Granzyme A hos patienter med E. Coli bakteriemiska urinvägsinfektioner (GABEC)

1. Forskningshypotes

Forskargruppen har utforskat rollen som GZM A

1. Konceptuell hypotes:

   • Granzyme A är en patogen sepsismediator.
   • Granzyme A-genpolymorfismer bestämmer serumkoncentrationen av GZM A hos patienter med systemiska infektioner.
   • Granzyme A-genpolymorfismer avgör risken för sepsis bland patienter med systemiska infektioner.

2. Operativ hypotes:

   • Bland patienter med bakteriemi (E. coli) urinvägsinfektioner (UTI), GZM A-nivåerna är signifikant högre hos de patienter som utvecklar sepsis jämfört med de som inte utvecklar sepsis.

   • Det finns signifikanta skillnader i GZM A-genpolymorfismprofilen för patienter med bakteriemi (E. coli) UVI som utvecklar sepsis jämfört med de som inte utvecklar sepsis.

     2. Mål och mål

   • Mål

     1. För att bedöma den patogena rollen av GZM A i sepsis hos patienter med bakteriemi (E. coli) UVI.
     2. Att utforska förmågan hos GZM A-polymorfismer att förutse risken för att utveckla sepsis hos patienter med bakteriemi (E. coli) UVI.
     3. För att utvärdera den potentiella användbarheten av GZM A som en diagnostisk biomarkör för sepsis hos patienter med bakteriemi (E. coli) UVI.
     4. Att karakterisera E. coli "virulom" bland cirkulerande uropatogena stammar.

   • Mål

     1. För att utvärdera korrelationen mellan serumnivåer av GZM A och systemiskt inflammatoriskt svar hos patienter med bakteriemi (E. coli) UVI.
     2. Att karakterisera GZM A-genpolymorfismer bland patienter med bakteriemi (E. coli) UVI
     3. För att bedöma GZM A serumkinetik bland patienter med bakteriemi (E. coli) UVI
     4. Att fenotypiskt och molekylärt karakterisera E. coli-stammar som orsakar bakteriemiska UVI, inklusive deras virulensfaktorer ("virulom").

     3. Förväntade resultat.

   • Karakterisering av den patogena rollen av GZM A vid sepsis hos patienter med systemiska infektioner
   • Karakterisering av GZM A som en sepsis biomarkör i en mänsklig modell av infektion-sepsis.

   • Fenotypisk och molekylär karakterisering av uropatogena E. coli som orsakar blodomloppsinfektioner.

     4. Metoder

   4.1. Design och projektomfattning

   - Prospektiv, explorativ kapslad fallkontrollstudie som ska genomföras på ett akademiskt sjukhus (Hospital Clínico Universitario Lozano Blesa) som är knutet till Instituto de Investigación Sanitaria Aragón (IIS Aragón).

   4.2. Studieperiod: juni 2019 - december 2020.

   4.3. Patienter och urvalsstorlek

   Inklusionskriterier (för att uppfylla alla):

   • Ålder >= 18 år gammal.
   • E. coli blodomloppsinfektion

   • Urinkälla. Urinkälla bör övervägas om (något) av följande:

     1. Urinkälla är kliniskt misstänkt och båda E. coli-isolaten (i blod och i urinodling) delar samma fenotyp (antibiogram).
     2. Urinkälla/ursprung är kliniskt misstänkt, och urinodlingen är negativ, men patienten hade fått minst en dos av valfritt systemiskt antibiotikum med antimikrobiell aktivitet mot E. coli-stammen som orsakar BSI innan blododlingar erhölls.
     3. Båda isolaten (i blod och i urinodling) delar samma fenotyp (antibiogram) och det finns ingen alternativ källa.

   Exklusions kriterier:

   1. Användning av systemiska antibiotika i >48 timmar under de två månaderna före episoden.

   2. Immunkomprometterade värdar - Patienter som får systemisk steroidanvändning (>10 mg prednison/dag under 10 eller fler dagar under de senaste 2 månaderna).

      • Patienter som får biologisk terapi (föregående 2 månader).
      • Aktiv fast eller hematologisk cancer.
      • HIV+.
      • Neutropeni < 500 PMN/mikrol.

   3. Basala urinvägsavvikelser eller lokalt modifierad vesikal mikrobiom (vilken som helst):

      - Ureteroileostomi, ureterosigmoidostomi, ureterostomi (Bricker) eller nefrostomi.

      • Inneliggande urinkateter (under de senaste två månaderna)
      • Urologisk kirurgi (under de senaste två månaderna).
      • Intravesikal kemoterapi (under de senaste två månaderna).
      • Intravesikal BCG-instillation (under de senaste två månaderna).

      Potentiella kandidater kommer att upptäckas dagligen av mikrobiologerna i forskargruppen. Inklusionskriterier kommer att verifieras i det multidisciplinära möte som antimikrobiella stewardship-team (AST) genomför dagligen på det deltagande sjukhuset.

      Uppskattad storlek på studiepopulationen. Motsvarande:

      - 50 patienter med förhållandet sepsis/icke-sepsis 1:1 kommer att inkluderas.

      - Septiska och icke-septiska patienter kommer att matchas efter kön, ålder (+/- 10 år), samsjuklighet (Charlson-poäng +/-1), tidpunkt för symtomdebut till blododling (+/- 24h)

      4.4. Definitioner

      Fall (sepsis / septisk chock):

      - Sepsis eller chockseptik definieras som livshotande organdysfunktion orsakad av ett dysregulerat värdsvar på infektion enligt 2001 SCCM/ESICM/ACCP/ATS/SIS International Sepsis Definition Conference.

      Kontroller:

      - Frånvaro av sepsis eller septisk chock enligt 2001 SCCM/ESICM/ACCP/ATS/SIS International Sepsis Definition Conference.

      4.5. Variabler

      4.5.1. Patientrelaterade variabler:

      - Demografisk: kön, ålder.

      • Samsjuklighet: Modifierat Charlson Index
      • Baseline serum kreatinin.

      4.5.2. Infektionsrelaterade variabler.

      - Tid från symtomdebut till start av antimikrobiell behandling.

      - Tid från symtomdebut till start av lämplig antimikrobiell behandling.

      - Tid från början av symtomen till den kirurgiska behandlingen (vid behov).

      • Klinisk svårighetsgrad vid tidpunkt 0 (blododling), och dag 2-3 och dag 30: sepsispoäng.

      4.5.3. Inflammation, sepsismediatorer och biomarkörer. - Följande biomarkörer kommer att bestämmas under patientregistrering: - Antal vita blodkroppar och differential. - Antal blodplättar. - Fibrinogen. - Protrombinaktivitet.

      - C-reaktivt protein.

      • Prokalcitonin.
      • GZM A.

      GZM A-serumnivåer kommer att erhållas hos alla patienter under inskrivningsbesöket, 2-3-dagarsbesöken och 30-dagarsbesöken (GZM A-kinetik). GZM A-nivåer kommer att bestämmas med en kommersiell ELISA-analys (Human Granzyme A ELISA-utvecklingskit{HRP]; Mabtech).

      GzmA-genpolymorfismer, såväl som andra potentiellt associerade mutationer, kommer att screenas med Whole Exome Sequencing (WES). För detta syfte kommer vi att använda DNA isolerat från perifera blodkroppar och AmpliSeq-teknologisatsen på Ion Torrent-plattformen enligt tillverkarens instruktioner. Denna plattform är tillgänglig på Genomics Central Research Unit (CRU) vid CIBA från University of Zaragoza/IIS Aragon. Alla kit för isolering och analys av DNA-prover är kommersiellt tillgängliga och optimerade av Thermo Scientific. Bioinformatisk analys kommer att utföras genom ett avtal som upprättats mellan Genomics CRU och Micromics SL under ledning av Pedro Gonzalez vid CRG i Barcelona.

      4.5.4. Mikrobiologiska variabler

      • Minsta hämmande koncentrationer (MIC) av E. coli-isolaten som hämtas från urin- och blodkulturer kommer att bestämmas genom automatiserade mikrospädningspaneler som rutinmässigt utförs av Microbiology Laboratory på deltagande sjukhus.
      • Helgenomsekvensering (WGS) av E. coli-stammarna isolerade i blod- och urinkulturer. Förekomsten av E. coli kända virulensfaktorer kommer att analyseras och ett virulenspoäng för varje stam kommer att beräknas (Mora-Rillo et al., 2015).