Original Article

Accuracy of the 14C-urea breath test for the diagnosis of Helicobacter pylori
Hospital das Clinicas Faculty of Medicine of Ribeirão Preto, Universidade de São Paulo, Ribeirão Preto, São Paulo, Brazil.

• Ana Thereza Britto Gomes

• Luciano Kowalsky Coelho

• Marie Secaf

• José Luiz Pimenta Módena

• Luiz Ernesto de Almeida Troncon

• Ricardo Brandt de Oliveira

ABSTRACT

CONTEXT: Helicobacter pylori -infektion osoittamiseen tarkoitettujen yksinkertaisten, tarkkojen ja edullisten tekniikoiden kehittäminen on erittäin tärkeää.
TAVOITE: Määrittää nopean 14C-urea-hengitystestin (UBT) tarkkuus, jossa käytetään hyvin yksinkertaista hengitysilman keräyslaitetta.
SUUNNITELMA: Prospektiivinen tutkimus.
JÄRJESTÄMINEN: Ribeirão Preton lääketieteellisen tiedekunnan Hospital das Clinicas.
OSALLISTUJAT: Sata kolmekymmentäseitsemän aikuispotilasta, joille tehtiin ylemmän ruoansulatuskanavan endoskopia kliinisessä sairaalassa.
PÄÄMITTAUKSET: Histologia Helicobacter pylorin (HP) varalta; ureaasitesti; ureahengitystesti (UBT).
TULOKSET: Sataviisitoista potilasta oli sekä histologian että ureaasitestin mukaan HP-tartunnan saaneita (HP+), ja 22 potilasta oli samojen kahden testin mukaan HP-negatiivisia (HP-). UBT pystyi erottamaan HP+:n ja HP-:n toisistaan tavalla, joka oli samanlainen kuin ureaasitestin ja histologian yhdistelmä. Kun tätä tulosyhdistelmää pidetään HP-infektion ”kultaisena standardina”, UBT:n herkkyys ja spesifisyys ovat molemmat yli 90 prosenttia eri raja-arvojen ja hengitysilman keräysaikojen välillä.
YHTEENVETO: Nopea UBT, jossa käytetään yksinkertaista hengitysilman keräyslaitetta, on erittäin tarkka HP-infektion määrittämisessä.
KESKEISET SANAT: Helicobacter pylori. 14C-urean hengitystesti. Mahahaava.

TOIMENPITEET

Warrenin ja Marshallin yli kymmenen vuotta sitten tekemä havainto Helicobacter pylori (HP) -bakteerin ja mahahaavataudin välisestä yhteydestä1 oli merkittävä läpimurto ylemmän ruoansulatuskanavan (GI) sairauksien ymmärtämisessä. Sen jälkeen kysymys siitä, miten tämä bakteeri voidaan havaita kliinisessä rutiinissa, on saanut valtavan suuren merkityksen. Tällä hetkellä on olemassa useita tarkkoja menetelmiä HP:n havaitsemiseksi, vaikkei mikään niistä olekaan täydellinen.

Ideaalinen lähestymistapa HP:n primaaridiagnostiikkaan on suorittaa endoskopia biopsianäytteiden ottamiseksi histologiaa, ureaasitestiä tai -viljelyä tai molempia varten, kun taas ureahengitystestiä (UBT) pidetään parhaana valintana HP-infektion diagnosoimiseksi hoidon jälkeen silloin, kun potilaalle ei ole tarpeen suorittaa endoskooppista uusintatutkimusta, kuten esimerkiksi pohjukaissuolihaavojen tapauksessa.2-3.

UBT on yksinkertainen, kestävä, ei-invasiivinen, tarkka ja edullinen.4 Laitoksessamme kukin testi maksaa 70 reaista ilman beetalaskurin hintaa. Sen perusteena on HP:n tuottaman ureaasin suuri määrä: kun Helicobacter pylori -positiivinen (HP+) henkilö nauttii hiili-isotoopilla leimattua ureaa, se hajoaa mahalaukussa ammoniakiksi ja leimatuksi hiilidioksidiksi. Merkitty CO2 imeytyy vereen ja hengitetään ulos hengitysilman mukana. Näytteet eritetystä CO2:sta kerätään ja analysoidaan isotoopin esiintymisen varalta. Kahta hiilen isotooppia voidaan käyttää: 14C, radioaktiivinen isotooppi, ja 13C, ei-radioaktiivinen isotooppi.

Sen jälkeen, kun Graham ym.5 ja itsenäisesti Marshal ja Surveyor6 esittelivät UBT:n, sitä on käytetty useiden erilaisten, vaihtelevan monimutkaisten protokollien mukaisesti.7,8 Tässä raportissa kuvaamme 14C-UBT-protokollan arviointia, joka on hyvin yksinkertainen ja jossa käytetään yksinkertaista kotitekoista ilmaa keräävää laitetta, minkä vuoksi se on erittäin käyttökelpoinen kliinisissä tilanteissa.

MENETELMÄT

Tutkimus hyväksyttiin São Paulon yliopiston Ribeirão Preton lääketieteellisen tiedekunnan kliinisen sairaalan lääketieteellisen tutkimuksen eettisessä komiteassa.

Tutkimukseen otettiin mukaan sata neljäkymmentäkahdeksan peräkkäistä aikuispotilasta (ikä > 18 vuotta), jotka ohjattiin kliiniseen sairaalaan ylemmän ruoansulatuskanavan endoskopiaa varten, ja jokaiselta saatiin kirjallinen tietoinen suostumus. Tutkimukseen ei otettu mukaan naisia, jotka saattoivat olla raskaana, potilaita, joilla oli aiemmin ollut mahalaukun leikkaus, eikä potilaita, jotka olivat äskettäin käyttäneet antibiootteja tai protonipumpun estäjiä. Potilaita, joilla sekä ureaasitesti että histologia olivat positiivisia, pidettiin HP+:na ja potilaita, joilla molemmat testit olivat negatiivisia, pidettiin HP-:na. Potilaat, joilla vain toinen näistä testeistä oli positiivinen, jätettiin tutkimuksen ulkopuolelle.

Ureaasitesti ja histologia

Endoskopian yhteydessä otettiin kaksi antraalista ja kaksi vartalon limakalvon koepalaa. Antraalibiopsiat otettiin suuremman kaarevuuden kohdalta lähes 3 cm proksimaalisesti pyloruksesta. Yksi näyte kummaltakin alueelta käytettiin ureaasitutkimukseen (Kliinisen sairaalan teollisuusapteekista) heti näytteenoton jälkeen. Käytetty ureaasitesti oli samanlainen kuin muut valmisteet: peptoni 0,1 g; NaCl 0,5 g; glukoosi 0,1 g; agar 1,0 g; 2 % fenolipuna 2,5 ml; kaliumalkalifosfaatti 0,2 g; urea 2 g ja tislattu vesi q.s.p. 100 ml. Loput limakalvonäytteet kiinnitettiin formaliiniin, upotettiin parafiiniin ja värjättiin hematoksyliini-eosiini- ja Giemsa-värjäyksellä. Patologi, joka ei tiennyt muista HP-testien tuloksista, tutki objektilasit.

UBT

UBT tehtiin aina viikon kuluessa endoskopiasta. Yön yli kestäneen paaston jälkeen otettiin hengityksen perusnäyte, jotta varmistettiin, ettei järjestelmässä ollut radioaktiivisuutta. Välittömästi tämän jälkeen potilaat nauttivat 185 KBq (5 mCi) 14C-ureaa, joka oli liuotettu 10 ml:aan vettä, ja kaksi muuta hengitysnäytettä otettiin 15 ja 30 minuuttia nauttimisen jälkeen. Potilaat puhalsivat muovisen ruiskun suuttimen läpi, joka oli osittain täytetty CaCl2:lla ja puuvillalla, suoraan 20 ml:n lasiseen tuikkupulloon, joka sisälsi 1,0 ml etanolia, johon oli liuotettu 1 mmol hyamiinia ja johon oli lisätty fenolftaleiinia pH-indikaattoriksi. Vaaleanpunainen (emäksinen) liuos muuttui värittömäksi CO2:n kyllästyessä, jolloin CO2:ta oli kerätty vakiomäärä (@ 1,0 mmol).

Jokaiseen injektiopulloon lisättiin 10 ml tuikkiliuosta ja jokainen näyte laskettiin nestesintillointilaskurissa (LS 8100 Beckman, USA). Kunkin injektiopullon radioaktiivisuus ilmaistiin lukumääränä minuutissa (cpm).

Kustakin näytteestä mitattujen cpm-arvojen ja tausta-aktiivisuuden avulla laskettiin disintegraatioiden määrä minuutissa (dpm) Marshallin mukaan.9

Aineiston analyysi

Cpm-arvot 15 minuutin ja 30 minuutin kuluttua nauttimisesta sekä näistä kahdesta suuremmasta arvosta kullekin koehenkilölle sekä HP+- että HP-ryhmissä piirrettiin erityisiin kuvaajiin, ja raja-arvot määritettiin silmämääräisesti tarkastelemalla kuvaajia. Herkkyydet ja spesifisyydet sekä niiden 95 prosentin luottamusvälit (95 prosentin CI) laskettiin SPSS for Windows -ohjelmalla.

TULOKSET

Seitsemän potilasta jätettiin tutkimuksen ulkopuolelle, koska heillä oli vain yksi invasiivisista testeistä positiivinen, joko ureaasitesti (6 koehenkilöä) tai histologia (5 koehenkilöä). Jäljelle jääneistä 137 potilaasta 115 oli HP+ ja 22 HP-. Näiden ryhmien kliiniset ja endoskooppiset ominaisuudet esitetään taulukossa 1.

Kuviossa on esitetty sekä HP+- että HP- ryhmien cpm-arvojen hajontakaaviot, jotka on saatu 15 minuuttia ja 30 minuuttia 14C-urean nauttimisen jälkeen, sekä kunkin koehenkilön suurin arvo. Kuvasta käy ilmi, että arvot ovat vain vähän päällekkäisiä näiden kahden ryhmän välillä. Itse asiassa 115 HP+-koehenkilöstä vain kolmella oli arvot, jotka olivat pienempiä kuin 1500 cpm, kun taas vain yhdellä HP-koehenkilöllä arvo oli suurempi kuin 1500 cpm, eikä yhdelläkään heistä arvo ollut suurempi kuin 2000 cpm. Vain 9:llä (6,6 %) koehenkilöllä cpm-arvo oli korkeampi 30 minuutin kohdalla kuin 15 minuutin kohdalla. Sensitiivisyys ja spesifisyys laskettiin raja-arvoille 1000, 1500 ja 2000 cpm, ja ne olivat aina yli 90 % (taulukko 2).

Dpm:nä ilmaistujen aktiivisuuksien perusteella lasketut herkkyydet ja spesifisyydet olivat samat kuin cpm:n perusteella lasketut.

JOHTOPÄÄTÖKSET

Tämän tutkimuksen tulokset osoittavat, että HP-infektio voidaan havaita tarkasti yksinkertaistetun UBT:n avulla. Tämä UBT kykenee erottamaan HP+- ja HP-koehenkilöt toisistaan samalla tavalla kuin histologian ja ureaasitestin yhdistelmä. Kun histologian ja ureaasitestin yhdistelmää pidetään HP-infektion ”kultaisena standardina”, UBT:n laskennallinen herkkyys ja spesifisyys ovat yli 90 prosenttia ja usein yli 95 prosenttia. Nämä tulokset vahvistavat Marshallin ja muiden7 tutkimustulokset, jotka osoittavat nopean ja helposti suoritettavan UBT:n hyödyllisyyden. Lisäksi tuloksemme osoittavat, että uloshengitysilman keräämiseen voidaan käyttää hyvin yksinkertaista laitetta ilman, että testin tarkkuus heikkenee.

Tässä tutkimuksessa saadut tulokset osoittavat, että UBT:n tarkkuus ei riipu monimutkaisesta koeateriasta eikä hiilidioksidin kokonaistuotannon laskemisesta elimistössä, kuten eräät kirjoittajat ovat ehdottaneet.8,10 Itse asiassa pieneen määrään pelkkää vettä laimennetun virtsa-aineen nauttimiseen liittyy radioaktiivisuuden huippu 30 minuutin kuluessa, mikä on näin ollen aikaisempi kuin kaloripitoisen koeaterian jälkeen havaittu huippu. Tällä on merkitystä käytännön kannalta, koska testi on helpompi suorittaa, mikä säästää potilaan ja teknikon aikaa.

Huomionarvoista on, että 14CO2-erittyminen oli suurempaa 15 minuutin kuin 30 minuutin kuluttua 14C-urean nauttimisesta yli 90 prosentilla koehenkilöistä. Kummallakaan näistä kahdesta ajankohdasta saaduista tiedoista laskettujen herkkyyksien tai spesifisyyksien välillä ei kuitenkaan ollut merkittävää eroa. Tämä havainto on yhdenmukainen Marshallin ym. tutkimustulosten kanssa7 , joissa osoitettiin 14CO2-tasoa 10 minuutista 20 minuuttiin 14C-urean nauttimisen jälkeen.

Laboratoriossamme mitatut tausta-aktiivisuudet olivat paljon pienempiä kuin kaikki aktiivisuudet, jotka mitattiin uloshengitysilmanäytteistä, jotka saatiin 14C-urean nauttimisen jälkeen. Tämän seurauksena dpm:stä lasketut herkkyyksien ja spesifisyyksien jakaumat olivat identtiset cpm:stä laskettujen jakaumien kanssa. Tämä havainto osoittaa, että dpm-laskenta on käytännön kannalta hyödytöntä.

On ehdotettu, että UBT:n tarkkuutta parannetaan antamalla 14C-ureaa kapselissa, jotta vältettäisiin vääriä positiivisia tuloksia, jotka johtuvat ureaasia tuottavista bakteereista nielun suussa.11 Suun kautta tapahtuva 14CO2-tuotanto 14C-urean nauttimisen jälkeen on kuitenkin välitöntä ja lyhytaikaista, ja se kestää alle 15 minuuttia.7 7 Tuloksemme ovat johdonmukaisia näiden tietojen kanssa, sillä HP+- ja HP-koehenkilöiden tulosten päällekkäisyys johtui HP+-koehenkilöiden arvojen alaspäin vinoutuneesta jakaumasta eikä HP-arvojen sijoittumisesta HP+-koehenkilöiltä saatujen numeeristen tulosten suurimman osan määrittelemälle alueelle.

Tulostemme perusteella raja-arvoksi olisi lopuksi valittava joko 1000 cpm tai 1500 cpm riippuen siitä, tarvitaanko korkeaa herkkyyttä vai korkeaa spesifisyyttä.

Tässä tutkimuksessa käytettiin 14C-ureaa, joka aiheuttaa potilaille pienen mutta turvallisen12 ionisoivan säteilyn taakan. Koska se ei sisällä säteilyä, 13C-urea on korvannut 14C-urean H. pylorin hengitystesteissä. On tärkeää huomata, että nämä kaksi isotooppia ovat hyvin samankaltaisia, joten ne tuottavat samanlaisia tuloksia.

YHTEENVETO

Yksinkertaista ilmakeräyslaitetta käyttävällä nopealla UBT:llä on suuri tarkkuus HP-infektion määrittämisessä.

1. Marshall BJ, Warren JR. Tunnistamattomat kaarevat bakteerit mahalaukussa potilailla, joilla on gastriitti ja peptinen haavauma. Lancet 1984;1:1311-4.

2. Katelaris PH, Jones DB. Helicobacter pylori -infektion testaus antibioottihoidon jälkeen. Am J Gastroenterol 1997;92:1245-7.

3. The European Helicobacter pylori Study Group. Helicobacter pylori -infektion kliinisiä tutkimuksia koskevat ohjeet. Gut 1997;41(suppl 2):S1-S23 .

4. Atherton JC, Spiller RC. Helicobacter pylori -infektion ureahengitystesti. Gut 1994;35:723-5.

5. Graham DY, Klein PD, Evans DJ. Campylobacter pyloridis havaittuna 13C-urea-testillä. Lancet 1987;1:1174-8.

6. Marshall BJ, Surveyor I. Carbon-14 urea breath test for the diagnosis of Campylobacter pylori associated gastritis. J Nucl Med 1988;29:11-7.

7. Marshall BJ, Plankey MW, Hoffman SR ym. 20 minuutin hengitystesti Helicobacter pylorin toteamiseksi. Am J Gastroenterol 1991;86:438-45.

8. Raws EAJ. 14C-urean hengitystesti C. pylori -gastriitissa. Gut 1989;30:798-803.

9. Marshall BJ. 14C-urea-hengityskoe. In: Helicobacter pylori: kliinisen diagnostiikan ja perustutkimuksen tekniikat. London: WB Saunders Company; 1996.s.83-93.

10. Steen T, Berstad K, Meling T ym. 14C-ureatestin toistettavuus viikon kuluttua toistettuna. Am J Gastroenterol 1995;90:2103-5.

11. Hamlet AK, Erlandsson KIM, Olbe L, et al. Yksinkertainen, nopea ja erittäin luotettava kapselipohjainen 14C-urea-hengitystesti Helicobacter pylori -infektion diagnosoimiseksi. Scand J Gastroenterol 1995;30:1058-63.

12. Stubbs JB, Marshall BJ. Hiili-14-merkityn urean hengitystestin säteilyannosarviot. J Nucl Med 1993;34:821-5.

RESUMO

CONTEXTO: O desenvolvimento de técnicas simples, acuradas e de baixo custo para a detecção da infecção do Helicobacter pylori tem grande interesse.
OBJETIVO: Determinar a acurácia de um teste respiratório rápido (UBT) que emprega dispositivo simples para coleção do ar expirado.
TIPO DE ESTUDO: Estudo prospectivo.
SIVUSTO: Hospital das Clínicas, Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto.
OSALLISTUJAT: 137 aikuispotilasta, joille tehtiin HCFMRP:ssä ruoansulatuskanavan yläosan tähystys ja jotka suostuivat osallistumaan tutkimukseen.
TUTKITUT MUUTTUJAT: Histologia ja ureaasitesti, UBT. Tutkitut muuttujat: UBT:n herkkyys ja spesifisyys.
TULOKSET: 115 potilaalla oli HP-tartunta sekä histologian että ureaasitestin tulosten perusteella, ja 22 potilasta oli samojen testien perusteella HP-negatiivisia. UBT erotti nämä kaksi ryhmää selvästi toisistaan, ja kun histologian ja ureaasitestin yhdistelmää pidettiin HP-infektion ”kultaisena standardina”, UBT:n spesifisyys ja herkkyys olivat yli 90 % eri raja-arvoilla ja hengityksen keräysajoilla.
YHTEENVETO: Nopealla UBT:llä on suuri tarkkuus HP-infektiossa.
KESKEISET SANAT: Helicobacter pylori. Hengitystesti. Mahahaava.

JULKAISUTIEDOT

Ana Thereza Britto Gomes, MD, MSc. Lääketieteellinen tiedekunta, Universidade Federal da Bahia, Salvador, Bahia, Brasilia.
Luciano Kowalsky Coelho, MD. Blumenaun lääketieteellinen tiedekunta, Blumenau, Santa Catarina, Brasilia.
Marie Secaf, biologi. Hospital das Clinicas of Ribeirão Preto, São Paulon yliopisto, Ribeirão Preto, São Paulo, Brasilia.
José Luiz Pimenta Módena, MD. Apulaisprofessori Ribeirão Preton lääketieteellisessä tiedekunnassa, Ribeirão Preto, São Paulo, Brasilia.
Luiz Ernesto de Almeida Troncon, MD. Apulaisprofessori Ribeirão Preton lääketieteellisessä tiedekunnassa, Ribeirão Preto, São Paulo, Brasilia.
Ricardo Brandt de Oliveira, MD. Professori Ribeirão Preton lääketieteellisessä tiedekunnassa, Ribeirão Preto, São Paulo, Brasilia.

Rahoituslähteet: Tämä tutkimus on toteutettu FAPESP:n (apuraha nro 1997/10502-9) ja Ribeirão Preton lääketieteellisen tiedekunnan kliinisen sairaalan tutkimus- ja tukirahaston (FAEPA-HCFMRP) taloudellisella tuella.
Eturistiriita: Ei ilmoitettu
Ensimmäinen jättöpäivä: 15. joulukuuta 1998
Viimeisin vastaanotettu: 28. helmikuuta 2002
Hyväksytty: 20. maaliskuuta 2002

.