Hydroxyprolin im Urin: Ein unabhängiger Biomarker für chronisch entzündliche Darmerkrankungen ohne Assoziation zum Schweregrad der Erkrankung

Einleitung: Die Diagnose und die Surveillance von chronisch entzündlichen Darmerkrankungen (CED) ist auf Grund des Mangels an spezifischen Biomarkern herausfordernd. Diese Erkrankungen sind komplex, an der Pathogenese sind unter anderem das mukosale Immunsystem, die Submukosa, luminale Komponenten, sowie die luminale Mikrobiota beteiligt. CED sind inflammatorische Erkrankungen mit sekundärer Fibrosebildung. Die wiederholte Entzündung im Darmgewebe führt zur Aktivierung von Fibroblasten, die überschüssiges Bindegewebe – hauptsächlich Kollagen – produzieren. Hydroxyprolin ist der Hauptbestandteil von Kollagen und wird im Urin als Marker für den Kollagenumsatz bestimmt. Aktuelle Hinweise deuten darauf hin, dass Hydroxyprolin im Urin als nichtinvasiver Marker für Krankheiten dienen kann, die durch einen erhöhten Kollagenumsatz gekennzeichnet sind, wie z.B. Leberfibrose. Ziel dieser Studie war es Hydroxyprolin im Urin zu analysieren, um seine Eignung als nichtinvasiver Biomarker für die Diagnose von CED und primär sklerosierender Cholangitis (PSC), sowie für die Bewertung des Schweregrads der Erkrankung zu beurteilen.

Methoden: Für diese Studie wurden am Universitätsklinikum Regensburg Urinproben von 71 Patienten der CED-Hochschulambulanz, 19 Patienten mit inflammatorischen Lebererkrankungen, sowie von 13 gesunden Kontrollpersonen gesammelt. Mittels ELISA wurde der Hydroxyprolingehalt bestimmt und auf den Kreatininwert normiert. Die statistische Auswertung erfolgte mittels SPSS 26.0. Werte von p<0,05 wurden als signifikant angesehen.

Ergebnisse: Die klinischen Daten der Patientenkohorte sind in [Tabelle 1] zusammengefasst. Der Hydroxyprolingehalt im Urin war bei Patienten mit CED bzw. PSC gegenüber den gesunden Kontrollen signifikant erhöht. Für beide Patientenkollektive (CED und PSC) ergab die Analyse mittels Receiver-Operating-Characteristic-Curve (AUC) jeweils eine Fläche von > 0,7, welches das Potenzial von Hydroxyprolin im Urin als diagnostischen Surrogat Marker unterstreicht ([Abb. 1]). Eine Korrelation in Bezug auf die Nierenfunktionsmarker, die Schwere der Symptomatik der Patienten (GSRS-Score), der Stuhlkonsistenz (Bristol-Skala), einem fistulierenden Verlauf, sowie etablierten laborchemischen Markern wie Calprotectin und CRP wurde nicht nachgewiesen.

Abb. 1  

Tabelle 1 Merkmale der Studiengruppen.

Merkmale	CED	PSC	Kontrollen
Anzahl (weiblich/männlich)	71 (36/35)	19 (7/12)	13 (7/6)
Alter (Jahre)	42 (19 – 70)	47 (18 – 63)	42 (23 – 78)
BMI (kg/m2)	24.7 (15.5 – 44.3)	24.6 (16.3 – 41.8)	n.d.
C-reaktives Protein (mg/L)	2 (0 – 144)	1.9 (0 – 26)	n.d.
Kreatinin (mg/dL)	0.80 (0.51 – 1.18)	0.90 (0.60 – 3.94)	n.d.
GFR (mL/min)	100 (67 – 136)	94 (12 – 135)	n.d.
Fäkales Calprotectin (µg/g)	55 (0 – 3402)	35 (0 – 999)	n.d.
AST (U/L)	25 (10 – 41)*	29 (15 – 161)*	n.d.
ALT (U/L)	19 (7 – 62)	28 (5 – 205)	n.d.
Gamma GT (U/L)	24 (8 – 71)	42 (10 – 458)	n.d.
AP (U/L)	63 (38 – 142)***	110 (35 – 587)***	n.d.
Bilirubin (mg/dL)	0.40 (0.15 – 1.90)**	0.70 (0.30 – 4.30)**	n.d.
MELD Score	n.d.	6 (6 – 20)	n.d.

Die PSC-Kohorte umfasst 14 Patienten mit PSC und CED (PSC-CED) und 5 Patienten mit PSC ohne zugrunde liegende CED. In der CED-Kohorte sind keine Patienten mit PSC enthalten. Die Daten werden als Median-, Minimal- und Maximalwerte angegeben. Der MELD-Score (Model for End Stage Liver Disease) wurde für PSC-Patienten dokumentiert. Verwendeter statistischer Test: Kruskal-Wallis-Test (Alanin-Aminotransferase (ALT), alkalische Phosphatase (AP), Aspartat-Aminotransferase (AST), Body-Mass-Index (BMI), Gamma-Glutamyl-Transferase (Gamma-GT), glomeruläre Filtrationsrate (GFR), nicht bestimmt (n.d.)). * p<0,05, ** p<0,01, *** p<0,001.

Schlussfolgerung: Hydroxyprolin im Urin ist ein unabhängiger Biomarker für die Diagnose einer CED, unabhängig von der Schwere der Erkrankung oder etablierten Markern wie fäkalem Calprotectin.

Abbildung 2. Receiver Operating Characteristic Curve (ROC) zur Unterscheidung von Patienten und Kontrollen. (A) ROC für die Unterscheidung von Patienten mit entzündlichen Darmerkrankungen und Kontrollen; (B) ROC für die Unterscheidung von Patienten mit primär sklerosierender Cholangitis und Kontrollen.

Publication History

Article published online:
26 September 2024