Metrologie zur Ermöglichung schneller und genauer klinischer Messungen bei der akuten Behandlung von Sepsis (SEPTIMET)

Sepsis macht etwa 50 % der Betttage auf der Intensivstation aus und kann zu einer Mortalität von > 30 % führen. Da die Zeit bis zur Diagnose der entscheidende Faktor bei der Behandlung einer Sepsis ist, ist die Empfehlung für Forschungsarbeiten zur Verkürzung und Verbesserung der Diagnose besonders relevant: Das Zeitfenster für die Einleitung einer geeigneten Behandlung beträgt 6 Stunden oder weniger. Das Überleben korreliert linear mit der Zeit bis zur geeigneten Antibiotikabehandlung: Jede Stunde Verzögerung erhöht die Sterblichkeitswahrscheinlichkeit um etwa 7,6 %, sodass eine schnelle/genaue Diagnose unerlässlich ist. Dieser Tatsache wird durch eine völlig unzureichende Situation Rechnung getragen, da die heutigen Ärzte einfach nicht über diagnostische Tests mit ausreichender Genauigkeit und Geschwindigkeit verfügen, um diesen Bedarf zu decken. Dies zwingt sie dazu, das am besten geeignete Antibiotikum zu erraten, was zu einer unzureichenden Behandlung sowie zur Förderung antimikrobieller Resistenzen führt. Die Realität für heutige Sepsispatienten ist, dass sie an einer behandelbaren Erkrankung leiden, die aufgrund einer verspäteten Diagnose übersehen wird, was schnell zum Versagen mehrerer Organe und zum Tod führt. Eine verspätete Behandlung kann sich auch auf Patienten auswirken, die eine Sepsis überleben, da es nach der Sepsis zu schwächenden Langzeitfolgen wie Amputationen, Organdysfunktionen (z. B. Nierenversagen), psychische und kognitive Beeinträchtigungen, chronische Schmerzen, Müdigkeit und eine verminderte Lebensqualität.

Procalcitonin gilt weithin als nützlicher biochemischer Marker zur Unterscheidung von Sepsis von anderen nichtinfektiösen Ursachen des systemischen Entzündungsreaktionssyndroms. PCT ist das Prohormon von Calcitonin, das von Schilddrüsenzellen synthetisiert wird. Bei gesunden Personen liegen die Serum-PCT-Konzentrationen unter 0,1 μg/L. Während einer Sepsis sind viele Gewebe und Immunzellen aufgrund eines ungelösten und komplexen Netzwerks mit Zytokinen in der Lage, PCT im Serum abzusondern. Einige experimentelle Daten deuten darauf hin, dass PCT möglicherweise ein Auslöser und nicht nur ein Marker für Sepsis ist.

Die Dosierung von Serum-Procalcitonin (PCT) ist für die Diagnose einer bakteriellen Infektion spezifischer als die von C-reaktivem Protein (CRP). Bei nichtbakteriellen Entzündungssyndromen steigen die PCT-Spiegel nicht oder nur geringfügig an. PCT liefert auch prognostische Informationen und eine Risikostratifizierungsbewertung in der Notaufnahme. Im Gegensatz zu CRP bleiben die PCT-Werte bei entzündlichen Prozessen niedrig oder nur leicht erhöht, außer im Fall einer bakteriellen Infektion, insbesondere bei systemischen Krankheitsschüben und Virusinfektionen. Es ist derzeit der Biomarker der ersten Wahl für Infektionen in der Notaufnahme.

PCT gilt als Biomarker einer bakteriellen Infektion, da PCT nach einem bakteriellen Befall hochreguliert ist. Darüber hinaus sinken die PCT-Werte nach dem Ende der Beleidigung rasch. Daher ist eine schnelle und zuverlässige PCT-Messung vielversprechend für die frühe und genaue Erkennung einer Sepsis. Insbesondere die Verbesserung der Messgenauigkeit bei Proben mit geringer Konzentration wird die Rolle von PCT als Biomarker für die Frühdiagnose stärken. Die Entwicklung einer auf Massenspektrometrie basierenden Methode zur Quantifizierung von PCT durch Verbesserung der im früheren EMPIR-Projekt 15HLT07 AntiMicroResist entwickelten Quantifizierungsmethode wird die Verbesserung der Rückverfolgbarkeit und Genauigkeit der derzeit in Kliniken durchgeführten Messungen zur Quantifizierung dieses Biomarkers unterstützen.

Die Kombination mehrerer Biomarker-Messungen würde möglicherweise einen erheblichen Mehrwert für die Sepsis-Diagnose bringen, da Muster verschiedener Analyten weiterhin eine Sepsis spezifizieren können, falls ein Biomarker versagt. Daher wird die zu entwickelnde Multiplex-Methode die diagnostische Genauigkeit durch die gleichzeitige Überwachung einer Reihe von Sepsis-Biomarkern verbessern. Dies könnte den Weg für die Entwicklung neuer Schnelldiagnosetests ebnen, die auf mehrere Proteinbiomarker abzielen, durch Anbieter von In-vitro-Diagnostika (IVD).

Die im vorherigen EMPIR-Projekt 15HLT07 durchgeführten Arbeiten zeigten die technischen Schwierigkeiten (Probenvorbereitung, Nachweisgrenze, Robustheit der Messung) auf, ein international vereinbartes Referenzsystem für die niedrigen PCT-Konzentrationen in Matrixproben zu erhalten. Im Rahmen des neuen SEPTIMET-Projekts wird eine auf das internationale Einheitensystem (SI) rückverfolgbare Referenzmethode höherer Ordnung entwickelt, die Messungen über den gesamten Bereich der PCT-Konzentration ermöglicht. Darüber hinaus wird die Entwicklung von Qualitätskontrollmaterialien Verbesserungen bei der Bewertung der Genauigkeit und Vergleichbarkeit der Ergebnisse über verschiedene Analyseplattformen hinweg ermöglichen, um robuste klinische Entscheidungsgrenzen zu definieren. Die Etablierung dieses neuen Referenzsystems wird es ermöglichen, dass PCT-Messungen in Kliniken genau und reproduzierbar sind.