Untersuchungen zur Anwendung ausgewählter serologischer und fäkaler Biomarker und deren diagnostischen sowie prognostischen Nutzen bei Hunden mit chronischentzündlichen Entero

Studies on the use of selected serological and fecal biomarkers and their diagnostic and prognostic benefits in dogs with chronic inflammatory enteropathies

Canine chronic inflammatory enteropathies are multifactorial diseases, whose aetiopathogeneses have yet to be fully understood. A classification as food-responsive enteropathy (FRE), antibioticresponsive enteropathy (ARE) and inflammatory bowel disease (IBD) is possible by means of the response to a specific treatment. These disease forms are mostly difficult to differentiate clinically. Thus, it is the goal of various studies to establish biomarkers, whose purpose it is to increase the timely sensitivity of early diagnostics and prognostics of the disease. This prospective, singlecenter study examined, whether a simultaneous measurement of the biomarkers S100A12, calprotectin, C-reactive protein (CRP) and N-methylhistamine (NMH) in serum and/or faeces can improve the monitoring of canine chronic inflammatory enteropathies. Markers were to be identified, which could be of diagnostic and/or prognostic value, either alone or in combination. To this end, 32 dogs with chronic intermittent or persistent gastrointestinal symptoms presented from March 2015 to March 2018 at the Small Animal Clinic of the Freie Universität Berlin were included in this study. Data on their medical history, signalment, clinical disease activity (Canine Inflammatory Bowel Disease Activity Index (CIBDAI)), laboratory parameters as well as imaging diagnostics and endoscopy were analysed. Based on their response to a specific therapy, the animals were classified into the groups FRE (n= 11), ARE (n= 9) and IBD (n= 12). The measurement of the biomarkers ensued, whenever possible, at time of initial examination, followup and final presentation. The response to therapy or the improvement of symptoms were classified as clinical, partial or absent remission, respectively.
The data on the three diagnosis groups were compared. No significant differences between the diagnosis groups regarding medical history, signalment or symptoms were seen. The CIBDAI was significantly increased in the dogs with IBD compared to dogs with FRE or ARE (p= 0.015) at time of the initial examination. Dogs of the IBD-group achieved a complete clinical remission (p= 0.046) less often. A significant difference between the disease groups (p= 0.048) was also seen for calprotectin measured in serum. Dogs with IBD showed significantly increased calprotectin concentrations in serum compared to dogs with FRE or ARE. Based on this strong positive correlation between S100A12 and calprotectin in serum (rs = 0.810; p <0.0001), the sole measurement of calprotectin in serum seems sufficient. The faecal markers S100A12 and calprotectin showed the highest concentrations at initial examination in the FRE-group. During disease progression, both markers reached the highest concentrations in the IBD-group. Therefore, follow-up measurements of these markers could be indicative of the disease activity. As both markers also strongly correlated in faeces (rs = 0.934; p <0.0001), the measurement of one of these markers – calprotectin or S100A12 – in faeces seems sufficient. Moreover, the NMH measured in serum seems to facilitate a prognostic prediction regarding the response to therapy at initial examination. Dogs with partial or absent clinical remission showed significantly increased serum NMH concentrations (p= 0.007) compared to dogs with complete remission. Furthermore, dogs with IBD presented with increased faecal NMH-values, both at initial examination as well as at follow-up examinations, than dogs with FRE or ARE. Based on the findings of this study NMH in serum and faeces as well as serum Calprotectin appear to be beneficial when diagnosing chronic- inflammatory enteropathies in dogs.
The faecal markers seem to be indicative of a renewed clinical deterioration. Thus, the faecal biomarkers are best suited for follow-up examinations, while the serum biomarkers enable a prediction regarding diagnosis and prognosis at initial examination, or show the clinical activity during disease progression, respectively. The small study population constitutes the largest limitation of this study. Larger prospective studies should follow, to verify the ascertained correlations herein. Die chronisch-entzündlichen Enteropathien des Hundes sind multifaktorielle Erkrankungen, deren Ätiopathogenese bisher nicht vollständig aufgeklärt werden konnte. Durch das Ansprechen auf eine bestimmte Therapie wird eine Unterscheidung in Futter-responsive Enteropathie (FRE), Antibiotika-responsive Enteropathie (ARE) und Inflammatory Bowel Disease (IBD) möglich. Diese Erkrankungsformen lassen sich klinisch teilweise schwer voneinander unterscheiden. Daher ist es das Ziel verschiedener Studien, Biomarker zu etablieren, deren Bestimmung die Aussagekraft bezüglich der Diagnostik und Prognostik der Erkrankung frühzeitig erhöht. Diese prospektive, unizentrische Studie sollte untersuchen, ob eine gleichzeitige Messung der Biomarker S100A12, Calprotectin, C-reaktives Protein (CRP) und N-Methylhistamin (NMH) in Serum und/ oder Kot das Monitoring der chronisch-entzündlichen Enteropathien des Hundes verbessern kann. Es sollten jene Marker identifiziert werden, die allein oder in Kombination von diagnostischem und/oder prognostischem Nutzen sein könnten. Dazu wurden von März 2015 bis März 2018 an der Klinik für kleine Haustiere der Freien Universität Berlin 32 Hunde mit chronisch intermittierenden oder persistierenden gastrointestinalen Symptomen in die Studie eingeschlossen. Daten zu Anamnese, Signalement, der klinischen Aktivität der Erkrankung (Canine Inflammatory Bowel Disease Activity Index (CIBDAI)), Laborparametern sowie bildgebender Diagnostik und Endoskopie wurden ausgewertet. An Hand des Ansprechens auf eine bestimmte Therapie wurden die Tiere in die Gruppen FRE (n= 11), ARE (n= 9) und IBD (n= 12) eingeteilt. Die Messung der Biomarker erfolgte wenn möglich zum Zeitpunkt der Erstvorstellung, im Verlauf und bei Letztvorstellung. Das Ansprechen auf die Therapie bzw. die Besserung der klinischen Anzeichen wurde eingeteilt in klinische Remission, partielle Remission oder keine Remission.
Die Daten der drei Diagnosegruppen wurden miteinander verglichen. Es zeigten sich keine signifikanten Unterschiede zwischen den Diagnosegruppen hinsichtlich der Anamnese, des Signalements oder der Klinik. Der CIBDAI war zum Zeitpunkt der Erstuntersuchung bei Hunden mit IBD gegenüber Hunden mit FRE oder ARE deutlich erhöht (p= 0,015). Hunde der IBD- Gruppe erreichten seltener eine vollständige klinische Remission (p= 0,046). Auch für das im Serum gemessene Calprotectin zeigte sich ein signifikanter Unterschied zwischen den Erkrankungsgruppen (p= 0,048). Hunde mit IBD wiesen deutlich höhere Calprotectinkonzentrationen im Serum auf als Hunde mit FRE oder ARE. Auf Grund der stark positiven Korrelation zwischen S100A12 und Calprotectin im Serum (rs = 0,810; p <0,0001) scheint eine alleinige Messung von Calprotectin im Serum ausreichend. Die fäkalen Marker S100A12 und Calprotectin zeigten bei Erstvorstellung die höchsten Konzentrationen in der FRE-Gruppe. Im Verlauf erreichten beide Marker die höchsten Konzentrationen in der IBD-Gruppe. Somit könnte eine Verlaufsmessung dieser Marker hinweisend für die Aktivität der Erkrankung sein. Da beide Marker auch im Kot sehr stark miteinander korrelierten (rs = 0,934; p <0,0001), scheint die Messung eines der beiden Marker, Calprotectin oder S100A12, im Kot ausreichend. Das im Serum gemessene NMH scheint zudem eine prognostische Aussage hinsichtlich des Therapieansprechens bei Erstuntersuchung zu ermöglichen. Hunde mit partieller oder ausbleibender klinischer Remission zeigten deutlich höhere Serum NMH-Konzentrationen (p= 0,007) als Hunde mit kompletter Remission. Hunde mit IBD wiesen zudem sowohl bei Erstvorstellung als auch im Verlauf höhere NMH-Werte im Kot als Hunde mit FRE oder ARE auf. Basierend auf den Ergebnissen dieser Studie scheinen NMH in Serum und Kot sowie Serum Calprotectin nützlich in der Diagnostik der chronisch- entzündlichen Enteropathie des Hundes zu sein.
Kotmarker scheinen hinweisend für eine erneute klinische Verschlechterung zu sein. Daher eignen sich die Biomarker im Kot vor allem für Verlaufsuntersuchungen, während die Biomarker im Serum eine Aussage bezüglich der Diagnose und Prognose bei Erstuntersuchung ermöglichen sowie die klinische Aktivität im Verlauf anzeigen können. Die kleine Studienpopulation stellt die größte Limitation dieser Studie dar. Größere prospektive Studien sollten sich anschließen, um die hier festgestellten Zusammenhänge zu verifizieren.