Bakteremi från parodontal behandling för att klargöra grunderna för sepsis

Bakteremi från parodontal behandling för att belysa grunderna för sepsis Hypotes I samband med hjärt-kärlsjukdom (CVD) och sepsis antar denna studiehypotes att (1) periodontal sjukdom orsakar en specifik CVD-fenotyp som i viss mån kan vändas genom att behandla periodontal sjukdom; (2) att icke-kirurgisk periodontal behandling kan användas som en human bakteriemimodell för att utvärdera biomarkörer som kan användas på sepsiskliniken; (3) att endogen antimikrobiell peptidprofil dikterar svårighetsgraden av en bakteriemi; (4) att proteinaser från den orala biofilmen kan påverka svårighetsgraden av en bakteriemi inducerad av orala bakterier och deras produkter.

Mål A. Vilka är de långsiktiga kliniska och omikrelaterade CVD-fenotypiska effekterna från behandling av parodontit jämfört med en obehandlad grupp? B. Kan biomarkörer användas för att upptäcka en bakteriemi eller tidigare bakteriemi? C. Är effekterna av bakteriemi på kardiovaskulära biomarkörer relaterade till individens antimikrobiella peptidprofil? D. Har närvaron av bakteriella proteaser, såsom gingipain, samband med att ha en bakteriemi från parodontalbehandling och det systemiska svaret från en bakteriemi? Projektbeskrivning För att besvara de kliniska problemen från tandläkarstolen och sepsis-intensivvårdsavdelningen har utredarna utformat Bakteremistudien. Mål 1 är en interventionsstudie, medan mål 2 och 3 undersöker de patofysiologiska grunderna för associationen. När man studerar de långsiktiga effekterna av periodontal behandling på CVD-fenotypen Malmö Offspring Dental Study (MODS) kommer deltagare som inte har sökt tandvård trots att de fått beskedet att de har tandlossning bjudas in som icke-behandlade kontroller. Den primära utfallsvariabeln kommer att vara förändringar i total carotis plack area (TPA) per år.

I mål 2 och 3 används parametrarna för att dissekera de olika aspekterna av bakteriemi. AMP-profilen kan vara annorlunda hos patienter med svårare bakteriemi (mätt genom blododling) jämfört med ingen bakteriemi. Det primära resultatet kommer att vara koncentration av CVD-biomarkörer under och efter bakteriemi (positiv blododling) jämfört med de som har negativ blododling.

Rekrytering Deltagarna rekryteras vid Tandvården i Skåne i Lund, vid Institutionen för parodontologi. Inklusionskriteriet är att ha tandlossning - en kvadrant med ≥2 tänder med > 5 mm fickdjup (PD) och denna kvadrant kommer att behandlas när blodproverna tas. Behandlingen är mekanisk icke-kirurgisk parodontitbehandling. Uteslutningskriterier är att ha ett tillstånd som kräver profylaktisk antibiotika vid parodontal behandling.

Antal rekryterade deltagare Studien kommer att rekrytera 100 deltagare plus omprövning av MODS-deltagare som inte har sökt parodontalbehandling. Tyvärr är den tillgängliga litteraturen om bakteriemi vid parodontitbehandling mycket heterogen (13-75%), vilket gör det svårt att utföra en meningsfull effektberäkning. Utredarna har beslutat om 100 deltagare och detta har godkänts av Etikprövningsmyndigheten.

Kardiovaskulär fenotypning Vid baseline och efter 1 år och 2 år genomgår deltagarna kardiovaskulär fenotypning vid klinisk forskningsenhet vid Skånes universitetssjukhus (Kliniska Forskningsenheten, KFE). Den kardiovaskulära fenotypningen i detta projekt är baserad på flera subkliniska parametrar som nämns nedan, men den viktigaste är halspulsåderns ultraljud för bedömning av carotis plackarea och stabilitet. Docent Jönsson är försteförfattare och Olle Melander medförfattare till en publikation som undersöker sambandet mellan parodontit och halsens totala plackarea. Carotisavbildningen i detta projekt utförs av samma person med samma utrustning som i Jönsson et al..

• Carotisartär ultraljud (GE logiq E9) av båda halspulsåder.

• Förekomst av plack i halsen.
• Antal karotisplack.
• Område av halspulsåderplack.
• Visuell mössa.
• Grad av stenos.
• Gråskalemedium (GSM) av carotis plack.
• Statistisk geometrisk funktion (SGF) - fläckig plack. GSM och SGF (egentligen SGF/plackarea eller SGF/stenosgrad) är ett uttryck för heterogenitet hos placket på ultraljud och är korrelerat till plackområde färgat för lipider, makrofager och blödningar såväl som cytokinuttryck. Medan GSM ger den övergripande ekogeniciteten i placket, är SGF ett mått som beskriver fördelningen av gråskalenivåer inom placket.

Andra parametrar inom kardiovaskulär fenotypning som ingår i projektet:

• Blodtryck - sittande blodtryck.
• BMI och höft/midjemått.
• Totalkolesterol (TC), LDL-C och HDL-C.
• Fastande blodsocker (FBG) och HbA1c.
• GWAS för gener associerade med CVD. Blododling och blod 16S-sekvensering Vid alla tidpunkter tas blod för odling och blod 16S-sekvensanalys. För odling har flebotomisterna i studien utbildats av sjuksköterskorna på infektionskliniken i hur man tappar blod för odling - 4 blododlingsflaskor per tidpunkt - en anaerob och en aerob på varje arm.

Blod kommer att tas och DNA kommer att extraheras från PBMC. För efterföljande sekvensering kommer 16S amplikonsekvensering att användas med amplikonsekvenseringsvarianter (ASV) baserad bioinformatikpipeline, vilket ökar upplösningen och gör att en större del av bakterierna kan identifieras med artupplösning. Resultaten från blodets 16S-sekvensering kommer sedan att jämföras med innehållet i den orala biofilmen.

Biomarkörer Biomarkörerna spelar två viktiga roller i detta projekt - för det första är de biomarkörer för bakteriemi som utredarna utvärderar, och sekvenseringen av blodbakterier anses också vara en biomarkör för tidigare bakteriemi, som beskrivits ovan. För det andra, och kanske ännu viktigare, återspeglar de tillsammans den systemiska responsen. Bakteremi kan initiera sepsis, men värdresponsen är det som orsakar tillståndet.

För analysen delas biomarkörerna in i de som omedelbart skickas till sjukhuslabbet, och biomarkörer som utredarna analyserar när alla prover är insamlade. De biomarkörer som analyseras omedelbart är

• Prokalcitonin (PCT)
• Högkänslig troponin T (hsTNT)
• Högkänsligt C-reaktivt protein (hs-CRP)
• N-terminalt prohormon av hjärnans natriuretiska peptid (NT-proBNP)

I en senare fas kommer utredarna också att analysera:

• Mellanregionalt pro-adrenomedullin (MR-pro-ADM)
• C-terminal pro-endotelin-1 (CT-pro-ET-1)

När utredarna samlade in alla prover kommer utredarna att använda en multiplexansats för att detektera nya biomarkörer, såsom OLINK proteomics.

Antimikrobiella peptider Antimikrobiella peptider kommer att analyseras med kvantitativt utvald reaktionsövervakningsmasspektrometri (SRM-MS), i enlighet med tidigare publicerat arbete från gruppen.

Proteaser Proteaser, och särskilt gingipain från Porphyromonas gingivalis har fått uppmärksamhet genom en nyligen publicerad publikation som rapporterar om effekterna av gingipain på sjukdomsprogressionen av Alzheimers sjukdom. Proteinaser och gingipain specifikt kommer att analyseras i GCF och även i plasma. Tack vare tidigare finansiering har utredarna i samarbete med Innovagen skapat anti-gingipain-antikroppar som kommer att utvärderas i samarbete med docenten Bertil Kinnby och Claes Wickström vid Malmö högskola.

Statistik Mål 1-statistik - Interventionsförsöksaspekten kommer i första hand att baseras på förändringar i total plackarea för halspulsåder (TPA). Den årliga förändringen i TPA kommer först att bedömas i de obehandlade försökspersonerna från MODS. Förändringar i TPA kommer att behandlas som en beroende variabel i en linjär regression. Parodontal behandling kontra obehandlad kontroll kommer att användas som oberoende variabel. Andra oberoende variabler kommer att vara störande faktorer, såsom ålder, rökstatus, utbildning, medicinering, blodtryck etc. Utredarna kommer sedan att fortsätta med att använda 'omics-relaterade biomarkörer, såsom OLINK-proteiner, som oberoende variabler.

Mål 2-statistik - För att undersöka sambandet mellan kardiovaskulära biomarkörer och bakteriemi kommer utredarna att undersöka varje tidpunkt (Figur 1) separat. För att undersöka sambandet mellan bakteriemi och CVD-biomarkörer kommer positiv blododling/tidigare blododling/kolonibildande enheter (CFU) att användas som beroende variabler och biomarkörerna som oberoende variabler i logistiska/linjära regressioner, med justering för konfounders. ROC-kurvor kommer att konstrueras för att testa biomarkörer för bakteriemi vid respektive tidpunkt, för att förutsäga positiv blododling / tidigare blododling.

Mål 3 statistik - För att bedöma effekten av AMP-profilen kommer individuella peptider att inkluderas i en principal komponentanalys (PCA). En linjär regressionsmodell med biomarkörer som beroende variabler och blododling och PCA-faktorer som oberoende variabler kommer att konstrueras.

Mål 4 statistik - Proteaser kommer att ingå som oberoende variabler i logistiska och linjära regressionsmodeller med blododling respektive biomarkörer som beroende variabler.

Resultaten från sekvensering av blod för mikrobiom kommer att analyseras i relation till effekterna på biomarkörer respektive blododling i målen 3 och 4.

Betydelse En grundlig undersökning av grunden för sambandet mellan hjärt-kärlsjukdom och parodontal sjukdom och hur parodontal sjukdom kan påverka förloppet av hjärt-kärlsjukdom kommer att vara viktig för att förstå sambandet. Årtionden av frekvent låggradig bakteriemi kan ha orsakat allvarligare skador på det kardiovaskulära systemet i behov av mer personlig uppmärksamhet från kardiologer. Denna studie belyser vad den kardiologen ska leta efter.

I samband med sepsis har det aktuella projektet potential att bidra till att fler sepsispatienter överlever sjukdomen genom en mer exakt och snabbare inriktning av de bakterier som initierar tillståndet. En biomarkör som är känsligare för bakteriemi än blododling och möjliggör snabb analys skulle bidra till kortare tid att korrigera antibiotika, vilket är den viktigaste faktorn för kortare sjukhusvistelse och färre dödsfall i sepsis.