Kann die Messung der von Neutrophilen abgeleiteten ROS-Produktion ein neuartiger Biomarker für Sepsis sein? (LIT-sepsis)

Einführung:

Unter Sepsis versteht man die fehlregulierte Reaktion des Wirts auf eine Infektion, die zu einer Organfunktionsstörung führt. Sowohl Sepsis als auch septischer Schock sind schwerwiegende Gesundheitsprobleme, von denen Millionen Menschen betroffen sind und die jedes Jahr weltweit zu einer schwerwiegenden Sterblichkeitsrate führen. Verzögerungen sowohl bei der Diagnose als auch bei der Einleitung einer geeigneten Behandlung sind die wichtigsten Ursachen sepsisbedingter Mortalität. Andererseits hat eine Überdiagnose einer Sepsis und die unangemessene Einleitung einer Breitbandantibiotikatherapie einige Konsequenzen wie erhöhte Krankenhauskosten, antibiotikabedingte Nebenwirkungen, erhöhte Antibiotikaresistenz und die Entwicklung resistenter nosokomialer Infektionen. Um diese genaue Unterscheidung zu treffen, wurde bis heute eine Vielzahl von Biomarkern untersucht. Der erwartete Nutzen sepsisbezogener Biomarker besteht in der Erkennung von Infektionen und Sepsis, der Möglichkeit, den Verlauf der Sepsis vorherzusagen, oder der Behandlungsberatung. Obwohl mehr als 150 Biomarker zu diesem Thema untersucht wurden, gibt es keinen einzigen Biomarker, der diese Erwartungen in der klinischen Praxis in allen Aspekten erfüllt.

Neutrophile spielen eine entscheidende Rolle bei der Entwicklung der Wirtsreaktion bei Sepsis. Neutrophile funktionieren über eine Reihe verschiedener Mechanismen, darunter Chemotaxis, Phagozytose, Freisetzung reaktiver Sauerstoffspezies (ROS) und granulärer Proteine ​​sowie die Produktion und Freisetzung von Zytokinen zu diesem Zweck. Zur Bekämpfung von Infektionen ist eine kontrollierte Reaktion der Neutrophilen erforderlich. Kürzlich wurde ein Funktionstest demonstriert, der die Fähigkeit von Leukozyten (hauptsächlich Neutrophilen) bewertet, ROS als Reaktion auf eine chemische In-vitro-Stimulation zu produzieren. Der Leukozyten-Immuntest™ (LIT™) quantifiziert spezifisch und schnell (10 Minuten) die ROS-Freisetzung von Neutrophilen mithilfe einer kleinen Blutmenge, die aus kapillaren, arteriellen oder venösen Quellen gewonnen werden kann. Somit bietet der LIT-Score ein physiologisch relevantes Mittel zur Überwachung der zellulären Fähigkeit von Neutrophilen, Superoxidradikale in Echtzeit zu produzieren. Ein objektiver Marker für die zelluläre Dysfunktion von Neutrophilen wäre für den Kliniker ein hilfreiches Instrument zur Erkennung und Überwachung von Veränderungen im Zusammenhang mit dem Infektionsstatus und zur Bestimmung der Entwicklung einer Sepsis und der positiven Auswirkungen von Interventionen.

Methode:

Die Studie wurde als prospektive Beobachtungsstudie mit Genehmigung der Ethikkommission auf einer medizinischen Intensivstation durchgeführt und gehört zur Abteilung für innere Krankheiten eines Universitätsklinikums. Die Patientenpopulation besteht aus Patienten, die aufgrund verschiedener infektiöser Ätiologien auf die Intensivstation oder ins Krankenhaus eingeliefert wurden. Die Kontrollgruppe besteht aus ambulanten oder stationären Patienten, die wegen nichtinfektiöser Ursachen auf die Intensivstation oder stationär aufgenommen werden. Die ROS-Produktion als Reaktion auf PMA wurde an klinischen Proben durchgeführt und innerhalb von 30 Minuten nach der Entnahme analysiert. Der LIT-Test wurde für die Patientengruppe jeden Tag oder jeden zweiten Tag bis zum Tod oder der Entlassung aus den Einheiten, in denen die Studie durchgeführt wurde, durchgeführt. Der LIT-Test wurde für die ambulante Gruppe nur einmal am Tag der ambulanten Kontrolle durchgeführt.

Messungen der ROS-Produktion mittels Luminometer:

Die ROS-Produktion wurde an klinischen Proben gemessen, die für Routinetests entnommen wurden. Kurz gesagt, 10 μl frisch gewonnenes Blut (gewonnen durch Venenpunktion) wurden zu 100 Mikroliter phosphatgepufferter Kochsalzlösung (PBS) gegeben, die Phorbol-12-Myristat-13-Acetat (PMA; Sigma) und Luminol enthielt. Die Lösung wurde 10 Minuten lang bei 37,5 °C inkubiert. Die Chemilumineszenz wurde nach 10 Minuten mit einem Handluminometer (3M, Clean-Trace, NG3) in relativen Lichteinheiten (RLU) quantifiziert. Für jeden Patienten wurden die LIT-Scores als Korrelat der Neutrophilenfunktion aufgezeichnet. Eine ungewöhnlich hohe (Hyperproduktion) ROS-Erzeugung war mit Infektion, Sepsis oder septischem Schock verbunden. Dies erhöht die Möglichkeit, dass LIT™ und das LIT™/Neutrophilenzahl-Verhältnis (LIT/N) als prädiktives klinisches Instrument eingesetzt werden.