Diagnostic Efficacy of Fecal Calprotectin in Inflammatory Bowel Disease: Systematic Literature Review

Introduction: Inflammatory bowel disease is a group of pathologies that include ulcerative colitis and Crohn's disease, which have similar manifestations. Currently, the diagnosis and monitoring of this disease rely mainly on endoscopic studies. Still, this method can hardly be applied to periodic disease monitoring as it is expensive, invasive, and not readily available. Fecal calprotectin is widely known, easy to use, and affordable, and it is currently the best-characterized biomarker for this pathology. Materials and methods: The research design is a systematic diagnostic test validation literature review. A search was conducted in different databases using the QUADAS-2 checklist to evaluate the methodological quality. Results: The initial search yielded 352,843 articles published chiefly in PubMed, followed by Scopus and Science Direct. After multiple filters, 221 papers were selected and wholly reviewed. They were evaluated with inclusion and exclusion criteria, with 18 articles being chosen. Conclusions: Fecal calprotectin is a reliable surrogate marker of endoscopic activity in IBD. However, there is a lack of consensus on delimiting a cut-off point and improving applicability and diagnostic accuracy. Colonoscopy remains the gold standard in all studies.

Introducción: La enfermedad inflamatoria intestinal es un conjunto de patologías entre las que están incluidas la colitis ulcerativa y la enfermedad de Crohn, las cuales tienen presentación similar. En la actualidad, el diagnóstico y seguimiento de dicha enfermedad se basa principalmente en estudios endoscópicos, pero este método difícilmente puede aplicarse a la monitorización periódica de la enfermedad al ser costoso, invasivo y con disponibilidad limitada. La calprotectina fecal cumple con ser ampliamente disponible, fácil de usar y de precio asequible, y actualmente es el biomarcador mejor caracterizado para el uso en esta patología. Metodología: Diseño de investigación tipo revisión sistemática de la literatura de validación de prueba diagnóstica. Se realizó una búsqueda en diferentes bases de datos y para la evaluación de la calidad metodológica se empleó la lista verificación QUADAS-2. Resultados: La búsqueda inicial para la selección de los artículos arrojó un total de 352.843 artículos publicados principalmente en PubMed seguido de Scopus y Science Direct. Después de múltiples filtros se logró elegir 221 artículos, los cuales se llevaron a revisión completa. Se valoraron con criterios de inclusión y exclusión, lo que determinó la elección final de 18 artículos. Conclusiones: La calprotectina fecal es un marcador sustituto fiable de la actividad endoscópica en la EII. Se evidencia la falta de consenso para delimitar un punto de corte y mejorar la aplicabilidad y la precisión diagnóstica. La colonoscopia sigue siendo en todos los estudios el estándar de oro.

Niveles de calprotectina fecal en pacientes con anticuerpos anti-transglutaminasa positivos y pacientes con dieta libre de gluten / Fecal calprotectin levels in patients with positive anti-transglutaminase antibodies and patients on a gluten free diet / Niveis de calprotectina fecal em pacientes com anticorpos anti-transglutaminase positivos e pacientes com dieta livre de gluten

La calprotectina fecal se ha afianzado en los últimos años como un marcador útil de las patologías gastrointestinales. El objetivo de este estudio fue determinar los niveles de calprotectina fecal (CPF), interleuquina-6 (IL-6) y proteína C reactiva (PCR) en tres grupos de pacientes: con diagnóstico de novo de enfermedad celíaca, con diagnóstico previo y dieta libre de gluten (DLG) y un grupo control. Se colectaron muestras de 79 pacientes entre 18 y 65 años. A todos se les determinó CPF, IL-6 y PCR como marcadores de inflamación y anticuerpos anti-transglutaminasa IgA y anti-gliadinas desaminadas IgA e IgG como marcadores serológicos. Se encontraron valores significativamente incrementados de PCR en el grupo de novo (124,06 μg/g) comparados con el grupo con DLG (23,61 μg/g) y el grupo control (16,91 μg/g) respectivamente. No se encontraron diferencias entre el grupo con DLG y el negativo (control). Idéntico comportamiento se observó para IL-6 con valores en el grupo de novo de 2,39 μg/dL, 1,74 μg/dL en el grupo con DLG y 1,41 μg/dL en el control negativo. No se encontraron diferencias significativas en el análisis de resultados de PCR. Se encontró una excelente sensibilidad (98,0%) y especificidad (96,6%) en la capacidad de la CPF para diferenciar valores de anti-transglutaminasa IgA superiores o inferiores al punto de corte cuando se estimó el índice de Youden. Se podría considerar a la CPF como un posible marcador sensible para indicar inflamación intestinal de manera no invasiva en la enfermedad celíaca.

The determination of fecal calprotectin has been strengthened in recent years as a useful marker of gastrointestinal pathologies. The objective of this study was to determine the levels of fecal calprotectin (FCP), interleukin-6 (IL-6) and C-reactive protein (CRP) in three groups of patients: with de novo diagnosis of celiac disease, with previous diagnosis and gluten-free diet (GFD) and a control group. Samples were collected from 79 patients between 18 and 65 years old. In all cases, FCP, IL-6 and RCP were determined as markers of inflammation and anti-transglutaminase IgA and deaminated anti-gliadin IgA and IgG antibodies as serological markers. Significantly more increased FCP values were found in the de novo group (124.06 μg/g) than in the group with DLG (23.61 μg/g) and the control group (16.91 μg/g). No differences were found between the group with GFD and the negative. The same trend was observed for IL-6 with values in the de novo group of 2.39 μg/dL, 1.74 μg/dL in the group with gluten free diet and 1.41 μg/dL in the negative control. No significant differences were found in the analysis of RCP results. Excellent sensitivity (98.0%) and specificity (96.6%) were found in the capability of the FCP to differentiate anti-transglutaminase IgA values higher or lower than the cut-off point when the Youden index was estimated. The FCP could be considered as a possible sensitive marker to indicate intestinal inflammation in a non-invasive manner in celiac disease.

A calprotectina fecal se consolidou nos ultimos anos como um marcador util das patologias gastrointestinais. O objetivo deste estudo foi determinar os niveis de calprotectina fecal (CPF), interleucina-6 (IL-6) e proteina C-reativa (PCR) em tres grupos de pacientes; com diagnostico de novo de doenca celiaca, com diagnostico previo e dieta livre de gluten (DLG) e um grupo controle. Foram coletadas amostras de 79 pacientes entre 18 e 65 anos. Em todos os casos CPF, IL-6 e PCR foram determinadas como marcadores de inflamacao e anticorpos anti-transglutaminase IgA e anti-gliadinas desaminadas IgA e IgG como marcadores sorologicos. Valores significantemente mais altos de PCR foram detectados no grupo de novo (124,06 μg/g) comparados com o grupo com DLG (23,61 μg/g) e o grupo controle (16,91 μg/g) respectivamente. Nao foram encontradas diferencas entre o grupo com DLG e o negativo (controle). O mesmo comportamento foi observado para IL-6 com valores no grupo de novo de 2,39 μg/dL, 1,74 μg/dL no grupo com DLG e 1,41 μg/dL no controle negativo. Na analise de resultados da PCR nao foram encontradas diferencas significativas. Foram detectadas uma sensibilidade excelente (98,0%) e especificidade (96,6%) na habilidade da CPF para diferenciar valores de anti-transglutaminase IgA superiores ou inferiores ao ponto de corte quando o indice de Youden foi estimado. Poderia ser considerada a CPF como um possivel marcador sensivel para identificar inflamacao intestinal de forma nao invasiva na doenca celiaca.

Calprotectina fecal para diagnóstico de patología orgánica de colon / Fecal Calprotectin for the diagnosis of colon organic pathology

OBJETIVO: determinar la sensibilidad y especificidad de la calprotectina fecal (CPF) y la prueba de sangre oculta en heces (SOH) para el diagnóstico de patología orgánica de colon. MÉTODOS: se realizó un estudio observacional que, incluyó de manera intencionada, 246 pacientes de ambos sexos atendidos en el Instituto Gastroenterológico Boliviano Japonés de Cochabamba, por dolor abdominal, diarrea crónica y pérdida de peso. Se les realizó laboratorios de calprotectina fecal y sangre oculta en heces, además de colonoscopia como estudio de control. RESULTADOS: se determinó que la calprotectina fecal tiene una sensibilidad de 86 %, y especificidad de 98 %, con una asociación de 0,54 y relación de 0,75 según los coeficientes de Pearson y Spearman respectivamente, en relación con la colonoscopía y el diagnóstico de patología orgánica de colon. La prueba de sangre oculta en heces presentó una sensibilidad de 79% pero una especificidad de 58%, la asociación y relación con el estudio de control fue mínima: 0,21 y 0,22 según los coeficientes de Pearson y Spearman. CONCLUSIONES: los resultados muestran que la calprotectina fecal presenta alta sensibilidad y especificidad para el diagnóstico de patología orgánica de colon. Los valores más altos se relacionaron con mayor lesión en la mucosa colónica.

OBJECTIVE: to determine the sensitivity and specificity of fecal calprotectin and fecal occult blood test (FOBT) for the diagnosis of organic colon pathology. METHODS: an observational study was made, which intentionally included 246 patients of both sexes seen at the Japanese Bolivian Gastroenterological Institute of Cochabamba, due to abdominal pain, chronic diarrhea and weight loss. We performed fecal calprotectin and fecal occult blood laboratories, as well as colonoscopy as a control study. RESULTS: it was determined that the fecal calprotectin has a sensitivity of 86%, and specificity of 98%, with an association of 0,54 and a ratio of 0,75 according to the Pearson and Spearman coefficients respectively, in relation to colonoscopy and the diagnosis of organic pathology of colon. The fecal occult blood test showed a sensitivity of 79% but a specificity of 58%, according to the association and relationship with the control minimum of 0,21 and 0,22 according to the Pearson and Spearman coefficients. CONCLUSIONS: The results show that fecal calprotectin presents high sensitivity and specificity for the diagnosis of organic colon pathology. Higher values were associated with greater lesion in the colonic mucosa.

Fecal calprotectin levels in preterm infants with and without feeding intolerance / Níveis de calprotectina fecal em neonatos prematuros com e sem intolerância alimentar

Abstract Objectives: To assess the level of fecal calprotectin in preterm neonates with feeding intolerance, as well as to evaluate it as a marker of feeding intolerance and to determine a cut-off level of fecal calprotectin in feeding intolerance. Methods: Analytical, multicenter, case-control study, which was carried out in neonatal intensive care units in Egypt, in a period from August 1, 2014 to March 1, 2015 on 52 preterm neonates. Neonates were classified into two groups; a study group including 26 neonates who met inclusion criteria and a control group including 26 neonates for comparison. Results: Fecal calprotectin levels ranged from 3.9 µg/g to 971.8 µg/g, and there was a significant increase in fecal calprotectin in the study group when compared to the control group (334.3 ± 236.6 µg/g vs. 42.0 ± 38.2 µg/g, respectively) with moderate inverse significant correlation between fecal calprotectin and birth weight. Furthermore, there was moderate, significant correlation between fecal calprotectin and duration of breastfeeding range. On the other hand, there was no correlation between fecal calprotectin and post-natal age, gestational age, or volume of feeding. A cut-off at the 67.0 µg/g level, with 100.0% sensitivity and 76.9% specificity, was considered. Conclusion: Fecal calprotectin level increased significantly in neonates with feeding intolerance; it can be used to detect early cases with necrotizing enterocolitis in neonates, but this subject still needs more investigations on more patients.

Resumo Objetivos Avaliar o nível de calprotectina fecal em neonatos prematuros com intolerância alimentar, além de avaliá-lo como um indicador de intolerância alimentar e determinar um nível de corte da calprotectina fecal na intolerância alimentar. Métodos Estudo caso-controle analítico, feito em um multicentro de unidades de terapia intensiva neonatais no Egito, de 1° de agosto de 2014 a 1° de março de 2015, com 52 neonatos prematuros. Os neonatos foram classificados em dois grupos; um grupo de estudo incluindo 26 neonatos que atenderam aos critérios de inclusão e um grupo de controle incluindo 26 neonatos para comparação. Resultados Os níveis de calprotectina fecal variaram de 3,9 µg/g a 971,8 µg/g e houve um aumento significativo da calprotectina fecal no grupo de estudo quando comparado com o grupo de controle (334,3 ± 236,6 µg/g em comparação com 42,0 ± 38,2 µg/g, respectivamente) com correlação inversa, moderada e significativa entre a calprotectina fecal e o peso ao nascer. Adicionalmente, houve correlação moderada significativa entre a calprotectina fecal e a duração do intervalo de amamentação. Por outro lado, não houve correlação entre a calprotectina fecal e a idade pós-natal, a idade gestacional ou o volume de amamentação. Foi considerado um corte nos níveis de 67,0 µg/g; com sensibilidade de 100,0% e especificidade de 76,9%. Conclusão O nível de calprotectina fecal aumentou significativamente em neonatos com intolerância alimentar e podemos usá-lo para detectar casos precoces com enterocolite necrosante em neonatos, porém ainda são necessárias mais investigações em mais pacientes.’.

Utilidad de la calprotectina fecal en la patología intestinal: experiencia inicial / Fecal calprotectin and the utility in intestinal pathology: initial experience

Background: Intestinal pathology has a wide spectrum of symptoms, when these are unspecific endoscopic study is generally required in order to differentiate organic and functional disease. Fecal calprotectin (FC) is a reliable and non-invasive tool that can be used to infer damage in the intestinal mucosa, especially in Inflammatory Bowel Disease (IBD). Objective: To evaluate our initial experience measuring FC and its usefulness in medical practice. Materials and Methods: Using information of patients with FC indicated for unspecific gastrointestinal (GI) symptoms between January 2011 and March 2012. Patients were classified in: group 1 (G1 with IBD) and group 2 (without organic GI disease). Three groups were established according to FC results: negative (< 15 ug/g), intermediate (15-60 ug/g) and positive (> 60 ug/g). Concordance between results and physicians’ behavior was established. Results: In the period mentioned above a total of 64 patients (24 G1-40 G2) were selected. In G1, FC levels were negative, intermediate and positive in 8, 3 and 13 patients, respectively, being concordant in a 100, 100 and 84.6 percent, respectively. Only four patients needed a colonoscopy to adjust treatment. Mainly, there was a favorable clinical response. In G2, results on FC were negative in 19, intermediate in 8 and positive in 13 patients, in which concordance was established with the presence of organic intestinal pathology with a 94.7 percent, 87.5 percent and 92.3 percent, respectively. Conclusions: This study confirms that in our population, there is a good correlation between FC results and physicians behavior, especially in patients with IBD.

Introducción: En pacientes con síntomas gastrointestinales (GI) inespecíficos, es difícil diferenciar entre patología orgánica y funcional, requiriendo muchas veces de estudios endoscópicos asociados. La calprotectina fecal (CF) ha demostrado ser un marcador confiable y menos invasivo en la evaluación de la inflamación de la mucosa intestinal, especialmente en enfermedad inflamatoria intestinal (EII). Objetivo: Evaluar la experiencia inicial en la medición de CF y su utilidad en la práctica clínica. Material y Métodos: Utilizando datos de pacientes sometidos a medición de CF secundario a síntomas GI inespecíficos, entre enero de 2011 y marzo de 2012. Se clasificó en: grupo 1 (G1 pacientes con diagnóstico de EII) y grupo 2 (G2 sin morbilidad GI). Se midió CF y según el resultado se establecieron tres grupos: negativo (< 15 ug/g), intermedio (15-60 ug/g), y positivo (> 60 ug/g). Se buscó concordancia entre CF y conducta médica. Resultados: Se seleccionaron 64 pacientes (24 G1 y 40 G2). En G1, los niveles de CF negativa, intermedia y positiva, fueron 8, 3 y 13 respectivamente. La conducta médica fue concordante en 100, 100 y 84,6 por ciento. Sólo 4 pacientes requirieron de colonoscopia para modificar tratamiento. La mayoría tuvo respuesta clínica favorable. En G2, los resultados fueron 19 negativos, 8 intermedios y 13 positivos, donde según hallazgo de patología orgánica hubo 94,7 por ciento, 87,5 por ciento y 92,3 por ciento, de concordancia con el resultado de CF respectivamente. Conclusión: Este estudio confirma que en nuestra población existe buena correlación entre el resultado de CF y la conducta médica, sobre todo en pacientes con EII.