Étude moléculaire d'identification précoce du sepsis (MESIS)

Contexte Le sepsis a récemment été redéfini (sepsis 3) comme une infection entraînant un dysfonctionnement des organes (1). Bien que cette définition ne soit généralement pas acceptée par tous les chercheurs (2,3) en raison du potentiel de retard de diagnostic, la mortalité liée à cette entité pourrait être considérablement réduite par l'adoption précoce de protocoles de diagnostic et l'utilisation appropriée et précoce de la thérapie antimicrobienne (ATB).

Une étude récente en Catalogne (4) a montré une incidence de 212 cas de septicémie pour 100 000 habitants/an avec une mortalité hospitalière de 21 %, significativement plus élevée si l'on considère les patients en réanimation (40 %) ou ceux atteints de choc septique (> 50%) (5,6). Ces données soulignent l'importance actuelle de cette entité et soulignent la nécessité de rechercher de nouvelles alternatives de diagnostic et de traitement précoces et appropriés pour avoir un impact favorable sur le taux de mortalité élevé.

Le traitement inefficace du sepsis est souvent dû à un diagnostic tardif du sepsis, en raison de la complication inhérente des signes cliniques non spécifiques. Bien que la procalcitonine (PCT) semble être un biomarqueur adéquat pour le diagnostic d'infection bactérienne (7,8), différentes études montrent une discrimination d'environ 80 % seulement (7,8) et les récentes recommandations internationales ne recommandent pas son utilisation (9, 10,11). Ces mêmes lignes directrices recommandent l'utilisation de scores, tels que SOFA (évaluation séquentielle des défaillances d'organes) et qSOFA (une version simplifiée) basés sur la présence d'altération de la conscience, d'hypotension et de tachypnée) pour une stratification précoce du risque des patients suspectés d'infection.

Cependant, les syndromes inflammatoires systémiques septiques et non septiques se présentent comme des entités cliniquement similaires, et les deux sont fréquemment compliqués par l'apparition d'un dysfonctionnement organique. Par conséquent, l'identification d'un sepsis reste subjective et conduit éventuellement à un surdiagnostic du sepsis et par conséquent à une forte utilisation de l'ATB chez les patients qui n'ont pas de sepsis et qui ne bénéficient pas de ce traitement (12).

La disponibilité de nouvelles techniques moléculaires et l'automatisation de ces analyses en laboratoire ont stimulé la recherche de biomarqueurs liés à la réponse de l'hôte au sepsis. L'analyse de l'expression du gène de l'hôte par le biais de transcrits d'ARN (transcriptomique) offre une opportunité dans ce contexte complexe du patient gravement malade. L'expression du gène de l'hôte diffère considérablement entre les patients septiques et les individus en bonne santé (13). Cependant, bien que l'expression des gènes entre les patients inflammatoires septiques et non septiques se chevauche dans une large mesure, plusieurs différences entre les transcriptions observées dans le sepsis peuvent aider à distinguer l'infection des autres causes d'inflammation [14]. Le test de transcription SeptiCyte™ LAB a été développé pour diagnostiquer l'infection chez les patients gravement malades suspectés de sepsis [15]. Il s'agit du premier test de réponse de l'hôte basé sur des méthodes quantitatives de PCR de transcriptase inverse (qRT-PCR) à être approuvé par la Food and Drug Administration (FDA) des États-Unis. SeptiCyte™ LAB permet d'évaluer la réponse de l'hôte à l'infection en mesurant l'expression de gènes spécifiques impliqués dans la fonction immunitaire et la signalisation inflammatoire dans le sang total. Le test consiste en l'amplification simultanée de 4 transcrits d'ARN

1. molécule d'adhésion cellulaire liée à l'antigène carcinoembryonnaire 4 (CEACAM4),
2. protéine membranaire associée aux liposomes 1 (LAMP1),
3. protéine d'adhésion cellulaire spécifique au placenta 8 (PLAC8), et
4. phospholipase A2 groupe VII (PLA2G7)

La première étude de performance clinique de SeptiCyte™ LAB a analysé 345 patients inclus dans la cohorte MARS (Molecular Diagnosis and Sepsis Risk Stratification) dans deux unités de soins intensifs aux Pays-Bas [15]. Les patients ont été classés comme ayant une septicémie sur la base d'une évaluation médicale post-hoc des preuves cliniques, radiologiques et microbiologiques disponibles [16] aboutissant à des estimations de l'ASC (0,77 à 0,99), de la sensibilité (79 % à 100 %) et de la spécificité ( 33 % à 91 %) variait largement selon la prévalence du sepsis, le niveau de confiance par rapport au diagnostic de référence et si l'enregistrement des patients était consécutif. Dans un sous-groupe post-hoc de 157 patients avec des données complètes, SeptiCyte™ LAB (ASC 0,88, IC à 95 % 0,81-0,93) ont surpassé la discrimination PCT (ASC 0,84, IC à 95 % 0,76-0,92, p<0,001). Cependant, la meilleure capacité de discrimination a été obtenue par une combinaison des deux biomarqueurs (ASC 0,89, IC à 95 % 0,82-0,95, p<0,01). Comme cette analyse a duré environ 6 heures, un outil de diagnostic précoce du sepsis (SeptiCyte RAPID (17)) a été développé, basé sur la mesure de deux des quatre biomarqueurs d'expression génique dans le sang périphérique (PLAC8 et PLA2G7) en utilisant le même inverse quantitatif. transcription polymerase chain reaction (RT-qPCR) et est en étroite corrélation avec les résultats cliniques de SeptiCyte LAB, mais avec un flux de travail beaucoup plus simple. Sur la base des résultats, l'appareil émet un rapport avec une échelle de probabilité de septicémie. (voir algorithme ci-joint) Cette nouvelle méthodologie d'analyse, associée aux biomarqueurs habituels, permet d'améliorer le diagnostic précoce du sepsis, de différencier les patients inflammatoires des patients septiques.

Le test d'identification d'hémocultures FilmArray® (BCID®) est un test moléculaire approuvé pour l'identification directe des agents pathogènes à l'origine de BSI à partir d'un BC positif (18). Une version récemment mise à jour du panel (BCID2®) comprend des caractéristiques d'identification d'espèce améliorées et permet la détection d'une β-lactamase à spectre élargi (BLSE) et de plusieurs gènes codant pour la carbapénémase. Le panel BCID2® teste 43 cibles associées aux infections de la circulation sanguine, y compris les bactéries gram-négatives, les bactéries gram-positives, les levures et 10 gènes de résistance aux antimicrobiens, le tout avec un seul test et avec des résultats disponibles en environ une heure à partir d'une hémoculture positive. De plus, le menu du panel BCID2® comprend sept gènes de résistance supplémentaires, y compris les carbapénémases, les gènes de résistance à la colistine et un test MREJ permet une identification plus spécifique du SARM. Une étude récente (19) évalue les performances cliniques du test BCID2 pour l'identification des espèces dans 180 hémocultures (CB) positives. Les résultats BCID2 étaient concordants avec la norme de soins (SOC) chez 159/180 (88,3 %) BC ; 68/74 (91,9 %) et 71/74 (96,0 %) de tous les échantillons cultivant des pathogènes monobactériens, Gram-positifs ou Gram-négatifs, respectivement, ont été identifiés, en accord avec les résultats SOC. La non-concordance était liée à la détection d'agents pathogènes supplémentaires par le test BCID2 (n = 4), à l'identification d'espèces discordantes (n = 4) ou à l'échec de BCID2 à détecter des agents pathogènes sur le panel (n = 1).

La mise en place habituelle du BCID2® se fait une fois l'hémoculture positive. Cependant, certains résultats préliminaires (20) suggèrent que les performances de BCID2® dans la détection très précoce des micro-organismes peuvent être adéquates avec seulement quelques heures (6-8h) d'incubation de l'hémoculture et avant que l'hémoculture ne devienne positive.

Étant donné qu'un diagnostic précoce et l'administration précoce d'une antibiothérapie efficace sont d'une importance cruciale pour améliorer les résultats des patients, le but de la présente étude est de développer et d'évaluer un protocole clinique qui combine le diagnostic moléculaire de l'infection et la détermination précoce des micro-organismes dans les hémocultures avec seulement 6 -8 heures d'incubation avant qu'ils ne soient trouvés positifs.

Points finaux

Les principaux critères d'évaluation sont :

1. - Déterminer la capacité des filmarrays BCID 2® pour l'identification précoce des micro-organismes en BC avec quelques heures d'incubation et avant qu'ils ne soient devenus positifs.
2. - Déterminer la capacité de SeptiCyte® pour le diagnostic moléculaire du sepsis chez les patients gravement malades avec un foyer infectieux incertain.

Les critères secondaires sont

1. - Déterminer l'impact possible des résultats sur la gestion du traitement antimicrobien.
2. - Déterminer s'il existe une association entre les biomarqueurs sériques courants (PCT, CRP) et les résultats positifs de SeptiCyte® et BCID 2®.

Principaux critères d'inclusion/exclusion

Critère d'intégration:

1. - Adultes (>16 ans)
2. - Au moins 2 critères SIRS
3. - RCP (> 10 mg/dL) ou PCT (> 0,5 ng/mL en communauté ou > 1,0 ng/mL en cas d'infection nosocomiale) élevée

3.- Sans orientation claire justifiant le sepsis 4.- Forte suspicion d'infection qui nécessite de commencer un traitement antimicrobien.

Critère d'exclusion:

1. - Défaut d'obtenir les échantillons dans les 12 heures suivant la suspicion d'infection et l'administration d'antibiotiques
2. - Administration antérieure d'antimicrobiens au cours des dernières 24 heures
3. - Sepsie documentée ou évidente focalisée sur l'admission aux soins intensifs

Procédures:

Si le patient répond aux critères d'admission et ne présente pas de critères d'exclusion, il sera admis dans le protocole de diagnostic de l'algorithme MESIS.

Il ne nécessite pas de signature de consentement car aucune procédure spéciale n'est effectuée et aucune décision clinique ne sera prise en fonction des résultats des tests.

PROTOCOLE DE DIAGNOSTIC MOLÉCULAIRE ET TRAITEMENT PRÉCOCE DIRIGÉ (Voir le calendrier des évaluations ci-joint) Une fois les prélèvements sanguins habituels obtenus pour la détermination de la PCR, de la PCT, de la numération leucocytaire (GB) et des hémocultures (4 flacons), ainsi que des cultures, et si les critères d'inclusion sont remplis, les hémocultures (4 flacons) seront envoyées avec un tube EDTA parmi ceux obtenus pour l'analyse usuelle au service de microbiologie où le dosage sera effectué avec SeptiCyte® et BCID 2® (voir algorithme ci-joint).

A) SeptiCyte RAPID® sera effectué sur tous les patients au moment de la réception de l'échantillon au service de microbiologie. Le résultat du test sera stocké dans le CRF de l'étude. Ce résultat ne sera pas connu du médecin traitant du patient.

B) Le panel d'identification d'hémoculture BioFire® FilmArray® (BCID 2®) effectuera sur les 4 flacons d'hémoculture après 6 à 8 heures d'incubation et surtout avant qu'il ne devienne positif. Le résultat du test sera stocké dans le CRF de l'étude. Ce résultat ne sera pas connu du médecin traitant du patient. Une nouvelle détermination BCID 2 doit être effectuée une fois que l'hémoculture est positive, et le résultat doit être comparé à celui obtenu précédemment avec 6-8 heures d'incubation.

REMARQUE : En aucun cas, les informations reçues ne seront utilisées pour définir des comportements ou des traitements liés à l'état du patient Période de suivi Les patients seront suivis jusqu'à ce que l'événement à l'origine du trouble soit considéré comme résolu. Seul le premier épisode de septicémie possible sera considéré pour chaque patient.

Les patients seront classés comme septicémie confirmée, probable ou possible selon les définitions de « The International Sepsis Forum Consensus Conference on Definitions of Infection in the Intensive Care Unit ». (Calandra T et al. Crit Care Med 2005 ; 33:1538-1548).

Calcul de la taille de l'échantillon Selon ce qui a été publié par Klein Klouwenberg (12), seuls 25 % des patients suspects de sepsis et qui reçoivent des antibiotiques à leur admission en réanimation sont finalement classés comme ayant un sepsis définitif. Notre étude espère pouvoir identifier au moins 40% des sepsis chez les patients suspects de sepsis. Sur la base de cette différence et pour une puissance de 90 % avec un niveau d'erreur de 5 %, le nombre de patients à inclure est de 60.

Considérant une perte possible de 20% des patients (17 patients) le nombre monte à 100 patients. Pour garantir le nombre de patients et la puissance de l'étude, il a été décidé d'inclure 20 % supplémentaires, soit un total de 120 patients.

Plan d'analyse des données :

Les variables qualitatives seront exprimées en pourcentages, tandis que les variables quantitatives seront exprimées en moyenne et écart type (SD) ou médiane et intervalle interquartile 25-75 %. Pour déterminer les différences cliniques entre les groupes avec et sans BCID 2 et SeptiCyte positifs, les tests Chi-carré et Fisher seront utilisés pour les variables catégorielles, et le test t de Student ou le test U de Mann-Withney pour les variables quantitatives. Une analyse multivariée par régression logistique binaire sera réalisée pour déterminer les facteurs de risque associés à la présence précoce de microorganismes dans BCID 2 et pour le diagnostic de haut risque de sepsis avec SeptiCyte.

Enfin, un algorithme empirique de traitement antimicrobien sera développé pour les patients gravement malades en fonction du type de micro-organismes isolés et des gènes de résistance développés.

Limites La principale limite de l'étude est la possibilité de montrer un plus petit nombre de patients atteints de sepsis parmi les individus inclus que celui utilisé pour calculer la taille de l'échantillon. Cette situation pourrait conduire à un manque de signification statistique en raison du manque de puissance de l'étude. Pour éviter cela, il est prévu de réaliser une analyse intermédiaire lorsque 70% des patients seront atteints. La deuxième limite est l'inclusion des patients à faible taux. Bien qu'il ait été considéré que 6 mois de terrain seront suffisants, l'étude pourrait être prolongée de 4 mois supplémentaires pour compléter le nombre de patients.

Considérations éthiques L'étude est en cours d'examen par le comité d'éthique et de recherche clinique de référence. En raison de sa conception visant à améliorer la qualité des soins, une dérogation au consentement éclairé a été demandée.