Naučnici su otkrili genetski potpis koji može precizno dijagnosticirati sepse u ranoj fazi

Istraživači sa Stanford University School of Medicine identificirali su prirode aktivnosti gena koja bi mogla pomoći istraživačima stvoriti testove krvi da brzo i precizno odrediti koji pacijenti imaju smrtonosni napad panike imunog sistema.

Sepsa je upalni sindrom cijelog tijela kada je imuni sistem pretjerano reagira na prisutnost zarazne patogena. To je vodeći uzrok smrtnosti u bolnici u SAD-u, što čini oko pola od ukupnog broja smrtnih slučajeva, a to dovodi do rane smrt najmanje 750.000 Amerikanaca svake godine. Godišnji troškovi sepse u zdravstvenom sistemu duže od 24 milijardi dolara.

Timothy Sweeney i kolege otkrili su 11 gena koji potencijalno mogu poslužiti kao dijagnostički biomarkera sepse

Većina slučajeva sepse izazvane bakterijama, a ne virusne, infekcije, i oni su najbolji na terapiji antibioticima. Ali antibiotici su beskorisni - i može biti kontraproduktivno - ako pacijent ima naizgled slična, ali ne-infektivnih sindrom, dozivajući sterilna upala - intenzivan, sistemski upalni odgovor na traumatske povrede, operacije, tromboze ili druge ne-infektivnih uzroka.

"Važno je da lekari dijagnozu sepse precizno i ​​brzo, jer je rizik od smrti od ovog stanja povećava sa svaki sat prolazi bez liječenja," - kaže Purvesh Khatri, vanredni profesor istraživanja biomedicinskih informatike.

Sepse ili sterilna upala?

U praksi, prepoznavanje sepse sterilnim upala je mnogo. Dr. Khatri kaže da sada dijagnostičke metode koje vam mogu pomoći da to uradi, presporo ili previše neprecizni, ili oboje zajedno. Kao rezultat toga, liječnici tretiraju svakog pacijenta sa znacima sistemske upale antibioticima. To može podstaći razvoj rezistencije na lijekove i uništavanje bezopasan mikroorganizama u crijevima dovesti do njenog kolonizaciju patogenih bakterija kao što je Clostridium difficile.

Nemogućnost da se lako razlikovati sepse od sterilne upale otežava farmaceutske kompanije, klinička ispitivanja lijekova za liječenje sepsisa- mogu pogrešno pretpostaviti da pacijenti imaju sepse, a oni su sterilni upale.

"Mi mislimo da imamo sve podatke da se razvije dijagnostički test krvi koji bi omogućio doktorima da razlika između ove dvije vrste vopaleniya" - rekao je dr Khatri.

Dr. Khatri je glavni autor novog studija, objavljena 13. maj 2015 u časopisu Science Translational Medicine, u kojem ga je i njegove kolege meta-analizu podataka dozvoljeno da razvije aktivaciju obrazac gen koji razlikuje sepse od sistemske upale sterilan.

"Mislili smo da možda postoje neki geni koji aktiviraju tijelo kao odgovor na infekciju, a nakon prosijavanje ogromnu količinu podataka njih pronašli smo," - rekao je glavni autor, Timothy Sweeney, MD, proširujući rezidenciju u opće kirurgije na Stanfordu.

Brojne studije su provedene za otkrivanje razlike u nivou aktivacije gena imunološkog odgovora između zaraznih i sterilne upale. Ali ove studije dali dvosmislene ili kontradiktorne rezultate. Razlog za to je da infekcija i nezarazne traume tkiva aktivirati mnoge iste komponente i mehanizama imunog sistema. Na nivou aktivacije gena, ova sličnost varira: u više od 80% ljudi u oko 25 000 gena značajno promijenili svoje nivo aktivnosti u istom smjeru kao odgovor na teške upale izazvane sepse ili ne-infektivnih uzroka. Ova sličnost skriva bilo lako otkriti promjene koje se odnose samo na infekcije.

Iglu u plastu sijena

Još jedan faktor koji ometa pokušaje da se identifikuju obrasce povećanje ili smanjenje aktivnosti gena, je da neki pacijenti već imaju sepse, kada dođu u bolnicu, dok su drugi zaraženi dok je u bolnici. Ova dva različita pacijenata sa sepsom mogu imati potpuno različitim fazama složenog upalnih procesa.

"Kako da znam da je maleni dio ove promjene je uzrokovan infekcijom? Jeste li u potrazi za iglu u plastu sijena ", - kaže Khatri.

Ova igla, sastoji se od potpisa generira uporni promjene u nivoima aktivnosti od 11 gena na druge slučajne pozadini više od 20.000 gena, čija je djelatnost razine variraju za sistemsku upalu i oporavak.

Naučnici sa Stanford javni podaci analiziraju studije koje ocjenjuje nivo aktivnosti čitavog ljudskog genoma u slučaju sepse, ali iu slučaju sterilnih upale. U principu, oni su proučavali više od 2.900 uzoraka krvi od oko 1600 pacijenata u 27 različitih skupova podataka koji sadrže medicinske informacije o različitim grupama pacijenata - muškarci i žene, mladi i stari, koji pate od sterilne upale ili sepse, uključujući pacijente koji su imali sepse u prijem u bolnicu, kao i kod pacijenata sa sepsom je dijagnosticiran kasnije. Tu je i kontrolnu grupu zdravih ljudi.

U analizi se sastojao od dva odvojena koraka. Isprva, istražitelji ispitali 9 setova podataka koje sadrže uzorke više od 650 pacijenata. Tražili su geni čija je aktivnost je ravnomjerno i značajno povećati ili smanjiti u svih devet seta podataka pacijenata u roku od 24 sati od dijagnoze sepse u odnosu na gene ljudi koji nisu identifikovani sepse.

Prvo, svaka signale da bi mogao vrebaju u ovoj grupi uzoraka su zakopani u ambijentalnom fluktuacije buke bezbroj aktivnost gena koji nisu relevantni. Ali kakofonija prestao kada su istraživači prilagodila analitički pristup, uzimajući u obzir su zadobili ozljede ili operacije. Dakle, istraživači su bili u stanju da uzmu u obzir promjene u aktivnosti gena povezanih sa upalom nakon operacije ili ozljede, tokom vremena, bez obzira na prisutnost ili odsutnost infekcije.

Nakon ove korekcije, 11 gena iskočio iz plastu sijena moguće markere sepse. Istraživači su potvrdili da je 11-gen potpis u dodatnim grupama od 18 godina, uključujući i više od 1.800 uzoraka pacijenata.

"Bili u stanju da otkrije male promjene u aktivnosti od 11 gena u bolesnika za 2-5 dana prije postavljanja kliničke dijagnoze Mi," - rekao je dr Khatri. To može značiti ranija dijagnoza, u poređenju sa postojećim pristupima, što je ključno, s obzirom na brzinu kojom se povećava smrtnost od sepse, ako dobije snažnu poziciju.

"Definicija gena aktivacije potpisa pokazali veći otkrivanje preciznost sepse od metoda su trenutno u upotrebi, - kaže dr Sweeney. - Kombinacija novih tehnologija s druge moderne dijagnostičke metode, vjerovatno će biti precizniji nego korištenje jedne metode ".