Новые диагностические методы для выявления инфекций, связанных с наружным вентрикулярным дренажем (EVD Infect II)

В литературе сообщаемая частота колеблется от 1 до 35% установленных дренажей. Это несоответствие является результатом отсутствия международного консенсуса в отношении определения EVDI и использования различных диагностических критериев в исследованиях. В условиях нейрореанимации клинические симптомы часто трудно оценить из-за основного заболевания. Бактериальная культура спинномозговой жидкости (ЦСЖ) в настоящее время является золотым стандартом диагностики EVDI. Тем не менее, бактериальные культуры спинномозговой жидкости часто занимают несколько дней, чтобы закончить, и предварительное использование антибиотиков может еще больше продлить время инкубации культуры или вызвать ложноотрицательные культуры. В редких случаях возможно отложить лечение до тех пор, пока не будут получены бактериальные культуры. Кроме того, из-за этиологии этих инфекций контаминацию и истинные положительные результаты бывает трудно отличить только по культивируемым бактериям. Таким образом, раннее выявление БВВЭ основано на косвенных признаках бактериальной инфекции, а именно на анализе ЦСЖ на глюкозу, лактат, белок, лейкоциты и эритроциты. У нейрореанимационных больных параметры ЦСЖ часто путают с внутрижелудочковым кровоизлиянием (ВЖК). Лейкоциты и особенно эритроциты могут сильно варьировать в зависимости от объема ВЖК.

Для поправки на ВЖК обычно используется соотношение лейкоцитов и эритроцитов (коэффициент LE) в спинномозговой жидкости, которое является одним из основных показателей при выявлении EVDI. Соотношение LE основано на предположении, что эритроциты и лейкоциты равномерно распределены в спинномозговой жидкости. Это предположение ранее не подвергалось сомнению. Однако из компьютерной томографии (КТ) видно, что кровь оседает в желудочках, что свидетельствует о маловероятности гомогенного распределения. Соотношение LE не учитывает тот факт, что кровь сама по себе вызывает асептическое воспаление, что приводит к иммиграции лейкоцитов. Кроме того, лейкоциты, в частности гранулоциты, могут проявлять флотацию вверх или антиседиментацию, свойство, которое, как показано, усугубляется у пациентов в критическом состоянии. Таким образом, лейкоциты могут осаждаться медленнее, чем эритроциты, что может еще больше искажать внутрижелудочковое распределение CSF/крови в сторону гетерогенности.

Из-за специфических патогенов, характеристик пациентов и сопутствующих факторов раннее выявление EVDI оказалось затруднительным, и ни один параметр ЦСЖ, сам по себе или в совокупности, пока не показал надежного прогнозирования или идентификации EVDI. Таким образом, алгоритмы, основанные на регулярно анализируемых параметрах спинномозговой жидкости и клинических симптомах, неоднозначны, а диагноз часто основывается на «мнении экспертов». Это приводит к чрезмерному использованию антибиотиков широкого спектра действия и большим различиям в клинической практике: до 10-20 пациентов получают лечение от каждой истинной инфекции. Кроме того, основной показатель диагностики EVDI, коэффициент LE, основан на неопределенном предположении, что клетки однородно распределены в спинномозговой жидкости. Влияет ли это и как это влияет на рутинно анализируемые параметры спинномозговой жидкости, еще предстоит изучить. Принимая во внимание сомнительную точность современных непрямых методов выявления БВВЭ, существует потребность в более быстрых и точных инструментах для прямого микробиологического обнаружения и идентификации в диагностике БВВЭ.

Растет использование новых методов секвенирования бактериальной ДНК в медицине инфекционных заболеваний. К сожалению, эти методы для CSF с праймерами, покрывающими специфические бактерии, обнаруженные в EVDI, еще не проверены. Более того, из-за отсутствия установленных круглосуточных рабочих процессов, связанных с этими методами, результаты этих методов еще не доступны в течение периода времени, необходимого для принятия решения о начале лечения. Однако было показано, что обычные методы ПЦР позволяют идентифицировать бактерии у значительной части пациентов с клинически подозреваемым тяжелым сепсисом, у которых наблюдаются отрицательные результаты посева крови. Интересно, что в этой группе была самая высокая смертность, свидетельствующая о том, что положительные результаты бактериального анализа были вызваны не только использованием слишком чувствительного метода. Методы секвенирования бактериальной ДНК могут обладать более высокой чувствительностью по сравнению с обычными бактериальными культурами в более короткие сроки.

16s рибосомальная рибонуклеиновая кислота (16s рРНК) является компонентом 30s субъединицы прокариотической рибосомы и присутствует во всех прокариотических формах жизни. Было показано, что использование секвенирования 16s рРНК надежно идентифицирует бактерии в обычно стерильных жидкостях организма, таких как спинномозговая жидкость, по сравнению с бактериальными культурами. 16s рРНК также имеет то преимущество, что может идентифицировать нежизнеспособные бактерии, таким образом потенциально проявляя большую чувствительность у пациентов, которые подвергались лечению антибиотиками до отбора проб, что делает ее многообещающей мишенью для секвенирования бактериальной ДНК. Однако секвенирование 16s рРНК для EVDI широко не изучалось.

Оптотрекинг — новый метод идентификации бактерий и бактериальных биопленок. Метод основан на люминесцентных сопряженных олиготиофенах (LCOs), полимерах, обладающих оптоэлектрическими свойствами. Взаимодействие между LCO и продуктами биопленки или бактериями напрямую приводит к целевому специфическому флуоресцентному излучению, которое позволяет проводить оптическое обнаружение. Недавно было обнаружено, что этот метод надежно идентифицирует биопленку, продуцирующую уропатогенную кишечную палочку, у пациентов с инфекцией мочевыводящих путей. Кроме того, метод позволял различать здоровую и инфицированную мочу независимо от обнаружения продуктов биопленки. Оптоэлектрические полимеры представляют собой универсальные молекулы, допускающие простую модификацию, что может обеспечить индивидуальное специфическое взаимодействие с мишенью, потенциально позволяя использовать оптотрекинг в качестве метода для специфической быстрой идентификации бактерий в диагностике EVDI.

В дополнение к оптотрекингу недавно исследовали электрохимическое определение метаболической активности бактерий (REDOX) в качестве нового метода обнаружения бактерий. REDOX использует восстановительные способности бактерий. Это свойство позволило создать быструю высокочувствительную тестовую матрицу с использованием полимеров с полупроводниковыми свойствами, действующих как акцептор электронов. Этот метод позволяет измерять метаболическую активность бактерий в режиме реального времени путем измерения тока, вызванного прямым переносом электронов от бактерий на поверхность полимера или косвенно, путем высвобождения окислительно-восстановительных активных соединений. Использование проводящих и оптоэлектрических полимеров для обнаружения бактерий представляет собой новую перспективную область исследований с многообещающими клиническими применениями, которые могут обеспечить прямую, точную и быструю микробиологическую диагностику и обеспечить наблюдение за ростом бактерий в режиме реального времени.

Общая цель этого проекта — изучить новые методы прямого обнаружения бактерий в диагностике EVDI, чтобы оценить, можно ли использовать эти методы для руководства лечением, чтобы уменьшить чрезмерное лечение антибиотиками широкого спектра действия у пациентов с нейрокритическими заболеваниями.