Ett sputumscreeningstest för att utesluta lunginflammation i ett tidigt skede (self-test)

En nedre luftvägsinfektion är en allvarlig situation som plötsligt kan kompliceras av sepsis, andningssvikt, lungvävnadsnekros och dysfunktion av flera organ. Därför inleds vanligtvis empirisk antibiotikabehandling så snart infektion misstänks och kulturer och/eller andra diagnostiska tester skaffas, vilket representerar en viktig orsak till antibiotikaförskrivning. Utbredd överanvändning och missbruk av antibiotika har lett till uppkomsten av flera resistenta bakteriestammar, vilket utgör ett stort hälsohot. Det finns ett kritiskt behov av praktiska lösningar för att förhindra överanvändning av antibiotika, särskilt i samhällen där antibiotika är tillgängliga utan recept.

Patofysiologiska studier visar att infektion inte beror enbart på bakteriell eller viral överväxt, utan snarare från mikroorganismernas penetration utanför värdens immunsystem. Därför kräver infektionsbedömning undersökning av både närvaro av mikroorganismer och de försvarsmekanismer som aktiveras i patientens kropp. Bakterieöverväxt leder till lungvävnadsinflammation, rekrytering av vita blodkroppar till det infekterade området och produktion och frisättning av kemokin och cytokiner, vilket kan göra att alveolerna fylls med vätska, vilket leder till att patienten utvecklar hosta med slem eller pus, feber , frossa och dyspné.

Mikrobiologisk diagnos av nedre luftvägsinfektioner kräver bedömning av den invaderande mikroorganismen genom undersökning av sputum med hjälp av mikroskopi, kvantitativ odling och PCR. Sådana mikrobiologiska undersökningar har dock begränsat värde vid hantering av lunginflammation. Polymikrobiell flora gör det svårt att tolka kulturer från patienter med kronisk bronkit. Det är också svårt att utvärdera kulturer från nosokomial lunginflammation eftersom de patogena bakterierna ofta är identiska med de som förekommer i halsfloran. Immunsupprimerade patienter producerar ofta sputum som innehåller ett lågt antal vita blodkroppar. Patientens kliniska tecken, såsom andnings- och cirkulationsstatus, är de mest tillförlitliga markörerna för att bestämma behandlingens effekt.

I praktiken väljer de flesta läkare att undersöka ytterligare markörer i tidiga skeden för att noggrant övervaka effekterna av behandlingen, särskilt hos högriskpatienter som har lagts in på intensivvårdsavdelningar. Vanligt använda systemiska markörer inkluderar kroppstemperatur, C-reaktivt protein (CRP), prokalcitonin (PCT) och interleukin 6 (IL-6). Koncentrationen av hepatocyttillväxtfaktor (HGF) ökar enligt uppgift under organskada, såsom den som orsakas av infektionssjukdomar. Studier visar ökade HGF-koncentrationer i serum och utandningskondensat från patienter med lunginflammation, med HGF-närvaro signifikant korrelerad med överlevnad. Dessutom minskar HGF-nivåerna markant inom 48 timmar efter att lämplig antibiotikabehandling påbörjats. Ytplasmonresonans (SPR)-resultat indikerar att HGF producerad under akut infektion visar hög affinitet för den extracellulära matriskomponenten heparansulfatproteoglykan (HSPG). Dessa fynd tyder på att HGF-bedömning i sputum skulle kunna vara ett verktyg för att upptäcka bakteriell infektion på platsen för skadan.

Proteiner kan detekteras baserat på deras specifika interaktion med en motsvarande antikropp. Detta mätsystem förlitar sig dock på specialiserade resurser, vilket begränsar dess användbarhet i icke-utrustade centra eller som ett självtest. Metakromasi är en karakteristisk färgförändring som uppvisas av vissa anilinfärgämnen vid bindning till kromotropa ämnen. Detta fenomen har använts flitigt inom histologin. Metylenblått (O-Toluidin) är ett utmärkt metakromatiskt färgämne som ändras från blått till rosa vid bindning till högmolekylära polysackarider, såsom sulfaterad glykan. Det rosa färgämnet kommer sedan snabbt att återgå till blått efter tillsats av en proportionell mängd av ett protein med hög affinitet till sulfaterad glykan (inverterad metachromacia).

Här använde utredarna detta tillvägagångssätt för att utveckla ett nytt remstest, som häri kallas indextexten, för att bedöma närvaron av dextransulfatbindande proteiner i sputum. Utredarna bedömde sedan träffsäkerheten av detta striptest för att upptäcka bakterieinfektion i sputum, genom att analysera överblivna sputumprover som skickades för undersökning till Mikrobiologiska institutionen, Universitetssjukhuset i Linköping.