Új Diagnosztikai Eszköz (MinION) a Mikroorganizmusok Azonosítására a Diabetikus Lábfej-Osteomyelitisben Szenvedő Betegek Lábsérületeiben (MINI-OS)

A diabetes mellitus az egyik leggyakoribb betegség a világon. A szövődményei között a cukorbetegségben élő betegek 34%-a élete során lábfekélyt fejleszt ki. Ha ez a sérülés a triopathia (arteriopathia, neuropathia, immunopathia) miatt kialakult, e sebek több mint 50%-a fertőződik meg, ami súlyos következményekhez vezet: csontkárosodás (az esetek 60-80%-ában), amputáció (a fertőzött sebek 20%-ában), halálozás (68% 5 év alatt) és morbiditás. A betegséghez kapcsolódó további költségek világszerte meghaladják a 850 milliárd dollárt, az Egyesült Államokban pedig minden 30 másodpercben 1 millió dollárt költenek e sebek szövődményei miatt. A diabéteszes lábfekély (DFU) tehát jelentős közegészségügyi probléma.

A fertőző betegségek szakorvosai számára az egyik fő nehézség e sebek fertőzéseinek kezelésében a bakteriális kolonizáció – egy fiziológiai folyamat – és a fertőzés – egy kóros folyamat – megkülönböztetése. A cukorbetegek lábsebeinek mikrobiotájáról szóló tanulmányok e sérülések polimikrobiális természetét mutatják, amelyek a bőr mikrobiotájának kommenszális baktériumait, opportunista kórokozó baktériumokat és a környezet baktériumait tartalmazzák. A Gram-pozitív kokuszok között a Staphylococcus aureus a leggyakrabban azonosított faj a diabéteszes láb osteomyelitisben (DFO) (23,4%), ezt követi a Pseudomonas spp. (11,1%), Escherichia coli (11,5%), Proteus spp. (8,3%), Klebsiella spp. (6,9%) és Enterococcus spp. (5,4%). A koaguláz-negatív staphylococcusok, bár kevesebb mint 4%-ban vesznek részt a fertőzésekben, gyakran nehezen azonosíthatók tömegspektrometriával fajszinten, annak ellenére, hogy némelyikük ismert kórokozó képességéről. A másik fő nehézség az eredmények megszerzéséhez szükséges idő, amikor osteomyelitisre gyanakszanak. Ilyen helyzetekben a csontminta vétele a szabványos módszer és a legjobb módja a felelős kórokozó(k) és antibiotikum-érzékenységük azonosításának. A csontbiopszia végrehajtható műtét közben vagy perkután módon, ahogyan azt a Diabetikus Láb Nemzetközi Munkacsoportja (IWGDF) javasolta 2023-ban. Ezenkívül, hogy elkerüljék a hamis-negatív tenyésztéseket, a szakértők azt javasolják, hogy halasszák el a csontbiopsziát antibiotikumot már szedő betegeknél, ideális esetben legalább két hétre. A mikrobiológiai laboratóriumban a hagyományos mikrobiológiai tenyésztésen alapuló szabványos diagnózis akár két hetet is igénybe vehet a kórokozó baktériumok azonosításához és az antibiotikum-érzékenységi teszteléshez a felelős kórokozó(k)on, így a diagnózis felállításához szükséges teljes idő 4 hétre tehető. Ennek a késleltetésnek a csökkentésére bizonyos tenyésztésmentes molekuláris mikrobiológiai technikák, különösen a metagenomikus újgenerációs szekvenálás (mNGS), kimutatták, hogy a legtöbb sebfertőzés mikrobiotája sokszínűbb és bővebb, mint amit a hagyományos tenyésztési módszerek feltárnak. Azonban nagyon kevés metagenomikus adat áll rendelkezésre DFOM-ból származó csontbiopsziákról. Mivel a molekuláris biológiai eszközök nem tudták megkülönböztetni az élő és halott bakteriális sejteket, és nem tudják azonosítani a fertőzés klinikai állapotához hozzájáruló bakteriális nemeket, használatukat a napi gyakorlatban nem ajánlják az IWGDF és a SPILF (Société de Pathologie Infectieuse de Langue Française), mivel eredményeik a széles spektrumú antibiotikumok indokolatlan használatához vezethetnek. A cukorbetegek lábsebeiből származó csontbiopsziák, lágy szöveti biopsziák és törlőminták metagenomikus elemzésén alapuló friss tanulmányok a mikrobális diverzitást a fertőzés markereként azonosították. A megerősített fertőzéses esetekben érintett baktériumok száma több mint 70-re becsülhető, egy szám, amelyet nehéz elérni a hagyományos rutinmódszerekkel. A 16S rRNA-t kódoló gén amplifikációján alapuló PCR használata nem megfelelőnek tekinthető a DFOM-minták gyakori polimikrobiális természete miatt. A multiplex PCR módszerek nem teljesek az összes kórokozó azonosításában. Végül a hagyományos tenyésztési módszerek gyakran időigényesek, és a fajok azonosítása laboratóriumi módszerekkel, mint a MALDI-TOF tömegspektrometria, gyakran zavar vagy kudarc forrása. Nemrégiben egy új gyors szekvenáló eszközt fejlesztettek ki: a MinION-t. Kicsi és gyors, és képes egy baktérium- vagy vírusgenomot szekvenálni egyetlen mikrobamintából négy órán belül, vagy meghatározni egy mikrobapanelet egy összetettebb mintában. Ez az eszköz különösen hasznos a cerebrospinális folyadék esetében.