Badanie przesiewowe plwociny w celu wykluczenia zapalenia płuc na wczesnym etapie (self-test)

Infekcja dolnych dróg oddechowych to poważna sytuacja, która może się nagle skomplikować przez posocznicę, niewydolność oddechową, martwicę tkanki płucnej i dysfunkcję wielu narządów. W związku z tym antybiotykoterapię empiryczną rozpoczyna się zwykle zaraz po podejrzeniu zakażenia i pobraniu posiewów i/lub innych testów diagnostycznych, co stanowi główny powód przepisywania antybiotyków. Powszechne nadużywanie i niewłaściwe stosowanie antybiotyków doprowadziło do pojawienia się wielu opornych szczepów bakteryjnych, co stanowi poważne zagrożenie dla zdrowia. Istnieje pilna potrzeba praktycznych rozwiązań zapobiegających nadużywaniu antybiotyków, zwłaszcza w społecznościach, w których antybiotyki są dostępne bez recepty.

Badania patofizjologiczne pokazują, że infekcja nie wynika wyłącznie z przerostu bakterii lub wirusów, ale raczej z przenikania mikroorganizmów poza układ odpornościowy gospodarza. Dlatego ocena zakażenia wymaga zbadania zarówno obecności mikroorganizmów, jak i mechanizmów obronnych aktywowanych w organizmie pacjenta. Przerost bakterii prowadzi do zapalenia tkanki płucnej, rekrutacji białych krwinek do zakażonego obszaru oraz produkcji i uwalniania chemokin i cytokin, co może spowodować wypełnienie pęcherzyków płucnych płynem, co prowadzi do wystąpienia u pacjenta kaszlu z flegmą lub ropą, gorączki , dreszcze i duszność.

Diagnostyka mikrobiologiczna zakażeń dolnych dróg oddechowych wymaga oceny inwazyjnego mikroorganizmu poprzez badanie plwociny pod mikroskopem, posiew ilościowy i PCR. Jednak takie badania mikrobiologiczne mają ograniczoną wartość w leczeniu zapalenia płuc. Flora wielodrobnoustrojowa utrudnia interpretację kultur pobranych od pacjentów z przewlekłym zapaleniem oskrzeli. Trudno jest również ocenić posiewy ze szpitalnego zapalenia płuc, ponieważ bakterie chorobotwórcze są często identyczne z tymi, które występują we florze gardła. Pacjenci z obniżoną odpornością często produkują plwocinę zawierającą małą liczbę białych krwinek. Objawy kliniczne pacjenta, takie jak stan układu oddechowego i krążenia, są najbardziej wiarygodnymi wskaźnikami określającymi skuteczność leczenia.

W praktyce większość lekarzy decyduje się na badanie dodatkowych markerów we wczesnych stadiach, aby dokładnie monitorować efekty terapii, szczególnie u pacjentów wysokiego ryzyka, którzy zostali przyjęci na oddziały intensywnej terapii. Powszechnie stosowane markery ogólnoustrojowe obejmują temperaturę ciała, białko C-reaktywne (CRP), prokalcytoninę (PCT) i interleukinę 6 (IL-6). Podobno stężenie czynnika wzrostu hepatocytów (HGF) wzrasta podczas uszkodzenia narządów, na przykład spowodowanego przez choroby zakaźne. Badania wykazują zwiększone stężenie HGF w surowicy i wydychanym powietrzu u pacjentów z zapaleniem płuc, przy czym obecność HGF jest istotnie skorelowana z przeżyciem. Ponadto poziom HGF wyraźnie spada w ciągu 48 godzin od rozpoczęcia odpowiedniej antybiotykoterapii. Wyniki powierzchniowego rezonansu plazmonowego (SPR) wskazują, że HGF wytwarzany podczas ostrej infekcji wykazuje wysokie powinowactwo do składnika macierzy zewnątrzkomórkowej, proteoglikanu siarczanu heparanu (HSPG). Odkrycia te sugerują, że ocena HGF w plwocinie może być narzędziem do wykrywania infekcji bakteryjnej w miejscu urazu.

Białka można wykryć na podstawie ich specyficznej interakcji z odpowiednim przeciwciałem. Jednak ten system pomiarowy opiera się na specjalistycznych zasobach, co ogranicza jego przydatność w ośrodkach niewyposażonych lub jako autotest. Metachromazja to charakterystyczna zmiana koloru wykazywana przez niektóre barwniki anilinowe po związaniu się z substancjami chromotropowymi. Zjawisko to było szeroko stosowane w histologii. Błękit metylenowy (O-toluidyna) jest doskonałym metachromatycznym barwnikiem, który zmienia kolor z niebieskiego na różowy po związaniu z polisacharydami o dużej masie cząsteczkowej, takimi jak siarczanowany glikan. Następnie różowy barwnik szybko zmieni kolor na niebieski po dodaniu proporcjonalnej ilości białka o wysokim powinowactwie do siarczanowanego glikanu (odwrócona metachromacja).

Tutaj badacze wykorzystali to podejście do opracowania nowego testu paskowego - określanego tutaj jako tekst indeksowy - do oceny obecności białek wiążących siarczan dekstranu w plwocinie. Następnie badacze ocenili dokładność tego testu paskowego do wykrywania infekcji bakteryjnej w plwocinie, analizując pozostałości próbek plwociny, które zostały wysłane do badania na Wydziale Mikrobiologii Szpitala Uniwersyteckiego w Linköping.