Impacto de la detección y medida de las concentraciones de tóxicos en matrices biológicas de pacientes intoxicados agudos

Abstract

[spa] Hipótesis El desarrollo de una estrategia analítica para los pacientes intoxicados agudos puede tener utilidad clínica porque permite la identificación de la causa de la intoxicación de forma rápida y como consecuencia evitar diagnósticos erróneos y administrar el tratamiento más adecuado. La consecución de esta estrategia puede contribuir a mejorar la calidad, seguridad clínica y eficiencia de la atención al paciente intoxicado agudo. Objetivos 1. Adecuar la cartera de prestaciones analíticas de un laboratorio de Toxicología Clínica y evaluar la concordancia diagnóstica entre la historia clínica y el resultado analítico. 2. Diseñar un circuito de confirmación de resultados positivos de drogas de abuso mediante métodos de cribado y de identificación de las sustancias causantes de los resultados falsos positivos. 3. Evaluar el impacto clínico de la cuantificación de tóxicos en matrices biológicas y otros biomarcadores en pacientes intoxicados. Metodología Pacientes intoxicados agudos admitidos en los diferentes servicios hospitalarios y pacientes con problemas de adicciones en seguimiento en unidades de conductas adictivas, hospitales y atención primaria. A los pacientes procedentes del primer grupo, se les realizó un análisis toxicológico sistemático basado en técnicas inmunológicas y cromatografías. Además, a los pacientes intoxicados por drogas de abuso, se les realizó la concordancia clínicoanalítica por comparación entre la sospecha clínica inicial y el resultado analítico obtenido. A los pacientes del segundo grupo, se les realizó un cribado de anfetaminas y éxtasis en orina. Posteriormente, los resultados positivos se confirmaron por cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas (GC-MS). Finalmente, se identificaron los interferentes y se calculó el porcentaje de la reactividad cruzada de aquellas sustancias no identificadas como interferentes hasta la actualidad o bien utilizando el inmunoensayo DRI®. Además, se realizaron estudios de reactividad cruzada de algunas nuevas drogas de diseño (NPS) en estos inmunoensayos. El impacto clínico de la cuantificación de los tóxicos y de otros biomarcadores en matrices biológicas se evaluó a partir de: a) tres casos clínicos (un síndrome de Munchausen por poderes, un caso de sumisión química y el cálculo de parámetros farmacocinéticos de una NPS partir de una intoxicación aguda no fatal), b) una serie de pacientes diabéticos tratados con metformina y acidosis láctica y c) un estudio de casos y controles para evaluar la utilidad de la determinación de paracetamol urinario en pacientes pediátricos. Resultados La epidemiología de las intoxicaciones por fármacos y drogas, se estudió en 253 pacientes. En el 86,96% de los análisis toxicológicos sistemáticos se detectó al menos un tóxico, y se identificaron 67 sustancias diferentes. Los diez tóxicos más prevalentes representaron el 61,83% del total de las sustancias detectadas. En el estudio de concordancia se detectó al menos una droga en el 69% de los casos. Se realizaron 21.383 cribados de anfetaminas y 10.512 de éxtasis. Se obtuvieron resultados presuntamente positivos en 207 (0,97%) y en 105 (1,00%) peticiones, respectivamente. En 135 (77,14%) y 11 (12,64%) casos, las confirmaciones de anfetaminas y éxtasis resultaron negativas (falsos positivos). En 67 (49,63%) falsos positivos del cribado de anfetaminas se identificó al menos una sustancia interferente. En total, se identificaron seis interferentes diferentes. Entre ellos, se demostró que la cloroquina puede dar resultados falsos positivos tras la ingestión de dosis tóxicas. En todos los falsos positivos de éxtasis se identificó la sustancia interferente. En 10 (90,91%) orinas se detectó ácido fenofíbrico y en 1 (9,09%), se detectó metaclorofenilpiperazina (m-CPP). Se demostró que el ácido fenofíbrico puede provocar falsos positivos a dosis terapéuticas. Por su parte, las NPS estudiadas muestran escasa o nula reactividad cruzada en los inmunoensayos de drogas clásicas evaluados. En el síndrome de Munchausen por poderes, el cribado toxicológico en orina mediante GC-MS identificó alimemazina, paracetamol, clorfeniramina y difenhidramina. Además, se detectó y cuantificó alimemazina en diferentes matrices biológicas: suero, orina, pelo, líquido cefalorraquídeo (LCR) y contenido gástrico. El panel de drogas implementado en los casos de sumisión química permitió identificar y cuantificar en orina la presencia de escopolamina (899 ng/mL) explicando el síndrome anticolinérgico que presentaba la paciente. La cuantificación seriada de las concentraciones en suero de α -pirrolidinovalerofenona (α-PVP) de un paciente intoxicado permitió calcular la semivida de eliminación de esta droga (t1/2= 4,29 h). El rendimiento de la detección de paracetamol en las orinas recogidas 1 y 4 horas después de la administración ofrecieron una sensibilidad del 95% (IC 95%; 85,5-100%) y especificidad del 100% para la primera orina y una sensibilidad y especificidad del 100% para la segunda orina. En pacientes con acidosis láctica secundaria a metformina, las concentraciones de lactato superiores a 15 mmol/L, criterios clínicos o analíticos de sepsis o comorbilidades se han asociado a un peor pronóstico clínico. Conclusiones El diálogo continuo entre el equipo del laboratorio de toxicología y el equipo médico asistencial es siempre necesario y esencial cuando se aplica un enfoque analítico amplio (características de los pacientes, número y tipos de muestras biológicas, número de tóxicos a detectar) con el fin de interpretar correctamente los resultados de las pruebas toxicológicas. La identificación de las sustancias más frecuentes en las intoxicaciones en nuestra población ha permitido adecuar la estrategia analítica para aportar una identificación eficaz en un tiempo adecuado. Pese a que la sospecha clínica inicial de consumo de drogas es elevada, la analítica toxicológica aporta información diagnóstica, especialmente en las intoxicaciones múltiples. El inmunoensayo DRI® Amphetamine Assay presenta un elevado porcentaje de resultados falsos positivos, mientras que el inmunoensayo DRI® Ecstasy Assay es más específico, aunque no está exento de resultados falsos positivos. Queda justificada la confirmación por GC-MS de los resultados positivos para establecer un diagnóstico correcto. Los ensayos de reactividad cruzada permiten conocer la respuesta de los inmunoensayos a las nuevas drogas de abuso. Esta información es una guía para realizar un abordaje más dirigido para plantear la estrategia analítica individualizada. La cuantificación de alimemazina utilizando una combinación de matrices biológicas clásicas y alternativas puso de manifiesto tanto la intoxicación aguda como la crónica en un caso de Síndrome de Munchausen por poderes. Dicha detección permitió explicar la compleja sintomatología que presentaba el paciente. El síndrome anticolinérgico y los resultados del análisis toxicológico permitieron el diagnóstico de intoxicación por escopolamina en un caso de sumisión química. La confirmación analítica del caso confirma que el uso de la escopolamina en nuestro entorno no es un mito. En ambos casos, el cribado de drogas tradicional por inmunoensayo resultó negativo. Sin embargo, la detección de ambas sustancias, probablemente permitió salvar la vida de los pacientes. Las concentraciones seriadas de α-PVP en suero permitieron por primera vez el cálculo de la t1/2 en una intoxicación aguda no fatal. Este dato permitirá estimar la duración de los síntomas en futuros pacientes La detección de paracetamol en orina (PCTo) es útil para descartar la ingesta del fármaco a partir de la primera hora tras la toma. Un resultado negativo, puede evitar la realización de una toma de muestra invasiva en población pediátrica. En los pacientes diabéticos en tratamiento con metformina y acidosis láctica, la presencia al ingreso de criterios de sepsis y la existencia de comorbilidades pueden ser factores asociados a mortalidad.

[eng] Hypothesis The development of an analytical strategy for the diagnosis of acute intoxicated patients may have a clinical utility because it allows the rapid identification of the cause of the poisoning, avoiding misdiagnoses and administering the most appropriate treatment. The development of this strategy will improve quality, clinical safety and efficiency of the acute intoxicated patient care. Objective 1. To adapt the analytical services of a Clinical Toxicology laboratory and to evaluate the concordance between the clinical history and the analytical result. 2. To design a circuit for confirming positive screening results of drugs of abuse and identifying the substances that cause false positive results. 3. To evaluate the clinical impact of drug quantification on biological matrices and other biomarkers in intoxicated patients. Methods Acute intoxicated patients that have been admitted to different hospital services and patients in follow-up because of addiction problems in units of addictive behavior, hospitals and primary care. A systematic toxicological analysis based on immunological and chromatographic techniques was performed for patients from the first group. In addition, the clinicalanalytical concordance by comparison between the initial clinical suspicion and the analytical result obtained was evaluated in intoxicated patients by drugs of abuse. A screening for amphetamines and ecstasy in urine was performed for patients in the second group. Positive results were confirmed by GC-MS. and the interfering substances were identified. The percentage of the cross-reactivity was calculated by those substances not identified as interferent yet, or using the DRI® immunoassay. In addition, cross-reactivity studies of some designer drugs (NPS) were performed on these immunoassays. The clinical impact of the drug quantification and other biomarkers in biological matrices was assessed from: a) three clinical cases (a Munchausen syndrome by proxy, a case of chemical submission and the calculation of a NPS pharmacokinetic profile from an acute non-fatal intoxication), b) a series of diabetic patients treated with metformin and lactic acidosis, and c) a case-control study to evaluate the utility of urinary paracetamol determination in pediatric patients. Results The epidemiology of drug poisoning was studied in 253 patients. At least one toxic was detected in 86.96% of the systematic toxicological analyzes and 67 different substances were identified. The ten most prevalent drugs represented the 60.42% of the total of the substances detected. In the concordance study at least one drug abuse was detected in 69% of the cases. We performed 21,383 amphetamine screenings and 10,512 and ecstasy screenings. Amphetamine immunoassay were positive in 207 (0.97%) screenings but 135 (77,14%) were false positives. Ecstasy immunoassay were positive in 105 (1.00%) screenings but 11 (12,64%) results were false positive. At least one interfering substance was identified in 67 (49.63%) false positives from amphetamine screening. Globally, six different interferers were identified. Among them, it was shown that chloroquine can cause false positive results after the ingestion of toxic doses. In all false positives of ecstasy the interfering substance was identified. In 10 (90.91%) urines, fenofibric acid was detected and in 1 (9.09%), m-CPP was detected. It was shown that fenofibric acid can cause false positives at therapeutic doses. On the other hand, the NPS studies showed little or no cross-reactivity in the classical illicit drugs immunoassays evaluated. In a Munchausen syndrome by proxy, a systematic toxicological screening by GC-MS was performed and alimemazine, paracetamol, chlorpheniramine and diphenhydramine were identified. In addition, alimemazine was detected and quantified in different biological matrices: serum, urine, CSF, hair and gastric contents. The panel of drugs developed in suspected chemical submission cases, allowed the identification and quantification of scopolamine (899 ng / mL) in the urine, explaining the anticholinergic syndrome presented by the patient. Serial quantification of α-PVP serum concentrations of an intoxicated patient allowed to calculate the elimination half-life of this drug (t1/2 = 4.29 h). The detection of paracetamol in urines collected after 1 and 4 hours post administration showed sensitivity of 95% (95% CI, 85.5-100%) and specificity of 100% for the first urine and sensitivity and specificity of 100% for the second urine. In patients with lactic acidosis secondary to metformin, lactate concentrations greater than 15 mmol/L, clinical or analytical criteria of sepsis or comorbidities have been associated with a poorer clinical prognosis. Conclusions Continuous dialogue between the toxicology laboratory team and the clinical staff is always required, and essential when a broad analytical approach is performed (patient characteristics, number and types of biological samples, number of toxics to be detected) in order to obtain a correct interpretation of toxicological tests results. The identification of the most frequent substances involved in the poisonings in our environment has improved the analytical strategy to provide an effective identification in a suitable time. The initial clinical suspicion of drug use is high; however, toxicological analysis provide diagnostic information, especially in multiple intoxications. The immunoassay DRI® Amphetamine Assay presents a high percentage of false positive results. The immunoassay DRI® Ecstasy Assay is more specific, but it is not free from false positive results. In order to establish a correct diagnosis, confirmation of positive results by GC-MS is mandatory. Cross-reactivity studies reveal the response of immunoassays to new drugs of abuse. This information is a guide for a more targeted approach towards individualized analytical strategy. The quantification of alimemazine using classical and alternative biological matrices revealed both acute and chronic intoxication in a Munchausen syndrome by proxy. This detection explained the complex symptomatology presented by the patient. The anticholinergic syndrome and the results of the toxicological analysis diagnosed a case of chemical submission by scopolamine. The analytical confirmation of the case proves that the use of scopolamine in our environment is not a myth. In both cases, traditional immunoassay screening was negative. However, the detection of both substances probably saved the patients’ lifes. Serial serum concentrations of α-PVP allowed for the first time the calculation of t1/2 in acute non-fatal intoxication. This data allows estimating the duration of the patients' symptoms in future patients. The detection of paracetamol in urine (PCTo) is useful to rule out the intake of the drug from the first hour after taking it. A negative result may prevent invasive sampling in the pediatric population. In diabetic patients receiving metformin and lactic acidosis, the presence of criteria for sepsis and the presence of comorbidities may be factors associated with mortality.

[cat] Hipòtesi El desenvolupament d’una estratègia analítica per als pacients intoxicats aguts pot tenir una utilitat clínica perquè permet la identificació de la causa de la intoxicació de manera ràpida i, com a conseqüència, evitar diagnòstics erronis i administrar el tractament més adequat. La consecució d’aquesta estratègia millorarà la qualitat, la seguretat clínica i l’eficiència de l’atenció al pacient intoxicat agut. Objectius 1. Adequar la cartera de prestacions analítiques d’un laboratori de Toxicologia Clínica i avaluar la concordança diagnòstica entre la història clínica i el resultat analític. 2. Dissenyar un circuit de confirmació de resultats positius de drogues d’abús mitjançant mètodes de cribratge i d’identificació de les substàncies causants dels resultats falsos positius. 3. Avaluar l’impacte clínic de la quantificació de tòxics en matrius biològiques i altres bio-marcadors en els pacients intoxicats. Metodologia Pacients intoxicats aguts admesos en els diferents serveis hospitalaris i pacients amb problemes d’addiccions en seguiment en unitats de conductes addictives, hospitals i Atenció Primària. Als pacients procedents del primer grup, se’ls va efectuar una anàlisi toxicològica sistemàtica basada en tècniques immunològiques i en cromatografies. A més, als pacients intoxicats per drogues d’abús, la concordança clinicoanalítica es va fer per comparació entre la sospita clínica inicial i el resultat analític obtingut. Als pacients del segon grup, se’ls va realitzar un cribratge d’amfetamines i d’èxtasi en orina. Posteriorment, els resultats positius es van confirmar per cromatografia de gasos acoblada a espectrometria de masses (GC-MS). Finalment, es van identificar els interferents i es va calcular el percentatge de la reactivitat creuada de les substàncies no identificades com a interferents fins a l’actualitat o bé utilitzant l’immunoassaig DRI®. A més, es van fer estudis de reactivitat creuada d’algunes noves drogues de disseny (NPS) en aquests immunoassajos. L’impacte clínic de la quantificació dels tòxics i d’altres bio-marcadors en matrius biològiques es va avaluar a partir de: a) tres casos clínics (una síndrome de Munchausen per poders, un cas de submissió química i el càlcul de paràmetres farmacocinètics d’una NPS a partir d’una intoxicació aguda no fatal), b) una sèrie de pacients diabètics tractats amb metformina i amb acidosi làctica i c) un estudi de casos i controls per avaluar la utilitat de la determinació de paracetamol urinari en pacients pediàtrics. Resultats L’epidemiologia de les intoxicacions per fàrmacs i drogues es va estudiar en 253 pacients. En el 86,96% de les anàlisis toxicològiques sistemàtiques es va detectar almenys un tòxic i es van identificar 67 substàncies diferents. Els deu tòxics més prevalents van representar el 61,83% del total de les substàncies detectades. En l’estudi de concordança, es va detectar almenys una droga en el 69% dels casos. Es van realitzar 21.383 cribratges d’amfetamines i 10.512 d’èxtasi. Es van obtenir resultats presumptament positius en 207 (0,97%) i en 105 (1,00%) peticions, respectivament. En 135 (77,14%) i en 11 casos (12,64%), les confirmacions d’amfetamines i d’èxtasi van resultar negatives (falsos positius). En 67 (49,63%) falsos positius del cribratge d’amfetamines es va identificar almenys una substància interferent. En total, es van identificar 6 interferents diferents. Entre aquests sis interferents es va demostrar que la cloroquina pot donar resultats falsos positius després de la ingestió de dosis tòxiques. En tots els falsos positius d’èxtasi es va identificar la substància interferent. En 10 (90,91%) orines es va detectar àcid fenofíbric i en 1 (9,09%) es va detectar meta-clorofenilpiperazina (m-CPP). Es va demostrar que l’àcid fenofíbric pot provocar falsos positius a dosis terapèutiques. Les NPS estudiades mostren escassa o nul·la reactivitat creuada en els immunoassajos de drogues clàssiques avaluats. En la síndrome de Munchausen per poders, el cribratge toxicològic en orina mitjançant GC-MS va identificar alimemazina, paracetamol, clorfeniramina i difenhidramina. A més, es va detectar i quantificar alimemazina en diferents matrius biològiques: sèrum, orina, pèl líquid cefaloraquidi (LCR) i contingut gàstric. El panell de drogues implementat en els casos de submissió química va permetre identificar i quantificar en orina la presència d’escopolamina (899 ng/ml), la qual cosa explicava la síndrome anticolinèrgica que presentava la pacient. La quantificació seriada de les concentracions en sèrum de α -pirrolidinovalerofenona (α-PVP) d’un pacient intoxicat va permetre calcular la semivida d’eliminació d’aquesta droga (t1/2 = 4,29 h). El rendiment de la detecció de paracetamol en les orines recollides després d’1 i 4 hores posteriors a l’administració van oferir una sensibilitat: 95% (IC 95%; 85,5-100%) i una especificitat: 100% per a la primera orina, i una sensibilitat i especificitat del 100% per a la segona orina. En els pacients amb acidosi làctica secundària a metformina, les concentracions de lactat superiors a 15 mmol/l, els criteris clínics o analítics de sèpsia o les comorbiditats s’associaren a un pitjor pronòstic clínic. Conclusions El diàleg continu entre l’equip del laboratori de toxicologia i l’equip mèdic assistencial és essencial quan s’aplica un enfocament analític ampli (característiques dels pacients, nombre i tipus de mostres biològiques, nombre de tòxics a detectar) per tal d’interpretar correctament els resultats de les proves toxicològiques. La identificació de les substàncies més freqüents en les intoxicacions en la nostra població ha permès adequar l’estratègia analítica per aportar una identificació eficaç en un temps adequat. Malgrat que la sospita clínica inicial de consum de drogues és elevada, l’analítica toxicològica aporta informació diagnòstica, especialment en les intoxicacions múltiples. L’immunoassaig DRI® Amphetamine Assay presenta un elevat percentatge de resultats falsos positius, mentre que l’immunoassaig DRI® Ecstasy Assay és més específic, encara que no està exempt de resultats falsos positius. Queda justificada la confirmació per GC-MS dels resultats positius per establir un diagnòstic correcte. Els assajos de reactivitat creuada permeten conèixer la resposta dels immunoassajos en les noves drogues d’abús. Aquesta informació és una guia per realitzar un abordatge més dirigit per plantejar l’estratègia analítica individualitzada. La quantificació d’alimemazina, utilitzant una combinació de matrius biològiques clàssiques i alternatives, va posar de manifest tant la intoxicació aguda com la crònica en un cas de Síndrome de Munchausen per poders. Aquesta detecció va permetre explicar la complexa simptomatologia que presentava el pacient. La síndrome anticolinèrgica i els resultats de l’anàlisi toxicològica van permetre el diagnòstic d’intoxicació per escopolamina en un cas de submissió química. La confirmació analítica del cas confirma que l’ús de l’escopolamina en el nostre entorn no és un mite. En ambdós casos, el cribratge de drogues tradicional per immunoassaig va resultar negatiu. No obstant això, la detecció de les dues substàncies, probablement va permetre salvar la vida dels pacients. Les concentracions seriades de α-PVP en el sèrum per primera vegada, varen permetre el càlcul de la t1/2 a una intoxicació aguda no fatal. Aquesta dada permetrà estimar la durada dels síntomes a futurs pacientes. La detecció de paracetamol en orina (PCTo) és útil per descartar la ingesta del fàrmac a partir de la primera hora després de la presa. Un resultat negatiu pot evitar la realització d’una presa de mostra invasiva en la població pediàtrica. En els pacients diabètics en tractament amb metformina i amb acidosi làctica, la presencia a l’ingrés de criteris de sèpsia i l’existència de comorbiditats poden ser factors associats a mortalitat.