분자 조기 패혈증 식별 연구 (MESIS)

배경 패혈증은 최근 장기 기능 장애로 이어지는 감염으로 재정의되었습니다(패혈증 3)(1). 이 정의는 진단 지연 가능성으로 인해 모든 연구자가 일반적으로 받아들이지는 않지만(2,3) 진단 프로토콜의 조기 채택과 적절하고 조기에 항균 요법(ATB)을 사용하면 이 개체와 관련된 사망률을 크게 줄일 수 있습니다.

카탈루냐의 최근 연구(4)는 인구 100,000명당 연간 212건의 패혈증 발생률과 21%의 병원 사망률을 보여주었습니다. 이는 ICU 환자(40%) 또는 패혈성 쇼크(> 50%) (5,6). 이 데이터는 이 개체의 현재 중요성을 강조하고 높은 사망률에 유리한 영향을 미치기 위해 조기에 적절한 진단 및 치료를 위한 새로운 대안을 찾아야 할 필요성을 강조합니다.

패혈증의 비효과적인 치료는 비특이적 임상 징후의 고유한 합병증으로 인해 종종 패혈증 진단이 늦어지기 때문입니다. 프로칼시토닌(PCT)이 박테리아 감염 진단에 적합한 바이오마커로 보이지만(7,8), 다른 연구에서는 약 80%의 차별성을 보여주며(7,8) 최근 국제 지침에서는 사용을 권장하지 않습니다(9, 10,11). 동일한 가이드라인에서는 감염이 의심되는 환자의 조기 위험 계층화를 위해 SOFA(순차적 장기 부전 평가) 및 qSOFA(의식 변화, 저혈압 및 빈호흡의 존재에 기반한 단순화된 버전)와 같은 점수 사용을 권장합니다.

그러나, 패혈증 및 비패혈증 전신 염증 증후군은 임상적으로 유사한 실체로 나타나며 둘 다 종종 장기 기능 장애의 출현으로 인해 복잡해집니다. 따라서 패혈증의 식별은 여전히 ​​주관적이며 아마도 패혈증의 과진단으로 이어질 수 있으며 결과적으로 패혈증이 없고 이 치료로부터 혜택을 받지 못하는 환자에서 ATB의 높은 사용이 발생합니다(12).

새로운 분자 기술의 가용성과 이러한 실험실 분석의 자동화는 패혈증에 대한 숙주 반응과 관련된 바이오마커 검색을 자극했습니다. RNA 전사체(transcriptomics)를 통한 숙주 유전자 발현의 분석은 중환자의 복잡한 환경에서 기회를 제공합니다. 숙주 유전자 발현은 패혈증 환자와 건강한 개인 간에 크게 다릅니다(13). 그러나 패혈성 염증 환자와 비패혈성 염증 환자 사이의 유전자 발현이 상당 부분 중복되지만 패혈증에서 관찰되는 전사체 간의 몇 가지 차이점은 염증의 다른 원인으로부터 감염을 구별하는 데 도움이 될 수 있습니다[14]. SeptiCyte™ LAB 전사 분석은 패혈증이 의심되는 중환자의 감염을 진단하기 위해 개발되었습니다[15]. 이는 미국 식품의약국(FDA)의 승인을 받은 정량적 역전사 효소 PCR(qRT-PCR) 방법에 기반한 최초의 숙주 반응 분석입니다. SeptiCyte™ LAB을 사용하면 전혈에서 면역 기능 및 염증 신호와 관련된 특정 유전자의 발현을 측정하여 감염에 대한 숙주 반응을 평가할 수 있습니다. 테스트는 4개의 RNA 전사체의 동시 증폭으로 구성됩니다.

1. 암배아 항원 관련 세포 부착 분자 4(CEACAM4),
2. 리포솜 관련 막 단백질 1(LAMP1),
3. 태반 특이 세포 부착 단백질 8(PLAC8) 및
4. 포스포리파제 A2 그룹 VII(PLA2G7)

SeptiCyte™ LAB의 첫 번째 임상 성능 연구는 네덜란드의 두 ICU에서 MARS(Molecular Diagnosis and Sepsis Risk Stratification) 코호트의 일부로 등록된 345명의 환자를 분석했습니다[15]. 이용 가능한 임상적, 방사선학적, 미생물학적 증거[16]의 사후 의학적 평가를 기반으로 환자를 패혈증이 있는 것으로 분류하여 AUC(0.77~0.99), 민감도(79%~100%) 및 특이도( 33%~91%) 패혈증의 유병률, 참고 진단에 대한 신뢰 수준, 환자 등록의 연속 여부에 따라 크게 달랐다. 완전한 데이터가 있는 157명의 환자로 구성된 사후 하위 그룹에서 SeptiCyte™ LAB(AUC 0.88, 95% CI 0.81-0.93) 우수한 PCT 식별(AUC 0.84, 95% CI 0.76-0.92, p<0.001). 그러나 두 바이오마커(AUC 0.89, 95% CI 0.82-0.95, p<0.01). 이 분석은 약 6시간이 소요되었기 때문에 동일한 정량 역전을 사용하여 말초 혈액에서 4개의 유전자 발현 바이오마커 중 2개(PLAC8 및 PLA2G7)의 측정을 기반으로 하는 초기 패혈증 진단 도구(SeptiCyte RAPID(17))가 개발되었습니다. 전사 중합효소 연쇄 반응(RT-qPCR)과 SeptiCyte LAB의 임상 결과와 밀접한 상관관계가 있지만 작업 흐름은 훨씬 간단합니다. 결과에 따라 장치는 패혈증 확률 척도가 포함된 보고서를 발행합니다. (첨부된 알고리즘 참조) 이 새로운 분석 방법론은 일반적인 바이오마커와 함께 패혈증의 조기 진단을 개선하고 염증 환자와 패혈증 환자를 구별할 수 있습니다.

FilmArray® 혈액 배양 식별(BCID®) 분석은 양성 BC에서 병원균을 일으키는 BSI를 직접 식별하기 위해 승인된 분자 테스트입니다(18). 패널의 최근 업데이트된 버전(BCID2®)은 향상된 종 식별 특성을 포함하고 하나의 확장 스펙트럼 β-lactamase(ESBL)- 및 여러 carbapenemase-암호화 유전자의 검출을 허용합니다. BCID2® 패널은 그람 음성 박테리아, 그람 양성 박테리아, 효모 및 10개의 항미생물 내성 유전자를 포함하여 혈류 감염과 관련된 43개의 표적에 대해 테스트합니다. 또한 BCID2® 패널 메뉴에는 카바페넴분해효소, 콜리스틴 내성 유전자를 포함한 7개의 추가 내성 ​​유전자가 포함되어 있으며 MREJ 분석을 통해 보다 구체적인 MRSA 식별이 가능합니다. 최근 연구(19)는 180개의 양성 혈액 배양(BC)에서 종 식별을 위한 BCID2 분석의 임상 성능을 평가합니다. BCID2 결과는 159/180(88.3%)에서 표준 치료(SOC)와 일치했습니다. BC; 모노박테리아, 그람 양성 또는 그람 음성 병원체가 각각 성장하는 모든 샘플의 68/74(91.9%) 및 71/74(96.0%)가 SOC 결과와 일치하여 확인되었습니다. 불일치는 BCID2 분석(n = 4), 불일치 종 식별(n = 4) 또는 온패널 병원체 감지에 대한 BCID2 실패(n = 1)에 의한 추가 병원체 검출과 관련이 있습니다.

BCID2®의 일반적인 구현은 혈액 배양이 양성일 때 수행됩니다. 그러나 일부 예비 결과(20)는 미생물을 조기에 검출하는 BCID2®의 성능이 혈액 배양이 양성이 되기 전에 불과 몇 시간(6-8시간)의 혈액 배양 배양으로 충분할 수 있음을 시사합니다.

효과적인 항생제 치료의 조기 진단과 조기 투여가 환자의 예후를 개선하는 데 매우 중요하기 때문에, 본 연구의 목적은 감염의 분자 진단과 혈액 배양 미생물의 조기 결정을 결합한 임상 프로토콜을 개발하고 평가하는 것입니다. -양성으로 확인되기 전 8시간 배양.

끝점

기본 엔드포인트는 다음과 같습니다.

1. - 양성이 되기 전에 몇 시간 배양하여 BC에서 미생물을 조기에 식별하기 위한 필름 어레이 BCID 2®의 능력을 결정합니다.
2. - 불분명한 감염 초점을 가진 중환자에서 패혈증의 분자 진단을 위한 SeptiCyte®의 능력을 결정합니다.

보조 끝점은 다음과 같습니다.

1. - 결과가 항균 치료 관리에 미칠 수 있는 영향을 확인합니다.
2. - 일반적인 혈청 바이오마커(PCT, CRP)와 양성 SeptiCyte® 및 BCID 2® 결과 사이에 연관성이 있는지 확인합니다.

주요 포함/제외 기준

포함 기준:

1. - 성인(>16세)
2. - SIRS 기준 2개 이상
3. - RCP(> 10mg/dL) 또는 PCT(지역사회에서 > 0.5ng/mL 또는 병원 감염에서 > 1.0ng/mL) 상승

3.- 패혈증을 정당화하는 명확한 초점이 없음 4.- 항생제 치료를 시작해야 하는 감염의 높은 의심.

제외 기준:

1. - 감염 의심 및 항생제 투여 후 12시간 이내 검체 채취 실패
2. - 최근 24시간 이내 항균제 투여
3. - ICU 입원에 초점을 맞춘 문서화되었거나 명백한 패혈증

절차:

환자가 입원 기준을 충족하고 제외 기준을 제시하지 않으면 MESIS 알고리즘 진단 프로토콜에 입원하게 됩니다.

특별한 절차를 거치지 않기 때문에 동의서가 필요하지 않으며 검사 결과에 따라 임상적 결정을 내리지 않습니다.

분자 진단 프로토콜 및 조기 지정 치료(첨부된 평가 일정 참조) PCR, PCT, 백혈구 수(WBC) 및 혈액 배양(4병) 및 임상적으로 중요한 결정을 위해 일반적인 혈액 샘플을 얻은 후 포함 기준이 충족되면 일반적인 분석을 위해 얻은 혈액 배양액(4병)을 EDTA 튜브와 함께 미생물학과로 보내어 SeptiCyte® 및 BCID 2®로 결정을 수행합니다. (첨부된 알고리즘 참조).

A) SeptiCyte RAPID®는 미생물학과에서 검체 접수 시점에 모든 환자에게 시행됩니다. 테스트 결과는 연구 CRF에 저장됩니다. 이 결과는 환자의 치료 의사에게 알려지지 않습니다.

B) BioFire® FilmArray® 혈액 배양 식별 패널(BCID 2®)은 배양 6-8시간 후, 특히 양성이 되기 전에 4개의 혈액 배양 병에서 수행됩니다. 테스트 결과는 연구 CRF에 저장됩니다. 이 결과는 환자의 치료 의사에게 알려지지 않습니다. 혈액 배양이 양성이면 새로운 BCID 2 결정을 수행하고 그 결과를 6-8시간 배양하여 이전에 얻은 것과 비교해야 합니다.

참고: 어떤 경우에도 수신된 정보는 환자의 상태와 관련된 행동 또는 치료를 정의하는 데 사용되지 않습니다. 가능한 패혈증의 첫 번째 에피소드만 각 환자에 대해 고려됩니다.

환자는 "The International Sepsis Forum Consensus Conference on Definitions of Infection in the Intensive Care Unit"의 정의에 따라 확인된 패혈증, 추정 패혈증 또는 가능한 패혈증으로 분류됩니다. (Calandra T 외. 크리티컬 케어 메드 2005; 33:1538-1548).

샘플 크기 계산 Klein Klouwenberg(12)가 발표한 내용에 따르면 패혈증이 의심되어 중환자실에 입원하여 항생제를 투여받은 환자의 25%만이 최종적으로 패혈증 확진자로 분류됩니다. 우리의 연구는 패혈증이 의심되는 환자에서 패혈증의 최소 40%를 식별할 수 있기를 희망합니다. 이 차이와 오류 수준이 5%인 검정력 90%에 대해 포함해야 하는 환자 수는 60명입니다.

환자의 20%(17명)의 손실 가능성을 고려하면 환자 수는 100명으로 증가합니다. 환자 수와 연구의 힘을 보장하기 위해 추가로 20%를 포함하여 총 120명의 환자를 만들기로 결정했습니다.

데이터 분석 계획:

정성적 변수는 백분율로 표시되는 반면 정량적 변수는 평균 및 표준 편차(SD) 또는 중앙값 및 사분위수 범위 25-75%로 표시됩니다. BCID 2 및 SeptiCyte 양성이 있는 그룹과 없는 그룹 간의 임상적 차이를 결정하기 위해 범주형 변수에는 카이제곱 및 피셔 테스트를 사용하고 정량적 변수에는 스튜던트 t-테스트 또는 Mann-Withney U-테스트를 ​​사용합니다. BCID 2에서 미생물의 초기 존재와 관련된 위험 요소를 결정하고 SeptiCyte로 패혈증의 고위험 진단을 위해 이진 로지스틱 회귀에 의한 다변량 분석을 수행합니다.

마지막으로, 분리된 미생물의 종류 및 진화된 내성 유전자와 관련된 중환자를 위한 경험적 항균 치료 알고리즘을 개발할 것이다.

한계 연구의 주요 한계는 표본 크기를 계산하는 데 사용된 것보다 포함된 개인 중에서 더 적은 수의 패혈증 환자를 보여줄 가능성이 있다는 것입니다. 이 상황은 연구의 힘 부족으로 인해 통계적 유의성이 부족할 수 있습니다. 이를 피하기 위해 환자의 70%에 도달했을 때 중간 분석을 수행할 계획입니다. 두 번째 제한은 낮은 비율로 환자를 포함한다는 것입니다. 현장 조사는 6개월이면 충분할 것으로 생각되지만 환자 수를 완료하기 위해 연구를 4개월 더 연장할 수 있습니다.

윤리적 고려 사항 이 연구는 참조 윤리 및 임상 연구 위원회에서 검토 중입니다. 치료의 질을 개선하기 위한 설계로 인해 정보에 입각한 동의에 대한 면제가 요청되었습니다.