Een sputumscreeningtest om longontsteking in een vroeg stadium uit te sluiten (self-test)

Een infectie van de onderste luchtwegen is een ernstige situatie die abrupt gecompliceerd kan worden door sepsis, respiratoire insufficiëntie, necrose van longweefsel en disfunctie van meerdere organen. Daarom wordt gewoonlijk empirische antibioticabehandeling gestart zodra een infectie wordt vermoed en culturen en / of andere diagnostische tests worden verkregen, wat een belangrijke reden is voor het voorschrijven van antibiotica. Wijdverbreid overmatig en verkeerd gebruik van antibiotica hebben geleid tot de opkomst van meerdere resistente bacteriestammen, die een grote bedreiging voor de gezondheid vormen. Er bestaat een grote behoefte aan praktische oplossingen om overmatig gebruik van antibiotica te voorkomen, vooral in gemeenschappen waar antibiotica zonder recept verkrijgbaar zijn.

Pathofysiologische studies tonen aan dat infectie niet alleen het gevolg is van bacteriële of virale overgroei, maar eerder van het binnendringen van de micro-organismen buiten het immuunsysteem van de gastheer. Daarom vereist infectiebeoordeling onderzoek van zowel de aanwezigheid van micro-organismen als de afweermechanismen die in het lichaam van de patiënt worden geactiveerd. Overmatige groei van bacteriën leidt tot ontsteking van het longweefsel, rekrutering van witte bloedcellen naar het geïnfecteerde gebied en de productie en afgifte van chemokine en cytokine, waardoor de longblaasjes gevuld kunnen raken met vloeistof, waardoor de patiënt hoest met slijm of etter, koorts , koude rillingen en kortademigheid.

Microbiologische diagnose van infecties van de onderste luchtwegen vereist beoordeling van het binnendringende micro-organisme door onderzoek van sputum met behulp van microscopie, kwantitatieve kweek en PCR. Dergelijke microbiologische onderzoeken hebben echter een beperkte waarde bij de behandeling van longontsteking. Polymicrobiële flora maken het moeilijk om culturen van patiënten met chronische bronchitis te interpreteren. Het is ook moeilijk om culturen van nosocomiale pneumonie te evalueren, aangezien de pathogene bacteriën vaak identiek zijn aan die in de keelflora. Immunosuppressieve patiënten produceren vaak sputum met een laag aantal witte bloedcellen. De klinische symptomen van de patiënt, zoals de status van de ademhaling en de bloedsomloop, zijn de meest betrouwbare markers voor het bepalen van de werkzaamheid van de behandeling.

In de praktijk kiezen de meeste artsen ervoor om in een vroeg stadium aanvullende markers te onderzoeken om de effecten van de therapie nauwlettend te volgen, met name bij hoogrisicopatiënten die zijn opgenomen op intensive care-afdelingen. Veelgebruikte systemische markers zijn lichaamstemperatuur, C-reactief proteïne (CRP), procalcitonine (PCT) en interleukine 6 (IL-6). Hepatocyte groeifactor (HGF) -concentratie neemt naar verluidt toe tijdens orgaanschade, zoals die veroorzaakt door infectieziekten. Studies tonen verhoogde HGF-concentraties aan in serum en uitgeademd condensaat van patiënten met longontsteking, waarbij de aanwezigheid van HGF significant gecorreleerd is met overleving. Bovendien nemen de HGF-spiegels aanzienlijk af binnen 48 uur na het starten van de juiste antibiotische therapie. Resultaten van oppervlakte-plasmonresonantie (SPR) geven aan dat HGF geproduceerd tijdens acute infectie een hoge affiniteit vertoont voor de extracellulaire matrixcomponent heparansulfaat-proteoglycaan (HSPG). Deze bevindingen suggereren dat HGF-beoordeling in sputum een ​​hulpmiddel zou kunnen zijn voor het detecteren van bacteriële infectie op de plaats van letsel.

Eiwitten kunnen worden gedetecteerd op basis van hun specifieke interactie met een overeenkomstig antilichaam. Dit meetsysteem is echter afhankelijk van gespecialiseerde middelen, waardoor het niet bruikbaar is in niet-uitgeruste centra of als zelftest. Metachromasie is een karakteristieke kleurverandering die wordt vertoond door bepaalde anilinekleurstoffen bij binding aan chromotrope stoffen. Dit fenomeen wordt veel gebruikt in de histologie. Methyleenblauw (O-Toluïdine) is een uitstekende metachromatische kleurstof die verandert van blauw in roze bij binding aan hoogmoleculaire polysacchariden, zoals gesulfateerde glycaan. De roze kleurstof zal dan snel weer blauw worden na toevoeging van een evenredige hoeveelheid van een eiwit met hoge affiniteit voor gesulfateerde glycaan (inverted metachromacia).

Hier gebruikten de onderzoekers deze benadering om een ​​nieuwe striptest te ontwikkelen - waarnaar hierin wordt verwezen als de indextekst - om de aanwezigheid van dextransulfaatbindende eiwitten in sputum te beoordelen. De onderzoekers beoordeelden vervolgens de nauwkeurigheid van deze striptest voor het detecteren van bacteriële infectie in sputum, door overgebleven sputummonsters te analyseren die voor onderzoek naar de afdeling Microbiologie van het universitair ziekenhuis in Linköping waren gestuurd.