소아 패혈증 진단을 위한 분자배양 (CHAMPIONS)

신생아와 소아는 패혈증이 의심되어 항생제를 투여받는 경우가 많습니다. 패혈증은 신생아와 어린이의 이환율과 사망률이 높습니다. 네덜란드 어린이의 최대 50%가 생후 첫 4년 동안 적어도 한 번 이상 항생제를 처방받습니다. 출생 후, 신생아 및 소아 병동에서 세균 감염이 의심되는 경우 항생제가 처방되는 경우가 많지만, 이들 환자 중 약 30%에서는 세균 감염이 입증되지 않았습니다.

신생아와 어린이의 패혈증에 대한 신속한 진단은 임상 징후가 미묘하고 비특이적이기 때문에 문제가 됩니다. 세균성 패혈증 진단을 위한 표준은 전통적인 혈액 배양입니다. 불행하게도 세균 배양은 시간이 많이 걸리며(결과가 나오는 데 최대 36~72시간 소요) 패혈증에 대한 민감도가 부족합니다. 이러한 이유로 감염의 위험인자가 있거나 감염의 임상적 징후 및 증상이 있는 소아 및 영유아에서는 초기 패혈증 의심시 경험적으로 항생제 치료를 하고, 전통적인 혈액배양 결과를 기다린다. 현재 네덜란드에서는 매우 조산아(임신 연령 <30주)의 85% 이상이 조기 발병 패혈증(EOS)의 위험에 대해 항생제를 투여받고 있으며 약 2/3는 후기 발병 패혈증(LOS)에 대해 적어도 한 번 평가를 받고 있습니다. ) . 또한 나이가 많은 어린이에게는 패혈증으로 추정되는 경우 경험적으로 항생제를 처방하고 혈액 배양 결과를 기다리는 경우가 많습니다.

항생제 내성 외에도 신생아 기간과 유년기에 항생제를 사용하면 천식, 비만, 알레르기 및 염증 위험 증가와 같은 즉각적이고 장기적인 부작용의 위험이 증가하여 미생물군집이 변경된다는 증거가 늘어나고 있습니다. 장질환(IBD). 감염되지 않은 어린이의 불필요한 치료를 피하기 위해 임상의가 가능한 한 빨리 항생제 중단 시기를 결정하도록 조기에 신속하고 민감하며 구체적인 실험실 검사를 실시하는 것이 도움이 될 것입니다.

기존 혈액배양에 비해 신생아 패혈증을 조기에 신속하게 검출하는 또 다른 기술은 분자배양(MC)입니다. MC는 혈액 채취 후 4시간 이내에 세균을 식별할 수 있는 신속한 분자 기반 배양 기술입니다. 즉, MC는 문 특이적 형광 표지된 중합효소 연쇄 반응(PCR) 프라이머를 사용하여 16S-23S rDNA 인터스페이서(IS) 영역 뉴클레오티드 길이의 종별 차이를 기반으로 박테리아 종을 구별하는 DNA 기반 프로파일링 기술입니다. 표준 MC 절차는 두 개의 별도 PCR로 구성됩니다. 첫 번째 PCR에는 두 개의 서로 다른 프라이머가 추가됩니다. 하나의 프라이머는 Firmicutes, Actinobacter, Fusobacteria 및 Verrucomicrobia(FAFV) 문의 구성원을 형광 라벨링하는 반면, 두 번째 프라이머는 Bacteroidetes 문의 구성원을 라벨링합니다. 두 번째 PCR에서는 프로테오박테리아문(phylum Proteobacteria)의 구성원을 표적으로 삼는 세 번째 표지 프라이머가 추가됩니다. 이어서, 이들 PCR 산물은 증폭될 수 있고 DNA 단편은 뉴클레오티드 길이에 따라 분리될 수 있습니다. 결국, 색상으로 표시된 피크 세트로 구성된 일반적인 MC 미생물 프로필이 생성됩니다. IS 단편의 뉴클레오티드 길이에 따라 개별 박테리아 작동 분류 단위(OTU)를 나타내는 각 피크, 이러한 피크의 길이는 이 특정 OTU의 농도를 나타내는 반면, 피크 색상은 현재 문(FAFV, 박테로이데테스 또는 프로테오박테리아)에 대한 정보를 제공합니다. .

세균성 패혈증의 경우, 세균이 멸균된 혈류에 도달하여 숙주 면역 반응의 조절 장애 및/또는 세균 내독소의 반응으로 인해 패혈증을 유발합니다. 혈액 배양과 MC 모두 박테리아를 검출할 수 있으며 양성 결과(박테리아가 배양된 경우) 또는 음성 결과(박테리아가 검출되지 않은 경우)를 제공할 수 있습니다. 테스트가 양성인 경우, 두 기술 모두 어떤 박테리아가 발견되었는지 보여주며, 이는 특정 배양 박테리아를 표적으로 삼기 위해 항생제 처방을 변경하는 데 사용될 수 있습니다. 그러나 MC 과정은 4시간 이내에 완료될 수 있는데, 이는 표준 혈액배양의 잠복기인 36~72시간에 비해 훨씬 짧은 수준이다. 패혈증이 없고(따라서 혈류에 박테리아가 없는 경우) MC는 4시간 이내에 음성으로 판명되므로 임상의는 기존 혈액 배양에 비해 감염되지 않은 어린이의 항생제를 훨씬 빨리 중단하도록 안내할 수 있습니다.

혈액 배양은 여전히 ​​표준이지만 일반적으로 신생아와 어린이의 패혈증 진단에 대한 민감도가 낮고 시간이 많이 소요되는 것으로 간주됩니다. 패혈증 사례는 배양으로 인해 누락될 수 있으며 MC와 같은 분자 검사와 같은 보다 민감한 진단 검사가 유용할 수 있습니다. 미생물 기술의 발전으로 인해 배양보다 더 민감할 수 있는 MC와 같은 신속한 분자 방법이 개발되었습니다. 신생아 패혈증을 검출하기 위해 정량적 PCR, 광범위한 기존 PCR 및 다중 PCR과 같은 여러 가지 새로운 분자 기술이 연구되었습니다. 그러나 이러한 기술은 특정 종을 대상으로 하기 때문에 모든 박테리아 종을 탐지하는 것은 불가능합니다. 따라서 명시적으로 검색되지 않은 항목은 모두 누락됩니다. 대조적으로, MC는 세균성 신생아 패혈증을 일으킬 수 있는 모든 세균종을 검출하는 능력을 가지고 있습니다.

MC 기술은 체액에서 이러한 병원성 박테리아를 검출하는 데 검증되었습니다. MC 기술의 모든 측면을 검증하는 일련의 논문이 지난 몇 년 동안 출판되었습니다. 또한 MC는 병원의 중환자실에서 혈액과 같은 무균 검체뿐만 아니라 농양에서 채취한 검체에서도 박테리아를 검출하는 데 사용되고 있습니다. EOS가 의심되는 39명의 신생아에 대한 원리 증명 연구에서 탯줄과 말초 정맥 절개술에서 추가 혈액 샘플을 채취한 결과 MC가 원인 유기체일 가능성이 높은 병원성 박테리아 균주를 검출할 수 있는 것으로 나타났습니다. 임상적으로 아픈 한 유아의 패혈증. 기존 배양에서는 이 환자에 대한 결과가 나오지 않았습니다. 2개의 추가 MC 샘플에서는 유아에게 오염 물질이 될 가능성이 있는 계통이 임상적으로 잘 나타났으며 기존 배양에서는 음성으로 남아 있는 것으로 나타났습니다. 다른 불일치는 보이지 않았습니다. 이 연구는 또한 신생아 패혈증에 널리 퍼진 박테리아 균주를 첨가한 혈액 샘플의 MC가 대조 진단으로서의 정량적 PCR과 매우 높은 일치를 보였다는 것을 보여주었습니다. 배양으로 입증된 패혈증의 발생률이 매우 낮기 때문에 진단 정확도를 확증하려면 더 큰 규모의 연구가 필요합니다. .

인체 체액에서 박테리아를 검출하기 위해 MC 기술을 사용한 또 다른 연구 결과는 유망합니다. 본 연구에서는 66개의 샘플을 수집하여 기존 배양 및 MC를 통해 테스트했습니다. 배양이 양성인 샘플에서는 100% MC도 양성이었습니다. 5개의 샘플에서 기존 배양은 음성인 반면 MC는 양성인 것으로 나타났습니다. 이들 5명의 환자의 사례 이력을 얻었고 MC 소견이 임상적으로 매우 관련성이 높으므로 기존 혈액 배양에 비해 민감도가 더 높을 수 있음을 시사했습니다.

요약하면, 빠른 감지를 통해 MC는 잠재적으로 신생아 및 어린이의 패혈증 관리를 위한 임상 의사 결정을 안내할 수 있는 능력을 더 잘 갖추게 됩니다. 그러나 이 특정 모집단에서 MC의 적합성은 적절하게 조사되지 않았습니다. 따라서 신생아와 어린이의 패혈증에 대한 MC의 진단 정확도와 이 기술이 기존 혈액 배양을 대체할 수 있는지 여부를 결정하기 위해 고품질 연구가 수행되어야 합니다.