Kliniczna skuteczność szybkiej metody diagnostycznej opartej na wielokrotnej reakcji łańcuchowej polimerazy (PCR) w zakażeniach krwi (CEMP-RDI)

Zakażenia krwiopochodne (BSI) należą do najcięższych chorób zakaźnych występujących u pacjentów hospitalizowanych i wiążą się z istotną zachorowalnością i śmiertelnością. Wczesne rozpoczęcie odpowiedniej terapii przeciwdrobnoustrojowej jest jednym z najważniejszych czynników decydujących o przeżyciu tych pacjentów. Jednakże terminowa optymalizacja leczenia przeciwdrobnoustrojowego jest często ograniczana przez opóźnienia nieodłącznie związane z konwencjonalnymi metodami diagnostyki mikrobiologicznej opartymi na hodowli, które zazwyczaj wymagają 24-72 godzin, aby dostarczyć ostatecznej identyfikacji patogenu i wyników wrażliwości na środki przeciwdrobnoustrojowe. W konsekwencji klinicyści często polegają na przedłużonej empirycznej terapii przeciwdrobnoustrojowej o szerokim spektrum, co przyczynia się do oporności na środki przeciwdrobnoustrojowe, działań niepożądanych związanych z lekami i zwiększonych kosztów opieki zdrowotnej.

Ostatnie postępy w diagnostyce molekularnej umożliwiły opracowanie testów opartych na wielokrotnej reakcji łańcuchowej polimerazy (PCR), zdolnych do szybkiego wykrywania powszechnych patogenów krwiopochodnych i wybranych genów oporności na środki przeciwdrobnoustrojowe bezpośrednio z pozytywnych butelek z hodowlą krwi. Testy te mogą dostarczyć wyników w ciągu około godziny, oferując potencjał do znacznego skrócenia czasu diagnostyki i wsparcia wcześniejszej eskalacji, deeskalacji lub optymalizacji terapii przeciwdrobnoustrojowej. Pomimo ich rosnącej dostępności, nadal istnieje ograniczona wysokiej jakości wiedza na temat rzeczywistej skuteczności klinicznej tych szybkich narzędzi diagnostycznych, szczególnie w odniesieniu do ich wpływu na zarządzanie środkami przeciwdrobnoustrojowymi i wyniki skoncentrowane na pacjencie.

Niniejsze badanie zostało zaprojektowane jako prospektywne, randomizowane, kontrolowane, jednocentrowe badanie kliniczne w celu oceny skuteczności klinicznej i wydajności diagnostycznej szybkiego panelu diagnostycznego opartego na wielokrotnej PCR, zastosowanego bezpośrednio na próbkach pozytywnej hodowli krwi u dorosłych pacjentów z zakażeniami krwiopochodnymi. Badanie będzie prowadzone w 810-łóżkowym szpitalu uniwersyteckim trzeciego stopnia referencyjności i planuje się włączenie łącznie 300 pacjentów w ciągu 12 miesięcy.

Dorośli pacjenci (≥18 lat) z podejrzeniem klinicznym zakażenia krwiopochodnego i pozytywnym sygnałem hodowli krwi będą poddani badaniu przesiewowemu pod kątem kwalifikowalności. Po potwierdzeniu kwalifikowalności i uzyskaniu świadomej zgody pacjenci zostaną zrandomizowani w stosunku 1:1 do grupy badanej lub grupy kontrolnej. Randomizacja zostanie przeprowadzona przy użyciu komputerowo generowanej metody randomizacji blokowej z permutacją i będzie stratyfikowana według przyjęcia na oddział intensywnej terapii (OIT) versus oddział szpitalny, obecności neutropenii oraz kategorii wskaźnika współchorobowości Charlsona, aby zapewnić zrównoważony rozkład czynników ryzyka wyjściowego między ramionami badania.

W grupie badanej próbki pozytywnej hodowli krwi będą poddawane szybkiemu testowaniu przy użyciu in vitro panelu diagnostycznego opartego na wielokrotnej PCR, oprócz standardowych metod diagnostyki mikrobiologicznej. Test wielokrotnej PCR jest zaprojektowany do wykrywania z góry określonych patogenów bakteryjnych i grzybiczych oraz wybranych genów oporności na środki przeciwdrobnoustrojowe bezpośrednio z pozytywnych butelek z hodowlą krwi. Ekstrakcja DNA zostanie przeprowadzona przy użyciu szybkiego, zautomatyzowanego systemu ekstrakcji kwasów nukleinowych zgodnie z instrukcjami producenta, a następnie amplifikacji i detekcji w czasie rzeczywistym PCR. Wyniki testu wielokrotnej PCR będą dostępne w ciągu około godziny i będą niezwłocznie raportowane do leczącego zespołu klinicznego. Wyniki te mogą być wykorzystane do kierowania decyzjami dotyczącymi zarządzania środkami przeciwdrobnoustrojowymi, w tym wczesnej eskalacji, deeskalacji lub optymalizacji terapii, w połączeniu z oceną kliniczną i instytucjonalnymi wytycznymi leczenia.

W grupie kontrolnej próbki pozytywnej hodowli krwi będą przetwarzane wyłącznie przy użyciu standardowych metod diagnostyki mikrobiologicznej, zgodnie z rutynową praktyką kliniczną. Standardowa diagnostyka obejmuje barwienie metodą Grama wykonane bezpośrednio z pozytywnych butelek z hodowlą krwi, podhodowlę na odpowiednich podłożach stałych, identyfikację drobnoustroju przy użyciu metod konwencjonalnych i automatycznych, takich jak spektrometria mas MALDI-TOF, oraz testy wrażliwości na środki przeciwdrobnoustrojowe przy użyciu standaryzowanych technik. Wyniki będą raportowane zespołowi klinicznemu w miarę ich dostępności poprzez rutynowy przepływ pracy w laboratorium.

Definicje parametrów czasowych diagnostyki i terapii

Aby umożliwić precyzyjną ocenę czasów diagnostyki i procesów leczenia przeciwdrobnoustrojowego, następujące zmienne związane z czasem będą prospektywnie rejestrowane dla wszystkich włączonych pacjentów:

• Czas do identyfikacji patogenu (TPI) metodami standardowymi definiuje się jako czas od pobrania hodowli krwi do identyfikacji drobnoustroju przyczynowego przy użyciu standardowych metod opartych na hodowli.
• Czas do szybkiego testu wrażliwości na środki przeciwdrobnoustrojowe (RAST) metodami standardowymi definiuje się jako czas od pobrania hodowli krwi do uzyskania pierwszego interpretowalnego wyniku wrażliwości na środki przeciwdrobnoustrojowe z szybkiego testu dyfuzyjnego krążkowego zastosowanego do grupy drobnoustrojów określonej na podstawie barwienia metodą Grama.
• Czas do identyfikacji patogenu i genów oporności (PRGI) metodą wielokrotnej PCR definiuje się jako czas od pobrania hodowli krwi do wstępnej identyfikacji patogenu i genów oporności na środki przeciwdrobnoustrojowe przy użyciu panelu wielokrotnej PCR.
• Czas do testu wrażliwości na środki przeciwdrobnoustrojowe (AST) metodami standardowymi definiuje się jako czas od pobrania hodowli krwi do zakończenia ostatecznego testu wrażliwości na środki przeciwdrobnoustrojowe przy użyciu standardowych technik hodowlanych, w tym systemów automatycznych, mikrorozcieńczeń lub metod dyfuzyjnych krążkowych.
• Czas do skutecznej terapii przeciwdrobnoustrojowej (ETT) definiuje się jako czas od pobrania hodowli krwi do podania pierwszej dawki dowolnego środka przeciwdrobnoustrojowego, o którym wiadomo, że jest in vitro aktywny przeciwko wyizolowanemu drobnoustrojowi, niezależnie od spektrum przeciwdrobnoustrojowego.
• Czas do optymalnej terapii przeciwdrobnoustrojowej (OTT) definiuje się jako czas od pobrania hodowli krwi do podania pierwszej dawki najwęższego spektrum, zalecanej w wytycznych terapii pierwszego rzutu skierowanej przeciwko wyizolowanemu drobnoustrojowi. Terapia optymalna stanowi podzbiór terapii skutecznej i odzwierciedla najbardziej odpowiedni środek przeciwdrobnoustrojowy bez włączenia niepotrzebnego pokrycia o szerokim spektrum.

Punkty końcowe i wyniki badania

Pierwszorzędowym punktem końcowym badania jest czas do optymalnej terapii przeciwdrobnoustrojowej (OTT). Drugorzędowe punkty końcowe obejmują czas do skutecznej terapii przeciwdrobnoustrojowej (ETT), czas do identyfikacji patogenu, zdarzenia eskalacji i deeskalacji środków przeciwdrobnoustrojowych, całkowity czas trwania terapii przeciwdrobnoustrojowej, długość pobytu w szpitalu oraz 28-dniową śmiertelność z wszystkich przyczyn.

Klasyfikacje zarówno skutecznej, jak i optymalnej terapii przeciwdrobnoustrojowej będą uwzględniać wszystkie środki przeciwdrobnoustrojowe podane w ciągu 48 godzin po pobraniu hodowli krwi oraz dostępność wyników diagnostyki mikrobiologicznej i molekularnej. Przerwanie terapii przeciwdrobnoustrojowej dla drobnoustrojów uznanych za zanieczyszczenie będzie rejestrowane i uwzględniane w analizie jako czas do optymalnej terapii przeciwdrobnoustrojowej.

Dane kliniczne i demograficzne będą prospektywnie zbierane dla wszystkich włączonych pacjentów, w tym wiek, płeć, lokalizacja szpitalna, choroby współistniejące, status immunosupresyjny, wskaźniki ciężkości choroby, obecność urządzeń naczyniowych, źródło zakażenia oraz środki kontroli źródła. Zmienne związane z czasem, w tym pobranie hodowli krwi, wykrycie pozytywnego sygnału, dostępność wyników diagnostycznych i podanie środków przeciwdrobnoustrojowych, będą rejestrowane z dokładnymi znacznikami czasu.

Wydajność diagnostyczna panelu wielokrotnej PCR będzie oceniana przez porównanie ze standardowymi metodami opartymi na hodowli, które posłużą jako standard referencyjny. Czułość, swoistość, dodatnia wartość predykcyjna, ujemna wartość predykcyjna i statystyki zgodności będą obliczane dla wykrywania patogenu i genów oporności.

Wszystkie analizy statystyczne zostaną przeprowadzone przy użyciu standardowego oprogramowania statystycznego. Ostateczne analizy zostaną wykonane po zakończeniu zbierania danych dla wszystkich uczestników badania. Zmienne ciągłe zostaną podsumowane przy użyciu odpowiednich statystyk opisowych w oparciu o rozkład danych, a zmienne kategorialne zostaną wyrażone jako częstości i procenty. Porównania między grupami badawczymi zostaną przeprowadzone przy użyciu odpowiednich testów parametrycznych lub nieparametrycznych. Analizy przeżycia zostaną wykonane w celu oceny 28-dniowej śmiertelności, a modele regresji wielozmiennej mogą być użyte do identyfikacji niezależnych predyktorów wyników klinicznych.

Niniejsze badanie ma na celu dostarczenie solidnych dowodów dotyczących klinicznej użyteczności szybkiej diagnostyki wielokrotnej PCR w zakażeniach krwiopochodnych oraz ustalenie, czy ich wdrożenie może prowadzić do wcześniejszej optymalizacji terapii przeciwdrobnoustrojowej, poprawy zarządzania środkami przeciwdrobnoustrojowymi i lepszych wyników pacjentów w porównaniu z konwencjonalnymi ścieżkami diagnostycznymi.