Molecular Early Sepsis Identification Study (MESIS)

Bakgrunn Sepsis har nylig blitt redefinert (Sepsis 3) som en infeksjon som fører til organdysfunksjon (1). Selv om denne definisjonen ikke er generelt akseptert av alle forskere (2,3) på grunn av potensialet for forsinket diagnose, kan dødelighet relatert til denne enheten reduseres betydelig ved tidlig vedtak av diagnostiske protokoller og hensiktsmessig og tidlig bruk av antimikrobiell terapi (ATB).

En fersk studie i Catalonia (4) viste en forekomst på 212 tilfeller av sepsis per 100 000 innbyggere/år med en sykehusdødelighet på 21 %, som er betydelig høyere hvis vi tar i betraktning ICU-pasienter (40 %) eller de som er rammet av septisk sjokk (> 50 %) (5,6). Disse dataene fremhever den nåværende betydningen av denne enheten og fremhever behovet for å søke nye alternativer for tidlig og passende diagnose og behandling for å ha en gunstig innvirkning på den høye dødeligheten.

Ineffektiv behandling av sepsis skyldes ofte sen diagnose av sepsis, på grunn av den iboende komplikasjonen av uspesifikke kliniske tegn. Selv om prokalsitonin (PCT) ser ut til å være en adekvat biomarkør for diagnostisering av bakteriell infeksjon (7,8), viser forskjellige studier en diskriminering på bare rundt 80 % (7,8) og nyere internasjonale retningslinjer anbefaler ikke bruken (9, 10,11). De samme retningslinjene anbefaler bruk av skårer, slik som SOFA (sekvensiell organsviktvurdering) og qSOFA (en forenklet versjon) basert på tilstedeværelsen av endret bevissthet, hypotensjon og takypné) for tidlig risikostratifisering av pasienter som mistenkes for infeksjon.

Imidlertid presenterer sepsis og ikke-sepsis systemiske inflammatoriske syndromer som klinisk like enheter, og begge er ofte komplisert av utseendet til organdysfunksjon. Derfor forblir identifiseringen av sepsis subjektiv og fører muligens til overdiagnostisering av sepsis og følgelig høy bruk av ATB hos pasienter som ikke har sepsis og som ikke har nytte av denne behandlingen (12).

Tilgjengeligheten av nye molekylære teknikker og automatiseringen av disse laboratorieanalysene har stimulert søket etter biomarkører relatert til vertens respons på sepsis. Analyse av vertsgenuttrykk gjennom RNA-transkripsjoner (transkriptomikk) tilbyr en mulighet i denne komplekse settingen til den kritisk syke pasienten. Vertsgenuttrykk er stor forskjellig mellom septiske pasienter og friske individer (13). Men selv om genuttrykk mellom septiske og ikke-septiske betente pasienter overlapper i stor grad, kan flere forskjeller mellom transkripsjoner observert ved sepsis bidra til å skille infeksjon fra andre årsaker til betennelse [14]. SeptiCyte™ LAB-transkripsjonsanalysen ble utviklet for å diagnostisere infeksjon hos kritisk syke pasienter med mistanke om sepsis [15]. Det er den første vertsresponsanalysen basert på kvantitative revers transkriptase PCR (qRT-PCR) metoder som er godkjent av US Food and Drug Administration (FDA). SeptiCyte™ LAB tillater vurdering av vertsrespons på infeksjon ved å måle ekspresjonen av spesifikke gener involvert i immunfunksjon og inflammatorisk signalering i fullblod. Testen består av samtidig amplifikasjon av 4 RNA-transkripter

1. karsinoembryonalt antigenrelatert celleadhesjonsmolekyl 4 (CEACAM4),
2. liposom-assosiert membranprotein 1 (LAMP1),
3. placenta-spesifikt celleadhesjonsprotein 8 (PLAC8), og
4. fosfolipase A2 gruppe VII (PLA2G7)

Den første kliniske ytelsesstudien av SeptiCyte™ LAB analyserte 345 pasienter som ble registrert som en del av kohorten Molecular Diagnosis and Sepsis Risk Stratification (MARS) i to intensivavdelinger i Nederland [15]. Pasienter ble kategorisert som å ha sepsis basert på en post-hoc medisinsk vurdering av tilgjengelig klinisk, radiologisk og mikrobiologisk bevis [16] som resulterte i estimater for AUC (0,77 til 0,99), sensitivitet (79 % til 100 %) og spesifisitet ( 33 % til 91 %) varierte mye, avhengig av forekomsten av sepsis, konfidensnivået med hensyn til referansediagnosen og om pasientregistreringen var fortløpende. I en post-hoc undergruppe på 157 pasienter med fullstendige data, SeptiCyte™ LAB (AUC 0,88, 95 % KI 0,81-0,93) utkonkurrerte PCT-diskriminering (AUC 0,84, 95 % KI 0,76–0,92, p<0,001). Den beste diskriminerende evnen ble imidlertid oppnådd ved en kombinasjon av begge biomarkørene (AUC 0,89, 95 % KI 0,82-0,95, p<0,01). Siden denne analysen tok ca. 6 timer, er det utviklet et tidlig sepsis-diagnostisk verktøy (SeptiCyte RAPID (17)) som er basert på måling av to av de fire biomarkørene for genuttrykk i perifert blod (PLAC8 og PLA2G7) ved bruk av samme kvantitative revers. transkripsjonspolymerasekjedereaksjon (RT-qPCR) og korrelerer tett med de kliniske resultatene til SeptiCyte LAB, men med en mye enklere arbeidsflyt. Basert på resultatene gir enheten en rapport med en sepsis-sannsynlighetsskala. (se vedlagte algoritme) Denne nye analysemetodikken, sammen med de vanlige biomarkørene, kan forbedre tidlig diagnose av sepsis, skille mellom betente og septiske pasienter.

FilmArray® blodkulturidentifikasjon (BCID®)-analysen er en molekylær test godkjent for direkte identifikasjon av BSI-forårsakende patogener fra positiv BC (18). En nylig oppdatert versjon av panelet (BCID2®) omfatter forbedrede artsidentifikasjonsegenskaper og muliggjør påvisning av én utvidet-spektrum β-laktamase (ESBL)- og flere karbapenemase-kodende gener. BCID2®-panelet tester for 43 mål assosiert med infeksjoner i blodet, inkludert gram-negative bakterier, gram-positive bakterier, gjær og 10 gener for antimikrobiell resistens - alle med én test og med resultater tilgjengelig om omtrent en time fra positiv blodkultur. I tillegg inkluderer BCID2® Panel-menyen syv ekstra resistensgener, inkludert karbapenemaser, colistinresistensgener og en MREJ-analyse muliggjør mer spesifikk MRSA-identifikasjon. En fersk studie (19) evaluerer den kliniske ytelsen til BCID2-analysen for artsidentifikasjon i 180 positive blodkulturer (BC). BCID2-resultater stemte overens med standardbehandlingen (SOC) hos 159/180 (88,3 %) BCs; 68/74 (91,9 %) og 71/74 (96,0 %) av alle prøver som dyrket henholdsvis monobakterielle, gram-positive eller gram-negative patogener, ble identifisert, i samsvar med SOC-resultater. Ikke-konkordans var relatert til påvisning av ytterligere patogener ved BCID2-analysen (n = 4), identifikasjon av avvikende arter (n = 4), eller svikt i BCID2 til å oppdage patogener på panelet (n = 1).

Den vanlige implementeringen av BCID2® gjøres når blodkulturen er positiv. Noen foreløpige resultater (20) tyder imidlertid på at ytelsen til BCID2® ved å oppdage mikroorganismer veldig tidlig, kan være tilstrekkelig med bare noen få timer (6-8 timer) med blodkulturinkubasjon og før blodkulturen blir positiv.

Siden tidlig diagnose og tidlig administrering av effektiv antibiotikabehandling er av avgjørende betydning for å forbedre pasientresultatet, er målet med denne studien å utvikle og evaluere en klinisk protokoll som kombinerer molekylær diagnose av infeksjon og tidlig bestemmelse av mikroorganismer i blodkulturer med kun 6 -8 timers inkubasjon før de viser seg å være positive.

Endepunkter

De primære endepunktene er:

1. - Å bestemme evnen til filmarrays BCID 2® for tidlig identifisering av mikroorganismer i BC med noen timers inkubasjon og før de har blitt positive.
2. - Å bestemme evnen til SeptiCyte® for molekylær diagnose av sepsis hos kritisk syke pasienter med uklart infeksjonsfokus.

De sekundære endepunktene er

1. - Å bestemme den mulige innvirkningen av resultatene på behandlingen av antimikrobiell behandling.
2. - For å finne ut om det er en assosiasjon mellom vanlige serumbiomarkører (PCT, CRP) og positive SeptiCyte® og BCID 2® resultater.

Hovedkriterier for inkludering/eksklusjon

Inklusjonskriterier:

1. - Voksne (>16 år)
2. - Minst 2 SIRS-kriterier
3. - RCP (> 10 mg/dL) eller PCT (> 0,5 ng/ml i fellesskap eller > 1,0 ng/ml ved nosokomial infeksjon) forhøyet

3.- Uten tydelig fokus som begrunner sepsis 4.- Høy mistanke om infeksjon som krever oppstart av antimikrobiell behandling.

Ekskluderingskriterier:

1. - Manglende innhenting av prøvene innen 12 timer etter mistanke om infeksjon og administrering av antibiotika
2. - Tidligere administrering av antimikrobielle midler siste 24 timer
3. - Dokumentert eller tydelig sepsisfokus ved innleggelse på intensivavdeling

Prosedyrer:

Dersom pasienten oppfyller innleggelseskriteriene og ikke presenterer eksklusjonskriterier, vil de bli innlagt i MESIS-algoritmens diagnostiske protokoll.

Det krever ikke en signatur på samtykke siden det ikke utføres spesielle prosedyrer, og det vil heller ikke bli tatt kliniske avgjørelser basert på resultatene av testene.

MOLEKYLÆR DIAGNOSTISK PROTOKOLL OG TIDLIG RETTERET BEHANDLING (Se vedlagte vurderingsskjema) Når de vanlige blodprøvene er tatt for bestemmelse av PCR, PCT, antall hvite blodlegemer (WBC) og blodkulturer (4 flasker), samt klinisk signifikante kulturer, og dersom inklusjonskriteriene er oppfylt, sendes blodkulturene (4 flasker) sammen med et EDTA-rør fra de som er innhentet for vanlig analyse til mikrobiologiavdelingen hvor bestemmelsen vil bli utført med SeptiCyte® og BCID 2® (se vedlagte algoritme).

A) SeptiCyte RAPID® vil bli utført på alle pasienter på tidspunktet for prøvemottak på mikrobiologisk avdeling. Testresultatet vil bli lagret i studiens CRF. Dette resultatet vil ikke være kjent for pasientens behandlende lege.

B) BioFire® FilmArray® blodkulturidentifikasjonspanel (BCID 2®) vil utføres på de 4 blodkulturflaskene etter 6-8 timers inkubasjon og spesielt før det blir positivt. Testresultatet vil bli lagret i studiens CRF. Dette resultatet vil ikke være kjent for pasientens behandlende lege. En ny BCID 2-bestemmelse skal utføres når blodkulturen er positiv, og resultatet skal sammenlignes med det som ble oppnådd tidligere med 6-8 timers inkubasjon.

MERK: Ikke i noe tilfelle vil informasjonen som mottas bli brukt til å definere atferd eller behandling relatert til statusen til pasienten. Oppfølgingsperiode Pasienter vil bli fulgt opp til hendelsen som forårsaket lidelsen anses som løst. Kun den første episoden med mulig sepsis vil bli vurdert for hver pasient.

Pasienter vil bli klassifisert som bekreftet, sannsynlig eller mulig sepsis i henhold til definisjonene fra «The International Sepsis Forum Consensus Conference on Definitions of Infection in the Intensive Care Unit. (Calandra T et al. Crit Care Med 2005; 33:1538-1548).

Prøvens størrelsesberegning I følge det som ble publisert av Klein Klouwenberg (12), er bare 25 % av pasienter med mistanke om sepsis og som får antibiotika ved innleggelse på intensivavdelingen, endelig klassifisert som å ha sepsis definitive. Vår studie håper å kunne identifisere minst 40 % av sepsis hos pasienter med mistanke om sepsis. Basert på denne forskjellen og for en styrke på 90 % med et feilnivå på 5 %, er antallet pasienter som må inkluderes 60.

Tatt i betraktning et mulig tap på 20 % av pasientene (17 pasienter) stiger tallet til 100 pasienter. For å sikre antall pasienter og kraften i studien, ble det besluttet å inkludere ytterligere 20 %, noe som utgjør totalt 120 pasienter.

Dataanalyseplan:

Kvalitative variabler vil uttrykkes som prosenter, mens kvantitative variabler vil uttrykkes som gjennomsnitt og standardavvik (SD) eller median og interkvartilt område 25-75 %. For å bestemme kliniske forskjeller mellom grupper med og uten BCID 2 og SeptiCyte positive, vil Chi-square og Fisher tester bli brukt for kategoriske variabler, og Students t-test eller Mann-Withney U-test for kvantitative variabler. Multivariat analyse ved binær logistisk regresjon vil bli utført for å bestemme risikofaktorene knyttet til tidlig tilstedeværelse av mikroorganismer i BCID 2 og for diagnostisering av høy risiko for sepsis med SeptiCyte.

Til slutt vil det utvikles en empirisk antimikrobiell behandlingsalgoritme for kritisk syke pasienter relatert til typen mikroorganismer som er isolert og resistensgenene som er utviklet.

Begrensninger Studiens hovedbegrensning er muligheten for å vise et mindre antall pasienter med sepsis blant de inkluderte individene enn den som ble brukt til å beregne prøvestørrelsen. Denne situasjonen kan føre til manglende statistisk signifikans på grunn av mangel på kraft i studien. For å unngå dette er det planlagt å utføre en interimanalyse når 70 % av pasientene er nådd. Den andre begrensningen er inkludering av pasienter med lav hastighet. Selv om det har vært vurdert at 6 måneder med feltarbeid vil være tilstrekkelig, kan studien forlenges med 4 måneder til for å fullføre antall pasienter.

Etiske vurderinger Studien er under vurdering av referansekomiteen for etikk og klinisk forskning. På grunn av utformingen for å forbedre kvaliteten på omsorgen, har det blitt bedt om dispensasjon for informert samtykke.