Validierung von Interleukinen und anderen Zytokinen zusammen mit OCT-Bildgebung zur schnellen Beurteilung infektiöser Keratitis (VICTORIA)

Infektiöse oder entzündliche Prozesse der Hornhaut (Keratitis) sind häufig und bedrohlich für das Sehvermögen. Sie sind die fünfthäufigste Erblindungsursache und insbesondere infektiöse Keratitis ist für 2.000.000 neue blinde Augen pro Jahr (weltweit) verantwortlich. Üblicherweise wird das Vorhandensein und die Art von bakteriellen Pathogenen bestimmt, indem man Kratzer von der Hornhaut nimmt, anschließend eine Gram-Färbung durchführt und mikrobiologische Kulturen untersucht. Große Probleme bei der therapeutischen Entscheidungsfindung stellen die lange Dauer der Bakterienkultivierung zum Erregernachweis (ca. eine Woche), die relativ geringe Sensitivität und immer häufiger auftretende bakterielle Resistenzen gegen Antibiotika dar.

In kleinen früheren Studien wurde festgestellt, dass die optische Kohärenztomographie (OCT) in Kombination mit der Analyse von Tränenzytokinen bei der Unterscheidung zwischen verschiedenen Pathogenen, die Keratitis verursachen, hilfreich ist. Diese Studien scheinen das Feld der Schnelltests für Keratitis grundlegend verändert zu haben. Das Problem dieser Studien ist jedoch eine kleine Stichprobengröße und die Verwendung teilweise veralteter Geräte.

Nutzen-Risiko-Bewertung Obwohl es keinen direkten Nutzen für die teilnehmenden Probanden gibt, können die Ergebnisse der Studie helfen, mehr Einblick in den Verlauf der Keratitis zu gewinnen, und könnten die diagnostischen Nützlichkeiten im Krankheitsmanagement weiter verbessern.

In dieser Studie werden keine zusätzlichen Medikamente verwendet. Die Erkenntnisse der vorliegenden Studie könnten zu einem besseren Verständnis der Keratitis beitragen und eine schnellere und zielgerichtetere Therapie ermöglichen. Alle angewandten Messtechniken sind schmerzfrei.

Somit erscheint das Risiko-Nutzen-Verhältnis akzeptabel.

Lernziele

Primär:

• Vergleich der TNF-alpha-Spiegelunterschiede im Tränenfilm (pg/ml) zwischen Gram+- und Gram--Bakterien, die Keratitis verursachen (z-Test für ungepaarte Proben).

Sekundär:

• Entwicklung eines Algorithmus, der helfen soll, anhand von Zytokinspiegeln und OCT-Befunden zwischen verschiedenen Keratitis-verursachenden Erregern zu unterscheiden. Dieser Teil der Studie wird experimentell sein (partielle Regression der kleinsten Quadrate und Regression Random Forest Plots)
• Spiegel von IL-1alpha, IL-1beta, IL-6, IL-8, IL-10, IL-17A, TNF-alpha bei Keratitis
• Morphologische Befunde in der optischen Kohärenztomographie: Hornhautdicke (µm), Infiltratdicke (µm), Reflektivität des Infiltrats (Graustufe, wobei 0 schwarz und 255 weiß ist).

Design: Prospektive Single-Center-Studie Die Teilnehmer werden aus den Ambulanzen der Kepler-Universitätsklinik, Augenheilkunde, Linz, Österreich, rekrutiert. Insgesamt werden 392 Patienten in diese Studie aufgenommen. Angestrebte Aussagekraft: 0,8 Signifikanzniveau nach Bonferroni-Korrektur für 7 erklärende Variablen (7 verschiedene Zytokine): 0,07 Verwendete Werte (TNF alpha 2): Gruppe 1: 18,8 (26,36) und Gruppe 2: 50,12 (103,83) Parameter Ergebnisse Leistung 0,800 Alpha 0,007 Mittelwert (Gruppe 1) 18,8 Mittelwert (Gruppe 2) 50,12 Std. Abweichung (Gruppe 1) 26.36 Std. Abweichung (Gruppe 2) 103,83 Stichprobenumfang 1 146 Stichprobenumfang 2 146 Potenz (erhalten) 0,798 Zur Korrektur eines möglichen Rundungsfehlers (berechnete Potenz 0,798) sollte jeder Gruppe ein Fall hinzugefügt werden.

Obwohl es keine Studien-Follow-ups geben wird, rechnet der Prüfarzt aus folgendem Grund mit einer Drop-out-Rate von 30 %: Wie bereits veröffentlicht, führen 67 % aller Hornhautbiopsien zu einer positiven Kultur. 13 In den Fällen, in denen die Kultur keine positiven Ergebnisse liefert, muss der Patient von der Analyse ausgeschlossen werden.

Daher wird der Ermittler 147 + 147 + (147+147)*0,33 einbeziehen = 391,02 Augen -> 392 Augen Eine Auswertung der Daten ist nur möglich, wenn die Hornhautbiopsie positiv ist (es wird ein Erreger der Keratitis gefunden). Daher erwartet der Prüfarzt, dass etwa 30 % der Patienten nicht in die Analyse aufgenommen werden. In diesen Fällen werden zwar die OCT-Bilder ausgewertet, aber die Tränenfilmprobe wird entweder gemäß Protokoll als Gewebeabfall entsorgt oder wenn der untersuchende Augenarzt eine nicht-infektiöse Art der Keratitis (z. B. ein neurotrophes Ulkus) erwartet, das Zytokin Quantifizierung durchgeführt wird.

Messtechniken CASIA 2 (Tomey, Japan) ist ein ss-OCT-Biometer, das eine hochauflösende Abbildung des vorderen Augenabschnitts ermöglicht.

Tränenprobenentnahme und Zytokinanalyse Die Proben werden durch Bindehautspülung des betroffenen Auges ohne topische Anästhesie entnommen. Sterile physiologische Kochsalzlösung wird bei Raumtemperatur durch sanftes Herunterziehen des unteren Augenlids und mit einer nadelfreien Insulinspritze in den unteren Bindehautsack infundiert. Nach einigen Sekunden wird die Lavage-Flüssigkeit wieder in die gleiche Spritze angesaugt, ohne dass die Spritze die Bindehaut berührt. Danach wird die Probe bei -80° Celsius gelagert, bis alle Proben gesammelt sind. Wie bereits erwähnt, werden die Proben, bei denen die Hornhautbiopsie negativ war, entweder entsorgt oder (wenn die Augenheilkunde eine nicht infektiöse Art der Keratitis erwartet) dennoch analysiert. Dazu wird die Bindehautflüssigkeit aus den Spritzen gepoolt und in einer Zentrifuge (400xg für 10 min bei 4°C) zentrifugiert. Die Überstände werden mit dem entzündungsfördernden Multiplex-Assay-Kit von Meso Scale Discovery (Gaithersburg, MD, USA) auf die Konzentrationen der folgenden Zytokine und Chemokine analysiert: IL-1alpha, IL-1beta, IL-6, IL-8, IL -10, IL-17A, TNF-alpha. Achtzig Proben werden gleichzeitig analysiert.