Molecular Early Sepsis Identification Study (MESIS)

Baggrund Sepsis er for nylig blevet omdefineret (Sepsis 3) som en infektion, der fører til organdysfunktion (1). Selvom denne definition ikke er generelt accepteret af alle forskere (2,3) på grund af potentialet for forsinket diagnose, kan dødeligheden relateret til denne enhed reduceres betydeligt ved tidlig vedtagelse af diagnostiske protokoller og passende og tidlig brug af antimikrobiel terapi (ATB).

En nylig undersøgelse i Catalonien (4) viste en forekomst på 212 tilfælde af sepsis pr. 100.000 indbyggere/år med en hospitalsdødelighed på 21 %, hvilket er væsentligt højere, hvis vi betragter ICU-patienter (40 %) eller dem, der er ramt af septisk shock (> 50%) (5,6). Disse data fremhæver den aktuelle betydning af denne enhed og fremhæver behovet for at søge nye alternativer til tidlig og passende diagnose og behandling for at have en gunstig indvirkning på den høje dødelighed.

Ineffektiv behandling af sepsis skyldes ofte sen diagnose af sepsis på grund af den iboende komplikation af uspecifikke kliniske tegn. Selvom procalcitonin (PCT) ser ud til at være en passende biomarkør til diagnosticering af bakteriel infektion (7,8), viser forskellige undersøgelser en diskrimination på kun omkring 80 % (7,8), og nyere internationale retningslinjer anbefaler ikke brugen af ​​det (9, 10,11). De samme retningslinjer anbefaler brugen af ​​scores, såsom SOFA (sekventiel organsvigtvurdering) og qSOFA (en forenklet version) baseret på tilstedeværelsen af ​​ændret bevidsthed, hypotension og takypnø) til tidlig risikostratificering af patienter, der er mistænkt for infektion.

Sepsis og ikke-sepsis systemiske inflammatoriske syndromer forekommer imidlertid som klinisk lignende enheder, og begge kompliceres ofte af forekomsten af ​​organdysfunktion. Derfor forbliver identifikation af sepsis subjektiv og fører muligvis til overdiagnosticering af sepsis og følgelig et højt forbrug af ATB hos patienter, der ikke har sepsis, og som ikke har gavn af denne behandling (12).

Tilgængeligheden af ​​nye molekylære teknikker og automatiseringen af ​​disse laboratorieanalyser har stimuleret søgningen efter biomarkører relateret til værtens reaktion på sepsis. Analyse af værtsgenekspression gennem RNA-transkriptioner (transcriptomics) giver en mulighed i denne komplekse situation for den kritisk syge patient. Værtsgenekspression adskiller sig meget mellem septiske patienter og raske individer (13). Men selvom genekspression mellem septiske og ikke-septiske betændte patienter overlapper i vid udstrækning, kan adskillige forskelle mellem transkripter observeret i sepsis hjælpe med at skelne infektion fra andre årsager til inflammation [14]. SeptiCyte™ LAB-transkriptionsanalysen blev udviklet til at diagnosticere infektion hos kritisk syge patienter med mistanke om sepsis [15]. Det er den første værtsresponsanalyse baseret på kvantitative revers transkriptase PCR (qRT-PCR) metoder, der skal godkendes af US Food and Drug Administration (FDA). SeptiCyte™ LAB muliggør vurdering af værtsrespons på infektion ved at måle ekspressionen af ​​specifikke gener involveret i immunfunktion og inflammatorisk signalering i fuldblod. Testen består af samtidig amplifikation af 4 RNA-transkripter

1. carcinoembryonalt antigen-relateret celleadhæsionsmolekyle 4 (CEACAM4),
2. liposom-associeret membranprotein 1 (LAMP1),
3. placenta-specifikt celleadhæsionsprotein 8 (PLAC8), og
4. phospholipase A2 gruppe VII (PLA2G7)

Det første kliniske præstationsstudie af SeptiCyte™ LAB analyserede 345 patienter, der blev indskrevet som en del af Molecular Diagnosis and Sepsis Risk Stratification (MARS) kohorten i to intensivafdelinger i Holland [15]. Patienter blev kategoriseret som havende sepsis baseret på en post-hoc medicinsk vurdering af den tilgængelige kliniske, radiologiske og mikrobiologiske evidens [16], hvilket resulterede i estimater for AUC (0,77 til 0,99), sensitivitet (79 % til 100 %) og specificitet ( 33 % til 91 %) varierede meget afhængigt af forekomsten af ​​sepsis, konfidensniveauet med hensyn til referencediagnosen og om patientregistreringen var fortløbende. I en post-hoc undergruppe på 157 patienter med fuldstændige data, SeptiCyte™ LAB (AUC 0,88, 95 % CI 0,81-0,93) udkonkurrerede PCT-diskrimination (AUC 0,84, 95 % CI 0,76-0,92, p<0,001). Den bedste diskriminerende evne blev dog opnået ved en kombination af begge biomarkører (AUC 0,89, 95 % CI 0,82-0,95, p<0,01). Da denne analyse tog omkring 6 timer, er der udviklet et tidligt sepsis-diagnostisk værktøj (SeptiCyte RAPID (17)), som er baseret på måling af to af de fire genekspressionsbiomarkører i perifert blod (PLAC8 og PLA2G7) ved brug af den samme kvantitative reverse. transkriptionspolymerasekædereaktion (RT-qPCR) og korrelerer tæt med de kliniske resultater af SeptiCyte LAB, men med en meget enklere arbejdsgang. Baseret på resultaterne udsender enheden en rapport med en sepsis-sandsynlighedsskala. (se vedlagte algoritme) Denne nye analysemetodologi kan sammen med de sædvanlige biomarkører forbedre den tidlige diagnose af sepsis, skelne mellem betændte og septiske patienter.

FilmArray® blodkultur identifikation (BCID®) assay er en molekylær test, der er godkendt til direkte identifikation af BSI, der forårsager patogener fra positiv BC (18). En nyligt opdateret version af panelet (BCID2®) omfatter forbedrede artsidentifikationskarakteristika og giver mulighed for påvisning af ét udvidet spektrum β-lactamase (ESBL)- og flere carbapenemase-kodende gener. BCID2®-panelet tester for 43 mål, der er forbundet med infektioner i blodbanen, inklusive gram-negative bakterier, gram-positive bakterier, gær og 10 gener for antimikrobiel resistens - alle med én test og med resultater tilgængelige om cirka en time fra positiv blodkultur. Derudover indeholder BCID2® Panel-menuen syv yderligere resistensgener, inklusive carbapenemaser, colistinresistensgener og et MREJ-assay, der muliggør mere specifik MRSA-identifikation. En nylig undersøgelse (19) evaluerer den kliniske ydeevne af BCID2-analysen til artsidentifikation i 180 positive blodkulturer (BC'er). BCID2-resultater var i overensstemmelse med standardbehandlingen (SOC) hos 159/180 (88,3 %) BC'er; 68/74 (91,9 %) og 71/74 (96,0 %) af alle prøver, der dyrkede henholdsvis monobakterielle, gram-positive eller gram-negative patogener, blev identificeret i overensstemmelse med SOC-resultater. Ikke-konkordans var relateret til påvisningen af ​​yderligere patogener ved hjælp af BCID2-assayet (n = 4), uoverensstemmende artsidentifikation (n = 4) eller svigt af BCID2 til at påvise patogener på panelet (n = 1).

Den sædvanlige implementering af BCID2® udføres, når blodkulturen er positiv. Nogle foreløbige resultater (20) tyder dog på, at ydeevnen af ​​BCID2® til at detektere mikroorganismer meget tidligt kan være tilstrækkelig med kun et par timer (6-8 timer) med blodkulturinkubation og før blodkulturen bliver positiv.

Da tidlig diagnose og tidlig administration af effektiv antibiotikabehandling er af afgørende betydning for at forbedre patientresultatet, er formålet med denne undersøgelse at udvikle og evaluere en klinisk protokol, der kombinerer molekylær diagnose af infektion og tidlig bestemmelse af mikroorganismer i blodkulturer med kun 6 -8 timers inkubation, før de viser sig at være positive.

Slutpunkter

De primære endepunkter er:

1. - At bestemme evnen af ​​filmarrays BCID 2® til tidlig identifikation af mikroorganismer i BC med et par timers inkubation og før de er blevet positive.
2. - At bestemme SeptiCyte®s evne til molekylær diagnosticering af sepsis hos kritisk syge patienter med uklart infektionsfokus.

De sekundære endepunkter er

1. - At bestemme resultaternes mulige indvirkning på håndteringen af ​​antimikrobiel behandling.
2. - For at bestemme, om der er en sammenhæng mellem almindelige serumbiomarkører (PCT, CRP) og positive SeptiCyte® og BCID 2® resultater.

Hovedkriterier for inklusion/udelukkelse

Inklusionskriterier:

1. - Voksne (>16 år)
2. - Mindst 2 SIRS-kriterier
3. - RCP (> 10 mg/dL) eller PCT (> 0,5 ng/ml i samfundet eller > 1,0 ng/ml ved nosokomiel infektion) forhøjet

3.- Uden et klart fokus, der begrunder sepsis 4.- Høj mistanke om infektion, der kræver opstart af antimikrobiel behandling.

Ekskluderingskriterier:

1. - Manglende opnåelse af prøverne inden for 12 timer efter mistanke om infektion og antibiotikaadministration
2. - Tidligere administration af antimikrobielle stoffer inden for de sidste 24 timer
3. - Dokumenteret eller tydelig sepsis-fokus på intensivafdelingens indlæggelse

Procedurer:

Hvis patienten opfylder indlæggelseskriterierne og ikke fremviser eksklusionskriterier, vil de blive indlagt i MESIS algoritmens diagnostiske protokol.

Det kræver ikke en underskrift af samtykke, da der ikke udføres særlige procedurer, og der vil heller ikke blive truffet kliniske beslutninger baseret på resultaterne af testene.

MOLEKYLÆR DIAGNOSTISK PROTOKOL OG TIDLIG DIREGERET BEHANDLING (Se vedhæftede skema over vurderinger) Når de sædvanlige blodprøver er opnået til bestemmelse af PCR, PCT, antal hvide blodlegemer (WBC) og blodkulturer (4 flasker), såvel som klinisk signifikante kulturer, og såfremt inklusionskriterierne er opfyldt, sendes blodkulturerne (4 flasker) sammen med et EDTA-rør fra dem, der er opnået til sædvanlig analyse til mikrobiologisk afdeling, hvor bestemmelsen foretages med SeptiCyte® og BCID 2® (se vedlagte algoritme).

A) SeptiCyte RAPID® vil blive udført på alle patienter på tidspunktet for prøvemodtagelse på mikrobiologisk afdeling. Testresultatet vil blive gemt i undersøgelsens CRF. Dette resultat vil ikke være kendt af patientens behandlende læge.

B) BioFire® FilmArray® blodkulturidentifikationspanel (BCID 2®) udføres på de 4 blodkulturflasker efter 6-8 timers inkubation og især før det bliver positivt. Testresultatet vil blive gemt i undersøgelsens CRF. Dette resultat vil ikke være kendt af patientens behandlende læge. En ny BCID 2-bestemmelse skal udføres, når blodkulturen er positiv, og resultatet skal sammenlignes med det, der er opnået tidligere med 6-8 timers inkubation.

BEMÆRK: De modtagne oplysninger vil i intet tilfælde blive brugt til at definere adfærd eller behandlinger relateret til patientens status. Opfølgningsperiode Patienterne vil blive fulgt op, indtil den hændelse, der forårsagede lidelsen, anses for at være løst. Kun den første episode af mulig sepsis vil blive overvejet for hver patient.

Patienter vil blive klassificeret som bekræftet, sandsynlig eller mulig sepsis i henhold til definitionerne fra "The International Sepsis Forum Consensus Conference on Definitions of Infection in the Intensive Care Unit. (Calandra T et al. Crit Care Med 2005; 33:1538-1548).

Prøvens størrelsesberegning Ifølge det, der blev offentliggjort af Klein Klouwenberg (12), er kun 25 % af patienter med mistanke om sepsis, og som får antibiotika ved indlæggelse på intensivafdelingen, endelig klassificeret som havende sepsis definitiv. Vores undersøgelse håber at kunne identificere mindst 40 % af sepsis hos patienter med mistanke om sepsis. Baseret på denne forskel og for en styrke på 90 % med et fejlniveau på 5 %, er antallet af patienter, der skal inkluderes, 60.

I betragtning af et muligt tab på 20 % af patienterne (17 patienter) stiger tallet til 100 patienter. For at sikre antallet af patienter og undersøgelsens styrke blev det besluttet at inkludere yderligere 20 %, hvilket giver i alt 120 patienter.

Dataanalyseplan:

Kvalitative variable vil blive udtrykt som procenter, mens kvantitative variable vil blive udtrykt som middelværdi og standardafvigelse (SD) eller median og interkvartilområde 25-75%. For at bestemme kliniske forskelle mellem grupper med og uden BCID 2 og SeptiCyte positive, vil Chi-square og Fisher tests blive brugt til kategoriske variabler og Student's t-test eller Mann-Withney U-test for kvantitative variable. Multivariat analyse ved binær logistisk regression vil blive udført for at bestemme risikofaktorerne forbundet med den tidlige tilstedeværelse af mikroorganismer i BCID 2 og for diagnosticering af høj risiko for sepsis med SeptiCyte.

Endelig vil der blive udviklet en empirisk antimikrobiel behandlingsalgoritme til kritisk syge patienter relateret til typen af ​​isolerede mikroorganismer og resistensgenerne udviklet.

Begrænsninger Studiets væsentligste begrænsning er muligheden for at vise et mindre antal patienter med sepsis blandt de inkluderede personer end den, der blev brugt til at beregne stikprøvestørrelsen. Denne situation kan føre til manglende statistisk signifikans på grund af undersøgelsens manglende kraft. For at undgå dette er det planlagt at udføre en interimanalyse, når 70 % af patienterne er nået. Den anden begrænsning er inklusion af patienter med en lav hastighed. Selvom det er blevet vurderet, at 6 måneders feltarbejde vil være tilstrækkeligt, kan undersøgelsen forlænges med 4 måneder mere for at fuldføre antallet af patienter.

Etiske overvejelser Undersøgelsen er under gennemgang af referencekomitéen for etik og klinisk forskning. På grund af dets design til at forbedre kvaliteten af ​​behandlingen, er der blevet anmodet om dispensation for informeret samtykke.