Диагностика сепсиса: где мы находимся и куда направляемся: мнение редактора (Intensive Care Med, май 2024)

Диагностика сепсиса все еще проблематична. Идентификация патогена часто затруднена, а нарушения иммунного ответа не обладают специфичностью. Получение результатов микробиологического посева крови часта занимает дни, но и после получения результаты часто, до 90% случаев, бывают отрицательными даже несмотря на явную клиническую картину сепсиса. Рутинное используются стандартные биомаркеры иммунного ответа, такие как С-реактивный белок (СРБ), прокальцитонин (ПКТ) и количество лейкоцитов, но все они не обладают дискриминационными возможностями и специфичностью. Наибольшие трудности в диагностике сепсиса возникают в условиях отделения интенсивной терапии (ОИТ), в котором многие пациенты имеют стерильное воспаление, что может маскировать клинические и лабораторные признаки сепсиса [1, 2]. За последние годы появилось множество новых биомаркеров сепсиса, но ни один из них не достиг широкого распространения [1, 3]. 

Панели полимеразной цепной реакции (ПЦР) все чаще применяются для определения распространенных микроорганизмов в крови, легких, моче, цереброспинальной жидкости и в других физиологических жидкостях. Эти панели нацелены на выявление определенных микроорганизмов, что могут быть патогенными, а число тестируемых микробов постоянно растет. Результаты ПЦР могут быть получены в течение нескольких часов наряду с генами резистентности, что помогает в выборе антибиотиков. Бинарная сепарация опасных патогенов из безвредных комменсалов все чаще признается чрезмерно упрощенным подходом. Множество «промежуточных» организмов также могут стать патогенными и вызвать сепсис, особенно у иммуноскомпроментированных пациентов. К сожалению стандартные технологии не настроены на прямое определение таких микроорганизмов. 

Одновременно с этим появляются новые технологии, что позволяют идентифицировать большее количество микроорганизмов. Ранний предшественник этих технологий (ныне, увы, отложенный в долгий ящик в связи с высокой стоимостью и высокой нагрузкой на лабораторию) использовал масс-спектрометрию и ПЦР для определения почти 800 микроорганизмов напрямую из цельной крови в течение 6 часов. В одном многоцентровом исследовании пациентов ОИТ с подозрением на сепсис, идентификация патогенов напрямую из цельной крови была проведена у 28% (n= 173) по сравнению с 9% (n= 55) пациентов, у которых были получены положительные посевы крови [4]. Следующее поколение, основанное на метагеномном секвенировании (Metagenomic next-generation sequencing [mNGS]), позволяет выявить все фрагменты нуклеиновых кислот ядра в пробе. Эти фрагменты секвенируются одновременно со сравнением с референсной базой данных, что содержит в себе информацию о бактериях, грибах, вирусах и паразитах и не зависит от таксономии [5]. Недавнее исследование образцов крови и легких показало потенциал этой технологии с существенным ростом диагностических возможностей [6, 7]. Несомненно, что у этой метагеномной технологии тоже есть недостатки и проблемы, включая высокую стоимость, дополнительную нагрузку на лабораторию, время для оценки результатов и интерпретации полученных данных, особенно в контаминированных образцах. Часто обнаруживается ДНК множества организмов и встают вопросы — как мы можем количественно определить относительную важность каждой ДНК и как мы может понять, которая из полученных ДНК свидетельствует о необходимом антибиотике? Преходящая бактеремия может определяться после эндотрахеальной интубации, трахеостомии и даже после чистки зубов. ДНКемия может быть очень распространенной и приводить к чрезмерному назначению антибиотикотерапии. Более того, наличие ДНК не подразумевает жизнеспособности бактерии. 

А еще на горизонте появляются такие технологии, как хемилюминесценция и Raman-спекроскопия, позволяющие быстро (и очень быстро) определить антимикробную чувствительность и предоставить результаты в течение нескольких часов [8]. Эти функциональные «фенотипические» тесты могут принести даже больше пользы, чем идентификация генов антибиотикорезистентности, из которых около 2600 уже идентифицировано, но только малая часть из них на сегодня применяется на практике [9]. Возможно, что технологии хемолюминесценции и Raman-спектроскопии станут более полезными для клиницистов, чем знание о генах или видах микроорганизмов. В систематическом обзоре недавно было описано, как треть пациентов, госпитализированных с сепсисом, неделей ранее были осмотрены практикующими врачами, которые не сочли, что состояние этих пациентов требует госпитализации [10]. Разве не было бы полезно выявлять таких пациентов раньше и назначить им превентивную терапию?

Аналогичным образом пациенты, состояние которых ухудшилось по причине инфекции после хирургии или химиотерапии, также могли бы получить более раннее профилактическое лечение. Недавнее многоцентровое исследование выявило небольшую панель транскриптов генов, что могут прогнозировать развитие послеоперационных инфекционных осложнений и сепсис с очень хорошей точностью за три дня до развития клинической картины [11]. Несомненно, что эти результаты следует подтвердить в проспективном исследовании в разных популяциях пациентов, но здесь большего внимания заслуживает тот факт, что инфекция и сепсис редко развиваются в течение нескольких часов, им требуется несколько дней, а это предоставляет возможность для намного более ранней диагностики, еще до появления симптомов, и, следовательно, для более раннего целевого вмешательства.

Очень привлекательным решением может стать связывание детекции микроорганизмов с одновременным проведение транскриптомного (или другого) анализа иммунного ответа (ответа хозяина или host response).          

Недавнее исследование выявило 99% культуро-позитивных случаев сепсиса и предсказало сепсис у 74% случаев подозрения на сепсис и у 89% неопределённых случаев сепсиса [6]. Вполне возможно, что ежедневный скрининг может сделать возможным пре-симптомное выявление надвигающегося сепсиса с одновременным выявлением инфекционного организма. Но при всей привлекательности этой идеи, необходимо решить вопросы снижения стоимости и автоматизации процессов (потенциально весь процесс должен проходить у койки пациента [point-of-care]). Необходимо оценивать и конкурентные случаи не инфекционного воспаления, такие как хирургия или травма. Принимая во внимание всю сложность иммунного ответа (как в норме, так и при его нарушении) на контакт с патогеном, а также и множество биологических «субфенотипов» сигнатур, существующих в рамках концепции септического синдрома, какой-либо один целевой биомаркер вряд ли превзойдет по диагностическим способностям биомаркеры, что мы применяем на протяжении нескольких десятилетий. Но это может предложить другую возможность в виде терагностики в целях выявления пациентов, которым может помочь специфические, модулирующие иммунный ответ, стратегии терапии [14]. Мультимаркерный подход сможет лучше охарактеризовать такой очень индивидуализированный (и изменяющийся) нарушенный иммунный ответ на инфекцию. Это может быть основано на лабораторных измерениях (в идеале point-of-care), которые могут быть дополнены новыми физиологическими открытиями. Такие панели могут сыграть важную роль в выявлении пациентов, которые с большей вероятностью ответят положительно на вмешательство, тщательно подобранное для получения оптимального эффекта [12]. Наша история изобилует методами лечения, которые оказались безуспешными, но можем ли мы винить в этом само вмешательство, или же стоит задуматься о том, что это вмешательство проводилось у пациентов, которые не должны были реагировать на него, или же показали отрицательную реакцию?

В заключение, мы верим в будущее, когда сейчас разрабатываются впечатляющие технологии. В скором времени эти технологии будут все более конкурентоспособными с точки зрения стоимости и простоты использования. С другой стороны, удачное внедрение любой новой технологии должно показать клиническую и экономическую эффективность с одновременным изменением, что очень важно, поведения и привычек врачей. Недоверие к новым технологиям, а также опасения по поводу возможных судебных проблем, может помешать внедрению этих технологий в рутинную клиническую практику.            

References 

  1. Parlato M, Philippart F, Rouquette A et al (2018) Circulating biomarkers may be unable to detect infection at the early phase of sepsis in ICU patients: the CAPTAIN prospective multicenter cohort study. Intensive Care Med 44:1061–1070. https:// doi. org/ 10. 1007/ s00134- 018- 5228-3 
  2. Póvoa P, Coelho L, Dal-Pizzol F et al (2023) How to use biomarkers of infection or sepsis at the bedside: guide to clinicians. Intensive Care Med 49:142–153. https:// doi. org/ 10. 1007/ s00134- 022- 06956-y 
  3. Pierrakos C, Velissaris D, Bisdorff M et al (2020) Biomarkers of sep-sis: time for a reappraisal. Crit Care 24:287. https:// doi. org/ 10. 1186/ s13054- 020- 02993-5 
  4. Vincent J-L, Brealey D, Libert N et al (2015) Rapid diagnosis of infection in the critically ill, a multicenter study of molecular detection in blood-stream infections, pneumonia, and sterile site infections. Crit Care Med 43:2283–2291. https:// doi. org/ 10. 1097/ CCM. 00000 00000 001249 
  5. Chiu CY, Miller SA (2019) Clinical metagenomics. Nat Rev Genet 20:341–355. https:// doi. org/ 10. 1038/ s41576- 019- 0113-7 
  6. Kalantar KL, Neyton L, Abdelghany M et al (2022) Integrated host-microbe plasma metagenomics for sepsis diagnosis in a prospective cohort of critically ill adults. Nat Microbiol 7:1805–1816. https:// doi. org/ 10. 1038/ s41564- 022- 01237-2 
  7. Charalampous T, Alcolea-Medina A, Snell LB et al (2024) Routine metagenomics service for ICU patients with respiratory infection. Am J Respir Crit Care Med 209:164–174. https:// doi. org/ 10. 1164/ rccm. 202305- 0901OC 
  8. Chen C, Hong W (2021) Recent development of rapid antimicrobial susceptibility testing methods through metabolic profiling of bacteria. Antibiotics 10:311. https:// doi. org/ 10. 3390/ antib iotic s1003 0311 
  9. Zhang Z, Zhang Q, Wang T et al (2022) Assessment of global health risk of antibiotic resistance genes. Nat Commun 13:1553. https:// doi. org/ 10. 1038/ s41467- 022- 29283-8 
  10. Flannery AH, Venn CM, Gusovsky A et al (2022) Frequency and types of healthcare encounters in the week preceding a sepsis hospitalization: a systematic review. Crit Care Explor 4:e0635. https:// doi. org/ 10. 1097/ CCE. 00000 00000 000635 
  11. Lukaszewski RA, Jones HE, Gersuk VH et al (2022) Presymptomatic diagnosis of postoperative infection and sepsis using gene expression signatures. Intensive Care Med 48:1133–1143. https:// doi. org/ 10. 1007/ s00134- 022- 06769-z 
  12. Sinha P, Kerchberger VE, Willmore A et al (2023) Identifying molecular phenotypes in sepsis: an analysis of two prospective observational cohorts and secondary analysis of two randomised controlled trials. Lancet Respir Med 11:965–974. https:// doi. org/ 10. 1016/ S2213- 2600(23) 00237-0 
  13. Van Amstel RBE, Kennedy JN, Scicluna BP et al (2023) Uncovering het-erogeneity in sepsis: a comparative analysis of subphenotypes. Intensive Care Med 49:1360–1369. https:// doi. org/ 10. 1007/ s00134- 023- 07239-w 
  14. Kyriazopoulou E, Poulakou G, Milionis H et al (2021) Early treatment of COVID-19 with anakinra guided by soluble urokinase plasminogen recep-tor plasma levels: a double-blind, randomized controlled phase 3 trial. Nat Med 27:1752–1760. https:// doi. org/ 10. 1038/ s41591- 021- 01499-z

Источник: https://doi.org/10.1007/s00134-024-07428-1