외부 심실 배액 관련 감염을 식별하기 위한 새로운 진단 방법 (EVD Infect II)

문헌에서 보고된 발생률 범위는 삽입된 배수관의 1~35%입니다. 이러한 차이는 EVDI의 정의에 대한 국제적 합의가 부족하고 연구 전반에 걸쳐 다양한 진단 기준을 사용하기 때문에 발생합니다. 신경 집중 치료 환경에서 임상 증상은 종종 기저 질환으로 인해 평가하기 어렵습니다. 뇌척수액(CSF) 세균 배양은 현재 EVDI 진단의 황금 표준입니다. 그러나 CSF 박테리아 배양은 종종 완료하는 데 며칠이 걸리며 항생제의 사전 사용은 배양 배양 시간을 추가로 연장하거나 위음성 배양을 유발할 수 있습니다. 세균 배양이 완료될 때까지 치료를 연기하는 것은 거의 불가능합니다. 또한, 이러한 감염의 원인으로 인해 배양된 박테리아만으로는 오염과 진정한 양성을 구별하기 어려울 수 있습니다. 따라서 EVDI의 조기 식별은 박테리아 감염의 간접적 징후, 즉 포도당, 젖산염, 단백질, 백혈구 및 적혈구의 CSF 분석을 기반으로 합니다. 신경 중증 환자에서 CSF 매개변수는 종종 뇌실내 출혈(IVH)에 의해 혼동됩니다. 특히 백혈구와 적혈구는 IVH 부피에 따라 크게 달라질 수 있습니다.

IVH를 조정하기 위해 CSF의 백혈구와 적혈구의 비율(LE 비율)이 일반적으로 사용되며 EVDI를 식별하는 주요 지표 중 하나입니다. LE 비율은 적혈구와 백혈구가 CSF에 균일하게 분포되어 있다는 가정을 기반으로 합니다. 이 가정은 이전에 의문을 제기하지 않았습니다. 그러나 컴퓨터 단층촬영(CT) 스캔에서 혈액이 심실에 침전되어 균일한 분포가 있을 가능성이 없음을 시사하는 것이 분명합니다. LE 비율은 혈액 자체가 무균성 염증을 유발하여 백혈구 이동을 초래한다는 사실을 설명하지 못합니다. 또한, 백혈구, 특히 과립구는 중환자에서 악화되는 것으로 보이는 특성인 상향 부유 또는 침강 방지를 나타낼 수 있습니다. 따라서, 백혈구는 적혈구보다 느린 속도로 침강할 수 있으며, 이는 심실내 CSF/혈액 분포를 이질성으로 더욱 왜곡시킬 수 있습니다.

특정 병원체, 환자 특성 및 교란 요인으로 인해 EVDI의 조기 식별이 어려운 것으로 입증되었으며 CSF 매개변수 자체 또는 집합적으로 EVDI를 안정적으로 예측하거나 식별하는 것으로 아직 표시되지 않았습니다. 따라서 일상적으로 분석된 CSF 매개변수 및 임상 증상에 기반한 알고리즘은 모호하며 진단은 종종 "전문가 의견"을 기반으로 합니다. 이로 인해 광범위한 항생제의 과도한 사용과 임상 실습의 큰 변화가 발생하여 모든 실제 감염에 대해 최대 10-20명의 환자가 치료를 받습니다. 또한 EVDI 진단의 주요 메트릭인 LE 비율은 세포가 CSF에 균일하게 분포되어 있다는 불확실한 가정을 기반으로 합니다. 이것이 일상적으로 분석되는 CSF 매개변수에 영향을 미치는지 여부와 방법은 아직 연구되지 않았습니다. EVDI를 식별하기 위한 현재 간접 방법의 의심스러운 정확성을 염두에 두고 EVDI 진단에서 직접 미생물 검출 및 식별을 위한 보다 빠르고 정확한 도구가 필요합니다.

전염병 의학에서 새로운 박테리아 DNA 시퀀싱 기술의 사용이 증가하고 있습니다. 불행하게도 EVDI에서 발견되는 특정 박테리아를 다루는 프라이머를 사용하는 CSF에 대한 이러한 기술은 아직 검증되지 않았습니다. 또한, 이러한 방법을 둘러싼 24시간 작업 흐름이 확립되어 있지 않기 때문에 이러한 기술의 결과는 치료 시작 여부를 결정하는 데 필요한 시간 프레임 내에서 아직 쉽게 사용할 수 없습니다. 그러나 정기적인 PCR 방법은 음성 혈액 배양을 나타내는 임상적으로 의심되는 중증 패혈증 환자의 많은 부분에서 박테리아를 식별하는 것으로 나타났습니다. 흥미롭게도, 이 그룹은 가장 높은 사망률을 보였고 이는 양성 박테리아 소견이 과민성 기술의 사용 때문만은 아니라는 것을 시사합니다. 박테리아 DNA 시퀀싱 기술은 더 짧은 시간 내에 기존의 박테리아 배양에 비해 더 높은 감도를 나타낼 가능성이 있습니다.

16s 리보솜 리보핵산(16s rRNA)은 원핵 생물의 리보솜 30s 소단위체의 구성 요소이며 모든 원핵 생물에 존재합니다. 16s rRNA 시퀀싱의 사용은 박테리아 배양과 비교하여 CSF와 같은 정상적으로 멸균된 체액에서 박테리아를 안정적으로 식별하는 것으로 나타났습니다. 16s rRNA는 또한 생존할 수 없는 박테리아를 식별할 수 있다는 장점이 있어 샘플링 전에 항생제 치료를 받은 환자에서 잠재적으로 더 큰 감도를 나타내므로 박테리아 DNA 시퀀싱의 유망한 표적이 됩니다. 그러나 16s rRNA 시퀀싱은 EVDI에 대해 광범위하게 연구되지 않았습니다.

Optotracing은 박테리아 및 박테리아 생물막을 식별하기 위한 새로운 방법입니다. 이 방법은 광전기 특성을 나타내는 폴리머인 발광 공액 올리고티오펜(LCO)을 기반으로 합니다. LCO와 생물막 제품 또는 박테리아 간의 상호 작용은 광학적 감지를 허용하는 표적 특정 형광 방출로 직접 이어집니다. 이 방법은 최근 요로 감염 환자에서 요로 병원성 대장균을 생성하는 생물막을 안정적으로 식별하는 것으로 밝혀졌습니다. 또한 이 방법은 생물막 제품의 검출과 관계없이 건강한 소변과 감염된 소변을 구별할 수 있었습니다. 광전 폴리머는 맞춤형 표적 특이적 상호 작용을 허용할 수 있는 쉽게 변형할 수 있는 다목적 분자로, 잠재적으로 EVDI 진단에서 특정 빠른 박테리아 식별을 위한 방법으로 광추적을 사용할 수 있습니다.

광 추적 외에도 박테리아 대사 활동의 전기 화학적 감지 (REDOX)가 최근 박테리아 탐지의 새로운 방법으로 조사되었습니다. REDOX는 박테리아의 환원 능력을 이용합니다. 이 속성은 전자 수용체 역할을 하는 반도체 속성을 가진 폴리머를 사용하여 신속하고 매우 민감한 테스트 어레이를 생성할 수 있게 했습니다. 이 방법은 박테리아에서 폴리머 표면으로 전자가 직접 전달되거나 산화 환원 활성 화합물의 방출에 의해 간접적으로 유도된 전류를 측정하여 박테리아의 대사 활동을 실시간으로 측정할 수 있습니다. 박테리아를 검출하기 위해 전도성 및 광전자 폴리머를 사용하는 것은 직접적이고 정확하며 신속한 미생물학적 진단을 가능하게 하고 박테리아 성장을 실시간으로 감시할 수 있는 유망한 임상 응용 분야를 가진 새로운 연구 분야를 나타냅니다.

이 프로젝트의 전반적인 목표는 EVDI 진단에서 직접 박테리아를 검출하는 새로운 방법을 연구하여 이러한 방법이 신경 중증 환자에서 광범위 항생제로 과도한 치료를 줄이기 위해 치료를 안내하는 데 사용될 수 있는지 평가하는 것입니다.