Validace molekulárních a proteinových biomarkerů při sepsi (VAMp-sepsis)

Sepse, definovaná jako život ohrožující selhání orgánů v důsledku dysregulované reakce hostitele na infekci, zůstává hlavní příčinou úmrtí u kriticky nemocných pacientů a byla zahrnuta jako zdravotní priorita v rezoluci WHO z roku 2017. Diagnostika této poruchy je náročná, protože klinické příznaky a symptomy systémového zánětu při sepsi se překrývají s příznaky a symptomy neinfekčních kritických stavů, tj. syndromu závažné zánětlivé reakce (SIRS), např. zástava srdce a popáleniny. Včasná a přesná diagnóza sepse je zásadní pro zlepšení výsledků pacientů a snížení užívání antibiotik. Zpoždění v podávání antibiotik je spojeno s horšími výsledky; paradoxně však nevybíravé předepisování antibiotik pacientům bez bakteriálních infekcí zvyšuje morbiditu i antimikrobiální rezistenci. Míra nevhodných předepisování antibiotik v nemocničním prostředí se odhaduje na 30 až 50 % a přístup k lepším diagnostickým testům by se snížil.

V současné době neexistuje žádný laboratorní test zlatého standardu, který by mohl široce určit přítomnost a typ infekce. Ačkoli nová molekulární diagnostika založená na polymerázové řetězové reakci (PCR) dokáže profilovat patogeny přímo z hemokultury, trpí problémy s citlivostí kvůli závislosti na dostatečném počtu patogenů ve vzorku krve. Jsou také omezeny na detekci diskrétního rozsahu patogenů. V důsledku toho se stále více zaměřuje na molekulární diagnostiku, která profiluje imunitní odpověď hostitele. Současné seskupení sepse je založeno na klinických kritériích, jako je přítomnost šoku, zdroje infekce nebo selhání orgánu, ale takové seskupení nemusí představovat základní biologii, která řídí reakci hostitele. Nepodařilo se jim také adekvátně přiřadit pacienty k novým intervencím. Pokud heterogenita sepse skutečně odráží heterogenitu v reakci hostitele, bude charakterizace těchto základních typů reakce hostitele zásadní pro umožnění přesných terapeutik proti sepsi.

V předchozí multicentrické, klinicko-časové studii u tří kohort pacientů přijatých na jednotku intenzivní klinické péče (JIP); (i) srdeční zástava mimo nemocnici (n=36 – skupina SIRS)) (ii) plicní sepse (n=84) (iii) abdominální sepse (n=64) a 30 zdravých kontrol, validované potenciální imunitní biomarkery hostitele. Pomocí 202 vzorků z těchto kohort vědci odvodili sadu genových biomarkerů, které dokážou identifikovat pacienty se závažným zánětem a rozlišit sepsi od neinfikovaného zánětu v širokém rozsahu klinických stavů. Jiné biomarkery byly identifikovány pro použití pro jiné účely, např. prognóza/závažnost. Náš patent vyplývající z této práce byl přihlášen a vstoupil do fáze PCT. Z těchto patentovaných markerů byla dále vymezena šetrná sada 17 genů, které jsou dále hodnoceny. Byl identifikován dílčí panel dvou genových entit, které mohou přesně detekovat závažný zánět pomocí analýzy provozní charakteristiky přijímače/plochy pod křivkou (ROC) s hodnotou přibližně 0,98. Byl identifikován panel tří/čtyř genových entit pro rozlišení SIRS ze všech typů sepse (ROC 0,89-0,92), vše v závislosti na nastavení citlivosti nebo rozsahu specifičnosti.

Lepší diagnostika zánětů vyvolaných sepsí je potřebná v lůžkových i ambulantních zařízeních. V ambulantních zařízeních s nízkou ostrostí, podílející se přibližně 80 % na celkovém užívání antibiotik ve Spojeném království, jednoduchá diagnostika k rozlišení septického zánětlivého procesu od neškodného, ​​samoomezujícího stavu, by pomohla při vhodném použití antimikrobiálních látek, vhodném třídění, vyhnula by se dalším vyšetřováním a vhodná eskalace / přijetí. V prostředí s vyšší ostrostí je důležité vyloučit příčiny neinfekčního zánětu; model rozhodování pro předepisování antibiotik by měl zahrnovat neinfikovanou, nezdravou příčinu. Spolehlivá diagnostika, jako je ta naše, potřebuje rozlišit všechny tři projevy: neinfikovaný zánět, sepsi a relativní zdraví. Bude to představovat zásadní skokovou změnu v poskytování diagnostických/stratifikačních schopností, výrazně zlepší cesty rozhodování a řízení pacientů a potenciálně sníží nadměrné užívání antibiotik v prostředí akutní lékařské a kritické péče.

Tyto biomarkery, jakmile budou validovány v nezávislé kohortě prostřednictvím qPCR pro mRNA a jejich odpovídající proteiny, spolu s doprovodným snadno použitelným, klinicky orientovaným skórovacím systémem budou představovat kompletní datový balíček, který lze zavést interně, s výhradou příslušné další akreditace. a/nebo využity pro vývoj zařízení point-of-care komerčními partnery. Tato druhá možnost by se mohla ukázat jako užitečná pro šíření testu na jiná globální území vhodná pro patenty.

Existuje naléhavá potřeba ověřit tato zjištění několika způsoby; Použití nezávislé kohorty pacientů, kde jsou laboratorní vědci zaslepeni klinickými fenotypy rekrutovaných pacientů a kliničtí lékaři si nejsou vědomi údajů o genové expresi.

Použití bioinformatického přístupu k ověření výsledků v již publikovaných souborech dat

Tento projekt bude využívat různé přístupy k ověření těchto nových biomarkerů SIRS nebo sepsí spojených identifikovaných umělou neuronovou sítí (ANN) a parametrickým dolováním dat z dříve publikovaných souborů dat a dále ověřených dříve z předchozí dobře charakterizované klinické kohorty;

1. Laboratoře Public Health England budou hodnotit expresi biomarkerové mRNA pomocí přístupu qPCR, přičemž RNA byla purifikována z pacienta a kontrolována plná krev
2. Laboratoře Public Health England a Cardiff budou hodnotit proteinové biomarkery pomocí testů ELISA
3. Proteomická analýza krve externími spolupracovníky

Další analýza dat bude provedena pomocí analýzy ROC křivky a aritmetických algoritmů a/nebo jiných statistických/bioinformatických metod. Posouzení specifičnosti a citlivosti a pozitivních a negativních prediktivních hodnot za použití dobře zavedených metod bude také provedeno za účelem vyhodnocení výkonnosti panelů biomarkerů při rozlišování kontrolních skupin pacientů a skupin onemocnění.