13 жовтня, 2026

Кальпротектин як біомаркер у діагностиці та лікуванні шлунково-кишкових захворювань

Автори:

Запальні захворювання кишечнику (ЗЗК), що охоплюють виразковий коліт (ВК) і хворобу Крона (ХК), – це група хронічних імуноопосередкованих захворювань, що уражають шлунково-кишковий тракт і на які страждають ≈8 млн людей у всьому світі [1]. Пацієнти із ЗЗК зазвичай відчувають шлунково-кишкові симптоми, як-от діарея, біль у животі; крім того, може спостерігатися кров у випорожненнях поряд із системними проявами (лихоманка, втрата апетиту та маси тіла, анемія, втома) [2].

Вхід в особистий кабінет Вхід

Реєстрація

Зареєструйтеся сьогодні — відкрийте нові можливості!

Незважаючи на прогрес у терапевтичних стратегіях (наприклад, біологічні препарати, імуносупресанти, імуномодулятори), сучасні схеми лікування переважно спрямовані на симптоматичне полегшення, а не на модифікацію захворювання, що відображає постійні прогалини в розумінні патогенезу ЗЗК [3, 4]. Критичною проблемою є діагностика, а саме гетерогенність фенотипів ЗЗК, перекриття з іншими ентеропатіями й обмеження інвазивного методу золотого стандарту, як-от колоноскопія, зокрема її нездатність адекватно візуалізувати тонкий кишечник, що підкреслює нагальну потребу в упровадженні та використанні неінвазивних біомаркерів [5].

Останнім часом увага дослідників зосереджена на кальпротектині (CLP) у калових масах (або на фекальному CLP – FC) – кальцієзв’язувальному білку, що вивільняється нейтрофілами та макрофагами під час запалення кишечнику. Як біомаркер вродженої імунної активації FC демонструє високу діагностичну точність у диференціації ЗЗК від функціональних шлунково-кишкових розладів (сукупна чутливість – 91%, специфічність – 90%) [6]. Його неінвазивний характер і кореляція з ендоскопічною активністю захворювання позиціонують FC як інструмент для моніторингу відповіді на лікування та прогнозування рецидиву [7].

Фізико-хімічні властивості CLP

CLP – це білок із молекулярною масою 36 кДа, що належить до родини білків S100 (номенклатура «S100» походить від їхньої розчинності в 100% сульфаті амонію при нейтральному pH) і складається з кальцієзв’язувальних білків, які характеризуються двома EF-руками (спіраль-петля-спіраль), центральним шарніром та N-, C-кінцевими структурними доменами. Цей нековалентний гетеродимерний комплекс складається з легкого ланцюга (S100A8) та 2 важких ланцюгів (S100A9). Кожен мономер характеризується здатністю зв’язуватися з 2 іонами Ca²⁺ з різною спорідненістю та з іншими двовалентними катіонами, як-от Zn²⁺, Mn²⁺, Fe²⁺ і Ni²⁺ [8-10].

Структурно CLP охоплює декілька амінокислотних залишків, згорнутих у компактну тривимірну конфігурацію, що дозволяє йому підтримувати біологічну активність та виконувати життєво важливі функції у різних середовищах. Кожна субодиниця CLP (S100A8 та S100A9) має два різні сайти зв’язування кальцію, підвищуючи в такий спосіб стабільність та функціональність CLP (рис. 1) [11].

Рис. 1. Структура CLP (S100A8/S100A9)
Примітки: а) кожен мономер CLP складається із двох Ca²⁺-зв’язувальних EF-рукавів у N- і C-кінцях послідовності, з’єднаних лінкерною (шарнірною) ділянкою; б) третинна та четвертинна структури комплексного білка S100A8/S100A9.

CLP наявний у цитоплазмі нейтрофілів, де він становить ≈5% від загального білка та 30-60% білків цитозолю. Він також експресується моноцитами, дендритними клітинами, активованими макрофагами, кератиноцитами та деякими клітинами слизового епітелію. На внутрішньоклітинному рівні CLP здійснює регуляторні функції, які є вирішальними для імунного захисту, шляхом взаємодії з цинкозалежними металопротеїназами та активації синтезу прозапальних цитокінів, а також через взаємодію із клітинними сигнальними шляхами, пов’язаними із вродженим імунітетом, що спричиняє модуляцію тканинної адгезії перебудовою мікротрубочок, сприяючи в такий спосіб рекрутуванню лейкоцитів, транспорту арахідонової кислоти до місць запалення та генерації активних форм кисню. Після вивільнення в позаклітинне середовище CLP можна знайти в плазмі, сечі, слині, кишкових секретах та калі, де він розвиває прямі антимікробні властивості шляхом хелатування й секвестрації іонів Zn²⁺ та Mn²⁺, позбавляючи мікроорганізми поживних речовин і блокуючи ріст клітин [12]. Він також сприяє процесу запалення через хемотаксис нейтрофілів. Отже, концентрація CLP у просвіті безпосередньо пов’язана з міграцією гранулоцитів до слизової оболонки. За результатами дослідження ЗЗК підтверджено, що рівень CLP значно підвищений у калі пацієнтів із ЗЗК, а ступінь підвищення позитивно корелює з тяжкістю захворювання [13].

Участь CLP у патофізіологічному процесі ЗЗК

CLP, що походить переважно з нейтрофілів і макрофагів, – потужний хемотаксичний фактор нейтрофілів. Під час запалення нейтрофіли мобілізуються для міграції до місця запалення, запускаючи дегрануляцію та значне вивільнення CLP [14]. Хоча CLP зазвичай відсутній у макрофагах нормальних тканин, він може виділятися ними під час запалення слизової оболонки кишечнику, хоча й меншою мірою, ніж нейтрофілами [15]. Було показано, що CLP проявляє антибактеріальні та протизапальні властивості, безпосередньо впливаючи на регуляцію і пом’якшення запалення в місці запалення. CLP може впливати на проліферацію, диференціацію та функцію імунних клітин, модулюючи в такий спосіб імунну відповідь організму. Крім того, в деяких випадках CLP може функціонувати як антигенопрезентуюча молекула, беручи участь в ініціації та регуляції імунних відповідей, а також опосередковано впливати на гомеостаз кишкової флори [16, 17].

В осіб із ЗЗК у шлунково-кишковому тракті відбувається стійкий каскад запалення, що зумовлює збільшення кількості нейтрофілів. Після активації ці нейтрофіли зазнають дегрануляції, вивільняючи різні медіатори запалення, включаючи CLP [18]. Отже, рівень CLP у пацієнтів із ЗЗК значно зростає [19]. Протягом активної фази ЗЗК посилене кишкове запалення спричиняє подальший приплив нейтрофілів, підтримуючи в такий спосіб підвищений рівень CLP. І навпаки, під час фази ремісії ЗЗК, коли кишкове запалення спадає, як кількість нейтрофілів, так і рівень CLP відповідно знижується [20].

Коли кишковий тракт подразнюється або інфікується, CLP стимулює секрецію протизапальних медіаторів [21], зменшуючи в такий спосіб запалення кишечнику. Цей протизапальний ефект відіграє вирішальну роль у збереженні цілісності кишкового бар’єра та запобігає його ушкодженню внаслідок запалення. В осіб, які не мають ЗЗК, кишковий слизовий бар’єр залишається неушкодженим, обмежуючи потрапляння нейтрофілів та інших запальних клітин до просвіту кишечнику. І навпаки, в пацієнтів із ЗЗК спостерігається ушкодження кишкового слизового бар’єра через ерозії та виразки, що зумовлює значне збільшення припливу запальних клітин до просвіту кишечнику, отже, підвищення рівня CLP у зразках калу.

CLP також впливає на функцію Т- і В-клітин, регулюючи в такий спосіб адаптивну імунну відповідь організму. Крім того, CLP може слугувати антигенопрезентуючою молекулою в певних сценаріях, беручи участь в ініціації та регуляції адаптивних імунних відповідей [22]. Імуномодулювальна роль CLP при ЗЗК поширюється на підтримку гомеостазу імунної системи та сприяння транспорту поліненасичених жирних кислот до місць запалення для стимуляції місцевих імунних відповідей [23]. Крім того, CLP суттєво впливає на кишкову мікробіоту, оскільки результати досліджень показують, що його дефіцит у мишей змінює склад їхньої кишкової мікробіоти, роблячи їх сприйнятливішими до різних захворювань [24]. У контексті ЗЗК CLP може допомогти відновити баланс кишкової флори, регулюючи функцію кишкових імунних клітин та ефективніше виявляючи мікробні зміни в кишечнику [25]. Участь CLP у патофізіологічному процесі ЗЗК показано на рисунку 2.

Рис. 2. Участь CLP у патофізіологічному процесі ЗЗК

CLP у діагностиці ЗЗК

Вимірювання рівня FC як біомаркера запалення слизової оболонки вперше було запропоновано наприкінці 1990-х років A. G. Røseth і співавт. [26], які показали тісну кореляцію між екскрецією з калом лейкоцитів, мічених індій¹¹¹(золотий стандарт) для виявлення запалення слизової оболонки та концентрацією FC. Із початку 2000-х років багато досліджень підтвердили ці результати в осіб з абдомінальними симптомами, щоб допомогти диференціювати пацієнтів із ЗЗК від хворих із синдромом подразненого кишечнику (СПК).

Діагностичне значення CLP

Ентероскопія залишається традиційним методом діагностики ЗЗК, проте її інвазивність, необхідність підготовки кишечнику та потенційний дискомфорт під час обстеження, включаючи такі симптоми, як нудота, блювання та навіть криваве блювання, означають, що вона не є оптимальним методом [27]. Натомість тестування на FC пропонує переваги неінвазивності, зручності та відтворюваності [28]. Крім того, FC демонструє виняткову точність у діагностиці ЗЗК та її підтипів, причому FC наразі є єдиним біомаркером, схваленим і рекомендованим Європейською організацією з ХК й коліту [29]. Системні маркери запалення, як-от CRP, TNF-α, IL‑6, також можуть допомогти в діагностиці й моніторингу ЗЗК, хоча їм зазвичай бракує чутливості та специфічності [30]. FC краще відображає запальну активність кишечнику при ЗЗК та ефективно корелює з ендоскопічними показниками [31]. Окрім FC, декілька інших біомаркерів, як-от лактоферин і мієлопероксидаза, можуть бути використані в діагностиці ЗЗК [32]. Кожен біомаркер має свої переваги та недоліки, проте FC виокремлюється з погляду діагностики ЗЗК завдяки своїй високій чутливості, специфічності, неінвазивності й зручності. Поєднання FC із такими маркерами, як мієлопероксидаза, людський білок транспорту ліпідів нейтрофілів, катіонний білок еозинофілів і нейротоксин, що походять від еозинофілів, підвищує діагностичну потужність FC [33]. Отже, в епоху персоналізованої медицини ідентифікація та моніторинг біомаркерів для специфічної терапії залишаються критично важливими.

Лабораторний аналіз FC

Першим описаним способом вимірювання CLP у калі був метод імуноферментного аналізу (ІФА), в якому використовувався антиCLP кролика. Метод мав відносно високий ризик забруднення та низький вихід CLP, а результати повідомлялися в мг/л. Перший комерційний аналіз пропонував використання меншого об’єму зразка та модифіковану процедуру екстракції. Результати повідомлялися в мкг/г і були приблизно в 5 разів вищими. Зараз існує низка комерційних наборів, заснованих на імунохімічних методах із використанням моноклональних або поліклональних антитіл, спрямованих на різні епітопи CLP. ІФА залишається вибором для багатьох лабораторій, але недоліком цього методу є необхідність аналізувати зразки партією, що обмежує час виконання.

Сучасні аналізи, що використовують хемілюмінесценцію, флуоресценцію або імунотурбідиметрію як метод виявлення, дозволили проводити вимірювання з випадковим доступом, що забезпечує більшу гнучкість у способі надання послуг. Також доступні тести для використання в місцях надання медичної допомоги, засновані на імунохроматографії з латеральним потоком. Було розроблено програмне забезпечення, яке дозволяє використовувати камеру смартфона як зчитувач, щоб пацієнти могли проводити ці типи тестів удома.

Діапазон референтних значень CLP у дорослих і дітей

У першому опублікованому дослідженні, в якому повідомлялося про вимірювання FC, було запропоновано порогове значення 10 мг/л для позитивного тесту. З розробкою першого комерційного аналізу з підвищеною чутливістю та різними одиницями вимірювання це значення було змінено на 50 мкг/г. Відтоді запроваджено низку різних аналізів, але це порогове значення було загальноприйнятим як верхня межа референтного діапазону в дорослих, а також з метою використання під час вагітності.

Рівень FC підвищується в людей літнього віку. Дослідження з використанням набору PhiCal ELISA показало збільшення порогового значення з 51 до 112 мкг/г у дорослих віком >60 років. Можливі причини підвищення рівня FC у людей літнього віку: зміни слизової оболонки шлунково-кишкового тракту, відмінності в клітинному та гуморальному імунітеті, а також віковий дисбактеріоз, що зумовлює низькостінне запалення. Концентрації у калі здорових немовлят значно вищі, ніж у дорослих; результати досліджень демонструють зворотну залежність FC від віку.

Оскільки рівень CLP є показником запалення слизової оболонки, високі концентрації у калі також виявляються при інших захворюваннях із запальним компонентом, як-от інфекційний ентерит або колоректальний рак. Саме тому інтерпретація концентрації має завжди враховувати клінічний анамнез і симптоми, специфічні для кожного пацієнта. Референтні значення FC у дорослих представлені в таблиці 1.

Таблиця 1. Референтні значення FC у дорослих
Рівень FC, мкг/г	Значення	Коментар
<50	Норма	Запальні процеси в кишечнику малоймовірні
50-150	Помірне підвищення	Може спостерігатися за легкого запалення, спричиненого дисбактеріозом, прийомом нестероїдних лікарських препаратів тощо
>150	Значне підвищення	Характерне для активної фази ЗЗК (ХК, коліт, кишкові інфекції тощо)

Відомо, що шлунково-кишковий тракт новонароджених та немовлят має підвищену проникність і демонструє трансмуральний витік. Підвищена міграція гранулоцитів до просвіту кишечнику пояснює збільшення CLP у фекаліях, що спостерігається на ранніх стадіях життя. В дітей CLP підвищений від народження до ≈4 років, що вважається фізіологічною нормою. В зазначений період формуються мікрофлора та імунний захист. Слизова оболонка кишечнику є чутливою й активно реагує навіть на незначні подразники, через що до просвіту кишечнику надходить більше нейтрофілів та підвищується рівень CLP (табл. 2).

Таблиця 2. Рівень FC у дітей
Вік	Рівень FC, мкг/г
0-3 міс	195-621
3-6 міс	85-968
6-12 міс	109-415
1-4 роки	53-119
4-12 років	25-35
>12 років	<50

Інтерпретація результатів тесту

Інтерпретацію результатів тесту проводить лікар у поєднанні з анамнестичними, клініко-лабораторними та інструментальними даними (рис. 3).

Рис. 3. Алгоритм інтерпретації концентрації FC для пацієнтів з анамнезом та/або симптомами, що свідчать про запалення кишечнику

Підвищення рівня CLP

Кількісне значення CLP залежить від активності запалення (табл. 3).

Таблиця 3. Рівень FC і активність запалення
Рівень FC, мкг/г	Клінічний показник
400	Свідчить про виражене запалення, яке може пов’язуватися з активною фазою ВК або ХК і є показанням до колоноскопії (огляду стінок кишечнику за допомогою оптичного приладу – колоноскопа)
>500	Зростає ризик розвитку ускладнень (токсичного мегаколону за ВК, нориць і стриктур за ХК, абсцесів за кишкових інфекцій)
>800	Свідчить про тяжкий перебіг запалення, яке може потребувати термінового хірургічного втручання
>1000	Підвищується ризик загрозливих для життя ускладнень (перфорації кишечнику, масивної кровотечі, сепсису, поліорганної недостатності)
Примітка: в деяких випадках CLP у фекаліях може бути низьким навіть при запаленні (хибнонегативний результат).

Особливості інтерпретації тесту CLP

Під час різних досліджень оцінювали відмінності між лабораторними аналізами, а також проводили порівняння з використанням різноманітних аналізаторів. Зазвичай аналізи демонструють хорошу аналітичну та діагностичну ефективність і якісну узгодженість. Однак кількісна узгодженість між різними аналізами є поганою (описані відмінності між ними в 2-3 рази). Саме тому результати не можна використовувати взаємозамінно, що слід враховувати при інтерпретації. Моніторинг окремих пацієнтів із серійними вимірюваннями необхідно проводити з використанням одного й того самого аналізу.

Наразі не існує референтного методу чи стандартного референтного матеріалу для CLP, необхідного для належної стандартизації та гармонізації аналізів.

Оцінка ефективності лікування

Після ефективного лікування рівні FC знижуються одночасно зі зменшенням запалення кишечнику. Ця зміна – ключовий показник для оцінки ефективності лікування. Стійке зниження рівня FC після лікування свідчить про ефективну терапію та полегшення запалення кишечнику. І навпаки, стійке підвищення або стабільність рівнів FC після лікування може потребувати коригування режиму лікування чи дослідження альтернативних варіантів.

Що стосується клінічного лікування, то у випадках, коли клінічні симптоми, як-от біль у животі, діарея та ректальна кровотеча, зменшуються в пацієнтів із ЗЗК разом зі зниженням рівня FC, лікування можна вважати ефективним. І навпаки, якщо симптоми зберігаються чи погіршуються, тоді як рівень FC залишається високим або незмінним, можуть знадобитися переоцінка та модифікація плану лікування.

Додаткові до CLP дослідження

Аналіз на кількісний FC замінити іншими дослідженнями неможливо, тому що він є маркером запальних процесів у кишечнику. Однак, оскільки тест не показує точну причину запалення, його часто доповнюють низкою лабораторних та інструментальних досліджень.

Аналізи, які можуть призначатися разом із тестом на FC:

аналіз калу на лактоферин – допомагає підтвердити запальний процес у кишечнику;
бактеріологічний посів калу – надає змогу виявити у випорожненнях хвороботворні бактерії, визначити їхній вид і чутливість до антибіотиків;
загальний аналіз калу (копрограма) – показує склад і мікроскопічну структуру випорожнень, допомагає виявити ознаки запалення, кровотечі, порушення травлення та всмоктування поживних речовин;
тест на приховану кров у калі – спрямований на виявлення мікроскопічних кровотеч;
загальний і біохімічний аналізи крові – допомагають виключити системне запалення, анемію та ознаки інфекції;
імунологічні тести – надають змогу виключити автоімунну природу запалення, визначити наявність специфічних антитіл та оцінити активність імунної відповіді.

Потенційна цінність CLP як терапевтичної мішені в лікуванні ЗЗК

CLP завдяки своїй ключовій ролі в ЗЗК став перспективною терапевтичною мішенню. Нещодавно B. Chen і співавт. [34] представили систему доставки – функціональний мікрогель з вольфраматом кальцію (CTM), розроблений для цілеспрямованого впливу на CLP. Використовуючи сильну взаємодію між Ca²⁺та CLP, CTM може транспортувати пробіотики до місць, що демонструють високу експресію генів запалення. Пригнічуючи ріст бактерій Enterobacteriaceae, CTM ефективно пом’якшує запалення кишечнику, відновлює функцію кишкового бар’єра, отже, досягає терапевтичних результатів у пацієнтів із колітом. Модуляція рівнів або функцій CLP може запропонувати шляхи для зменшення запалення кишечнику, посилення функції кишкового бар’єра та відновлення балансу імунної системи. Хоча цілеспрямоване лікування ЗЗК шляхом маніпуляції CLP усе ще перебуває на стадії досліджень, робота B. Chen і співавт. представляє новий підхід у цій галузі наукових розробок.

Висновки

Фекальні біомаркери зараз широко використовуються для діагностики та лікування патологій травлення, зокрема ЗЗК. Найпереконливішим і задокументованим із таких біомаркерів є фекальний CLP. Як біомаркер вродженої імунної активації FC демонструє високу діагностичну точність у диференціації ЗЗК від функціональних шлунково-кишкових розладів (чутливість – 91%, специфічність – 90%). Вимірювання FC є легкодоступним лабораторним тестом. Його неінвазивний характер і кореляція з ендоскопічною активністю захворювання позиціонували FC як інструмент для моніторингу відповіді на лікування та прогнозування рецидиву. Отже, вимірювання FC – корисний сурогатний маркер для диференціації пацієнтів із ЗЗК від тих, хто має СПК. Наразі не існує референтного методу чи стандартного матеріалу для CLP. Між методами існує значна варіабельність. Для оптимізації моніторингу за пацієнтами будь-які кількісні порогові значення слід інтерпретувати відповідно до методу вимірювання, що використовується в лабораторії, а джерела преаналітичної варіації необхідно мінімізувати.

Список літератури знаходиться в редакції.

Медична газета «Здоров’я України 21 сторіччя» № 16 (627), 2026 р