Nyt diagnostisk værktøj (MinION) til identifikation af mikroorganismer i fodskader hos patienter med diabetisk fodosteomyelitis (MINI-OS)

Diabetes mellitus er en af de mest almindelige sygdomme i verden. Blandt dens komplikationer vil 34 % af patienter med diabetes udvikle fodsår i løbet af deres liv. Når denne læsion først er udviklet på grund af triopati (arteriopati, neuropati, immunopati), vil over 50 % af disse sår blive inficerede, hvilket fører til alvorlige konsekvenser: knogleskade (60 til 80 % af tilfældene), amputation (20 % af inficerede sår), dødelighed (68 % efter 5 år) og morbiditet. De ekstra omkostninger forbundet med denne tilstand overstiger $850 milliarder på verdensplan, med $1 million brugt hvert 30. sekund på grund af komplikationer fra disse sår i USA. Diabetiske fodsår (DFU'er) er derfor et stort folkesundhedsproblem.

For infektionssygdomsspecialister er en af de største vanskeligheder ved behandling af infektioner i disse sår at skelne mellem bakteriel kolonisering - en fysiologisk proces, og infektion - en patologisk proces. Studier af mikrobiotæn i fodsår hos diabetikere viser den polymikrobielle natur af disse læsioner, som indeholder kommensale bakterier fra hudens mikrobiota, opportunistiske patogene bakterier og bakterier fra miljøet. Blandt Gram-positive kokker er Staphylococcus aureus den art, der oftest identificeres i diabetisk fodosteomyelitis (DFO) (23,4 %), efterfulgt af Pseudomonas spp. (11,1 %), Escherichia coli (11,5 %), Proteus spp. (8,3 %), Klebsiella spp. (6,9 %) og Enterococcus spp. (5,4 %). Koagulasenegative stafylokokker, selvom involveret i mindre end 4 % af infektionerne, er ofte svære at identificere ved massespektrometri på artsniveau, selvom nogle af dem er kendt for deres patogenicitet. Den anden store vanskelighed er den tid, det tager at få resultater, når osteomyelitis mistænkes. I sådanne situationer er indhentning af en knogleprøve standardmetoden og den bedste måde at identificere de ansvarlige patogen(er) og deres følsomhed over for antibiotika. Knoglebiopsi kan udføres intraoperativt eller perkutant, som anbefalet af International Working Group of the Diabetic Foot (IWGDF) i 2023. Derudover, for at undgå falsk-negative kulturer, foreslår eksperter at udsætte knoglebiopsi hos patienter, der allerede er på antibiotika, ideelt set i mindst to uger. I mikrobiologilaboratoriet kan standarddiagnosen baseret på konventionel mikrobiologisk kultur tage op til to uger for at identificere de årsagssættende bakterier og udføre antibiotikafølsomhedstest på de ansvarlige patogen(er), hvilket bringer den samlede tid til at etablere en diagnose til 4 uger.For at reducere denne forsinkelse har visse kulturfrie molekylære mikrobiologiteknikker, især metagenomisk next-generation sekventering (mNGS), vist, at mikrobiotæn i de fleste sårinfektioner er mere divers og rig end den, der afsløres af konventionelle kulturmetoder. Dog er der meget få metagenomiske data tilgængelige om knoglebiopsier fra DFOM'er. Da molekylærbiologiske værktøjer ikke kunne skelne mellem levende og døde bakterieceller og ikke kan identificere de bakterieslægter, der bidrager til infektionens kliniske status, anbefales deres brug i daglig praksis ikke af IWGDF og SPILF (Société de Pathologie Infectieuse de Langue Française), da deres resultater kunne føre til unødig brug af bredspektrede antibiotika. Nylige studier baseret på metagenomisk analyse af knoglebiopsier, blødvævsbiopsier og udstryg fra fodsår hos diabetikere har identificeret mikrobiell diversitet som en markør for infektion. Antallet af bakterier involveret i bekræftede infektionstilfælde anslås til over 70, et tal, der er svært at opnå med konventionelle rutinemetoder. Brugen af PCR baseret på amplifikation af genet, der koder for 16S rRNA, anses for uegnet på grund af den hyppige polymikrobielle natur af DFOM-prøver. Multiplex PCR-metoder er ikke udtømmende i identificering af alle patogener. Endelig er konventionelle kulturmetoder ofte tidskrævende, og artsidentifikation ved hjælp af laboratoriemetoder som MALDI-TOF massespektrometri er ofte en kilde til forvirring eller fiasko. For nylig er et nyt hurtigt sekventeringsværktøj blevet udviklet: MinION. Det er lille og hurtigt og kan sekventere et bakterielt eller viralt genom fra enkeltmikrobe-prøver på mindre end fire timer eller bestemme et panel af mikroorganismer til stede i en mere kompleks prøve. Dette værktøj er særligt nyttigt for cerebrospinalvæske.