Granzyme A bei Patienten mit bakteriellen Harnwegsinfektionen durch E. Coli (GABEC)

1. Forschungshypothese

Das Forschungsteam hat die Rolle von GZM A untersucht

1. Konzeptionelle Hypothese:

   • Granzyme A ist ein pathogener Sepsismediator.
   • Granzyme A-Genpolymorphismen bestimmen die Serumkonzentration von GZM A bei Patienten mit systemischen Infektionen.
   • Granzyme A-Genpolymorphismen bestimmen das Risiko einer Sepsis bei Patienten mit systemischen Infektionen.

2. Betriebshypothese:

   • Bei Patienten mit Bakteriämie (E. coli) Harnwegsinfektionen (HWI) sind die GZM A-Spiegel bei Patienten, die eine Sepsis entwickeln, signifikant höher als bei Patienten, die keine Sepsis entwickeln.

   • Es gibt signifikante Unterschiede im Polymorphismusprofil des GZM A-Gens bei Patienten mit Bakteriämie (E. coli) HWI, die eine Sepsis entwickeln, im Vergleich zu denen, die keine Sepsis entwickeln.

     2. Absichten und Ziele

   • Ziele

     1. Um die pathogene Rolle von GZM A bei Sepsis bei Patienten mit Bakteriämie (E. coli) HWI.
     2. Um die Fähigkeit von GZM-A-Polymorphismen zu untersuchen, das Risiko der Entwicklung einer Sepsis bei Patienten mit bakteriämischer (E. coli) HWI.
     3. Um den potenziellen Nutzen von GZM A als diagnostischer Biomarker für Sepsis bei Patienten mit bakteriämischer (E. coli) HWI.
     4. Charakterisierung des E. coli "Viruloms" unter zirkulierenden uropathogenen Stämmen.

   • Ziele

     1. Um die Korrelation zwischen den Serumspiegeln von GZM A und der systemischen Entzündungsreaktion bei Patienten mit Bakteriämie (E. coli) HWI.
     2. Zur Charakterisierung von GZM A-Genpolymorphismen bei Patienten mit Bakteriämie (E. coli) HWI
     3. Zur Beurteilung der Serumkinetik von GZM A bei Patienten mit Bakteriämie (E. coli) HWI
     4. Phänotypische und molekulare Charakterisierung von E. coli-Stämmen, die bakteriämische HWI verursachen, einschließlich ihrer Virulenzfaktoren ("Virulome").

     3. Erwartete Ergebnisse.

   • Charakterisierung der pathogenen Rolle von GZM A bei Sepsis bei Patienten mit systemischen Infektionen
   • Charakterisierung von GZM A als Sepsis-Biomarker in einem humanen Infektions-Sepsis-Modell.

   • Phänotypische und molekulare Charakterisierung von uropathogenen E. coli, die Blutstrominfektionen verursachen.

     4. Methoden

   4.1. Design und Projektumfang

   - Prospektive, explorative verschachtelte Fall-Kontroll-Studie, die an einem akademischen Krankenhaus (Hospital Clínico Universitario Lozano Blesa) durchgeführt werden soll, das dem Instituto de Investigación Sanitaria Aragón (IIS Aragón) angegliedert ist.

   4.2. Studienzeitraum: Juni 2019 - Dezember 2020.

   4.3. Patienten und Stichprobengröße

   Einschlusskriterien (um alle zu erfüllen):

   • Alter >= 18 Jahre alt.
   • E. coli Blutbahninfektion

   • Harnquelle. Eine Urinquelle sollte in Betracht gezogen werden, wenn (einer) der folgenden Fälle vorliegt:

     1. Urinquelle wird klinisch vermutet und beide E. coli-Isolate (in Blut und in Urinkultur) teilen den gleichen Phänotyp (Antibiogramm).
     2. Urinquelle/Ursprung wird klinisch vermutet und die Urinkultur ist negativ, aber der Patient hatte vor der Entnahme von Blutkulturen mindestens eine Dosis eines beliebigen systemischen Antibiotikums mit antimikrobieller Aktivität gegen den E. coli-Stamm erhalten, der die BSI verursacht.
     3. Beide Isolate (in Blut- und in Urinkultur) haben den gleichen Phänotyp (Antibiogramm) und es gibt keine alternative Quelle.

   Ausschlusskriterien:

   1. Anwendung von systemischen Antibiotika für >48 Stunden in den zwei Monaten vor der Episode.

   2. Immungeschwächte Patienten – Patienten, die eine systemische Steroidanwendung erhalten (>10 mg Prednison/Tag an 10 oder mehr Tagen in den vorangegangenen 2 Monaten).

      • Patienten, die eine biologische Therapie erhalten (vorherige 2 Monate).
      • Aktiver solider oder hämatologischer Krebs.
      • HIV+.
      • Neutropenie < 500 PMN/Mikrol.

   3. Anomalien der basalen Harnwege oder lokal verändertes vesikales Mikrobiom (beliebig):

      - Ureteroileostomie, Ureterosigmoidostomie, Ureterostomie (Bricker) oder Nephrostomie.

      • Harnverweilkatheter (in den letzten zwei Monaten)
      • Urologische Operation (in den letzten zwei Monaten).
      • Intravesikale Chemotherapie (in den letzten zwei Monaten).
      • Intravesikale BCG-Instillation (in den letzten zwei Monaten).

      Potenzielle Kandidaten werden täglich von den Mikrobiologen des Forschungsteams entdeckt. Die Einschlusskriterien werden in dem multidisziplinären Treffen verifiziert, das Antimicrobial-Stewardship-Teams (AST) täglich im teilnehmenden Krankenhaus durchführen.

      Geschätzte Größe der Studienpopulation. Passend:

      - 50 Patienten mit einem Sepsis/Nicht-Sepsis-Verhältnis von 1:1 werden eingeschlossen.

      - Septische und nicht septische Patienten werden nach Geschlecht, Alter (+/- 10 Jahre), Komorbidität (Charlson-Score +/-1), Zeitpunkt des Symptombeginns bis zur Blutkultur (+/- 24 h) abgeglichen.

      4.4. Definitionen

      Fälle (Sepsis / septischer Schock):

      - Sepsis oder Schockseptik sind gemäß der SCCM/ESICM/ACCP/ATS/SIS International Sepsis Definition Conference 2001 als lebensbedrohliche Organfunktionsstörung definiert, die durch eine fehlregulierte Wirtsreaktion auf eine Infektion verursacht wird.

      Kontrollen:

      - Keine Sepsis oder septischer Schock gemäß der 2001 SCCM/ESICM/ACCP/ATS/SIS International Sepsis Definition Conference.

      4.5. Variablen

      4.5.1. Patientenbezogene Variablen:

      - Demographisch: Geschlecht, Alter.

      • Komorbidität: Modifizierter Charlson-Index
      • Baseline-Serum-Kreatinin.

      4.5.2. Infektionsbezogene Variablen.

      - Zeit vom Auftreten der Symptome bis zum Beginn der antimikrobiellen Behandlung.

      - Zeit vom Auftreten der Symptome bis zum Beginn einer geeigneten antimikrobiellen Behandlung.

      - Zeit vom Auftreten der Symptome bis zur chirurgischen Therapie (falls erforderlich).

      • Klinischer Schweregrad zum Zeitpunkt 0 (Blutkultur) und Tag 2–3 und Tag 30: Sepsis-Score.

      4.5.3. Entzündung, Sepsismediatoren und Biomarker. - Die folgenden Biomarker werden während der Patientenaufnahme bestimmt: - Leukozytenzahl und Differential. - Thrombozytenzahl. - Fibrinogen. - Prothrombinaktivität.

      - C-reaktives Protein.

      • Procalcitonin.
      • GZM A.

      GZM A-Serumspiegel werden bei allen Patienten während des Aufnahmebesuchs, des 2-3-tägigen und des 30-tägigen Besuchs (GZM A-Kinetik) ermittelt. Die GZM-A-Spiegel werden durch einen kommerziellen ELISA-Test (Human Granzyme A ELISA Development Kit (HRP); Mabtech) bestimmt.

      GzmA-Genpolymorphismen sowie andere potenziell assoziierte Mutationen werden durch Whole Exome Sequencing (WES) gescreent. Zu diesem Zweck werden wir aus peripheren Blutzellen isolierte DNA und das AmpliSeq-Technologie-Kit auf der Ion Torrent-Plattform gemäß den Anweisungen des Herstellers verwenden. Diese Plattform ist bei der Genomics Central Research Unit (CRU) am CIBA der Universität Zaragoza/IIS Aragon verfügbar. Alle Kits zur Isolierung und Analyse von DNA-Proben sind im Handel erhältlich und wurden von Thermo Scientific optimiert. Die bioninformatische Analyse wird im Rahmen einer Vereinbarung zwischen Genomics CRU und Micromics SL unter der Leitung von Pedro Gonzalez bei CRG in Barcelona durchgeführt.

      4.5.4. Mikrobiologische Variablen

      • Die minimalen Hemmkonzentrationen (MHK) der aus Urin- und Blutkulturen gewonnenen E. coli-Isolate werden durch automatisierte Mikroverdünnungspanels bestimmt, wie sie routinemäßig vom Mikrobiologielabor der teilnehmenden Krankenhäuser durchgeführt werden.
      • Gesamtgenomsequenzierung (WGS) der in Blut- und Urinkulturen isolierten E. coli-Stämme. Das Vorhandensein bekannter E. coli-Virulenzfaktoren wird analysiert und ein Virulenz-Score für jeden Stamm wird berechnet (Mora-Rillo et al., 2015).