Estudio de identificación de sepsis temprana molecular (MESIS)

Antecedentes La sepsis se ha redefinido recientemente (Sepsis 3) como una infección que conduce a una disfunción orgánica (1). Aunque esta definición no es generalmente aceptada por todos los investigadores (2,3) debido al potencial diagnóstico tardío, la mortalidad relacionada con esta entidad podría reducirse significativamente mediante la adopción temprana de protocolos de diagnóstico y el uso apropiado y temprano de la terapia antimicrobiana (TBA).

Un estudio reciente en Cataluña (4) mostró una incidencia de 212 casos de sepsis por 100.000 habitantes/año con una mortalidad hospitalaria del 21%, significativamente mayor si consideramos a los pacientes en UCI (40%) o afectados por shock séptico (> 50%) (5,6). Estos datos ponen de manifiesto la importancia actual de esta entidad y ponen de manifiesto la necesidad de buscar nuevas alternativas de diagnóstico y tratamiento precoz y adecuado para repercutir favorablemente en la elevada tasa de mortalidad.

El tratamiento ineficaz de la sepsis a menudo se debe a un diagnóstico tardío de la sepsis, debido a la complicación inherente de signos clínicos inespecíficos. Aunque la procalcitonina (PCT) parece ser un biomarcador adecuado para el diagnóstico de infección bacteriana (7,8), diferentes estudios muestran una discriminación de solo alrededor del 80% (7,8) y guías internacionales recientes no recomiendan su uso (9,8). 10,11). Estas mismas guías recomiendan el uso de puntajes, como SOFA (evaluación secuencial de falla orgánica) y qSOFA (versión simplificada) basada en la presencia de alteración de la conciencia, hipotensión y taquipnea) para la estratificación temprana de riesgo de pacientes con sospecha de infección.

Sin embargo, los síndromes inflamatorios sistémicos sepsis y no sepsis se presentan como entidades clínicamente similares, y ambos se complican con frecuencia por la aparición de disfunción orgánica. Por lo tanto, la identificación de sepsis sigue siendo subjetiva y posiblemente conduce a un sobrediagnóstico de sepsis y, en consecuencia, a un alto uso de ATB en pacientes que no tienen sepsis y que no se benefician de este tratamiento (12).

La disponibilidad de nuevas técnicas moleculares y la automatización de estos análisis de laboratorio han estimulado la búsqueda de biomarcadores relacionados con la respuesta del huésped a la sepsis. El análisis de la expresión génica del huésped a través de transcritos de ARN (transcriptómica) ofrece una oportunidad en este entorno complejo del paciente en estado crítico. La expresión del gen del huésped difiere mucho entre pacientes sépticos e individuos sanos (13). Sin embargo, aunque la expresión génica entre pacientes con inflamación séptica y no séptica se superpone en gran medida, varias diferencias entre las transcripciones observadas en la sepsis pueden ayudar a distinguir la infección de otras causas de inflamación [14]. El ensayo de transcripción SeptiCyte™ LAB se desarrolló para diagnosticar infecciones en pacientes en estado crítico con sospecha de sepsis [15]. Es el primer ensayo de respuesta del huésped basado en métodos de PCR con transcriptasa inversa cuantitativa (qRT-PCR) aprobado por la Administración de Drogas y Alimentos de los Estados Unidos (FDA). SeptiCyte™ LAB permite la evaluación de la respuesta del huésped a la infección midiendo la expresión de genes específicos implicados en la función inmunitaria y la señalización inflamatoria en sangre total. La prueba consiste en la amplificación simultánea de 4 transcritos de ARN

1. molécula de adhesión celular relacionada con el antígeno carcinoembrionario 4 (CEACAM4),
2. proteína de membrana asociada a liposomas 1 (LAMP1),
3. proteína de adhesión celular específica de placenta 8 (PLAC8), y
4. fosfolipasa A2 grupo VII (PLA2G7)

El primer estudio de rendimiento clínico de SeptiCyte™ LAB analizó a 345 pacientes que formaban parte de la cohorte de diagnóstico molecular y estratificación del riesgo de sepsis (MARS) en dos UCI de los Países Bajos [15]. Se clasificó a los pacientes con sepsis según una evaluación médica post-hoc de la evidencia clínica, radiológica y microbiológica disponible [16], lo que resultó en estimaciones para el AUC (0,77 a 0,99), sensibilidad (79% a 100%) y especificidad ( 33% a 91%) varió ampliamente, dependiendo de la prevalencia de sepsis, el nivel de confianza con respecto al diagnóstico de referencia y si el registro de pacientes fue consecutivo. En un subgrupo post-hoc de 157 pacientes con datos completos, SeptiCyte™ LAB (AUC 0,88, IC del 95 % 0,81-0,93) superó la discriminación PCT (AUC 0,84, IC 95% 0,76-0,92, p<0,001). Sin embargo, la mejor capacidad discriminatoria se logró mediante una combinación de ambos biomarcadores (AUC 0.89, 95% IC 0.82-0.95, p<0,01). Dado que este análisis tomó alrededor de 6 horas, se ha desarrollado una herramienta de diagnóstico temprano de sepsis (SeptiCyte RAPID (17)) que se basa en la medición de dos de los cuatro biomarcadores de expresión génica en sangre periférica (PLAC8 y PLA2G7) usando la misma inversa cuantitativa reacción en cadena de la polimerasa de transcripción (RT-qPCR) y se correlaciona estrechamente con los resultados clínicos de SeptiCyte LAB, pero con un flujo de trabajo mucho más simple. En función de los resultados, el dispositivo emite un informe con una escala de probabilidad de sepsis. (ver algoritmo adjunto) Esta nueva metodología de análisis, junto con los biomarcadores habituales, puede mejorar el diagnóstico precoz de la sepsis, diferenciar entre pacientes inflamados y sépticos.

El ensayo FilmArray® de identificación de hemocultivos (BCID®) es una prueba molecular aprobada para la identificación directa de patógenos causantes de BSI a partir de BC positivo (18). Una versión actualizada recientemente del panel (BCID2®) comprende características mejoradas de identificación de especies y permite la detección de una β-lactamasa de espectro expandido (ESBL) y varios genes que codifican carbapenemasas. El panel BCID2® analiza 43 objetivos asociados con infecciones del torrente sanguíneo, incluidas bacterias gramnegativas, bacterias grampositivas, levaduras y 10 genes de resistencia a los antimicrobianos, todo con una sola prueba y con resultados disponibles en aproximadamente una hora a partir de un hemocultivo positivo. Además, el menú del panel BCID2® incluye siete genes de resistencia adicionales, incluidas las carbapenemasas, los genes de resistencia a la colistina y un ensayo MREJ permite una identificación más específica de MRSA. Un estudio reciente (19) evalúa el rendimiento clínico del ensayo BCID2 para la identificación de especies en 180 hemocultivos (BC) positivos. Los resultados de BCID2 coincidieron con el estándar de atención (SOC) en 159/180 (88,3 %) BC; De acuerdo con los resultados del SOC, se identificaron 68/74 (91,9 %) y 71/74 (96,0 %) de todas las muestras que cultivaban patógenos monobacterianos, grampositivos o gramnegativos, respectivamente. La falta de concordancia se relacionó con la detección de patógenos adicionales mediante el ensayo BCID2 (n = 4), la identificación de especies discrepantes (n = 4) o la falla de BCID2 para detectar patógenos en el panel (n = 1).

La implantación habitual del BCID2® se realiza una vez que el hemocultivo es positivo. Sin embargo, algunos resultados preliminares (20) sugieren que el rendimiento de BCID2® en la detección temprana de microorganismos puede ser adecuado con solo unas pocas horas (6-8 h) de incubación del hemocultivo y antes de que el hemocultivo sea positivo.

Dado que el diagnóstico temprano y la administración temprana de una terapia antibiótica efectiva son de crucial importancia para mejorar el resultado del paciente, el objetivo del presente estudio es desarrollar y evaluar un protocolo clínico que combine el diagnóstico molecular de la infección y la determinación temprana de microorganismos en hemocultivos con solo 6 -8 horas de incubación antes de que sean positivos.

Puntos finales

Los puntos finales primarios son:

1. - Determinar la capacidad de los filmarrays BCID 2® para la identificación temprana de microorganismos en CB con pocas horas de incubación y antes de que se hayan vuelto positivos.
2. - Determinar la capacidad de SeptiCyte® para el diagnóstico molecular de sepsis en pacientes críticos con foco infeccioso poco claro.

Los puntos finales secundarios son

1. - Determinar el posible impacto de los resultados en el manejo del tratamiento antimicrobiano.
2. - Determinar si existe una asociación entre los biomarcadores séricos comunes (PCT, CRP) y los resultados positivos de SeptiCyte® y BCID 2®.

Principales criterios de inclusión/exclusión

Criterios de inclusión:

1. - Adultos (>16 años)
2. - Al menos 2 criterios SIRS
3. - RCP (> 10 mg/dL) o PCT (> 0,5 ng/mL en comunidad o > 1,0 ng/mL en infección nosocomial) elevada

3.- Sin un foco claro que justifique la sepsis 4.- Alta sospecha de infección que requiera iniciar tratamiento antimicrobiano.

Criterio de exclusión:

1. - No obtener las muestras dentro de las 12 horas posteriores a la sospecha de infección y la administración de antibióticos.
2. - Administración previa de antimicrobianos en las últimas 24 horas
3. - Foco de sepsis documentada o evidente en el ingreso en la UCI

Procedimientos:

Si el paciente cumple con los criterios de ingreso y no presenta criterios de exclusión, será admitido en el protocolo diagnóstico del algoritmo MESIS.

No requiere firma de consentimiento ya que no se realizan procedimientos especiales, ni se tomarán decisiones clínicas en base a los resultados de las pruebas.

PROTOCOLO DE DIAGNÓSTICO MOLECULAR Y TRATAMIENTO DIRIGIDO TEMPRANO (Ver Cronograma de Valoraciones adjunto) Una vez obtenidas las muestras de sangre habituales para la determinación de PCR, PCT, leucocitosis (WBC) y hemocultivos (4 frascos), así como clínicamente significativas cultivos, y si se cumplen los criterios de inclusión, los hemocultivos (4 frascos) se enviarán junto con un tubo EDTA de los obtenidos para los análisis habituales al servicio de microbiología donde se realizará la determinación con SeptiCyte® y BCID 2® (ver algoritmo adjunto).

A) SeptiCyte RAPID® se realizará en todos los pacientes en el momento de la recepción de la muestra en el departamento de microbiología. El resultado de la prueba se almacenará en el CRF del estudio. Este resultado no será conocido por el médico tratante del paciente.

B) El panel de identificación de hemocultivos BioFire® FilmArray® (BCID 2®) se realizará en los 4 frascos de hemocultivos después de 6-8 horas de incubación y especialmente antes de que se vuelva positivo. El resultado de la prueba se almacenará en el CRF del estudio. Este resultado no será conocido por el médico tratante del paciente. Se realizará una nueva determinación de BCID 2 una vez que el hemocultivo sea positivo, y se comparará el resultado con el obtenido previamente con 6-8 horas de incubación.

NOTA: En ningún caso se utilizará la información recibida para definir conductas o tratamientos relacionados con el estado del paciente Período de Seguimiento Se dará seguimiento a los pacientes hasta que se considere resuelto el evento que originó el trastorno. Solo se considerará el primer episodio de posible sepsis para cada paciente.

Los pacientes serán clasificados como sepsis confirmada, probable o posible de acuerdo con las definiciones de la "Conferencia de Consenso del Foro Internacional de Sepsis sobre Definiciones de Infección en la Unidad de Cuidados Intensivos". (Calandra T et al. Crit Care Med 2005; 33:1538-1548).

Cálculo del tamaño de la muestra Según lo publicado por Klein Klouwenberg (12), sólo el 25% de los pacientes con sospecha de sepsis y que reciben antibióticos al ingreso en la UCI, son finalmente clasificados como sepsis definitiva. Nuestro estudio espera poder identificar al menos el 40% de la sepsis en pacientes con sospecha de sepsis. En base a esta diferencia y para una potencia del 90% con un nivel de error del 5%, el número de pacientes a incluir es de 60.

Considerando una posible pérdida del 20% de los pacientes (17 pacientes) el número se eleva a 100 pacientes. Para asegurar el número de pacientes y la potencia del estudio, se decidió incluir un 20% más, haciendo un total de 120 pacientes.

Plan de análisis de datos:

Las variables cualitativas se expresarán como porcentajes, mientras que las variables cuantitativas se expresarán como media y desviación estándar (DE) o mediana y rango intercuartílico 25-75%. Para determinar las diferencias clínicas entre los grupos con y sin BCID 2 y positivos para SeptiCyte, se utilizarán las pruebas de Chi-cuadrado y Fisher para las variables categóricas, y la prueba de la t de Student o la prueba de la U de Mann-Withney para las variables cuantitativas. Se realizará análisis multivariante por regresión logística binaria para determinar los factores de riesgo asociados a la presencia temprana de microorganismos en BCID 2 y para el diagnóstico de alto riesgo de sepsis con SeptiCyte.

Finalmente, se desarrollará un algoritmo de tratamiento antimicrobiano empírico para pacientes críticos relacionado con el tipo de microorganismos aislados y los genes de resistencia desarrollados.

Limitaciones La principal limitación del estudio es la posibilidad de mostrar un número menor de pacientes con sepsis entre los individuos incluidos que el utilizado para calcular el tamaño de la muestra. Esta situación podría conducir a una falta de significación estadística debido a la falta de potencia del estudio. Para evitarlo, se prevé realizar un análisis intermedio cuando se alcance el 70% de los pacientes. La segunda limitación es la baja tasa de inclusión de pacientes. Aunque se ha considerado que 6 meses de trabajo de campo serán suficientes, el estudio podría extenderse 4 meses más para completar el número de pacientes.

Consideraciones éticas El estudio se encuentra en revisión por el Comité de Ética e Investigación Clínica de referencia. Debido a su diseño para mejorar la calidad de la atención, se ha solicitado una renuncia al consentimiento informado.