En sputumscreeningstest for at udelukke lungebetændelse på et tidligt stadium (self-test)

En infektion i de nedre luftveje er en alvorlig situation, der brat kan blive kompliceret af sepsis, respirationssvigt, lungevævsnekrose og dysfunktion af flere organer. Derfor påbegyndes empirisk antibiotikabehandling almindeligvis, så snart der er mistanke om infektion, og kulturer og/eller andre diagnostiske tests fremskaffes, hvilket repræsenterer en væsentlig årsag til antibiotikaordination. Udbredt overforbrug og misbrug af antibiotika har ført til fremkomsten af ​​flere resistente bakteriestammer, hvilket udgør en stor sundhedstrussel. Der er et kritisk behov for praktiske løsninger til at forhindre overforbrug af antibiotika, især i samfund, hvor antibiotika er tilgængelige uden recept.

Patofysiologiske undersøgelser viser, at infektion ikke skyldes bakteriel eller viral overvækst alene, men snarere fra mikroorganismernes penetration ud over værtens immunsystem. Derfor kræver infektionsvurdering undersøgelse af både mikroorganismes tilstedeværelse og de forsvarsmekanismer, der aktiveres i patientens krop. Bakterieovervækst fører til lungevævsbetændelse, rekruttering af hvide blodlegemer til det inficerede område og kemokin- og cytokinproduktion og -frigivelse, som kan forårsage, at alveolerne bliver fyldt med væske, hvilket fører til, at patienten udvikler hoste med slim eller pus, feber , kulderystelser og dyspnø.

Mikrobiologisk diagnose af nedre luftvejsinfektioner kræver vurdering af den invaderende mikroorganisme ved undersøgelse af sputum ved hjælp af mikroskopi, kvantitativ kultur og PCR. Sådanne mikrobiologiske undersøgelser har imidlertid begrænset værdi i behandlingen af ​​lungebetændelse. Polymikrobiel flora gør det vanskeligt at fortolke kulturer fra patienter med kronisk bronkitis. Det er også vanskeligt at evaluere kulturer fra nosokomiel lungebetændelse, da de patogene bakterier ofte er identiske med dem, der optræder i halsfloraen. Immunsupprimerede patienter producerer ofte sputum, der indeholder et lavt antal hvide blodlegemer. Patientens kliniske tegn, såsom respiratorisk og kredsløbsstatus, er de mest pålidelige markører til bestemmelse af behandlingseffektivitet.

I praksis vælger de fleste læger at undersøge yderligere markører på tidlige stadier for nøje at overvåge virkningerne af behandlingen, især hos højrisikopatienter, der har været indlagt på intensivafdelinger. Almindeligt anvendte systemiske markører omfatter kropstemperatur, C-reaktivt protein (CRP), procalcitonin (PCT) og interleukin 6 (IL-6). Koncentrationen af ​​hepatocytvækstfaktor (HGF) stiger angiveligt under organskader, såsom den, der er forårsaget af infektionssygdomme. Undersøgelser viser øgede HGF-koncentrationer i serum og udåndingskondensat fra patienter med lungebetændelse, hvor tilstedeværelse af HGF er signifikant korreleret med overlevelse. Desuden falder HGF-niveauer markant inden for 48 timer efter påbegyndelse af passende antibiotikabehandling. Resultater af overfladeplasmonresonans (SPR) indikerer, at HGF produceret under akut infektion viser høj affinitet for den ekstracellulære matrixkomponent heparansulfatproteoglycan (HSPG). Disse resultater tyder på, at HGF-vurdering i sputum kunne være et værktøj til at påvise bakteriel infektion på skadestedet.

Proteiner kan påvises baseret på deres specifikke interaktion med et tilsvarende antistof. Dette målesystem er imidlertid afhængig af specialiserede ressourcer, hvilket begrænser dets anvendelighed i ikke-udstyrede centre eller som en selvtest. Metakromasi er en karakteristisk farveændring, der udvises af visse anilinfarvestoffer ved binding til kromotrope stoffer. Dette fænomen er blevet meget brugt i histologien. Methylenblåt (O-Toluidin) er et fremragende metakromatisk farvestof, der skifter fra blåt til pink ved binding til højmolekylære polysaccharider, såsom sulfateret glycan. Det lyserøde farvestof vil derefter hurtigt blive blåt igen efter tilsætning af en proportional mængde af et protein med høj affinitet til sulfateret glycan (inverteret metachromacia).

Her brugte efterforskerne denne tilgang til at udvikle en ny strimmeltest - heri omtalt som indeksteksten - for at vurdere tilstedeværelsen af ​​dextransulfat-bindende proteiner i sputum. Efterforskerne vurderede derefter nøjagtigheden af ​​denne strimmeltest til påvisning af bakteriel infektion i sputum ved at analysere resterende sputumprøver, der blev sendt til undersøgelse til Mikrobiologiafdelingen, Universitetshospitalet i Linköping.