Új diagnosztikai módszerek a külső kamrai lefolyással összefüggő fertőzések azonosítására (EVD Infect II)

Az irodalomban a bevezetett drének előfordulási gyakorisága 1-35% között van. Ez az eltérés abból adódik, hogy nem alakult ki nemzetközi konszenzus az EVDI-k meghatározását illetően, valamint a különböző diagnosztikai kritériumok tanulmányokon keresztüli alkalmazása. A neurointenzív ellátásban a klinikai tüneteket gyakran nehéz értékelni az alapbetegség miatt. A cerebrospinális folyadék (CSF) baktériumtenyészete az EVDI diagnosztika jelenlegi aranystandardja. A CSF-baktériumtenyészetek véglegesítése azonban gyakran több napot is igénybe vesz, és az antibiotikumok korábbi alkalmazása tovább meghosszabbíthatja a tenyészet inkubációs idejét, vagy hamis negatív tenyészeteket okozhat. Ritkán lehetséges elhalasztani a kezelést addig, amíg a baktériumtenyészetek be nem fejeződnek. Ezen túlmenően, ezen fertőzések etiológiája miatt a szennyeződést és a valódi pozitívumot nehéz megkülönböztetni a tenyésztett baktériumok alapján. Így az EVDI-k korai azonosítása a bakteriális fertőzés közvetett jelein alapul, nevezetesen a glükóz, laktát, fehérje, leukociták és eritrociták CSF-elemzésén. A neurokritikus betegekben a CSF paramétereit gyakran összezavarja az intraventricularis vérzés (IVH). A leukociták és az eritrociták különösen nagy mértékben változhatnak az IVH térfogatától függően.

Az IVH-hoz való igazításhoz általában a leukociták és eritrociták arányát (LE arány) használják a CSF-ben, és ez az egyik fő mérőszám az EVDI-k azonosításában. Az LE arány azon a feltételezésen alapul, hogy az eritrociták és a leukociták homogén eloszlásúak a CSF-ben. Ezt a feltételezést korábban nem kérdőjelezték meg. A számítógépes tomográfiás (CT) vizsgálatokból azonban egyértelmű, hogy a kamrákban lerakódik a vér, ami arra utal, hogy a homogén eloszlás nem valószínű. Az LE arány nem veszi figyelembe azt a tényt, hogy a vér önmagában aszeptikus gyulladást okoz, ami a leukociták bevándorlását eredményezi. Ezenkívül a leukociták, különösen a granulociták, felfelé úszó lebegést vagy antisedimentációt mutathatnak, amely tulajdonság a kritikus állapotú betegeknél súlyosbodott. Így a leukociták lassabban ülepedhetnek, mint az eritrociták, ami tovább torzíthatja az intraventrikuláris CSF/vér eloszlást a heterogenitás felé.

A specifikus kórokozók, a betegek jellemzői és a zavaró tényezők miatt az EVDI-k korai azonosítása nehéznek bizonyult, és még egyetlen CSF-paraméter sem önmagában vagy összesítve képes lenne megbízhatóan előre jelezni vagy azonosítani az EVDI-ket. Mint ilyenek, a rutinszerűen elemzett CSF-paramétereken és klinikai tüneteken alapuló algoritmusok nem egyértelműek, és a diagnózis gyakran „szakértői vélemény” alapján történik. Ez a széles spektrumú antibiotikumok túlzott alkalmazását és a klinikai gyakorlat nagy eltéréseit eredményezi, minden valódi fertőzés esetén akár 10-20 beteget is kezelnek. Ezenkívül az EVDI-diagnosztika fő mérőszáma, az LE-arány azon a bizonytalan feltételezésen alapul, hogy a sejtek homogénen oszlanak el a CSF-ben. Még nem vizsgálták, hogy ez befolyásolja-e, és hogyan, a rutinszerűen elemzett CSF-paramétereket. Az EVDI-k azonosítására szolgáló jelenlegi közvetett módszerek megkérdőjelezhető pontosságát szem előtt tartva, az EVDI diagnosztikájában gyorsabb és pontosabb eszközökre van szükség a közvetlen mikrobiológiai kimutatáshoz és azonosításhoz.

Egyre növekszik a kialakulóban lévő bakteriális DNS-szekvenálási technikák alkalmazása a fertőző betegségek gyógyászatában. Sajnos ezek a CSF-technikák az EVDI-ben található specifikus baktériumokat lefedő primerekkel még nem igazoltak. Ezen túlmenően, mivel nem állnak rendelkezésre állandó, éjjel-nappali munkafolyamatok ezek a módszerek körül, ezekből a technikákból származó eredmények még nem állnak rendelkezésre a kezelés megkezdésének eldöntéséhez szükséges időn belül. A rendszeres PCR-módszerek azonban kimutatták, hogy a klinikailag gyaníthatóan súlyos szepszises betegek nagy részében kimutatták a baktériumokat, akiknél negatív vérkultúra alakult ki. Érdekes módon ebben a csoportban volt a legmagasabb a mortalitás, ami arra utal, hogy a pozitív bakteriális leletek nem csupán egy túlérzékeny technika alkalmazásának tudhatók be. A bakteriális DNS-szekvenálási technikák nagyobb érzékenységet mutathatnak a hagyományos baktériumtenyészetekhez képest, rövidebb időkereten belül.

A 16s riboszómális ribonukleinsav (16s rRNS) a prokarióta riboszómális 30s alegység összetevője, és minden prokarióta életformában jelen van. Kimutatták, hogy a 16s rRNS szekvenálás használata megbízhatóan azonosítja a baktériumokat normálisan steril testnedvekben, például a CSF-ben, összehasonlítva a baktériumtenyészetekkel. A 16s rRNS-nek megvan az az előnye is, hogy képesek azonosítani a nem életképes baktériumokat, így potenciálisan nagyobb érzékenységet mutatnak azoknál a betegeknél, akiket a mintavétel előtt antibiotikus kezelésnek vetettek alá, így ígéretes célpont a bakteriális DNS-szekvenálás számára. A 16s rRNS szekvenálását azonban nem vizsgálták alaposan az EVDI-k esetében.

Az optotracing egy új módszer a baktériumok és bakteriális biofilmek azonosítására. A módszer lumineszcens konjugált oligotioféneken (LCO) alapul, egy olyan polimeren, amely optoelektromos tulajdonságokat mutat. Az LCO-k és a biofilm termékek vagy baktériumok közötti kölcsönhatás közvetlenül a célspecifikus fluoreszcens emisszióhoz vezet, amely lehetővé teszi az optikai detektálást. A módszerről nemrégiben azt találták, hogy megbízhatóan azonosítja a biofilmet termelő uropatogén E. colit húgyúti fertőzésben szenvedő betegeknél. Továbbá a módszer képes volt különbséget tenni egészséges és fertőzött vizelet között, függetlenül a biofilm termékek kimutatásától. Az optoelektromos polimerek sokoldalú molekulák, amelyek lehetővé teszik a könnyű módosítást, ami lehetővé teheti a személyre szabott célspecifikus kölcsönhatást, potenciálisan lehetővé téve az optotracing alkalmazását specifikus gyors bakteriális azonosítás módszereként az EVDI diagnosztikában.

A közelmúltban az optotracing mellett a bakteriális metabolikus aktivitás elektrokémiai érzékelését (REDOX) is vizsgálták, mint a baktériumok kimutatásának új módszerét. A REDOX kihasználja a baktériumok redukáló képességét. Ez a tulajdonság lehetővé tette egy gyors, rendkívül érzékeny teszttömb létrehozását, amely félvezető tulajdonságokkal rendelkező polimereket használ, amelyek elektronakceptorként működnek. Ez a módszer lehetővé teszi a baktériumok metabolikus aktivitásának valós idejű mérését a baktériumból a polimer felületére történő elektronok közvetlen átvitelével vagy közvetetten, redox aktív vegyületek felszabadulásával indukált áram mérésével. A vezetőképes és optoelektromos polimerek alkalmazása a baktériumok kimutatására a kutatás izgalmas új területét jelenti, ígéretes klinikai alkalmazásokkal, amelyek közvetlen, pontos és gyors mikrobiológiai diagnosztikát tesznek lehetővé, és lehetővé teszik a baktériumok növekedésének valós idejű felügyeletét.

A projekt átfogó célja a közvetlen bakteriális kimutatás új módszereinek tanulmányozása az EVDI diagnosztikában, annak értékelése érdekében, hogy ezek a módszerek használhatók-e a kezelés irányítására annak érdekében, hogy csökkentsék a széles spektrumú antibiotikumokkal végzett túlzott kezelést neurokritikusan beteg betegekben.