分子早期敗血症同定研究 (MESIS)

背景 敗血症は最近、臓器機能障害を引き起こす感染症として再定義されました (Sepsis 3) (1)。 この定義は、診断が遅れる可能性があるため、すべての研究者によって一般的に受け入れられているわけではありませんが (2,3)、この実体に関連する死亡率は、診断プロトコルの早期採用と抗菌療法 (ATB) の適切かつ早期の使用によって大幅に減少する可能性があります。

カタロニアでの最近の研究 (4) では、100,000 人の住民/年あたり 212 例の敗血症の発生率が示されており、院内死亡率は 21% であり、ICU 患者 (40%) または敗血症性ショックの影響を受けた患者 (> 50%) (5,6)。 これらのデータは、このエンティティの現在の重要性を強調し、高い死亡率に好ましい影響を与えるために、早期かつ適切な診断と治療のための新しい代替手段を探す必要性を強調しています.

敗血症の無効な治療は、多くの場合、非特異的な臨床徴候の固有の合併症による敗血症の診断の遅れによるものです。 プロカルシトニン (PCT) は細菌感染の診断に適したバイオマーカーであるように思われるが (7,8)、異なる研究では約 80% の識別しか示されておらず (7,8)、最近の国際ガイドラインはその使用を推奨していない (9,8)。 10,11)。 これらの同じガイドラインは、感染が疑われる患者の早期のリスク層別化のために、意識変化、低血圧、および頻呼吸の存在に基づく SOFA (逐次臓器不全評価) および qSOFA (単純化されたバージョン) などのスコアの使用を推奨しています。

しかし、敗血症と非敗血症の全身性炎症症候群は、臨床的に類似した存在として存在し、両方ともしばしば臓器機能障害の出現によって複雑になります。 したがって、敗血症の特定は主観的なままであり、敗血症の過剰診断につながる可能性があり、その結果、敗血症ではなく、この治療の恩恵を受けない患者に ATB を多用することになります (12)。

新しい分子技術の利用可能性とこれらの実験室分析の自動化は、敗血症に対する宿主の反応に関連するバイオマーカーの検索を刺激しました。 RNA 転写産物 (トランスクリプトミクス) を介した宿主遺伝子発現の分析は、重症患者のこの複雑な設定に機会を提供します。 宿主遺伝子の発現は、敗血症患者と健康な個人の間で大きく異なります(13)。 しかし、敗血症性炎症患者と非敗血症性炎症患者の間の遺伝子発現は大部分が重複していますが、敗血症で観察される転写産物間のいくつかの違いは、感染を炎症の他の原因から区別するのに役立ちます[14]。 SeptiCyte™ LAB 転写アッセイは、敗血症が疑われる重症患者の感染を診断するために開発されました [15]。 これは、米国食品医薬品局 (FDA) によって承認された、定量的逆転写酵素 PCR (qRT-PCR) メソッドに基づく最初のホスト応答アッセイです。 SeptiCyte™ LAB は、全血中の免疫機能と炎症性シグナル伝達に関与する特定の遺伝子の発現を測定することにより、感染に対する宿主の反応を評価することができます。 テストは、4 つの RNA 転写産物の同時増幅で構成されます

1. 癌胎児性抗原関連細胞接着分子 4 (CEACAM4)、
2. リポソーム関連膜タンパク質 1 (LAMP1)、
3. 胎盤特異的細胞接着タンパク質 8 (PLAC8)、および
4. ホスホリパーゼ A2 グループ VII (PLA2G7)

SeptiCyte™ LAB の最初の臨床パフォーマンス研究では、オランダの 2 つの ICU で分子診断および敗血症リスク層別化 (MARS) コホートの一部として登録された 345 人の患者を分析しました [15]。 患者は、利用可能な臨床的、放射線学的、および微生物学的証拠の事後医学的評価 [16] に基づいて敗血症を有すると分類され、その結果、AUC (0.77 ～ 0.99)、感度 (79% ～ 100%)、および特異度 ( 33％から91％）は、敗血症の有病率、参照診断に関する信頼水準、および患者登録が連続しているかどうかに応じて、大きく異なりました. 完全なデータを持つ 157 人の患者の事後サブグループでは、SeptiCyte™ LAB (AUC 0.88、95% CI 0.81-0.93) PCT 識別より優れていた (AUC 0.84、95% CI 0.76-0.92、 p<0.001)。 ただし、最高の識別能力は、両方のバイオマーカーの組み合わせによって達成されました (AUC 0.89、95% CI 0.82-0.95、 p<0.01)。 この分析には約 6 時間かかったので、早期敗血症診断ツール (SeptiCyte RAPID (17)) が開発されました。これは、末梢血の 4 つの遺伝子発現バイオマーカーのうちの 2 つ (PLAC8 および PLA2G7) を同じ定量的リバースを使用して測定することに基づいています。転写ポリメラーゼ連鎖反応 (RT-qPCR) と密接に関連しており、SeptiCyte LAB の臨床結果と密接に相関していますが、ワークフローははるかに単純です。 その結果に基づいて、デバイスは敗血症確率スケールを含むレポートを発行します。 (添付のアルゴリズムを参照) この新しい分析方法論は、通常のバイオマーカーとともに、敗血症の早期診断を改善し、炎症を起こした患者と敗血症患者を区別することができます。

FilmArray® 血液培養同定 (BCID®) アッセイは、陽性の BC から BSI を引き起こす病原体を直接同定するために承認された分子検査です (18)。 パネルの最近更新されたバージョン (BCID2®) は、改良された種識別特性を含み、1 つの拡張スペクトル β-ラクタマーゼ (ESBL) およびいくつかのカルバペネマーゼをコードする遺伝子の検出を可能にします。 BCID2® パネルは、グラム陰性菌、グラム陽性菌、酵母、10 種類の抗菌薬耐性遺伝子など、血流感染に関連する 43 の標的を検査します。すべて 1 回の検査で、血液培養陽性から約 1 時間で結果が得られます。 さらに、BCID2® Panel メニューには、カルバペネマーゼ、コリスチン耐性遺伝子を含む 7 つの追加の耐性遺伝子が含まれており、MREJ アッセイにより、より特異的な MRSA の同定が可能になります。 最近の研究 (19) では、180 の陽性血液培養 (BC) における種同定のための BCID2 アッセイの臨床性能が評価されています。 BCID2 の結果は、159/180 (88.3%) で標準治療 (SOC) と一致していました。 BC; SOC の結果と一致して、単一細菌、グラム陽性またはグラム陰性の病原体をそれぞれ増殖させているすべてのサンプルの 68/74 (91.9%) および 71/74 (96.0%) が特定されました。 不一致は、BCID2 アッセイによる追加の病原体の検出 (n = 4)、矛盾した種の同定 (n = 4)、または BCID2 によるパネル上の病原体の検出の失敗 (n = 1) に関連していました。

BCID2® の通常の実施は、血液培養が陽性になった後に行われます。 しかし、いくつかの予備的な結果 (20) は、非常に早期に微生物を検出する BCID2® の性能は、血液培養が陽性になる前の数時間 (6 ～ 8 時間) の血液培養インキュベーションで十分である可能性があることを示唆しています。

早期診断と効果的な抗生物質療法の早期投与は、患者の転帰を改善するために非常に重要であるため、本研究の目的は、感染の分子診断と血液培養中の微生物の早期決定を組み合わせた臨床プロトコルを開発および評価することです。 -陽性と判明するまでの8時間のインキュベーション。

エンドポイント

主なエンドポイントは次のとおりです。

1. - フィルムアレイ BCID 2® が、数時間のインキュベーションで陽性になる前に BC 内の微生物を早期に同定する能力を判断する。
2. - 感染病巣が不明な重症患者における敗血症の分子診断における SeptiCyte® の能力を判断すること。

二次エンドポイントは

1. - 抗菌治療の管理に対する結果の影響の可能性を判断する。
2. - 一般的な血清バイオマーカー (PCT、CRP) と SeptiCyte® および BCID 2® の陽性結果との間に関連性があるかどうかを判断する。

主な包含/除外基準

包含基準:

1. - 大人（16歳以上）
2. -少なくとも2つのSIRS基準
3. -RCP（> 10 mg/dL）またはPCT（市中感染で> 0.5 ng/mLまたは院内感染で> 1.0 ng/mL）の上昇

3.- 敗血症を正当化する明確な焦点がない 4.- 抗菌治療の開始を必要とする感染の疑いが強い。

除外基準:

1. -感染が疑われ、抗生物質投与後12時間以内にサンプルを取得できなかった
2. -過去24時間以内の抗菌薬の以前の投与
3. -ICUへの入院に焦点を当てた文書化された、または明らかな敗血症

手順:

患者が入院基準を満たし、除外基準を示さない場合、患者は MESIS アルゴリズム診断プロトコルで入院します。

特別な手順は実行されず、検査結果に基づいて臨床上の決定が下されることもないため、同意の署名は必要ありません。

分子診断プロトコールと早期治療（添付の評価スケジュールを参照）選択基準が満たされている場合、血液培養 (4 本) は、通常の分析のために得られたものから EDTA チューブと一緒に微生物学部門に送られ、そこで SeptiCyte® および BCID 2® を使用して測定が行われます。 (添付のアルゴリズムを参照)。

A) SeptiCyte RAPID® は、微生物部門でのサンプル受領時にすべての患者に対して実施されます。 検査結果はスタディ CRF に保存されます。 この結果は、患者の担当医には知らされません。

B) BioFire® FilmArray® 血液培養識別パネル (BCID 2®) は、6 ～ 8 時間のインキュベーション後、特に陽性になる前に、4 つの血液培養ボトルで実行されます。 検査結果はスタディ CRF に保存されます。 この結果は、患者の担当医には知らされません。 血液培養が陽性になったら、新しい BCID 2 測定を実行し、その結果を 6 ～ 8 時間のインキュベーションで以前に得られた結果と比較します。

注: 受け取った情報が、患者の状態に関連する行動や治療を定義するために使用されることは決してありません。 各患者について、考えられる敗血症の最初のエピソードのみが考慮されます。

患者は、「集中治療室における感染の定義に関する国際敗血症フォーラム コンセンサス会議」の定義に従って、敗血症が確認された、可能性が高い、または可能性があると分類されます。 (Calandra T et al. クリティカルケアメッド 2005; 33:1538-1548)。

サンプルサイズの計算 Klein Klouwenberg (12) によって発表されたものによると、敗血症の疑いがあり、ICU への入院時に抗生物質を投与された患者の 25% のみが、最終的に敗血症が確定的であると分類されます。 私たちの研究は、敗血症が疑われる患者の敗血症の少なくとも 40% を特定できることを望んでいます。 この差に基づいて、検出力 90%、エラー レベル 5% の場合、含める必要がある患者数は 60 人です。

患者の 20% (17 人の患者) が失われる可能性を考慮すると、患者数は 100 人に増加します。 患者数と研究の力を確保するために、さらに 20% を含めることを決定し、合計 120 人の患者を作成しました。

データ分析計画:

質的変数はパーセンテージで表され、量的変数は平均および標準偏差 (SD) または中央値および四分位範囲 25 ～ 75% として表されます。 BCID 2 および SeptiCyte 陽性のグループとそうでないグループ間の臨床的差異を判断するために、カテゴリ変数にはカイ 2 乗検定とフィッシャー検定を使用し、量的変数にはスチューデントの t 検定または Mann-Withney U 検定を使用します。 2 値ロジスティック回帰による多変量解析を実行して、BCID 2 の微生物の早期存在に関連する危険因子を特定し、SeptiCyte による敗血症の高リスクを診断します。

最後に、分離された微生物の種類と進化した耐性遺伝子に関連する重症患者向けの経験的抗菌薬治療アルゴリズムが開発されます。

制限 この研究の主な制限は、含まれる個人の中で、サンプルサイズの計算に使用されたものよりも少数の敗血症患者を示す可能性があることです。 この状況は、研究の検出力が不足しているため、統計的有意性の欠如につながる可能性があります。 これを回避するために、患者の 70% に到達した時点で中間分析を実行する予定です。 2 番目の制限は、患者の参加率が低いことです。 6 か月のフィールドワークで十分であると考えられていますが、患者数を完了するために、この研究をさらに 4 か月延長することができます。

倫理的考慮事項 この研究は、参考として倫理および臨床研究委員会によって審査中です。 ケアの質を向上させるための設計のため、インフォームド コンセントの放棄が要求されています。