Analyse af Flygtige Organiske Forbindelser ved PTR-TOF-MS til Screening af Luftvejsinfektioner ved Brug af Udåndet Luft. (VORTEX 1)

Nye luftvejssygdomme er en global trussel mod sundheden. Vira som influenza og coronavirus har været hovedårsagen til pandemier i det sidste århundrede. Generelt er virkningen af disse luftvejsinfektioner ikke begrænset til pandemirisici. Faktisk forårsager nogle patogener også sæsonbetegnede epidemier med en betydelig medicinsk og økonomisk byrde. Det er derfor afgørende at styrke den globale overvågning, advarselssystemer og tidlige diagnostiske evner for patogener, der er ansvarlige for luftvejsinfektioner.

En lovende og anerkendt tilgang er analysen af udåndet luft, som indeholder en kompleks blanding af flygtige organiske forbindelser (VOC'er), også kendt som "volatilomet".

Volatilomet påvirkes af patientens stofskifte, immunsystem og mikrobiom. Det kan blive forstyrret af tilstedeværelsen af en patogen.

En mulig tilgang til at studere det menneskelige volatilom kaldes "on-line"-metoden. Blandt teknologierne, der kan udføre online-analyse, adskiller analysatorer, der bruger TOF (time-of-flight)-teknologi, ioner efter hastighedsforskelle efter acceleration ved en fast potentialforskel, og måler derefter alle masse/ladningsforhold samtidigt. De opnåede data har form af et massespektrum, der består af en mængde toppe, der repræsenterer overfloden af hver detekteret kemisk art indeholdt i udåndingen. Følsomheden og målehastigheden af instrumenter, der bruger PTR-TOF-MS (Proton Transfer Reaction - Time of Flight - Mass spectrometer)-teknologi, muliggør realtidsmonitorering af udåndingsprocessen, hvilket gør det muligt at analysere udåndet luft som en funktion af tiden. PTR-TOF-MS-instrumenter er normalt kompakte i design, hvilket gør det muligt at anvende dem i miljøer som hospitals akutmodtagelser eller massescreeningscentre.

Formålet med VORTEX-1-studiet er at inkludere patienter med tegn/symptomer på luftvejsinfektioner, uanset mikrobiologisk ætiologi, for at tilnærme en rutinemæssig klinisk kontekst, og dermed inkludere infektioner af forskellig viral eller bakteriell oprindelse. Derudover vil en såkaldt "kontrol"-gruppe også blive prøvetaget, bestående af raske personer (uden luftvejsinfektioner eller alvorlige eller kroniske sygdomme på prøvetagningstidspunktet).

Sideløbende med studiet af den kemiske sammensætning af disse patienters udåndede luft, og for at fremskynde vores forståelse af faktorer, der påvirker volatilomet, er en kombineret eksplorativ analyse af det respiratoriske mikrobiom, værtens respons på infektionstidspunktet og den/de patogen(e), der er ansvarlige for infektionsepisoden, nødvendig. Indtil nu findes ingen sådan analyse i den videnskabelige litteratur, sandsynligvis på grund af den tekniske og logistiske kompleksitet ved at integrere data fra flere kilder og manglen på et multidisciplinært konsortium med den nødvendige ekspertise.Sideløbende med studiet af den kemiske sammensætning af disse patienters udåndede luft, og for at gå længere i forståelsen af faktorer, der påvirker volatilomet, er en kombineret eksplorativ analyse af det respiratoriske mikrobiom, værtens respons på infektionstidspunktet og den/de patogen(e), der er ansvarlige for infektionsepisoden, nødvendig. Indtil nu findes ingen sådan analyse i den videnskabelige litteratur, sandsynligvis på grund af den tekniske og logistiske kompleksitet ved at integrere data fra flere kilder, men også på grund af fraværet af et multidisciplinært konsortium, der er i stand til at samle al den nødvendige ekspertise inden for samme projekt.

Detektion af specifikke VOC'er kunne betydeligt forbedre og lette diagnosen af disse luftvejsinfektioner.

Denne forskning kunne revolutionere diagnosen af luftvejsinfektioner ved at tilbyde et hurtigt, ikke-invasivt og nemt skalerbart alternativ til konventionelle diagnostiske metoder som PCR-tests, der kræver nasofaryngeal prøvetagning. Sideløbende med studiet af den kemiske sammensætning af disse patienters udåndede luft, og for at fremskynde vores forståelse af faktorer, der påvirker volatilomet, er en kombineret eksplorativ analyse af det respiratoriske mikrobiom, værtens respons på infektionstidspunktet og den/de patogen(e), der er ansvarlige for infektionsepisoden, nødvendig. Indtil nu findes ingen sådan analyse i den videnskabelige litteratur, sandsynligvis på grund af den tekniske og logistiske kompleksitet ved at integrere data fra flere kilder og manglen på et multidisciplinært konsortium med den nødvendige ekspertise.

Detektion af specifikke VOC'er kunne betydeligt forbedre og lette diagnosen af disse luftvejsinfektioner. ved at tilbyde et hurtigt, ikke-invasivt og nemt skalerbart alternativ til konventionelle diagnostiske metoder som PCR-tests.