EDUARDO C.A. NOGUERA1, WAFFA HAMES2, SILVIA BERTOLA3, GUSTAVO MOTHE1

1 Servicio de Medicina Nuclear y 3 Gastroenterología, Hospital Privado de Córdoba;
2Servicio de Clínica Médica, Hospital Misericorida, Córdoba

Key words: helicobacter pylori, breath test, 14C urea.

Resumen

La prueba de la respiración con 14C urea diagnostica la infección en el estómago por el Helicobacter pylori (HP) al detectar la enzima ureasa producida por la bacteria, la que hidroliza la urea a 14CO2, el que se elimina en el aire espirado donde puede detectarse midiendo la radioactividad en un contador de centelleo líquido. Nuestros objetivos fueron; a) el empleo de la prueba con 14C urea en el diagnóstico de infección por HP en pacientes con síntomas gastroduodenales en el marco de un hospital general, b) evaluar la sensibilidad/especificidad de la prueba. Se estudiaron 125 pacientes después de la administración oral de 14C urea, con el propósito de determinar la presencia o ausencia de ureasa gástrica, cuantificando a los 10-20-30 min la cantidad de 14CO2 (% dosis administrada) en el aire espirado. Los pacientes se dividieron en 2 grupos; 1) no infectados (n = 64), 2) infectados (n = 41) por HP, según el 14CO2 excretado en la respiración fuera mayor o menor del 1% de la dosis administrada. Los pacientes no infectados, comparado con los infectados mostraron valores medios de 14CO2 espirado, significativamente más bajos a los 10 min (0.36 ± 0.046% · vs 4.33 ± 0.45%) a los 20 min (0.31 ± 0.037% vs 3.60n ± 0.31%) y 30 min (0.26 ± 0.035% vs 2.61 ± 0.21%). En 38 pacientes el 14CO2 espirado se correlacionó con la presencia (n = 22) o ausencia (n = 16) de H. pylori en las biopsias antrales de los pacientes con HP presente (HP-positivos), 16 (76%) tenían lesiones histológicas de gastritis antral crónica, 3 (14%) gastritis antral aguda y 3 (14%) úlceras duodenales por endoscopia. En 19 de los 22 pacientes, los valores medios de 14CO2 excretado eran superiores al 1% (sensibilidad: 86% exactitud diagnóstica y valor predictivo positivo del 84 y 86% respectivamente) para detectar la presencia de la enzima ureasa producida por HP. En 13 de los 16 pacientes con biopsias antrales negativas para HP, la excreción del 14CO2 fue inferior al 1% (especificidad 81%, y valor predictivo negativo del 82%). Concluimos en que la prueba de la respiración con 14C urea es simple, no invasiva, fácil de realizar para detectar con alto grado de confianza la presencia o ausencia de ureasa gástrica producida por HP.

Abstract

Helicobacter Pylori: 14C urea breath test in clinical practice in a general hospital. Using isotope methods we studied in 125 patients the absence or presence of gastric urease. Carbon 14 urea was given orally, breath samples were collected over a 30 min period, and the amount of 14CO2 excreted every 10 min was determined. The patients were divided in two groups: 1) uninfected with Helicobacter pylori (HP) (n = 64), 2) infected (n = 41), depending on whether the excretion of the 14CO2 in the breath was greater o lower that 1% of the administered dose. Compared with the infect ed patients the uninfected patients have shown a mean values of 14CO2 in the breath significantly lower at 10-20-30 min. Among 38 patients who underwent both the 14C urea breath test and endoscopy biopsy of the antral mucosa for histological examination, 22 (58%) and 16 (42%) showed positive or negative HP on biopsy respectively. among these HP-positive patients, 16 (73%) had chronic gastritis, 3 (14%) gastritis acute and 3 (14%) has duodenal ulcer. Excretion of 14CO2 in breath, lower than 1% and higher than 1% has a specificity of 81% and sensitivity accuracy, positive predictive power of 86%, 84% and 86% respectively. In conclusion 14C urea breath test is a simple noninvasive and easy way to detect with high degree of confidence the presence or absence of gastric urease.

Dirección postal: Dr. Eduardo C.A. Noguera, hospital Privado Centro Médico de Córdoba, Naciones Unidas 346, 5016 Córdoba, Argentina
Fax (051) 688275; e-mail: imogenhp@nt.com.ar

Recibido: 28-IV-1997 Aceptado: 26-XI-1997

El Helicobacter pylori (HP) es una bacteria gram negativa espiralada, que ha sido implicada en la patogénesis de las úlceras duodenales y/o gástricas no causadas por drogas antiinflamatorias, de la gastritis crónica activa de tipo B (no autoimune), y probablemente del cáncer gástrico y del linfoma gástrico asociado a la mucosa o MALT no Hodgkin1-3. Actualmente ella es considerada causante de una de las infecciones crónicas más frecuentes en humanos4, y su importancia en las enfermedades gastroduodenales se pone de manifiesto al conocerse que del 30-50% de los pacientes con dispepsia no ulcerosa5, el 80-95% de los con úlcera duodenal y el 70-90% de los con úlcera gástrica, están infectados con el HP2-3.
El diagnóstico de la infección con HP puede ser realizado mediante: 1) estudios invasivos: que consisten en realizar, en las biopsias antrales obtenidas durante la realización de la esofagogastroduodenoscopia los siguientes métodos; a) cultivo u observación directa del HP, b) reacción en cadena de la polimerasa (PCR); o c) determinación de la producción de ureasa por la bacteria mediante rápidas pruebas colorimétricas6; 2) estudios no invasivos: a) determinnado la presencia serológica de anticuerpos IgG, o b) detectando en la respiración el CO2 espirado y generado por el desdoblamiento de urea marcada (ya sea con C13 o C14 en presencia de ureasa en mucosa gástrica, en los casos de infección por HP7-9.
Los objetivos de este trabajo fueron: a) comunicar los resultados obtenidos en nuestra institución con la prueba de la respiración empleando urea marcada con C14 en el diagnóstico de infección gástrica por HP en pacientes con síntomas gastroduodenales, b) evaluar la sensibilidad, especificidad, valor predictivo positivo y exactitud diagnóstica del C14 urea para detectar la actividad de la enzima ureasa producida por la infección de HP en el estómago.

Material y métodos

Se estudiaron 125 pacientes (63 mujeres y 62 hombres), con una edad promedio de 38 años ± 19 años (rango 4-75 años) referidos al Servicio de Medicina Nuclear del Hospital Privado de Córdoba, para cuantificar la excreción de C14O2 en el aire espirado después de la administración oral de C14 urea. (Du Pont NEN, Estados Unidos).
Los pacientes fueron referidos por las siguientes indicaciones clínicas: a) síntomas dispépticos, o b) úlcera péptica diagnosticada mediante esofagogastroduodenoscopia.
En 38 pacientes se efectuó esofagogastroduodenoscopia con biopsias del antro gástrico, las que fueron procesadas en forma rutinaria y coloreadas con hematoxilina-eosina y examinadas para estudios histológicos para determinar la presencia o ausencia de HP.

Prueba de la respiración con C14 urea

a) Materiales

Se prepararon 4 viales de conteo, marcados basal, 10-20-30 min. Cada vial contenía 1 ml de hydróxido de hyamina (1M en methanol) 2 ml de etanol y 8 gotas de fenolftaleína como indicador de color.

b) Preparación de la solución estándar

De la solución de C14 urea se extrajo mediante jeringa de tuberculina una alícuota, que fue diluida en agua en un matraz de 250 cc. Con una pipeta se transfirió 1 ml a un vial de conteo.

c) Pacientes

Todos los estudios fueron realizados en ayunas y después que los pacientes suspendieran la medicación con antiácidos, bloqueantes de los receptores H2 e inhibidores de la bomba de protones, durante por lo menos 48 hrs y los antibióticos, durante 3-4 semanas. Se determinó el peso en Kg del paciente.

d) Procedimiento para la recolección del aire espirado

Después que los pacientes higienizaban su cavidad bucal mediante repetidos buches con agua, se tomó una muestra basal del aire espirado, a través de un sorbete plástico, en el vial de conteo. Los pacientes espiraron hasta que la fenolftaleína viraba del color violeta al incoloro, lo que indica la completa neutralización del hidróxido de hyamina por 2 mmol de CO2. Posteriormente los pacientes tomaron en un vaso con 20 cc de agua que contenía el C14 urea. En los adultos la dosis fue de 10 uCi, y en los niños se la calculó aplicando la siguiente fórmula: edad en años + 1/(edad en años + 7) x dosis del adulto. Después de la administración del isótopo, se tomaron muestras del aire espirado a los 10-20-30 min en los respectivos viales de conteo. Al finalizar la recolección del aire espirado, se agregó a cada frasco 6 ml de líquido de centelleo, contando luego las muestras de los pacientes y del estándar en un contador beta de centelleo líquido.

Cálculo de 14CO2 en el aire espirado:

La actividad medida en cada muestra del aire espirado se multiplicó por el peso del paciente en Kg, con la finalidad de considerar la producción endógena de CO2 en mmol. La cuantificación del 14CO2 espirado, se calculó con la siguiente ecuación;
14CO2 espirado (% dosis administrada) = actividad muestras al Tiempo (t) x peso (kg)/ (actividad estándar x dilución) x 100.

Análisis de la prueba de respiración con C14 urea:

Los pacientes fueron divididos en dos grupos, de acuerdo a resultados previamente publicados por nosotros10;
a) No infectados por HP: cuando en las muestras del aire espirado, tomadas a los 10-20-30 minutos después de la administración del isótopo, la excreción de CO2 era menor al 1% de la dosis administrada.
b) Infectados por HP: cuando en cualquiera de las muestras del aire espirado, la excreción de CO2 fue mayor al 1% de la dosis administrada.

Análisis estadístico

Los resultados son presentados como la media ± error estándar (E.S.). Para la comparación estadística de las variables se utilizó el test de Anova. Fue considerado significativo un valor de p < 0.05.
Para la evaluación de la prueba de la respiración con 14C urea, se calculó la sensibilidad, especificidad, exactitud diagnóstica, y valor predictivo positivo, aplicando fórmulas convencionales11. Los cálculos fueron efectuados aplicando el análisis sobre la presencia o ausencia del HP en las biopsias gástricas.

Resultados

Los 125 estudios realizados con C14 urea se analizaron dividiendo los resultados en 2 partes; 1) los resultados en los pacientes no infectados, e infectados por HP, y 2) la comparación del 14CO2 espirado con las biopsias del antro gástrico obtenidas durante la endoscopia digestiva, para la presencia o ausencia del HP y diagnóstico histológico.
1) a) Pacientes no infectados por HP: (n = 64). La edad media de los pacientes fue de 35 ± 2 años (rango entre 4 y 75 años). En el aire espirado los valores medios de 14CO2 fueron; 10 min: 0,36 ± 0.046%; 20 min: 0.30 ± 0.037%; 30 min: 0.26 ± 0.035%.
b) Pacientes infectados por HP (n = 41). La edad media de los pacientes fue de 44.2 ± 2 años (rango entre 7 y 75 años) diferencia no significativa comparada con el grupo de pacientes no infectados.
Los valores medios del 14CO2 espirado fueron: 10 min: 4.33 ± 0.45%; 20 min: 3.60 ± 0.31%; 30 min: 2.61 ± 0.21%. Estos valores comparados con los del grupo de pacientes no infectados son significativamente más elevados. (Tabla 1) (Gráfico 1).

Composición del resultado de la prueba

En treinta y ocho de los 125 pacientes (30%) se relacionó el nivel de 14CO2 espirado con la presencia o ausencia del HP en las biopsias del antro gástrico obtenidas durante la endoscopia digestiva. En 34 de los 38 pacientes el diagnóstico histológico fue de gastritis antral (89%), en 27 antral crónica (79%) y en 7 antral aguda (21%), los 4 pacientes restantes (11%) tenían úlceras duodenales por endocopia.
En las biopsias del antro gástrico el HP estuvo presente en 22 de los 38 pacientes (58%), y ausente en 16 (42%). De los pacientes HP-positivos, 16 (73%) tenían gastritis antral crónica, 3 (14%) gastritis antral aguda y 3 (14%) úlceras duodenales. En cambio los pacientes con HP ausente, 10 (62%) tenían gastritis antral crónica, 5 (31%) gastritis antral aguda y el paciente restante, úlcera duodenal.
En 19 de los 22 pacientes con HP en las biopsias del antro gástrico, los valores medios de 14CO2 espirado eran superiores al 1% (sensibilidad, 86%), en los 3 pacientes restantes (14%) el 14CO2 espirado fue inferior al 1% (falso negativo).
En 13 de los 16 pacientes, en las biopsias el HP estuvo ausente; (HP negativos) en ellos, los valores medios de 14CO2 espirado fueron inferiores a 1% (especificidad: 81%) y en los 3 pacientes restantes (19%) los valores del 14CO2 espirado fueron superiores al 1% (falsos positivos).
La exactitud diagnóstica y valor predictivo positivo de la prueba de la respiración con 14C urea, para el diagnóstico de infección gástrica con HP fue del 84 y 86% respectivamente.
También se calculó la sensibilidad/especificidad de cada muestra por separado. El análisis revela que la muestra obtenida a los 30 min comparada con las muestras obtenidas a los 10 - 20 min respectivamente, tiene menor sensibilidad (68 vs 86%), menor exactitud diagnóstica (79 vs 84%), mayor especificidad (94 vs 81%) y mayor valor predictivo positivo (93 vs 86%). Por el contrario es menor el valor predictivo negativo (68 vs 82% respectivamente), para excluir la presencia de ureasa producida por el HP. (Tabla 3).
Análisis individual de los resultados discordantes entre la excreción de 14 CO2 espirado y las biopsias del antro gástrico.

a) Resultados falsos positivos

El análisis individual de las muestras del aire espirado revela que uno de los pacientes a los 10 min tenía un nivel de 14CO2 espirado de 1,2%, e inferior al 1% en las muestras a los 20 y 30 min respectivamente. Por el contrario, los 2 pacientes restantes tenían niveles de 14CO2 elevados en todas las muestras (10 min: 3.16% y 2.2%; 20 min: 2.76% y 1.9%; 30 min; 2.22% y 1.34% respectivamente). Estos valores sugieren que dichos pacientes tenían ureasa gástrica producida por el HP, con probablemente histología falsamente negativa. La exclusión de esos 2 pacientes aumenta la especificidad y exactitud diagnóstica de la prueba con 14 urea al 93 y 89% respectivamente, y disminuye los falsos positivos al 7%.

b) Falsos negativos

En todas las muestras la excreción de 14CO2 espirado fue inferior al 1% de la dosis administrada.

Discusión

En los últimos años la literatura se ha ocupado profusamente de la infección gastroduodenal por HP.12
Clínicamente, el diagnóstico de infección por HP puede ser efectuado por métodos invasivos y no invasivos. Los primeros incluyen la endoscopia gastroduodenal con biopsia gástrica procesada para la demostración histológica del H.P., la rápida presencia tisular de ureasa mediante métodos colorimétricos, el cultivo o la PCR. De estos procedimientos, los más sensibles y específicos son la presencia histológica del HP y la actividad tisular de ureasa.13
Entre los métodos diagnósticos no invasivos para detectar la infección por HP se cuentan el ELISA para determinación de anticuerpos IgG o las pruebas de respiración que consisten en administrar por vía oral urea marcada, ya sea con el isótopo estable C13 o el isótopo radioactivo C14, para así medir la actividad del CO2 en la respiración.14, 15 Esta prueba se basa en la hidrólisis de la urea (marcada sea con C13 o C14) por la enzima ureasa del HP con producción de amonio, bicarbonato y CO2 (que transporta el C13 o C14), el cual difunde por la mucosa gástrica y es llevado por la circulación al pulmón, eliminándose en el aire espirado, desde donde puede ser recolectado para su posterior medición en un espectrometro de masa o un contador de centelleo líquido según se haya empleado como sustrato a urea marcada con C13 o C14, respectivamente. Por el contrario, cuando noy hay actividad enzimática, disminuye la producción gástrica de CO2 y por tanto su eliminación en el aire espirado.
En este estudio, para detectar la presencia o ausencia de infección por HP usamos la prueba de respiración con urea marcada con C14 dado su bajo costo y disponibilidad, a diferencia de la C13 urea que es de costo elevado para uso rutinario en nuestro medio. Al analizar los valores de 14CO2 en la respiración, no se observaron diferencias significativas entre la edad de los pacientes considerados no infectados comparados con los pacientes infectados (Tabla 1). Estos resultados difieren del estudio de Cutler y col.16, quienes empleando 13C urea encontraron que los sujetos HP-negativos eran más jóvenes que los pacientes infectados con HP.
En concordancia con otros estudios9, encontramos una alta frecuencia de infección por HP en pacientes con gastritis antral crónica y úlcera duodenal. (Tabla 2).
En treinta y ocho pacientes, la correlación entre la prueba de la respiración con C14 urea con la presencia o ausencia de HP en las biopsias del antro gástrico, demostró que el 14CO2 espirado tiene una sensibilidad del 86% y una especificidad del 81%. La sensibilidad de la prueba con 14C urea es similar a la de otros autores, pero la especificidad del 81% es inferior, lo que puede ser explicado porque comparamos el 14CO2 espirado con biopsias obtenidas únicamente del antro gástrico, asumiendo que este método de referencia es 100% sensible. Sin embargo, es un hecho conocido que para excluir con certeza la infección por HP, es necesario también efectuar biopsias del cuerpo del estómago, ya que el HP puede colonizar en este sitio sin estar presente en el antro gástrico. Esto podría explicar 2 de los 3 estudios, con valores elevados de 14CO2 espirado sin visualización histológica del HP (falsos positivos). Peura y col17 consideran que estos pacientes tienen alta probabilidad de estar infectados por HP, aun en ausencia de visualización histológica de la bacteria; si en el caso de nuestro estudio adoptamos esos criterios la especificidad del 14CO2 espirado aumenta del 81 al 93%. Además, es importante consignar que una de las principales ventajas del C14 urea es que investiga en toda el área gástrica la presencia de la actividad de ureasa del HP, a diferencia de las muestras biópsicas que son más propensas a errores de muestreo.
El cálculo de sensibilidad/especificidad de cada muestra por separado, revela que la obtenida a los 30 min de la administración del isotopo tiene menor sensibilidad y mayor especificidad con respecto a las muestras obtenidas a los 10 y 20 minutos de la administración del C14 urea. Estos resultados sugieren que la prueba de respiración con 14C urea, con los análisis del nivel de 14CO2 espirado a los 10 min y 20 min después de la administración del isótopo, puede ser realizada con alta sensibilidad/especificidad/valor predictivo positivo/valor pre-dictivo negativo para sugerir la presencia o ausencia de ureasa gástrica producida por HP (Tabla 3), con la ventaja adicional de disminuir el tiempo de realización del estudio, y sus costos. Estos resultados pueden compararse a los de Logan y col.7 y Peura y col17 con C13 o C14 urea.
De acuerdo a nuestros resultados, cuando clínica-mente se indica la prueba de respiración con 14C urea para determinar la presencia o ausencia de infección por HP, un valor de 14CO2 en el aire espirado superior al 1% de la dosis administrada tiene una exactitud diagnóstica del 84% y un valor predictivo positivo del 86%; por el contrario, cuando el valor del 14CO2 espirado es inferior al 1%, la prueba tiene una especificidad y un valor predictivo negativo del 81 y 82%, respectivamente.
En conclusión, la prueba de respiración con 14C urea es un método no invasivo, simple de realizar, que detecta con alto grado de confianza la presencia o ausencia de ureasa gástrica producida por HP. Además, desde el punto de vista de la exposición del paciente a la radiación por el 14C, la misma es no dosable.15

Agradecimientos: A Tomas Caeiro por comentarios y revisión crítica, a Carmen Sanchez por la colaboración en el análisis retrospectivo de las biopsias gástrica y a Adela Jaime y Fabian Holmann por su asistencia técnica.

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TABLA 3.- Prueba de la respiración con 14C urea; sensibilidad/especificidad/valor predictivo positivo/negativo y exactitud diagnóstica de cada muestra de 14CO2 espirado, en 38 pacientes no infectados e infectados con Helicobacter pylori. Correlación con la presencia o ausencia de la bacteria en las biopsias del antro gástrico

14CO2 en el aire espirado H.Pylori: en biopsias del antro
(% dosis administrada Gástrico Valor predictivo exactitud
de 14C urea
Tiempo de las muestras presente (HP+) Ausente (HP-) Total Positivo-negativo diagnóstica

I) 10 min
a) No infectados 3 13 16
(FP = 0.19) (VN = 0.81) 82% 84%
b) Infectados 19 3 22 86%
(VP = 0.86) (FN = 0.14)

Total 38
II) 20 min
a) No infectados 3 14 17
(FP = 0.13) (VN = 0.88) 82% 87%
b) Infectados 19 2 21 90%
(VP = 0.86) (FN = 0.13)

Total 38

III) 30 min
a) No infectados 7 15 22
(FP = 0.06) (VN = 0.94) 68% 79%
b) Infectados 15 1 16 93%
(VP = 0.68) (FN = 0.32)

Total 38

HP = Helicobacter pylori
FP = Falso positivo; VN = Verdadero negativo (especificidad); VP = Verdadero positivo (sensibilidad)
FN = Falso negativo.

Figura 1.- 14CO2 espirado. Valores medios a los 10-20-30 min después de la administración de 14C urea en pacientes infectados y no infectados con Helicobacter pylori

TABLA 1.- Comparación de resultados de 14CO2 en el aire espirado a los 10-20-30 minutos después de la administración oral de 14C urea entre los pacientes considerados no infectados e infectados por Helicobacter pylori (Media ± E.S.)

Pacientes N edad (años) 10 min 20 min 30 min

1) No infectados 64 41 ± 2 0.36 ± 0.046 0.30 ± 0.037 0.26 ± 0.035
(14CO2 < 1%)

2) Infectados: 61 37 ± 2 4.33 ± 0.37 (*) 3.60 ± 0.31 (*) 2.61 ± 0.21(*)
(14CO2 > 1%)

14CO2 = % dosis administrada
(*): diferencia significativa con respecto al grupo de pacientes consideerados no infectados por Helicobacter pylori

TABLA 2.- Resultados de la prueba de respiración con 14C urea, en 38 pacientes con
biopsias antrales

Comparación de la prueba de respiración con Helicobacter pylori en biopsias del
14C urea con los hallazgos histológicos y/o antro gástrico
endoscopicos (N) Presente (H.P.+) Ausente (H.P.-)

1) Lesiones histológicas o endoscópicas 38 22 16

2) Gastritis antral
a) Crónica 26 16 10
b) Aguda 8 3 5

3) Ulcera duodenal 4 3 1

4) 14CO2 espirado 38
a) < 1% 14CO2 16 3 13
b) > 1% 14CO2 22 19 3

5) Valor diagnóstico para la presencia o
ausenciade ureasa en la mucosa gástrica
a) Sensibilidad 86%
b) Especificidad 81%
c) Valor predictivo positivo/negativo 86% 82%
d) Exactitud diagnóstica 84%