Granzyme A bij patiënten met E. coli bacteriële urineweginfecties (GABEC)

1. Onderzoekshypothese

Het onderzoeksteam heeft de rol van GZM A verkend

1. Conceptuele hypothese:

   • Granzyme A is een pathogene sepsis-mediator.
   • Polymorfismen van het Granzyme A-gen bepalen de serumconcentratie van GZM A bij patiënten met systemische infecties.
   • Polymorfismen van het Granzyme A-gen bepalen het risico op sepsis bij patiënten met systemische infecties.

2. Operationele hypothese:

   • Bij patiënten met bacteriëmie (E. coli) urineweginfecties (UTI's), GZM A-spiegels zijn significant hoger bij patiënten die sepsis ontwikkelen in vergelijking met degenen die geen sepsis ontwikkelen.

   • Er zijn significante verschillen in het GZM A-genpolymorfismeprofiel van patiënten met bacteriëmie (E. coli) UTI's die sepsis ontwikkelen in vergelijking met degenen die geen sepsis ontwikkelen.

     2. Doelstellingen en doelstellingen

   • Doelstellingen

     1. Om de pathogene rol van GZM A bij sepsis bij patiënten met bacteriëmie (E. coli) UTI's.
     2. Het vermogen van GZM A-polymorfismen onderzoeken om te anticiperen op het risico op het ontwikkelen van sepsis bij patiënten met bacteriëmie (E. coli) UTI's.
     3. Om het potentiële nut van GZM A als diagnostische biomarker van sepsis bij patiënten met bacteriëmie (E. coli) UTI's.
     4. Karakteriseren van E. coli "viruloom" onder circulerende uropathogene stammen.

   • Doelstellingen

     1. Om de correlatie te evalueren tussen serumspiegels van GZM A en systemische ontstekingsreactie bij patiënten met bacteriëmische (E. coli) UTI's.
     2. Om GZM A-genpolymorfismen te karakteriseren bij patiënten met bacteriëmische (E. coli) UTI's
     3. Om de serumkinetiek van GZM A te beoordelen bij patiënten met bacteriëmie (E. coli) UTI's
     4. Fenotypisch en moleculair karakteriseren van E. coli-stammen die bacteriëmische urineweginfecties veroorzaken, inclusief hun virulentiefactoren ("viruloom").

     3. Verwachte resultaten.

   • Karakterisering van de pathogene rol van GZM A bij sepsis bij patiënten met systemische infecties
   • Karakterisering van GZM A als biomarker voor sepsis in een menselijk model van infectie-sepsis.

   • Fenotypische en moleculaire karakterisering van uropathogene E. coli die bloedbaaninfecties veroorzaakt.

     4. Methoden

   4.1. Ontwerp en projectomvang

   - Prospectief, verkennend genest case-control onderzoek dat zal worden uitgevoerd in één academisch ziekenhuis (Hospital Clínico Universitario Lozano Blesa) dat is aangesloten bij het Instituto de Investigación Sanitaria Aragón (IIS Aragón).

   4.2. Studieperiode: juni 2019 - december 2020.

   4.3. Patiënten en steekproefomvang

   Inclusiecriteria (om aan alle te voldoen):

   • Leeftijd >= 18 jaar.
   • E. coli bloedbaaninfectie

   • Urinaire bron. Urinebron moet worden overwogen als (een van) de volgende:

     1. Urinebron wordt klinisch vermoed en beide E. coli-isolaten (in bloed en in urinekweek) delen hetzelfde fenotype (antibiogram).
     2. Urinaire bron/oorsprong wordt klinisch vermoed en de urinekweek is negatief, maar de patiënt had ten minste één dosis van een systemisch antibioticum met antimicrobiële activiteit tegen de E. coli-stam die de BSI veroorzaakt gekregen voordat er bloedkweken werden verkregen.
     3. Beide isolaten (in bloed- en urinecultuur) delen hetzelfde fenotype (antibiogram) en er is geen alternatieve bron.

   Uitsluitingscriteria:

   1. Gebruik van systemische antibiotica gedurende >48 uur in de twee maanden voorafgaand aan de episode.

   2. Immuungecompromitteerde gastheren - Patiënten die systemische steroïden gebruiken (> 10 mg prednison/dag gedurende 10 of meer dagen in de voorgaande 2 maanden).

      • Patiënten die biologische therapie kregen (vorige 2 maanden).
      • Actieve solide of hematologische kanker.
      • hiv+.
      • Neutropenie < 500 PMN/microl.

   3. Basale urinewegafwijkingen of lokaal gemodificeerd vesicaal microbioom (elk):

      - Ureteroileostoma, ureterosigmoïdostoma, ureterostoma (Bricker) of nefrostoma.

      • Inwonende urinekatheter (in de laatste twee maanden)
      • Urologische chirurgie (in de laatste twee maanden).
      • Intravesicale chemotherapie (in de laatste twee maanden).
      • Intravesicale BCG-instillatie (in de laatste twee maanden).

      Potentiële kandidaten worden dagelijks opgespoord door de microbiologen van het onderzoeksteam. De opnamecriteria zullen worden geverifieerd tijdens de multidisciplinaire vergadering die de antimicrobiële stewardshipteams (AST) dagelijks houden in het deelnemende ziekenhuis.

      Geschatte omvang van de onderzoekspopulatie. Bij elkaar passen:

      - 50 patiënten met een sepsis/non-sepsis 1:1 ratio worden opgenomen.

      - Septische en niet-septische patiënten worden gematcht op geslacht, leeftijd (+/- 10 jaar), comorbiditeit (Charlson-score +/-1), aanvangstijd van de symptomen en bloedkweek (+/- 24 uur)

      4.4. Definities

      Gevallen (sepsis / septische shock):

      - Sepsis of septische shock worden gedefinieerd als levensbedreigende orgaandisfunctie veroorzaakt door een ontregelde reactie van de gastheer op infectie volgens de 2001 SCCM/ESICM/ACCP/ATS/SIS International Sepsis Definition Conference.

      Bediening:

      - Afwezigheid van sepsis of septische shock volgens de 2001 SCCM/ESICM/ACCP/ATS/SIS International Sepsis Definition Conference.

      4.5. Variabelen

      4.5.1. Patiëntgerelateerde variabelen:

      - Demografisch: geslacht, leeftijd.

      • Comorbiditeit: gemodificeerde Charlson-index
      • Baseline serumcreatinine.

      4.5.2. Infectiegerelateerde variabelen.

      - Tijd vanaf het begin van de symptomen tot het begin van de antimicrobiële behandeling.

      - Tijd vanaf het begin van de symptomen tot het begin van een geschikte antimicrobiële behandeling.

      - Tijd vanaf het begin van de symptomen tot de chirurgische therapie (indien nodig).

      • Klinische ernst op tijdstip 0 (bloedkweek), en dag 2-3 en dag 30: sepsisscore.

      4.5.3. Ontsteking, sepsis-mediatoren en biomarkers. - De volgende biomarkers zullen worden bepaald tijdens de inschrijving van de patiënt: - Aantal en differentieel aantal witte bloedcellen. - Aantal bloedplaatjes. - Fibrinogeen. - Protrombine-activiteit.

      - C-reactief eiwit.

      • Procalcitonine.
      • GZM A.

      GZM A-serumspiegels zullen bij alle patiënten worden verkregen tijdens het inschrijvingsbezoek, de 2-3-daagse en de 30-daagse bezoeken (GZM A-kinetiek). GZM A-niveaus zullen worden bepaald met een commerciële ELISA-test (Human Granzyme A ELISA development kit{HRP]; Mabtech).

      GzmA-genpolymorfismen, evenals andere mogelijk geassocieerde mutaties, zullen worden gescreend door middel van Whole Exome Sequencing (WES). Hiervoor gebruiken we DNA geïsoleerd uit perifere bloedcellen en de AmpliSeq-technologiekit op het Ion Torrent-platform volgens de instructies van de fabrikant. Dit platform is beschikbaar bij de Genomics Central Research Unit (CRU) bij CIBA van de Universiteit van Zaragoza/IIS Aragon. Alle kits voor het isoleren en analyseren van DNA-monsters zijn in de handel verkrijgbaar en geoptimaliseerd door Thermo Scientific. Bioninformatica-analyse zal worden uitgevoerd door een overeenkomst tussen Genomics CRU en Micromics SL onder leiding van Pedro Gonzalez bij CRG in Barcelona.

      4.5.4. Microbiologische variabelen

      • Minimale remmende concentraties (MIC) van de E. coli-isolaten verkregen uit urine- en bloedkweken zullen worden bepaald door middel van geautomatiseerde microdilutiepanels zoals routinematig uitgevoerd door het Microbiologisch Laboratorium van deelnemende ziekenhuizen.
      • Whole Genome Sequencing (WGS) van de E. coli-stammen geïsoleerd in bloed- en urinekweken. De aanwezigheid van bekende virulentiefactoren van E. coli zal worden geanalyseerd en voor elke stam zal een virulentiescore worden berekend (Mora-Rillo et al., 2015).