parte del cuerpo. Los puntos más comunes de
inicio son:
382

Los riñones (infección del tracto urinario superior)

El hígado o la vesícula biliar

El intestino (generalmente se ve con peritonitis)

La piel (celulitis)

Los pulmones (neumonía bacteriana)
En pacientes hospitalizados, los sitios comunes de infección incluyen las vías
intravenosas, heridas quirúrgicas, drenajes quirúrgicos y áreas de ruptura de la piel
conocidas como úlceras por decúbito o escaras. El origen de la sepsis se encuentra en
cualquier proceso infeccioso, ya sea por bacterias, virus, hongos o parásitos.
En la sepsis hay dos mecanismos básicos que van siempre unidos: la inflamación y
la coagulación. La activación de la coagulación acompaña a la inflamación sistémica
tras un daño tisular. Estos mecanismos de inflamación, para eliminar el
microorganismo invasor, y la trombosis para localizar la agresión y evitar la pérdida
hemática, proporcionan al hombre una gran ventaja para poder sobrevivir a la
infección1. La fisiopatología de la sepsis es muy compleja por la cantidad de células y
productos biológicos que intervienen. En la figura 1 se muestran los procesos
fundamentales que ocurren en el organismo cuando éste es invadido por un agente
infeccioso1.
INFECCIÓN
Sistemas Humorales
Contacto
Complemento
Coagulación
Fibrinolisis
Sistemas Celulares
Endotelio
Moléculas adhesión
Oxido nítrico
Monocitos
Citoquinas
Neutrófilos
Linfocitos
Radicales libres
Enzimas proteolíticas
Factor activador
plaquetas
DISFUNCIÓN ENDOTELIAL
Figura 1. Fisiopatología de la sepsis.
383
Tras la agresión por un agente infeccioso o por uno de sus productos se
desencadena la activación de los sistemas celulares que participan en la respuesta
inmune: monocitos, macrófagos, neutrófilos, células endoteliales, plaquetas y linfocitos
B y T. Se activan también sistemas de cascadas de proteínas plasmáticas, como el
sistema del complemento, las vías de la coagulación, el sistema fibrinolítico y la vía del
óxido nítrico con la producción de radicales libres. Toda esta reacción inmunitaria tiene
como tejido diana el endotelio vascular. Dada la ubicuidad del endotelio vascular en el
organismo, la disrupción celular que se produce en él puede llevar al fracaso de
diferentes órganos.
En la sepsis se produce una importante alteración de las plaquetas, con
disminución de su número y alteración de su función. La plaquetopenia es una de las
manifestaciones más precoces en la sepsis y se debe fundamentalmente a la destrucción
de las plaquetas en el espacio microvascular y a su secuestro en diversos órganos,
como el hígado, el pulmón y el intestino.
3. DIAGNÓSTICO DE LA SEPSIS
El diagnóstico de una infección en pacientes ingresados en la UCI es difícil porque
son pacientes con muchas complicaciones, que generalmente han recibido tratamiento
antibiótico en algún momento del ingreso. La infección se confirma habitualmente por
un cultivo de sangre positivo, y este resultado es a veces imposible de obtener en
pacientes que han sido tratados con antibióticos, lo que dificulta sobremanera el
diagnóstico.
En el año 2001 la Conferencia para la definición de la sepsis estableció una lista de
los signos a reconocer4 como guía para el diagnóstico de la sepsis, aunque ninguno es
específico. Entre ellos tenemos: 1) fiebre, que en los pacientes de UCI puede tener causa
infecciosa o no, 2) un recuento elevado de leucocitos que podemos encontrar en
muchos procesos inflamatorios, 3) acidosis láctica, 4) taquicardia, que puede estar
relacionada con otro tipo de shock no necesariamente de origen infeccioso, etc.
Los clínicos necesitan herramientas para poder distinguir una reacción inflamatoria
de un proceso infeccioso5. Hasta este momento el diagnóstico de SIRS, de sepsis, de
sepsis grave, de shock séptico o de fracaso multiorgánico sigue siendo clínico, aunque
puede estar apoyado por resultados bacteriológicos, pero no disponemos de un
384
marcador biológico con la suficiente sensibilidad y especificidad para establecer un
diagnóstico definitivo. Para realizar el diagnóstico de SIRS deben cumplirse dos o más
de los siguientes síntomas6:

temperatura > 38ºC ó < 36ºC;

frecuencia respiratoria >20 respiraciones por minuto o una PCO2 < 32 mmHg;

pulso >90 latidos por minuto;

Recuento de leucocitos: > 12.000/L o < 4.000/L en sangre con un recuento de
neutrófilos inmaduros > 10%.
A la vista de la inespecificidad de los signos y síntomas que podemos encontrar en
una infección grave, disponer de marcadores biológicos resultaría una herramienta
muy útil para el diagnóstico precoz de un proceso infeccioso, así como para controlar
su evolución y su respuesta al tratamiento7.
4. MARCADORES BIOLÓGICOS DE SEPSIS
Decenas de moléculas bioactivas circulantes o asociadas a las células han sido
propuestas como marcadores útiles de presencia, severidad o curso clínico de la sepsis
basándonos en su prevalencia en pacientes con este síndrome clínico o en su asociación
con un pronóstico clínico adverso.
Un marcador biológico suele ser una proteína u otra macromolécula que está
relacionada con un determinado proceso biológico. Podemos definirlo como: “una
característica que puede ser objetivamente medida y evaluada como indicador de un
proceso biológico normal, de un proceso patogénico, o de la respuesta del organismo a
un tratamiento farmacológico”8. La medida de estos marcadores en sangre podría
darnos información clínicamente útil para estudiar la sepsis2.
La sepsis se expresa a través de la interacción de una compleja red de mediadores
bioquímicos y cascadas de amplificación. Algunos son esenciales para la expresión del
síndrome clínico mientras que otros representan secuelas del proceso. Un marcador de
sepsis es útil sólo si añade valor a los datos obtenidos de la exploración física del
paciente. Un marcador de sepsis o de infección debería cumplir los siguientes
requisitos7:
385
 Alta sensibilidad que asegure que todos los pacientes con infección tengan un
resultado positivo, y elevada especificidad que evite que los pacientes sin
infección sean diagnosticados como positivos.
 Precoz en el tiempo para tener un diagnóstico en las primeras horas de
desarrollo de la infección.
 Permitir diferenciar entre infección viral o bacteriana.
 Reflejar los resultados del tratamiento con antimicrobianos para el seguimiento
del paciente.
Algunos marcadores de inflamación como la proteína C reactiva (PCR), y el
recuento de leucocitos han sido utilizados como marcadores de infección durante
muchos años. Los marcadores más utilizados hasta este momento son la PCR y cada
vez más se está utilizando la procalcitonina (PCT), pero sus valores deben interpretarse
siempre dentro del contexto clínico del paciente, y son una herramienta
complementaria al diagnóstico clínico.
4.1. PROTEINA C REACTIVA
La PCR es una proteína de fase aguda sintetizada principalmente por los
hepatocitos en respuesta a procesos infecciosos, inflamatorios y de daño tisular9. Es
una proteína no glicosilada, compuesta por 206 aminoácidos y con un peso molecular
de 23 kDa. Su síntesis es inducida por mediadores de la respuesta inflamatoria como la
interleukina 1 (IL-1), la interleukina 6 (IL-6) y el factor de necrosis tumoral alfa (TNFα). Por tanto, la síntesis y secreción de PCR refleja la producción de citoquinas
proinflamatorias.
Además de ser un indicador de inflamación, esta proteína se encuentra involucrada
en diversas funciones inmunomoduladoras como la amplificación de la actividad del
complemento, la opsonización de bacterias y la estimulación de células fagocíticas. Su
mecanismo de acción se basa en la activación del sistema del complemento después de
su unión a la fosforilcolina de la membrana de las bacterias. La PCR evita la unión de
granulocitos a las células endoteliales y la síntesis de superóxidos, y estimula la
producción de antagonistas del receptor de la IL-1. Gracias a su estructura la PCR
promueve la eliminación de la circulación de células o partículas indeseables para el
organismo (bacterias, células alteradas, restos celulares, etc...).
386
La secreción de PCR comienza a las 4-6 horas de producirse el estímulo, y tarda
entre 36 y 50 horas en alcanzar su mayor concentración circulante; tiene por tanto una
cinética lenta. Su tiempo de vida media es de 19 horas y su valor predictivo mejora con
el tiempo, siendo máximo entre las 24 y las 48 horas9. Su mayor utilidad está
relacionada con mediciones seriadas (con el fin de monitorizar la respuesta terapéutica
del paciente) y no en mediciones aisladas. No obstante, sus niveles plasmáticos
dependen sólo de su ritmo de producción, por lo cual podría estimarse con prontitud
la intensidad del estímulo inflamatorio por la rapidez con que se eleva su
concentración en los momentos iniciales de sospecha de infección, y se ha sugerido
como un indicador rápido de persistencia o resolución de la respuesta inflamatoria. No
presenta diferencias por sexos ni sus valores se ven afectados por otras condiciones
como anemia, policitemia o morfología eritrocitaria10.
Se encuentran valores elevados en muchos procesos no infecciosos tales como
enfermedades autoinmunes, trastornos reumáticos (como la artritis reumatoide), en el
síndrome coronario agudo, en traumatismos, en quemaduras, en tumores malignos y
después de una intervención quirúrgica. La PCR tiene, por tanto, valor limitado en el
diagnóstico de la sepsis.
Los valores de PCR circulante también se incrementan en infecciones leves, por lo
que no puede correlacionarse su valor con la severidad de la infección; puede
permanecer elevada durante varios días después de la eliminación del foco de la
infección, presentando limitaciones para la monitorización terapéutica y para el
pronóstico del paciente a corto plazo.
Las concentraciones plasmáticas son normales con valores inferiores a 0.1–0.2
mg/dL. Las infecciones bacterianas son un potente estímulo que produce una rápida
elevación de los niveles de PCR. En las infecciones bacterianas sistémicas sus valores
están muy elevados, pudiendo detectarse niveles de PCR superiores a 5 mg/dL.
Los métodos más utilizados para medir la concentración de PCR son la
inmunodifusión radial, los enzimoinmunoanálisis (EIA) la inmunoturbidimetría (IT) y
la inmunonefelometría (IN). Son métodos automatizados, fiables y eficientes, con
buena exactitud y precisión, que permiten una rápida y sencilla cuantificación de los
niveles de esta proteína.
387
Aunque algunos datos relacionan mayores niveles de PCR con mayor gravedad y
mortalidad, otros investigadores han rechazado que los valores de PCR se asocien al
nivel de gravedad o a la presencia de disfunciones orgánicas. En cualquier caso, no está
claro el punto de corte en que la PCR permite distinguir un proceso infeccioso de no
infeccioso, lo cual constituye una limitación importante de este marcador.
La PCR es un buen marcador de inflamación, pero no de pronóstico. Tiene un valor
predictivo positivo algo menor que otros marcadores, contribuye al diagnóstico de la
infección y de la sepsis, pero discrimina mal a los pacientes que van a tener mala
evolución.
4.2. PROCALCITONINA
La procalcitonina (PCT) es un péptido de 116 aa con peso molecular de 13 kDa,
prohormona de la calcitonina. La PCT es producida por la glándula tiroidea y
codificada por el gen Calc-1, localizado en el cromosoma 11. Este péptido sufre
sucesivos uniones en las células neuroendocrinas del tiroides, pulmón y páncreas hasta
formar distintas moléculas, como calcitonina (32aa), katacalcina (21aa) y un fragmento
N-terminal denominado aminoprocalcitonina (57aa). En infecciones graves la principal
fuente de PCT en el cuerpo son células no neuroendocrinas del parénquima de hígado,
riñón, grasa, músculo, estómago, etc12. La liberación de PCT puede ser inducida por
toxinas del microorganismo (por ejemplo lipopolisacáridos) o indirectamente por
citoquinas proinflamatorias.
La función de la PCT durante la sepsis e infecciones graves es aún desconocida. Se
ha sugerido que la PCT podría intervenir en el mecanismo regulador de la síntesis de
óxido nítrico, responsable de la hipotensión que se genera en la sepsis. La liberación de
endotoxinas por parte de las bacterias es uno de los principales estímulos para que se
produzca la liberación de PCT.
La elevación de la PCT tiene lugar a las 2 horas de que se produzca la liberación de
endotoxinas de la pared bacteriana, alcanzando un valor máximo a las 6 horas11. Su
tiempo de vida media en suero es de 22-35 horas12. Los niveles de PCT permiten una
adecuada monitorización del tratamiento antibiótico, ya que muestran un incremento
temprano en infección y descienden rápidamente cuando la infección responde al
tratamiento9.
388
La PCT se eleva también en los primeros días de evolución de un traumatismo
grave (aunque en estos puede indicar el grado de inflamación), en las quemaduras
graves, en enfermedades autoinmunes, en la insuficiencia renal, intervenciones
quirúrgicas, etc. En estas situaciones se observan valores elevados de PCT circulante en
ausencia de infección12.
En individuos sanos los niveles circulantes de PCT son muy bajos, usualmente por
debajo de los 0.1 ng/mL. Un foco localizado de infección bacteriana sin inflamación
sistémica a menudo no produce elevación de los niveles de PCT. En infecciones virales
y en estados inflamatorios las concentraciones de PCT se elevan hasta valores de 1.5
ng/mL, y en infecciones bacterianas sistémicas los niveles pueden superar 100 ng/mL.
Este incremento de su valor normal lo hace un buen marcador para la sepsis
bacteriana. Por tanto se ha propugnado su uso clínico como una prueba diagnóstica de
la sepsis de causa bacteriana que ayuda a un pronto reconocimiento de la infección y
consiguiente tratamiento precoz.
Pacientes con niveles de PCT por debajo o iguales a 0.5 ng/mL es muy poco
probable que sufran unas sepsis grave o un shock séptico, mientras que niveles en el
umbral de 2 ng/mL identifican a pacientes con alto riesgo. La evolución de la PCT
muestra que una disminución lenta de su concentración o su falta de disminución
después de las 48 horas de admisión está relacionada con un peor pronóstico. Una
disminución de los niveles de PCT predice una evolución clínica favorable y puede
indicar el inicio de una estrategia de retirada terapéutica para los clínicos. En la
actualidad disponemos de dos ensayos cuantitativos para su medida:
 Técnica inmunoluminométrica: es una reacción enzimática tipo sándwich.
 Técnica inmunofluorescente: basada en la tecnología TRACE. Consiste en la
transferencia no radiante de energía desde un donante (criptato) hasta un
aceptante (XL665) ambos marcadores fluorescentes. Es una técnica muy
sensible, gracias a la cual ha mejorado mucho el valor predictivo negativo de
este parámetro en la infección bacteriana12.
A la vista de los estudios realizados, la PCT parece ser uno de los mejores
indicadores de sepsis bacteriana, siendo un marcador útil para evaluar la gravedad de
la infección. Es importante señalar que la PCT es un marcador que sirve como
389
herramienta complementaria de la evolución, no debiendo ser utilizada aisladamente
al decidir la conducta que debe llevarse a cabo sobre un paciente.
4.3. Marcadores Emergentes en el Diagnóstico de la Sepsis
En los últimos años se han publicado numerosos artículos relacionados con el
estudio de nuevos marcadores de diagnóstico y de pronóstico en el estudio de la
sepsis, aunque su uso está todavía en fase de estudio y quedan aspectos a investigar
para definir la utilidad real de estos nuevos marcadores en la práctica clínica. A
continuación analizamos algunos de estos marcadores que presentan mayor o menor
grado de interés.
4.3.1. ENDOTOXINA
La endotoxina es un lipopolisacárido de la pared bacteriana de los gérmenes gramnegativos y uno de los elementos que inician la sepsis. Este hecho ha despertado el
interés por analizar su importancia como marcador de diagnóstico y evolución de
sepsis.
La endotoxina inicia el síndrome estimulando directamente los fagocitos
mononucleares (monocitos y macrófagos) y produciendo una gran variedad de
factores bioactivos: metabolitos del ácido araquidónico como prostaglandinas,
leucotrienos, factor activador de las plaquetas (PAF), citoquinas proinflamatorias,
como TNF-α e IL-1, y anti-inflamatorias, que producen los síntomas-signos y
disfunción de órganos que caracterizan a la sepsis13.
No obstante, la endotoxemia se ha detectado también en otras muchas
enfermedades y situaciones clínicas, como las complicaciones de pacientes
hematológicos (probablemente infecciosas), la hepatopatía, la pancreatitis, las
enfermedades vasculares y en pacientes de traumatología. También se ha visto su
aumento tras tratamiento antibiótico adecuado. Incluso dentro de los pacientes
etiológicamente homogéneos con sepsis, existe una considerable variabilidad en la
prevalencia de endotoxemia y su asociación con resultados clínicos importantes,
habiéndose cuestionado su utilidad14.
La incapacidad para detectar endotoxemia fiable en la clínica, debida en parte a las
limitaciones de los métodos que se han usado para su determinación, ha impedido la
evaluación de su papel exacto en la respuesta inflamatoria en pacientes críticos. El
390
método más utilizado para su medida era un ensayo cromogénico modificado con
amebocitos de limulus (LAL), en el que las proteínas del plasma pueden interferir, lo
que lo hace poco útil en la cuantificación de endotoxina en fluidos biológicos 15.
Actualmente disponemos de una técnica alternativa para la detección de endotoxina en
sangre, basada en la detección del aumento de la actividad respiratoria en neutrófilos
después de su cebado por complejos de endotoxina y una unión específica de
anticuerpos anti-endotoxina (EAA)16.
Con este método para determinar endotoxina (EAA) se ha publicado un estudio
posterior en el que se demuestra que cuanto mayor es el nivel de endotoxemia al
ingreso de un paciente en UCI, mayor es también el riesgo de desarrollar sepsis grave
en las siguientes 24 horas, volviendo a recobrar interés la determinación de la
endotoxina como marcador de sepsis16. Los estudios clínicos confirman un elevado
valor predictivo negativo de este marcador para el diagnóstico de infección causada
por bacterias gram-negativas y sepsis. El ensayo de actividad de la endotoxina puede
ser un buen marcador para excluir la infección causada por bacterias gram-negativas.
4.3.2. CITOQUINAS
Una de las familias de mediadores de la respuesta inflamatoria mejor conocida es la
de las citoquinas. Las citoquinas son glucoproteínas de bajo peso molecular, liberadas
por macrófagos, monocitos, linfocitos y células endoteliales1. Las citoquinas pueden
elevarse dependiendo del estado de sepsis17. La elevación de los niveles de estas
moléculas presentes en el plasma es la primera respuesta del organismo a un proceso
inflamatorio.
Las citoquinas pueden ejercer efectos proinflamatorios o antiinflamatorios. Son
citoquinas proinflamatorias el factor de necrosis tumoral-alfa (TNF-α), la IL-1, y la
IL-8, mientras que tiene carácter antiinflamatorio la IL-10.
En la práctica clínica presentan una utilidad limitada porque tienen un tiempo de
vida corto, de minutos, y los receptores a los que van unidas se encargar de reducir
rápidamente sus niveles en la circulación sanguínea. Pueden también elevarse en
muchos procesos no infecciosos tales como intervenciones quirúrgicas y enfermedades
autoinmunes.
391
Los niveles de citoquinas son dependientes del tiempo transcurrido entre la
extracción de la muestra y la separación del plasma, siendo este un parámetro crítico
en la determinación de los mismos18.
 FACTOR DE NECROSIS TUMORAL ALFA (TNF-α)
El TNF-α es el principal mediador en la sepsis, particularmente en el shock séptico
y en la sepsis letal, desempeñando un papel central en el inicio de la respuesta
inflamatoria. Es producido fundamentalmente por los macrófagos, y ejerce efectos
estimulantes sobre las funciones de los polimorfonucleares tales como fagocitosis,
adhesión, degranulación y producción de especies reactivas del oxígeno.
El TNF-α es una citoquina pleiotrópica que afecta a la proliferación, diferenciación
y funciones de cada tipo celular en la respuesta inmune. Es uno de los mediadores
inflamatorios que se dispara más rápidamente en la producción de especies reactivas
del oxígeno mitocondrial y en la iniciación de la necrosis y la apoptosis17.
En algunos tipos de sepsis -por ejemplo en la meningocócica- los niveles circulantes
de TNF-α son altos y se correlacionan con la mortalidad. La elevación persistente de
TNF-α después de 12 horas en pacientes con fallo multiorgánico sugiere una relación
de dichos niveles con la disfunción orgánica. Esta citoquina presenta una gran
variabilidad interindividual, lo que limita su valor diagnóstico frente a otras
citoquinas.
 INTERLEUKINA-6 (IL-6) / INTERLEUKINA-8 (IL-8)
La IL-6 es producida por una gran variedad de células y se ha relacionado con
diversas funciones incluyendo la respuesta inmune, la producción hepática de
reactantes de fase aguda, la mediación de la fiebre y la proliferación de progenitores
hematopoyéticos. La liberación de IL-6 es inducida por el TNF-α y la IL-1.
La IL-6 y la IL-8 están muy relacionadas con la gravedad de la respuesta fisiológica
a la infección y a la inflamación17, pero presentan limitaciones pues se han encontrado
niveles elevados tanto de IL-6 como de IL-8 en pacientes que han sufrido una
intervención quirúrgica, un trauma severo, enfermedades autoinmunes, infecciones
virales y después del rechazo de un órgano17.
392
Se ha visto que en pacientes con sepsis la concentración de IL-6 puede elevarse
hasta 1000 veces. Los niveles persistentemente elevados de IL-6 en plasma son
considerados de mal pronóstico en los pacientes con shock séptico. En la sepsis
neonatal la medida combinada de IL-6 e IL-8 predice prematuramente el comienzo de
la sepsis con una alta sensibilidad y especificidad.
La IL-6 es mejor parámetro para evaluar la gravedad de la sepsis que la IL-8. Sus
valores se elevan precozmente, entre 2 y 4 horas después del inicio de la respuesta
inflamatoria. Los niveles de IL-6 se correlacionan mejor con el pronóstico. La IL-6 ha
sido objeto recientemente de numerosas investigaciones, en parte debido a la
disponibilidad de kits comerciales, pero sobre todo debido a que es más fácilmente
detectable que las otras citoquinas y persiste elevada por períodos más largos de
tiempo. Los estudios realizados hasta este momento concluyen que la IL-6 y la IL-8 no
son buenos marcadores de diagnóstico ni de pronóstico de la sepsis.
INTERLEUKINA-10 (IL-10)
La IL-10 es una importante citoquina antinflamatoria. Es una proteína de 35 kDa,
producida por una subpoblación de las células CD-4, células B, monocitos, y por las
células del epitelio bronquial. La IL-10 suprime la producción de IL-1, TNF-α, IL-6, IL8. Los niveles en plasma de IL-10 han mostrado ser significativamente mayores en
pacientes con shock séptico que en pacientes septicémicos sin shock. En pacientes con
sepsis grave la sobreproducción de la citoquina antinflamatoria IL-10 se describe como
el principal predictor de gravedad y de pronóstico fatal.
El papel de la IL-10 no está claro, aunque se considera como una de las citoquinas
protectoras más importantes en la inflamación.
En la figura 2 se puede ver la diferente cinética de los cuatro marcadores de
inflamación más usados hasta este momento en la práctica clínica.
393
Figura 2. Cinética de varios marcadores de inflamación como respuesta a la acción
de un microorganismo patógeno.
4.3.3. ADRENOMEDULINA
La adrenomedulina (ADM) es un péptido de 52 aa, que pertenece a la misma
familia que la calcitonina. Es un potente vasodilatador cuya producción por los tejidos
contribuye a mantener el aporte de sangre a los órganos. La ADM se expresa en una
gran variedad de tejidos, además de en las glándulas adrenales de las que recibe su
nombre. Un importante número de estudios muestran que la ADM es capaz de actuar
como un mediador autocrino, paracrino o endocrino en diversos mecanismos
biológicos, como la regulación endotelial de la presión sanguínea, o la protección
contra lesiones de órganos durante la sepsis17.
Se han encontrado valores de ADM elevados en paciente con SIRS, con sepsis, o
con shock séptico. La medida de los valores circulantes de ADM es difícil porque va
unida a otras proteínas, tiene un tiempo de vida media corto (de aproximadamente 22
minutos), y es rápidamente eliminada de la circulación.
Recientemente se ha desarrollado un nuevo ensayo inmunométrico que estudia la
región media de la ADM [MR-proADM], y parece que los niveles medidos de este
fragmento se correlacionan bien con los niveles de la ADM19. Los niveles de ADM
hallados en plasma se correlacionan con la gravedad y con el desenlace final del shock
séptico; así pues, parece útil cuantificar la ADM para el diagnóstico, seguimiento y
pronóstico de la sepsis. Los datos de estudios recientes sugieren que la pro-ADM tiene
394
potencial en la detección precoz de la infección y podría tener mayor valor pronóstico
que otros marcadores biológicos como la PCR y la PCT19.
4.3.4. PÉPTIDOS NATRIURÉTICOS (AURICULAR Y CEREBRAL)
Los péptidos natriuréticos juegan un papel importante en la regulación del
volumen de fluidos y son marcadores de fallo cardíaco. En pacientes con shock séptico,
niveles elevados de péptido natriurético auricular se asocian con mayor mortalidad
causada por depresión miocárdica. Un reciente estudio observacional llevado a cabo en
pacientes ingresado en la UCI muestra que los valores del péptido natriurético
proauricular son significativamente mayores en pacientes que sobreviven a un proceso
infeccioso. Este péptido parece tener potencial como marcador biológico de sepsis y
merece mayor evaluación clínica.
Por otra parte, el péptido natriurético cerebral es secretado por el ventrículo
cardíaco; su liberación es desencadenada principalmente por un estiramiento del
ventrículo izquierdo. Un estudio prospectivo reciente muestra que entre los pacientes
con sepsis que tienen valores elevados de NT-proBNP (>1400 pmol/L) la tasa de
mortalidad es cuatro veces mayor que en pacientes con sepsis y con valores bajos de
dicho péptido17. Estos datos llevan a pensar en su interés como parámetro para valorar
el pronóstico del paciente.
4.3.5. PROTEÍNA LIGADORA DE LIPOPOLISACÁRIDOS
La proteína ligadora de lipopolisacáridos (LBP) es un reactante de fase aguda con
un peso molecular de 58 kDa que media en la activación de los monocitos inducida por
la endotoxina y en la producción de IL-617. La LBP se une a los lipopolisacáridos (LPS)
de las bacterias Gram-negativas y forma el complejo LPS-LBP, lo que produce la
liberación de citoquinas proinflamatorias.
La LBP es sintetizada por los hepatocitos, a nivel intestinal y por las células
epiteliales pulmonares. Los niveles normales en suero son 5-10 µg/mL y se pueden
llegar a alcanzar valores superiores a 200 µg/mL. El período de elevación es de 36
horas, lento sobre todo si lo comparamos con el de la PCT. Los efectos de la LBP son
dependientes de la concentración; así, a concentraciones bajas aumenta la activación
395
celular y puede impulsar la inflamación, mientras que a concentraciones altas
neutraliza la activación y se puede prevenir la respuesta inflamatoria20.
Diversos estudios dicen que el LBP puede ser una herramienta útil como marcador
de infección, aportando además información sobre la gravedad del proceso
infeccioso20,21. Hasta este momento los estudios realizados han sido limitados a un
número pequeño de pacientes, por lo que de momento disponemos de datos limitados
para comparar este marcador con otros.
Los datos obtenidos nos permiten decir que las concentraciones de LBP sólo
permiten discriminar moderadamente entre sepsis y SIRS de etiología no infecciosa, y
entre sepsis grave y sepsis no asociada a fallo orgánico. Los pacientes con sepsis grave
presentan valores elevados de LBP al ingreso pero después de 2 días en la UCI los
niveles de LBP no permiten distinguir la gravedad de la sepsis20,21. Este estudio
establece como punto de corte para distinguir entre sepsis y no infección un valor de 32
µg/mL, y concluye que LBP discrimina peor la etiología de la infección que la IL-6, la
PCR o la PCT.
Otros estudios21 concluyen que los valores de LBP se correlacionan mal con la PCT
y con la PCR para llegar a un diagnóstico. El LBP es un marcador no específico de la
respuesta de fase aguda, y no puede ser usado como una herramienta de diagnóstico
para diferenciar entre SIRS de etiología infecciosa de no infecciosa. Los niveles de LBP
en suero son similares en ambos casos.
4.3.6. PROTEÍNA C
Los pacientes con sepsis grave suelen presentar alteraciones en la coagulación,
como un descenso en los niveles de antitrombina III, y de la proteína C (PC) 22. Los
estudios realizados muestran cómo los niveles de PC en pacientes que desarrollan
sepsis grave disminuyen antes de que aparezcan otros síntomas clínicos.
La PC es precursora de una serinproteasa dependiente de vitamina K conocida
como proteína C activada (PCA). La PC se convierte en PCA por la acción del complejo
trombina-trombomodulina.
La
PCA
tiene
propiedades
anticoagulantes,
antiinflamatorias, citoprotectoras y antiapoptóticas. La PCA inactiva los factores de
coagulación Va y VIIa y de ese modo inhibe la formación de trombina22, 23.
396
La PC circula en la sangre en una forma inactiva (forma zimógena), en una
concentración de aproximadamente 4 µg/mL, mientras que las concentraciones
circulantes de PCA son de 1 a 3 ng/mL. Así la PC se encuentra normalmente en
concentraciones aproximadamente 2000 veces mayores que la PCA. La vida media en
la circulación de la PC en humanos es de 10 horas, en contraste con la PCA que
presenta un tiempo de vida media de sólo 20 minutos.
En sujetos sanos existe una correlación positiva entre los niveles de PC circulante y
PCA. En algunas enfermedades en las que no existe disfunción endotelial sistémica
pueden ser generados niveles altos de PCA con una mínima reducción de los niveles
de PC. La activación de la PC durante la sepsis es bloqueada por la presencia de
citoquinas inflamatorias. Los niveles de PC durante la sepsis grave se encuentran por
debajo del límite normal en más del 80% de los pacientes y la persistencia de este
descenso estará relacionada con peor pronóstico.
La PC reduce rápidamente sus niveles en la sepsis por consumo (conversión
incrementada de PC a PCA), por degradación de la misma por la acción de la elastasa,
y por reducción de su síntesis por parte del hígado.
En la actualidad existen varios métodos para la determinación de la PC en el
laboratorio, y estos pueden dividirse en dos grupos: métodos que miden la actividad
funcional de PC (%), y métodos antigénicos, que miden la cantidad de proteína
disponible (µg/mL)22, 23.
4.3.7. sTREM-1
(surface and soluble triggering receptor expressed on myeloid
cells-1)
El sTREM-1 (receptor soluble de activación mieloide) ha sido recientemente
identificado como un marcador implicado en la respuesta inflamatoria y se ha pensado
que su estudio puede contribuir al diagnóstico de pacientes afectados por una
infección17.
El sTREM-1 es un receptor expresado en las células mieloides perteneciente a la
familia de las inmunoglobulinas, que se expresa en la superficie de los neutrófilos, de
los monocitos y de los macrófagos. Este receptor se eleva en lesiones inflamatorias
agudas producidas por bacterias y hongos, pero no en lesiones inflamatorias no
397
infecciosas, tales como psoriasis, ni en enfermedades autoinmunes como la vasculitis.
En estudios experimentales se han observado valores de sTREM-1 muy elevados en
pacientes con sepsis, pero que no se correlacionan bien con la gravedad de la
enfermedad. Hasta este momento disponemos de pocos estudios que evalúen el valor
clínico de sTREM-1 en la sepsis, pero parece que este marcador es más exacto que otros
(se habla del 96% de sensibilidad y 89% de especificidad). En este momento se precisan
todavía más estudios clínicos para conocer el verdadero potencial de sTREM-1 como
marcador de infección24.
4.3.8. Neopterina
La neopterina es una sustancia de bajo peso molecular liberada por los monocitos
como consecuencia de un estímulo inmune provocado por los macrófagos, que activan
el factor γ-interferon. La función de la neopterina se cree que está relacionada con la
reactividad citotóxica de los macrófagos activados. Se han observado valores elevados
de esta molécula en plasma tanto en procesos infecciosos como en inflamaciones no
infecciosas y en enfermedades malignas, lo cual nos lleva a afirmar que la especificidad
de esta molécula como marcador de sepsis es limitada. Otro inconveniente de esta
molécula es que tarda 24 horas en elevarse, y no es por tanto un marcador precoz17.
4.3.9. Endocan
La endocan o molécula-1 específica de células endoteliales es un proteoglicano
dermatán-sulfato de peso molecular 50 kDa que es secretado por las células del
endotelio vascular del pulmón y del riñón en respuesta a la presencia de citoquinas
proinflamatorias. En un estudio piloto observacional se ha visto que los pacientes con
sepsis en el momento de su ingreso en la UCI muestran niveles de endocan cuatro
veces mayores que sujetos sanos o que pacientes con SIRS17. Se ha observado que los
niveles de endocan son mayores en pacientes con shock séptico que en pacientes con
sepsis grave o simplemente sepsis, y también se han visto valores más altos en los
pacientes que no han sobrevivido. Los niveles de endocan pueden ser una herramienta
útil para el estudio de procesos como la adhesión celular, la respuesta inflamatoria o la
progresión de tumores. La lesión endotelial es crucial en la evolución del paciente hacia
el fallo orgánico durante el shock séptico; así pues sería útil disponer de un marcador
de daño endotelial como la endocan que pueda reflejar en qué etapa de la enfermedad
398
nos encontramos. En este momento este marcador está lejos de ser usado en la práctica
diaria17.
4.3.10. COMPLEMENTO 3a
El complemento 3a es un mediador proinflamatorio, derivado de la cadena α del
complemento C3 después de la activación de la vía clásica o la alternativa de la cascada
del complemento. El procedimiento empleado para cuantificar el complemento 3a es
una cromatografía en columna, que es un método laborioso y caro. El complemento 3a
se eleva hasta 40 veces su valor normal durante un proceso de inflamación sistémica,
pero no disponemos de suficientes estudios para conocer cómo se comporta en
pacientes críticos. Los estudios realizados hablan de que su concentración en plasma es
significativamente mayor en pacientes con sepsis con respecto a pacientes con SIRS,
pero no disponemos de datos para saber si los niveles de complemento 3a encontrados
en el plasma nos dan información sobre la gravedad de la sepsis17.
4.3.11. HLA-DR
El HLA-DR es un antígeno de superficie expresado en los monocitos. Durante los
procesos de sepsis e infecciones graves la expresión del HLA-DR está suprimida. El
grado de supresión de la expresión de HLA-DR en los monocitos se correlaciona con el
grado de gravedad de la sepsis. La supresión en la expresión de HLA-DR se produce
sólo en algunos pacientes que sufren sepsis y también en ciertos pacientes que han sido
sometidos a cirugía. En este momento, la medida de HLA-DR no juega un papel
importante en el diagnóstico de la sepsis17.
5. CONCLUSIONES
A lo largo de este tema hemos destacado que en la actualidad la sepsis es un
problema grave en los hospitales, y muy en especial en las UCIs debido al elevado
número de ingresos hospitalarios y de mortalidad asociada que provoca. El problema
principal es que es necesario un diagnóstico precoz y que los primeros signos clínicos
de la sepsis son muy inespecíficos, tales como fiebre y leucocitosis. Por este motivo, y a
pesar de que el diagnóstico sigue siendo clínico, sería muy útil disponer de marcadores
biológicos sensibles y específicos para diagnosticar la infección así como para
monitorizar su evolución y su respuesta al tratamiento. Para la rentabilidad clínica de
399
su uso estos marcadores biológicos deben de cumplir una serie de requisitos como:
sensibilidad y especificidad lo mas elevadas posible, aparición precoz, corta vida
media, respuesta de acuerdo a la gravedad del proceso y que su determinación sea
asequible, práctica y rápida. Los marcadores biológicos más utilizados en este
momento son la PCR y la PCT.
La PCR es el marcador de infección más empleado, posiblemente por su cinética y
por la disponibilidad de procedimientos de medida. La PCR es un buen marcador de
inflamación, si bien no permite identificar el origen de la infección ni su pronóstico.
Además no está claro el punto de corte que debemos establecer para distinguir un
proceso inflamatorio, de una infección leve, ni de una infección grave.
En los últimos años se han llevado a cabo un amplio número de estudios para
evaluar el papel de la PCT como marcador de sepsis, y los resultados obtenidos
permiten afirmar que la PCT es un buen marcador de sepsis de origen bacteriano,
siendo además un marcador útil de gravedad de la infección. Sin embargo, su interés
es más limitado en inflamación y en infecciones de origen vírico.
Con respecto al resto de marcadores biológicos mencionados, podemos destacar el
uso de las citoquinas proinflamatorias (IL-6, IL-8 y TNF-α) pero lo cierto es que no
aportan más datos de interés clínico que por ejemplo la medida de la PCR. En general
se necesitan más estudios clínicos para conocer el verdadero potencial de los
marcadores emergentes que hemos tratado en este tema.
Lo que tiene que quedar claro es que un “Gold Standard” que nos permita
distinguir en el SIRS un origen infeccioso de uno no infeccioso, a día de hoy no existe,
por lo que es necesario continuar con los estudios, en algunos de los cuales se sugiere
utilizar de forma combinada más de un marcador biológico.
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