Förenklad analys av etylenglykol kan ge snabbare diagnos vid förgiftningsfall

Etylenglykol (etan-1,2-diol) är en luktfri och sötaktig ­vät­s­­ka med hög kokpunkt som i en blandning med vatten används som frostskyddsmedel, framför allt i kylarvätska för fordon (»glykol«), men även i värmeväxlingssystem (solfångare) och som lösningsmedel i olika vardagsprodukter. Förgiftning med etylenglykol är relativt vanlig i Sverige [1], och mycket farlig utan snabb behandling, eftersom även små intag kan orsaka allvarlig irreversibel organskada och till och med leda till dödsfall [2, 3]. Intag i storleksordningen 1,5 mg/kg kan vara dödligt utan behandling. 

Bland barn är de flesta förgiftningsfallen oavsiktliga, och även hos vuxna förekommer det att etylen­glykol förväxlas med dryck. Det vanligaste scenariot­ är dock att intaget skett i berusnings-, självskade- ­eller suicidsyfte. I dessa fall är det vanligare att en större mängd förtärts och att förgiftningen därmed blir allvarligare. Även hundar och katter kan drabbas av allvarliga och ibland dödliga förgiftningar om de slickar i sig utspilld kylarvätska [4]. Under 2018 registrerade Giftinformationscentralen 610 frågor om etylenglykol, vilket var en 50-procentig ökning jämfört med 2015 [1]. 

Symtom vid etylenglykolförgiftning

Etylenglykol absorberas snabbt från mag–tarmkanalen och ger berusningssymtom liknande dem av etanol, men modersubstansen är i sig inte toxisk [2, 3]. Maximal koncentration i blodet ses 1–2 timmar efter intag, och halveringstiden är cirka 3 timmar. I levern omvandlas etylenglykol av enzymet alkoholdehydrogenas till glykolaldehyd och vidare via aldehydde­hydrogenas till de toxiska syrametaboliterna glykolat och oxalat [2, 3, 5]. 

Etylenglykolintag leder initialt till berusning. Ungefär 4–6 timmar efter intaget uppkommer dock en tilltagande metabol acidos med stegrat anjongap. Acidosen speglar en ansamling av toxiska syrametaboliter. Om förgiftningen inte behandlas kan acidosen bli mycket allvarlig och organskador tillstöta. Den vanligaste organskadan som kan ses efter en etylen­glykolförgiftning är njurpåverkan, framför allt orsakad av renal utfällning av kalciumoxalat. Den akuta njursvikten kan vara påtaglig med anuri och leda till dialysbehov [2]. Vid mycket svåra förgiftningar kan andra skador som medvetandesänkning, kramper, hjärn­ödem och neurologiska sequelae uppkomma. Dessutom förekommer svår hypokalcemi på grund av komplexbildning mellan oxalat och kalcium, vilket bland annat kan orsaka arytmier och cirkulationssvikt. Ett samtidigt etanolintag fördröjer symtomutvecklingen, och förekomst av etanol bör därför kontrolleras vid misstanke om etylenglykolförgiftning. 

Symtombilden vid etylenglykolförgiftning är dosberoende och ibland svårtolkad, särskilt om uppgift om etylenglykolintag inte framkommer. Ju tidigare i förloppet behandling sätts in, desto mindre blir risken för organskada [5]. Etylenglykolförgiftning bör alltid misstänkas vid oklar och svårkorrigerad metabol acidos.

Diagnos av etylenglykolförgiftning

Etylenglykolförgiftning fastställs genom påvisande av modersubstansen i ett plasma- eller serumprov, och antidotbehandling rekommenderas när koncent­rationen överstiger 4 mmol/l.  Ett problem är att endast ett tiotal större laboratorier i Sverige erbjuder toxikologisk analysservice för etylenglykol dygnet runt (»24/7-service«) och ytterligare några under dagtid. Det beror på att etylenglykol mäts med gaskromatografi med flamjonisationsdetektor, vilket är en relativt avancerad metod som saknas på mindre laboratorier. Konsekvensen blir att prov för etylenglykolmätning i vissa fall måste skickas med taxi flera tiotal mil, vilket kraftigt försenar diagnosen och fordrar resurs­krävande och ibland onödig och utdragen provtagning och patientövervakning.

I avvaktan på ett laboratoriesvar kan det vara svårt att fastställa orsaken till symtomen, eftersom symtombilden är ospecifik. Tilltagande acidos med ett »laktatgap« (skillnad mellan laktatnivåer med olika analysmetoder), ett kraftigt förhöjt osmolalitetsgap (åtminstone tidigt i förloppet) och/eller påvisande av oxalatkristaller i urinen kan stärka diagnosen [2, 3, 5, 6]. 

Behandling av etylenglykolförgiftning

Intag av etylenglykol ska alltid betraktas som farligt, och vid stark misstanke bör behandling påbörjas snarast för att förhindra att etylenglykolen omvandlas till sina toxiska metaboliter. Behandlingsprincipen är att blockera alkoholdehydrogenas med antidot så att inte mer metaboliter bildas [2, 7]. Detta sker genom kompetitiv inhibering av enzymet, antingen genom kontinuerlig etanolinfusion till en stabil blodkoncent­ration på ungefär 20 mmol/l, vilket kräver löpande etanolmätningar, eller genom infusion av 15 mg/kg fomepizol (4-metylpyrazol) under 30 minuter, vilket inhiberar enzymet i 12 timmar, och därefter 10 mg/kg var 12:e timme [8, 9]. Fomepizol är dyrare, men intensivvårdsinsatsen är betydligt mindre krävande. 

Vid påtaglig acidos bör även hemodialys startas för att påskynda eliminationen av etylenglykol och dess metaboliter. Antidotbehandling ska fortsätta tills all etylenglykol har utsöndrats, vilket vid hög koncentration kan ta flera dygn, eftersom halveringstiden förlängs kraftigt vid inhibering av alkoholdehydrogenas [10]. Om patienten dialyseras förkortas dock halveringstiden påtagligt. För att kunna bestämma behovet av fortsatt antidotbehandling och dialys behöver således koncentrationsnivån av etylenglykol kunna mätas upprepat så att otillräcklig behandling, eller överbehandling, undviks [3].

Förenklad laboratorieanalys av etylenglykol

Eftersom etylenglykol är ett relativt vanligt och mycket farligt förgiftningsmedel där det är extra viktigt, men ibland omöjligt, att få ett snabbt provsvar [1], har Equalis expertgrupp för läkemedel och toxikologi utvärderat en enklare enzymatisk metod för kvantitativ etylenglykolmätning i plasma eller serum [11], som visat lovande resultat [12, 13]. Metoden är en vidareutveckling av en äldre analysmetod [14, 15] och baseras på absorbansmätning av NADH-bildning (340 nm) från etylenglykol och NAD+ via enzymet glyceroldehydrogenas. Eftersom metoden kan användas med många olika analysinstrument som finns väl spridda på landets laboratorier, skulle den kunna förbättra tillgången till akut analysservice för etylenglykol (Fakta 1).

Studien utfördes på ett rutinanalysinstrument (Beckman Coulter DxC 700 AU) vid Klinisk farmakologi, Karolinska universitetslaboratoriet i Huddinge. Som provmaterial användes serumprov från rutin­analysen av etylenglykol vid Karolinska universitetslaboratoriet och Region Skåne (avidentifierat överskottsmaterial), kvalitetskontrollprov (serum med tillsats av etylenglykol) från Equalis (Uppsala) samt serum som tillsatts andra substanser för att undersöka eventuell analytisk interferens. Region Skånes gaskromatografi-metod var referensmetod.

Den enzymatiska etylenglykolmetoden gav helt linjär respons i mätintervallet 1–50 mmol/l (r = 0,999, P < 0,0001) och visade mycket god överensstämmelse med motsvarande resultat från gaskromatografin för både patientprov och externa kontrollprov i intervallet 0–80 mmol/l (Figur 1). Den enzymatiska metoden gav överlag något högre mätvärden än gaskromatografi, vilket dock visade sig bero på en motsvarande skillnad i metodernas kalibratorlösningar. Metodens analytiska precision var dessutom mycket god med en variationskoefficient (fem mätningar/dag under fem dagar) på endast 3,3 procent för ett lågt patientprov som innehöll 1,0 mmol/l etylen­glykol och ännu lägre variationskoefficient (1,6 procent) för ett högt prov med 22 mmol/l. Ingen interferens noterades för etanol, metanol, isopropanol, propan-1,3-diol eller aceton i relevanta koncentrationer, medan en hög koncentration (1 promille) propylen­glykol (propan-1,2-diol), som också används som frostskyddsmedel, gav svag positiv interferens motsvarande 1 mmol/l etylenglykol. Detta bedömdes dock inte ha någon klinisk betydelse eftersom beslutsgränsen för att påbörja antidotbehandling vid etylenglykolförgiftning är 4 mmol/l och propylenglykol dessutom är i princip ofarligt att förtära. Den enzymatiska metoden var snabb, och provsvar erhölls redan inom 15–30 minuter. 

Konklusion

Den enzymatiska metoden erbjuder enkel och snabb mätning av etylenglykol i plasma eller serum i ett kliniskt relevant koncentrationsområde. Metoden möjliggör tillförlitlig mätning ned till åtminstone 1 mmol/l, vilket kan vara viktigt för att påvisa förgiftning hos patienter som kommer under sjukhusvård i ett sent skede [5]. Denna nivå, eller lägre, rekommenderas som nedre svarsgräns för etylenglykol, oberoende av metod. En inventering av de svenska laboratoriernas gränsvärden för etylenglykol med gaskromatografi visade dock att flera inte rapporterar lägre mätvärden än 3 mmol/l. Resultat från Equalis externa kvalitetskontrollprogram för etylenglykol från 2017–2019 visade dessutom på relativt stor spridning i mätvärden (variationskoefficient mellan laboratorier ofta på 15–20 procent) vid koncentrationer under 5 mmol/l, vilket visade på förbättringsbehov. En nackdel med gaskromatografi för etylenglykol är att samma instrument ofta utnyttjas för mätning av andra alkoholer (etanol, metanol och isopropanol) och aceton, varför dessa analyser får vänta under tiden som instrumentet utnyttjas för etylenglykolmätning. 

Resultaten från denna studie indikerar att användning av en enklare analysmetod, som kan automatiseras med vanligt förekommande mätinstrument, kan förbättra tillgången till akut toxikologisk analysservice för etylenglykol. Som jämförelse kan nämnas att akut analys av paracetamol, ett annat vanligt och farligt förgiftningsmedel [16, 17], där mätningen utförs med enklare analysinstrument, i dag finns tillgänglig vid fler än 40 laboratorier runt om i landet, medan endast ett tiotal större laboratorier utför akut etylenglykolmätning med gaskromatografi. 

God tillgänglighet till akut toxikologisk analysservice är ofta avgörande för att snabbt kunna diagnostisera olika förgiftningar [1, 18]. Resultat från rutin­analys av etylenglykol vid Karolinska universitetslaboratoriet och Region Skåne visar att fler än hälften av alla prov antingen var negativa eller innehöll en lägre koncentration än 4 mmol/l, vilket är beslutsgränsen för insättande av antidotbehandling. Detta indikerar att en förbättrad akut analysservice för etylenglykol, förutom att snabbt kunna ställa korrekt diagnos, även skulle innebära att många resurskrävande misstänkta förgiftningsfall kunde avskrivas i ett tidigt skede. Ett etylenglykolresultat med den enzymatiska metoden kan senare, om så önskas, verifieras genom gaskromatografianalys, eventuellt kompletterat med mätning av glykolat, vilket kan vara en bättre prognostisk markör än etylenglykol [3].