Nový diagnostický nástroj (MinION) pro identifikaci mikroorganismů v ranách nohou pacientů žijících s diabetickou osteomyelitidou nohy (MINI-OS)

Diabetes mellitus je jedno z nejčastějších onemocnění na světě. Mezi jeho komplikacemi se u 34 % pacientů s diabetem během jejich života vyvinou vředy na nohou. Jakmile se toto poškození vyvine v důsledku triopatie (arteriopatie, neuropatie, imunopatie), více než 50 % těchto ran se infikuje, což vede k vážným následkům: poškození kostí (60 až 80 % případů), amputace (20 % infikovaných ran), úmrtnost (68 % za 5 let) a morbidita. Dodatečné náklady spojené s tímto stavem přesahují 850 miliard dolarů po celém světě, přičemž v USA se každých 30 sekund utratí 1 milion dolarů kvůli komplikacím těchto ran. Vředy na nohou u diabetiků (DFU) jsou tedy závažným problémem veřejného zdraví.

Pro specialisty na infekční choroby je jedním z hlavních obtíží při léčbě infekcí v těchto ranách rozlišení mezi bakteriální kolonizací – fyziologickým procesem, a infekcí – patologickým procesem. Studie mikrobioty ran na nohou u diabetických pacientů ukazují polymikrobiální povahu těchto lézí, které obsahují komenzální bakterie z kožní mikrobioty, oportunně patogenní bakterie a bakterie z prostředí. Mezi grampozitivními koky je Staphylococcus aureus druh nejčastěji identifikovaný u diabetické osteomyelitidy nohou (DFO) (23,4 %), následovaný Pseudomonas spp. (11,1 %), Escherichia coli (11,5 %), Proteus spp. (8,3 %), Klebsiella spp. (6,9 %) a Enterococcus spp. (5,4 %). Koaguláza-negativní stafylokoky, ačkoli se podílejí na méně než 4 % infekcí, často zůstávají obtížně identifikovatelné hmotnostní spektrometrií na úrovni druhu, přestože některé z nich jsou známé svou patogenitou. Další velkou obtížností je čas potřebný k získání výsledků, když je podezření na osteomyelitidu. V takových situacích je získání kostního vzorku standardní metodou a nejlepším způsobem identifikace zodpovědných patogenů a jejich citlivosti na antibiotika. Kostní biopsii lze provést intraoperačně nebo perkutánně, jak doporučuje Mezinárodní pracovní skupina pro diabetickou nohu (IWGDF) v roce 2023. Kromě toho, aby se předešlo falešně negativním kulturám, odborníci navrhují odložit kostní biopsii u pacientů již léčených antibiotiky, ideálně alespoň na dva týdny. V mikrobiologické laboratoři může standardní diagnostika založená na konvenční mikrobiologické kultivaci trvat až dva týdny k identifikaci původce bakterie a provedení testu citlivosti na antibiotika u zodpovědných patogenů, což celkový čas k stanovení diagnózy prodlužuje na 4 týdny. Ke zkrácení tohoto zpoždění některé kultivačně nezávislé molekulární mikrobiologické techniky, zejména metagenomické sekvenování nové generace (mNGS), ukázaly, že mikrobiota většiny infekcí ran je rozmanitější a bohatší než ta odhalená konvenčními kultivačními metodami. Avšak dostupných metagenomických dat o kostních biopsiích z DFOM je velmi málo. Protože molekulární biologické nástroje nebyly schopny rozlišit mezi živými a mrtvými bakteriálními buňkami a nemohou identifikovat bakteriální rody přispívající ke klinickému stavu infekce, jejich použití v každodenní praxi nedoporučuje IWGDF a SPILF (Société de Pathologie Infectieuse de Langue Française), protože jejich výsledky by mohly vést k nepotřebnému použití širokospektrých antibiotik. Nedávné studie založené na metagenomické analýze kostních biopsií, biopsií měkkých tkání a stěrů z ran na nohou u diabetických pacientů identifikovaly mikrobiální diverzitu jako marker infekce. Počet bakterií zapojených do potvrzených případů infekce se odhaduje na více než 70, což je číslo obtížně dosažitelné konvenčními rutinními metodami. Použití PCR založené na amplifikaci genu kódujícího 16S rRNA je považováno za nevhodné kvůli časté polymikrobiální povaze vzorků DFOM. Metody multiplexní PCR nejsou vyčerpávající při identifikaci všech patogenů. Nakonec konvenční kultivační metody jsou často časově náročné a identifikace druhů pomocí laboratorních metod, jako je MALDI-TOF hmotnostní spektrometrie, je často zdrojem zmatku nebo neúspěchu. Nedávno byl vyvinut nový nástroj pro rychlé sekvenování: MinION. Je malý a rychlý a může sekvenovat bakteriální nebo virový genom z vzorků jednotlivých mikrobů za méně než čtyři hodiny, nebo určit panel mikroorganismů přítomných ve složitějším vzorku. Tento nástroj je obzvláště užitečný pro mozkomíšní mok.