Screeningový test sputa k vyloučení pneumonie v časném stadiu (self-test)

Infekce dolních cest dýchacích je závažná situace, která se může náhle zkomplikovat sepsí, respiračním selháním, nekrózou plicní tkáně a dysfunkcí více orgánů. Empirická léčba antibiotiky se proto běžně zahajuje, jakmile je podezření na infekci a jsou provedeny kultivace a/nebo jiné diagnostické testy, což představuje hlavní důvod pro předepisování antibiotik. Rozsáhlé nadměrné a nesprávné užívání antibiotik vedlo ke vzniku mnoha rezistentních bakteriálních kmenů, které představují velkou zdravotní hrozbu. Existuje kritická potřeba praktických řešení, jak zabránit nadměrnému užívání antibiotik, zejména v komunitách, kde jsou antibiotika dostupná bez lékařského předpisu.

Patofyziologické studie ukazují, že infekce není výsledkem samotného přemnožení bakterií nebo virů, ale spíše průniku mikroorganismů za imunitní systém hostitele. Proto stanovení infekce vyžaduje vyšetření jak přítomnosti mikroorganismů, tak i obranných mechanismů aktivovaných v těle pacienta. Přemnožení bakterií vede k zánětu plicní tkáně, náboru bílých krvinek do infikované oblasti a produkci a uvolňování chemokinů a cytokinů, což může způsobit naplnění plicních sklípků tekutinou, což vede u pacienta ke kašli s hlenem nebo hnisem, horečce zimnice a dušnost.

Mikrobiologická diagnostika infekcí dolních cest dýchacích vyžaduje posouzení invazního mikroorganismu vyšetřením sputa pomocí mikroskopie, kvantitativní kultivace a PCR. Nicméně taková mikrobiologická vyšetření mají omezenou hodnotu v léčbě pneumonie. Polymikrobiální flóra ztěžuje interpretaci kultur pacientů s chronickou bronchitidou. Je také obtížné vyhodnotit kultury z nozokomiální pneumonie, protože patogenní bakterie jsou často totožné s bakteriemi vyskytujícími se v krční flóře. Imunosuprimovaní pacienti často produkují sputum obsahující nízký počet bílých krvinek. Klinické příznaky pacienta, jako je stav dýchání a krevního oběhu, jsou nejspolehlivějšími markery pro stanovení účinnosti léčby.

V praxi většina lékařů volí vyšetření dalších markerů v časných stádiích, aby pečlivě sledovali účinky terapie, zejména u vysoce rizikových pacientů, kteří byli přijati na jednotky intenzivní péče. Mezi běžně používané systémové markery patří tělesná teplota, C-reaktivní protein (CRP), prokalcitonin (PCT) a interleukin 6 (IL-6). Koncentrace hepatocytového růstového faktoru (HGF) se údajně zvyšuje během poškození orgánů, jako je poškození způsobené infekčními chorobami. Studie ukazují zvýšené koncentrace HGF v séru a kondenzátu vydechovaného dechu pacientů s pneumonií, přičemž přítomnost HGF významně koreluje s přežitím. Kromě toho hladiny HGF výrazně klesají během 48 hodin od zahájení vhodné antibiotické terapie. Výsledky povrchové plasmonové rezonance (SPR) ukazují, že HGF produkovaný během akutní infekce vykazuje vysokou afinitu ke složce extracelulární matrice heparansulfát proteoglykan (HSPG). Tato zjištění naznačují, že hodnocení HGF ve sputu by mohlo být nástrojem pro detekci bakteriální infekce v místě poranění.

Proteiny mohou být detekovány na základě jejich specifické interakce s odpovídající protilátkou. Tento systém měření se však opírá o specializované zdroje, což omezuje jeho použitelnost v nevybavených centrech nebo jako autotest. Metachromázie je charakteristická změna barvy projevující se některými anilinovými barvivy po navázání na chromotropní látky. Tento jev byl široce používán v histologii. Methylenová modř (O-Toluidin) je vynikající metachromatické barvivo, které se po navázání na vysokomolekulární polysacharidy, jako je sulfatovaný glykan, mění z modré na růžové. Růžové barvivo se poté rychle změní zpět na modré po přidání úměrného množství proteinu s vysokou afinitou k sulfatovanému glykanu (invertovaná metachromacie).

Zde výzkumníci použili tento přístup k vývoji nového proužkového testu - zde uváděného jako indexový text - k posouzení přítomnosti dextran-sulfát-vazebných proteinů ve sputu. Vyšetřovatelé poté zhodnotili přesnost tohoto proužkového testu pro detekci bakteriální infekce ve sputu analýzou zbylých vzorků sputa, které byly odeslány k vyšetření na oddělení mikrobiologie Univerzitní nemocnice v Linköpingu.