Сепсис можно диагностировать по нуклеиновым кислотам плазмы

Сепсис становится причиной 20% всех смертей в мире и 20–50% всех смертей в больницах США. Очень важно как можно раньше диагностировать сепсис и выяснить, какой патоген стал его причиной. Но в 30% случаев патоген так и остается неизвестным. К тому же сепсис нужно сначала отличить от неинфекционных системных заболеваний, которые часто проявляются схожим образом при госпитализации.

Раньше уже предпринимались попытки диагностики сепсиса на основе ДНК плазмы, однако у этого метода есть ряд ограничений. Так, часто выявляются микробы неясного клинического значения; этот метод не может выявить РНК-вирусы; таким образом очень сложно исключить присутствие инфекции. Чтобы преодолеть эти ограничения, исследовали из США и Канады объединили этот метод с анализом транскриптома плазмы.

В новое проспективное исследование вошли пациенты отделения интенсивной терапии. Пациентов разделили на группы в зависимости от наличия или отсутствия у них сепсиса. У всех пациентов без сепсиса была выявлена альтернативная причина их состояния, такая как остановка сердца, отравление или легочная эмболия.

У всех пациентов взяли образцы цельной крови, после чего секвенировали транскриптом. В группе с сепсисом была выявлена повышенная экспрессия генов, ассоциированных с дегрануляцией нейтрофилов и сигналингом врожденного иммунитета, и пониженная экспрессия генов, связанных с трансляцией и процессированием рибосомальной РНК. С помощью машинного обучения исследователи научились различать образцы пациентов с сепсисом и другими состояниями. После этого авторы подтвердили, что для тех же целей можно использовать плазму вместо цельной крови.

Далее ученые использовали плазму для определения бактериальных патогенов по ДНК. Чувствительность метода составила 83% по сравнению с культуральным методом, при этом она сильно зависела от вида бактерии. Так, при заражении Escherichia coli и Staphylococcus aureus чувствительность секвенирования метагенома равнялась 100%. С другой стороны, были случаи, например, вызванные Streptococcus pyogenes, которые метод пропустил. Авторы отмечают, что это могло произойти из-за того, что пациенты на момент отбора образцов уже получали антибиотики. Специфичность равнялась 73%, то есть в 27% случаев новый тест детектировал патогены в отсутствие сепсиса. Это авторы объясняют возможной транслокацией микробов из желудочно-кишечного тракта или другими причинами.

По РНК плазмы удалось идентифицировать только один вирус из 13, выявленных с помощью клинического тестирования. Тогда авторы задались вопросом, можно ли идентифицировать сепсис вирусного происхождения по изменению экспрессии генов пациента. Оказалось, что можно, причем используя как образцы цельной крови, так и плазмы.

При объединении всех этих подходов авторы создали модель, которая на группе пациентов показала чувствительность 99% и специфичность 78%. Они отмечают сильные и слабые стороны своего подхода. Но в любом случае, по мнению авторов, объединение профилирования экспрессии генов организма-хозяина и детекции патогенов с помощью метагеномики на основе нуклеиновых кислот плазмы позволяет верно диагностировать сепсис. Ученые планируют развивать это направление.

Диагностические ошибки: самые частые и самые опасные