Bakteriæmi fra paradentosebehandling for at belyse årsagerne til sepsis

Bakteriæmi fra parodontal behandling for at belyse grundlaget for sepsis. Hypotese I forbindelse med kardiovaskulær sygdom (CVD) og sepsis er denne undersøgelseshypotese, at (1) periodontal sygdom forårsager en specifik CVD-fænotype, der til en vis grad kan vendes ved behandling af parodontal sygdom; (2) at ikke-kirurgisk parodontal behandling kan bruges som en human bakteriemimodel til evaluering af biomarkører, der kan anvendes i sepsisklinikken; (3) at endogene antimikrobielle peptidprofiler dikterer sværhedsgraden af ​​en bakteriæmi; (4) at proteinaser fra den orale biofilm kan påvirke sværhedsgraden af ​​en bakteriæmi induceret af orale bakterier og deres produkter.

Mål A. Hvad er de langsigtede kliniske og 'omics-relaterede CVD-fænotypiske effekter fra behandling af periodontal sygdom sammenlignet med en ubehandlet gruppe? B. Kan biomarkører bruges til at påvise en bakteriæmi eller tidligere bakteriæmi? C. Er virkningerne af bakteriæmi på kardiovaskulære biomarkører relateret til individets antimikrobielle peptidprofil? D. Er tilstedeværelsen af ​​bakterielle proteaser, såsom gingipain, relateret til at have en bakteriæmi fra parodontalbehandling og den systemiske respons fra en bakteriæmi? Projektbeskrivelse For at besvare de kliniske problemer fra tandlægestolen og sepsis intensitetsafdelingen har efterforskerne designet Bacteremia Study. Mål 1 er et interventionsstudie, mens mål 2 og 3 undersøger foreningens patofysiologiske grundlag. Når man studerer de langsigtede virkninger af parodontal behandling på CVD-fænotype Malmö Offspring Dental Study (MODS), vil deltagere, som ikke har søgt tandpleje på trods af at have fået at vide, at de har paradentose, blive inviteret som ikke-behandlede kontroller. Den primære udfaldsvariabel vil være ændringer i total carotis plaque area (TPA) pr. år.

I mål 2 og 3 bruges parametrene til at dissekere de forskellige aspekter af bakteriæmien. AMP-profilen kan være anderledes hos personer med mere alvorlig bakteriæmi (målt ved bloddyrkning) versus ingen bakteriæmi. Det primære resultat vil være koncentration af CVD-biomarkører under og efter bakteriæmi (positiv blodkultur) sammenlignet med dem, der har negativ blodkultur.

Rekruttering Deltagerne rekrutteres hos den svenske tandlægeservice i Skåne i Lund, på afdelingen for paradentose. Inklusionskriteriet er at have periodontal sygdom - en kvadrant med ≥2 tænder med > 5 mm lommedybde (PD), og denne kvadrant vil blive behandlet, når blodprøverne tages. Behandlingen er mekanisk ikke-kirurgisk parodontal behandling. Udelukkelseskriterier er at have en tilstand, der kræver profylaktisk antibiotika ved paradentosebehandling.

Antal rekrutterede deltagere Studiet vil rekruttere 100 deltagere plus genundersøgelse af MODS-deltagere, som ikke har søgt paradentosebehandling. Desværre er den tilgængelige litteratur om bakteriæmi ved paradentosebehandling meget heterogen (13-75%), hvilket gør det vanskeligt at udføre en meningsfuld effektberegning. Efterforskerne har truffet beslutning om 100 deltagere, og dette er godkendt af Etikprövningsmyndigheden.

Kardiovaskulær fænotypning Ved baseline og efter 1 år og 2 år gennemgår deltagerne kardiovaskulær fænotyping på Klinisk Forskningsenhed på Skånes Universitetshospital (Kliniska Forskningsenheten, KFE). Den kardiovaskulære fænotypning i dette projekt er baseret på flere subkliniske parametre nævnt nedenfor, men den vigtigste er carotis arterie ultralyd til vurdering af carotis plaque areal og stabilitet. Lektor Jönsson er den første forfatter og Olle Melander medforfatter til en publikation, der undersøger sammenhængen mellem paradentose og carotis total plaque-areal. Carotis-billeddannelsen i dette projekt udføres af den samme person ved hjælp af det samme udstyr som i Jönsson et al..

• Carotisarterie-ultralyd (GE logiq E9) af begge carotider.

• Tilstedeværelse af carotis plaque.
• Antal carotis plaques.
• Arealet af carotis plaque(s).
• Visuel kasket.
• Grad af stenose.
• Gråskala medium (GSM) af carotis plaque.
• Statistisk geometrisk træk (SGF) - pletagtighed af pladen. GSM og SGF (faktisk SGF/plaque-areal eller SGF/stenosegrad) er et udtryk for plaques heterogenitet på ultralyd og er korreleret til plaque-område farvet for lipider, makrofager og blødning samt cytokinekspression. Mens GSM giver den overordnede ekkogenicitet i plaquen, er SGF en måling, der beskriver fordelingen af ​​gråskalaniveauer i plaquen.

Andre parametre i kardiovaskulær fænotyping inkluderet i projektet:

• Blodtryk - siddende blodtryk.
• BMI og hofte/taljemål.
• Total kolesterol (TC), LDL-C og HDL-C.
• Fastende blodsukker (FBG) og HbA1c.
• GWAS for gener forbundet med CVD. Blodkultur og blod 16S-sekventering På alle tidspunkter udtages blod til dyrkning og blod 16S-sekventering. Til dyrkning er phlebotomists i undersøgelsen blevet uddannet af sygeplejerskerne på infektionsklinikken i, hvordan man trækker blod til dyrkning - 4 bloddyrkningskolber pr. tidspunkt - en anaerob og en aerob på hver arm.

Blod vil blive tappet og DNA vil blive ekstraheret fra PBMC'er. Til efterfølgende sekventering vil 16S amplikonsekventering blive brugt med amplikonsekventeringsvarianter (ASV) baseret bioinformatikpipeline, som øger opløsningen og gør det muligt at identificere en større del af bakterierne med artsopløsning. Resultaterne fra blodets 16S-sekventering vil derefter blive sammenlignet med indholdet af den orale biofilm.

Biomarkører Biomarkørerne spiller to vigtige roller i dette projekt - for det første er de biomarkører for bakteriæmi, som efterforskerne vurderer, og sekventering af blodbakterier anses også for at være en biomarkør for tidligere bakteriæmi, som beskrevet ovenfor. For det andet, og måske endnu vigtigere, afspejler de tilsammen den systemiske reaktion. Bakteriæmi kan initiere sepsis, men værtsreaktionen er det, der forårsager tilstanden.

Til analysen er biomarkørerne opdelt i dem, der umiddelbart sendes til hospitalslaboratoriet, og biomarkører, som efterforskerne analyserer, når alle prøver er indsamlet. Biomarkørerne analyseret umiddelbart er

• Procalcitonin (PCT)
• Højfølsom troponin T (hsTNT)
• Højfølsomt C-reaktivt protein (hs-CRP)
• N-terminalt prohormon af hjernens natriuretiske peptid (NT-proBNP)

I en senere fase vil efterforskerne også analysere:

• Midtregionalt pro-adrenomedullin (MR-pro-ADM)
• C-terminal pro-endothelin-1 (CT-pro-ET-1)

Når efterforskerne indsamlede alle prøver, vil efterforskerne bruge en multipleks tilgang til ny biomarkør detektion, såsom OLINK proteomics.

Antimikrobielle peptider Antimikrobielle peptider vil blive analyseret ved kvantitativt udvalgt reaktionsmonitorerende massespektrometri (SRM-MS), i overensstemmelse med tidligere offentliggjort arbejde fra gruppen.

Proteaser Proteaser og især gingipain fra Porphyromonas gingivalis har fået opmærksomhed gennem en nylig publikation, der rapporterer om virkningerne af gingipain på sygdomsprogressionen af ​​Alzheimers sygdom. Proteinaser og gingipain specifikt vil blive analyseret i GCF og også i plasma. Takket være tidligere finansiering har efterforskerne i samarbejde med Innovagen skabt anti-gingipain-antistoffer, som vil blive evalueret i samarbejde med lektorerne Bertil Kinnby og Claes Wickström ved Malmö Universitet.

Statistik Mål 1 statistik - Interventionsforsøgsaspektet vil primært være baseret på ændringer i carotis total plaque area (TPA). Den årlige ændring i TPA vil først blive vurderet i de ikke-behandlede forsøgspersoner fra MODS. Ændringer i TPA vil blive behandlet som en afhængig variabel i en lineær regression. Periodontal behandling versus ubehandlet kontrol vil blive brugt som uafhængig variabel. Andre uafhængige variabler vil være forstyrrende faktorer, såsom alder, rygestatus, uddannelse, medicin, blodtryk osv. Efterforskerne vil derefter fortsætte med at bruge 'omics-relaterede biomarkører, såsom OLINK-proteiner, som uafhængige variabler.

Mål 2 statistik - For at undersøge sammenhængen mellem kardiovaskulære biomarkører og bakteriæmi vil efterforskerne undersøge hvert tidspunkt (figur 1) separat. For at undersøge sammenhængen mellem bakteriæmi og CVD biomarkører, vil positiv blodkultur / tidligere blodkultur / kolonidannende enheder (CFU) blive brugt som afhængige variable og biomarkørerne som uafhængige variabler i logistiske/lineære regressioner, justeret for konfoundere. ROC-kurver vil blive konstrueret til at teste biomarkører for bakteriæmi på de respektive tidspunkter for at forudsige positiv blodkultur / tidligere blodkultur.

Mål 3 statistik - For at vurdere effekten af ​​AMP-profilen vil individuelle peptider indgå i en principal komponent analyse (PCA). En lineær regressionsmodel med biomarkører som afhængige variable og blodkultur og PCA-faktorer som uafhængige variabler vil blive konstrueret.

Mål 4 statistik - Proteaser vil indgå som uafhængige variable i logistiske og lineære regressionsmodeller med henholdsvis blodkultur og biomarkører som afhængige variable.

Resultaterne fra sekventering af blod for mikrobiom vil blive analyseret i forhold til effekterne på henholdsvis biomarkører og blodkultur i målsætningerne for 3 og 4.

Betydning En grundig undersøgelse af grundlaget for sammenhængen mellem hjerte-kar-sygdomme og parodontal sygdom, og hvordan parodontal sygdom kan påvirke forløbet af hjerte-kar-sygdomme, vil være vigtig for at forstå sammenhængen. Årtier med hyppig lavgradig bakteriæmi kan have forårsaget mere alvorlige skader på det kardiovaskulære system med behov for mere personlig opmærksomhed fra kardiologer. Denne undersøgelse belyser, hvad denne kardiolog skal kigge efter.

I forbindelse med sepsis har det aktuelle projekt potentiale til at bidrage til, at flere sepsispatienter overlever sygdommen gennem en mere præcis og hurtigere målretning af de bakterier, der initierer tilstanden. En biomarkør, der er mere følsom over for bakteriæmi end blodkultur og tillader hurtig analyse, ville bidrage til kortere tid til at korrigere antibiotika, hvilket er den vigtigste faktor for kortere hospitalsophold og færre dødsfald som følge af sepsis.