Hemospec-Gerät zur Diagnose von Sepsis (INTELLIGENCE-1)

Sepsis ist eine lebensbedrohliche Organfunktionsstörung, die aus der fehlregulierten Reaktion des Wirts auf eine Infektion resultiert. Es wird geschätzt, dass jährlich 1,5 Millionen Menschen in Nordamerika und weitere 1,5 Millionen Menschen in Europa an Sepsis erkranken; 30 bis 50 % von ihnen sterben, was Sepsis zur Haupttodesursache macht. Der Schlüsselpunkt in der Behandlung von Sepsis ist die frühe Wiederbelebung mit Breitspektrum-Antibiotika und intravenösen Flüssigkeiten, wenn möglich innerhalb der ersten Stunde. Die große Sterblichkeit bei Sepsis zeigt, dass dieses Ziel aus zwei Hauptgründen nicht einfach zu erreichen ist: Der erste ist die Verzögerung bei der Erkennung der septischen Patienten und der zweite ist die Resistenz des beteiligten Erregers gegen Breitband-Antibiotika.

In einem Versuch, das Versagen von Ärzten bei der Früherkennung von Sepsis zu verbessern, wurden mehrere Marker entwickelt. Einige von ihnen verlassen sich auf klinische Anzeichen des Wirts und andere auf die Messungen zirkulierender Biomarker. Kürzlich wurde qSOFA (Quick SOFA Score) eingeführt, um die Früherkennung von Sepsis bei Patienten zu unterstützen, die sich mit einer Infektion außerhalb der Intensivstation (ICU) vorstellen, d. h. entweder in der Gemeinde oder während des Krankenhausaufenthalts auf der allgemeinen Station1. Es gibt jedoch Bedenken hinsichtlich der Empfindlichkeit von qSOFA und viele führen die Notwendigkeit ein, Biomarker im Serum zu messen. Diese Biomarker sind normalerweise Proteinmoleküle, die im Wirt infolge der Interaktion mit einem infektiösen Befall überproduziert werden. Diese Proteinmoleküle werden jedoch von weißen Blutkörperchen produziert. Was derzeit bekannt ist, ist, dass, obwohl die meisten Patienten einen ähnlichen Phänotyp aufweisen, ihre Pathophysiologie unterschiedlich ist. Genauer gesagt, obwohl die Mehrheit der Patienten mit Sepsis hohe Konzentrationen von Proteinmolekülen wie Interleukin (IL)-6, C-reaktives Protein (CRP) und Procalcitonin (PCT) in ihrem Blut aufweist, bleiben bei einigen Patienten zirkulierende weiße Blutkörperchen über -aktiv und bei anderen Patienten sind sie deutlich anergisch, eine Situation, die oft als Sepsis-induzierte Immunparalyse bezeichnet wird. Ein anderes Molekül, das als löslicher Urokinase-Plasminogen-Aktivator-Rezeptor (suPAR) bezeichnet wird, ist der auf Neutrophilen abgegebene uPAR-Rezeptor und wird als Ergebnis der Neutrophilen-Aktivierung in den Kreislauf freigesetzt; Konzentrationen von mehr als 12 ng/ml können mit einem negativen Vorhersagewert fast 95 % des Patienten mit großer Wahrscheinlichkeit eines ungünstigen Ergebnisses verfolgen. Daher kann sich die robuste Diagnose einer Sepsis auf eine Kombination aus klinischer Beurteilung, Messung von Protein-Biomarkern und Validierung der Aktivität zirkulierender weißer Blutkörperchen stützen.

Eine von FrameWork 7 finanzierte Initiative aus sieben europäischen Ländern zielt darauf ab, einen schnellen Score zu entwickeln, der alle klinischen und Laborinformationen integrieren und eine frühzeitige Diagnose ermöglichen kann, ob ein Patient an Sepsis leidet oder nicht. Die Vision dieser Initiative ist es, ein Gerät namens HemoSpec zu bauen. Mit diesem Ansatz wird von Patienten stammendes Vollblut parallel auf drei Aspekte analysiert: a) absolute Zählung der weißen Blutkörperchen; b) Informationen über die Fließfähigkeit und Aktivität der weißen Blutkörperchen mittels Raman-Spektroskopie; und c) Messung der Serumspiegel von IL-6, CRP, PCT und suPAR. Das Endergebnis ist der Aufbau eines diagnostischen Algorithmus, bei dem auch klinische Informationen berücksichtigt werden.

Das Projekt wurde im November 2013 gestartet und das HemoSpec-Gerät wird voraussichtlich bis Februar 2017 fertig sein. Die diagnostische Leistung von HemoSpec basiert derzeit auf vorläufigen Daten von 60 Patienten (20 Kontrollen, 20 mit systemischem Entzündungsreaktionssyndrom und 20 mit Sepsis), die im Universitätsklinikum Jena stationär behandelt wurden. Die aktuelle Studie zielt darauf ab, die Leistungsfähigkeit von HemoSpec für die schnelle Beurteilung schwerkranker Patienten in einer größeren diagnostischen Phase-II-Studie zu validieren und zu verbessern.