Erhöhtes Interleukin 6 nach kardiochirurgischen Operationen ist prädiktiv für Infektion

Abstract

Kardiochirurgische Patienten sind durch postoperative infektiologische Komplikationen gefährdet. Sowohl die chronische Herzkrankheit als auch der operative Eingriff mit Beteiligung eines kardiopulmonaren Bypasses führen zu immunologischen Reaktionen ihres Organismus, die eine Entwicklung einer postoperativen infektiösen Komplikation fördern könnten. Eine Dysbalance des Immunsystems zwischen Pro- und Antiinflammation ist mit einer vermehrten Freisetzung von Zytokinen und einer erhöhten Inzidenz von Infektionen, Sepsis und Mortalität assoziiert. Die vorliegende Untersuchung sollte unter Beachtung des Einflusses der chronischen Herzkrankheit und der kardiochirurgischen Intervention auf das Immunsystem den Immunstatus von Patienten, die postoperativ eine Infektion entwickelten, gegenüber Patienten ohne postoperative Infektion vergleichen, gemessen anhand der Zytokine IL-6, IL-10 und TNF- und den Entzündungsparametern CRP und Leukozytenzahl. Darüber hinaus untersuchten wir die einzelnen Laborparameter auf ihren prädiktiven Wert im Hinblick auf die Entwicklung einer postoperativen Infektion. Hierzu wurden 46 Patienten in diese prospektive Studie eingeschlossen, die sich aufgrund einer KHK und einer sekundären Herzinsuffizienz in den Stadien NYHA II bis IV einer kardiochirurgischen Intervention (CABG) unterziehen mussten. Am Aufnahmetag sowie präoperativ, direkt postoperativ, am ersten, dritten und siebten postoperativen Tag wurden die Konzentrationen von IL-6, IL-10, TNF- mittels ELISA bestimmt. Postoperativ wurde täglich das Auftreten infektiöser Komplikationen wie Wundinfektion, Katheterinfektion, Pneumonie oder Sepsis dokumentiert. Die Diagnose erfolgte anhand von international anerkannten Kriterien. Aufgrund dieses Schemas konnten 13 Patienten der Infektionsgruppe und 33 Patienten der Nichtinfektionsgruppe zugeteilt werden. Es war bei allen Patienten ein Serumbasisspiegel von IL-6, IL-10 und TNF- nachweisbar. Der Basisspiegel von CRP (<5mg/l) und den Leukozyten (6,49/µl-7,78/µl) war unauffällig. Alle gemessenen Zytokine waren zu allen Messzeiten in der Infektionsgruppe erhöht, wobei sich IL-6 zu allen Zeitpunkten und IL-10 am 3. postoperativen Tag gegenüber der Nichtinfektionsgruppe signifikant unterschied. Der Vergleich von CRP und den Leukozyten innerhalb der Gruppen zeigte weder einen einheitlichen Verlauf noch einen signifikanten Unterschied auf. IL-6 stellte sich im Vergleich zu jeder Zeit als bester Infektionsindikator heraus. Schon präoperativ war IL-6 mit einer AUC von 0,71 prädiktiv für eine Infektion. Das IL-10 als antiinflammatorisches Interleukin (mit einer AUC 0,77 am 3. postoperativen Tag) reagierte spät auf eine Entzündungsentwicklung. Da die Infektion zu diesem Zeitpunkt schon klinisch erfassbar war, hatte es keinen prädiktiven Wert mehr. Sowohl TNF- als auch die konventionellen Laborparameter Leukozytenzahl und CRP waren in unserem Setting ungeeignet, eine postoperative Infektion zu detektieren. Sowohl in unserer Studie als auch in der Literatur spiegelt IL-6 im Vergleich zu den anderen Parametern den Einfluss der chronischen Herzkrankheit und der kardiochirurgischen Intervention auf den Immunstatus am einheitlichsten wieder. Der IL-6-Spiegel korreliert gut mit der Inzidenz einer postinfektiösen Komplikation. Obwohl IL-6 aufgrund seiner individuellen Streubreite sicherlich nicht der perfekte Test ist, scheint er von den erhobenen Parametern am besten geeignet zu sein, im klinischen Alltag eine Rolle im Erkennen des Immunstatus kardiochirurgischer Patienten und der frühzeitigen Risikoabschätzung einer Infektionsentwicklung zu übernehmen. Somit könnte frühzeitiger als bisher anhand der konventionellen Laborparameter eine Infektionsgefährdung des einzelnen Patienten erkannt und mit Hilfe einer interventionellen immunmodulatorischen Therapie eine verbesserte Ausgangslage geschaffen werden.

Early diagnosis and treatment of infection after cardiac surgery with cardiopulmonary bypass improves outcome. Perioperative low cardiac output and underlying preoperative cardiac dysfunction predispose to infection. Conventional laboratory tests like C-reactive protein (CRP) and white blood cell count can not distinguish patients with early infection from those with systemic inflammatory response syndrome (SIRS) but without infection. After CPB, there is a systemic release of pro- and anti-inflammatory cytokines, including TNF alpha, interleukin (IL)-6 and IL-10. The aim of this study was to investigate the predictive ability of these parameters for infection after cardiac surgery. Following local ethics committee approval and written informed consent, 46 patients with impaired left ventricular ejection fraction (LVEF<60%), scheduled for cardiac surgery, were included. Plasma samples were drawn one day and immediately before surgery, on admission to the intensive care unit (ICU), and on days 1,3 and 7 after surgery. Infection was identified according to the criteria of the Centers for Disease Control and Prevention. After surgery 13 patients developed an infection. In patients with infection, confirmed a median of 4 days after surgery, all measurements of IL-6, and IL-10 on postoperative day 3 were significantly elevated. TNF alpha, leukocytes and CRP were not higher in these patients. Elevated IL-6 after CPB is predictive of infection after cardiac surgery in patients with impaired left ventricular function. Increased preoperative IL-6 due to cardiac dysfunction identifies patients at higher risk of postoperative infection. Conventional laboratory parameters failed to predict infection. Nevertheless the results need to be confirmed by studies with a greater number of patients.