Valutare i biomarcatori del sangue nel trattamento della tubercolosi
Uno studio esamina i marcatori nel sangue per prevedere il successo del trattamento della tubercolosi dopo otto settimane.
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Indice
- Interesse per i Biomarcatori del Sangue
- Obiettivi della Ricerca
- Panoramica della Metodologia
- Gruppo di Studio e Misurazioni
- Analisi dei Dati
- Risultati dei Biomarcatori Candidati
- Confronto dei Biomarcatori con lo Stato delle Colture di Espettorato
- Analisi Aggiuntive
- Conclusione dei Risultati
- Raccomandazioni per la Ricerca Futura
- Fonte originale
Trattare la tubercolosi polmonare sensibile ai farmaci di solito richiede una combinazione di medicine per almeno sei mesi. Nelle condizioni migliori, questo può curare oltre il 95% dei pazienti. Alcuni studi hanno mostrato che un periodo di Trattamento più breve di 3-4 mesi può portare a una cura per oltre l'85% delle persone. Per aiutare a ridurre la durata del trattamento, un nuovo metodo prevede di iniziare con un corso di medicine di 8 settimane, seguito da un trattamento aggiuntivo per coloro che mostrano ancora segni di TB. Questo metodo ha mostrato un successo simile al trattamento standard di sei mesi dopo 96 settimane, anche se circa il 20% dei pazienti può avere una ricaduta durante il follow-up. Per usare efficacemente questo trattamento più breve nella pratica, è importante identificare chi è a maggior rischio di recidiva al termine di questo periodo di trattamento più breve.
Biomarcatori del Sangue
Interesse per iC'è stato un crescente interesse nell'usare esami del sangue per identificare precocemente la TB, soprattutto in persone che mostrano sintomi. Risultati recenti indicano che i livelli di alcuni marcatori RNA nel sangue possono cambiare già dopo una settimana di trattamento e potrebbero tornare alla normalità se il trattamento è efficace. Questo ha portato all'idea che questi marcatori potrebbero aiutare a prevedere quanto bene una persona risponde al trattamento o se è guarita, potenzialmente essendo più affidabili del semplice osservare i sintomi. Diversi studi mostrano che questi marcatori possono distinguere tra pazienti che falliscono il trattamento microbiologico dopo sei mesi standard e quelli che non lo fanno. Tuttavia, solo uno studio ha analizzato un insieme specifico di geni che potrebbe indicare segni precoci di successo del trattamento. Questo studio ha trovato risultati promettenti ma era limitato a pazienti con HIV e a quelli che avevano una TB ricorrente. Non è chiaro se i risultati si applicano ad altri gruppi di pazienti o a quelli senza HIV.
Obiettivi della Ricerca
Questa ricerca mirava a testare l'idea che alcuni marcatori RNA nel sangue possano aiutare a identificare risposte precoci al trattamento dopo 8 settimane per pazienti con TB polmonare. Lo studio includeva anche un marcatore di infiammazione già stabilito, la Proteina C-reattiva (CRP), per confrontare la sua efficacia nell'indicare se il trattamento sta funzionando.
Panoramica della Metodologia
I campioni di sangue sono stati raccolti per lo studio dopo aver ricevuto il permesso dal comitato etico appropriato, e tutti i partecipanti hanno dato il loro consenso informato. I ricercatori hanno aggiornato ricerche precedenti per trovare marcatori RNA che potessero indicare quanto bene un paziente risponde al trattamento per la TB. Hanno incluso studi che identificavano almeno una firma RNA nel sangue per valutare la risposta al trattamento della TB, a condizione che queste firme fossero state testate in studi separati e potessero essere riprodotte. Le firme RNA nel sangue sono state etichettate in base allo studio che le ha sviluppate.
Gruppo di Studio e Misurazioni
Lo studio ha coinvolto campioni di sangue da 46 pazienti diagnosticati con TB polmonare sensibile ai farmaci e parte di un trial clinico più ampio che valutava la terapia con vitamina D. I ricercatori hanno analizzato il sangue prelevato prima del trattamento e a due settimane, otto settimane e due anni dopo l'inizio del trattamento. Hanno misurato le colture di espettorato e i livelli di CRP dopo otto settimane, proprio come inizialmente previsto nella sperimentazione.
Analisi dei Dati
L'analisi dei dati è stata effettuata utilizzando software specifici. I ricercatori hanno calcolato punteggi per le firme RNA nel sangue ed escluso quelle con troppi geni mancanti. Hanno scalato i punteggi delle firme per meglio confrontarli con un gruppo di pazienti che erano stati curati due anni dopo aver completato il loro trattamento. L'obiettivo principale era vedere quanto bene questi punteggi di biomarker potessero riflettere i risultati delle colture di espettorato dopo 8 settimane. Hanno anche esaminato come questi punteggi si relazionassero con il carico batterico nei pazienti.
Risultati dei Biomarcatori Candidati
Una revisione di 1.133 pubblicazioni ha portato all'identificazione di 49 firme RNA nel sangue rilevanti per la TB, ma molte sono state escluse per vari motivi. Alla fine, 12 firme RNA nel sangue sono state incluse nell'analisi successiva. I punteggi di questi biomarcatori mostrano una tendenza alla normalizzazione nel corso del trattamento. La maggior parte di questi marcatori ha distinto efficacemente tra TB attiva e stato di cura dopo due anni, mostrando una buona accuratezza di classificazione.
Confronto dei Biomarcatori con lo Stato delle Colture di Espettorato
Dopo 8 settimane di trattamento, 11 su 44 pazienti sono risultati positivi alla TB nelle loro colture di espettorato. Lo studio mirava a determinare se i punteggi dei biomarcatori potessero identificare in modo affidabile quali pazienti avessero una coltura di espettorato positiva a questo punto. Purtroppo, nessuna delle firme RNA nel sangue ha raggiunto una discriminazione significativa, mentre il CRP ha mostrato risultati leggermente migliori. Molti pazienti risultati positivi per la TB a 8 settimane avevano livelli normali di RNA nel sangue e CRP, indicando la presenza di TB attiva senza una forte risposta immunitaria.
Analisi Aggiuntive
I ricercatori hanno condotto ulteriori analisi per vedere se i livelli di biomarcatori in vari momenti potessero prevedere i risultati delle colture di espettorato. Hanno esplorato se livelli più alti delle risposte dell'ospite riflettessero il carico batterico nelle colture dei pazienti. Tuttavia, nessuno dei biomarcatori ha mostrato forti correlazioni con la positività delle colture o il carico batterico. Hanno anche esaminato l'insieme di geni studiato in precedenza ma hanno scoperto che non forniva ulteriore potere distintivo.
Conclusione dei Risultati
Questo studio fornisce una delle prime valutazioni dei biomarcatori RNA nel sangue e del CRP come mezzo per determinare il successo del trattamento della TB dopo 8 settimane. Anche se è stato osservato che i livelli dei biomarcatori si sono ridotti nel tempo, non hanno mostrato un forte legame con i risultati delle colture di espettorato a questo punto specifico del trattamento. L'unico marcatore che ha mostrato qualche promessa è stato il CRP, ma non ha ancora fornito un'indicazione chiara del successo del trattamento. Inoltre, non c'era relazione tra biomarcatori e la quantità di batteri nell'espettorato.
Questi risultati suggeriscono che i biomarcatori RNA attuali e il CRP potrebbero non indicare efficacemente la cura di un paziente dalla TB. Sembra che la risposta del corpo ai batteri della TB non corrisponda direttamente alla rimozione dei batteri dai polmoni. Questi risultati sono in linea con l'idea che la TB possa essere presente senza una chiara risposta immunitaria, suggerendo la possibilità di un'infezione latente senza sintomi osservabili.
Raccomandazioni per la Ricerca Futura
Date le limitazioni dei risultati delle colture di espettorato nel prevedere gli esiti a lungo termine dei pazienti, la ricerca futura dovrebbe concentrarsi sulla valutazione di questi biomarcatori in studi dove si testa l'accorciamento del trattamento. Questo permetterebbe una migliore valutazione di chi è a rischio di recidiva dopo la fine del trattamento. Tali studi dovrebbero continuare a utilizzare analisi genomiche dettagliate per identificare nuovi biomarcatori potenziali e confrontare diverse firme esistenti man mano che diventano disponibili.
Titolo: Resolution of blood RNA signatures fails to discriminate sputum culture status after eight weeks of tuberculosis treatment.
Estratto: BackgroundThere is concerted effort to reduce the burden of 6 months antimicrobial treatment for tuberculosis (TB). Early treatment cessation at 8 weeks is effective for most but incurs increased risk of disease relapse. We tested the hypothesis that blood RNA signatures of TB disease or C-reactive protein (CRP) measurements discriminate microbiological cure after 8 weeks of treatment, as a pre-requisite for a biomarker to stratify risk of relapse. MethodsWe identified blood RNA signatures of TB disease or cure by systematic review. We evaluated CRP measurements and blood RNA signatures that could be reproduced in genome-wide transcriptomic data from a previously reported longitudinal dataset in pulmonary TB, spanning samples collected pre-treatment, at 2 and 8 weeks of treatment, and after 2 years of follow up. In our primary analysis, we tested discrimination of sputum culture positivity at 8 weeks by contemporary blood RNA and CRP measurements using area under the receiver operating characteristic curve (AUROC) analysis. In secondary analyses, we tested the relationship between biomarker measurements and time to culture positivity as a surrogate for bacterial load in sputum culture positive cases at 8 weeks, and discrimination of sputum culture status at 8 weeks by biomarker measurements at any other time point. FindingsWe evaluated 12 blood RNA signatures. Blood RNA signature scores normalised over time from TB treatment initiation. 11/44 cases with available blood RNA, CRP and sputum culture results, were sputum culture positive at 8 weeks of treatment. None of the 12 blood RNA signature scores tested achieved statistically significant discrimination between sputum culture-positive vs. negative patients at this time point, with AUROC point estimates of 0.48-0.61. CRP achieved the best AUROC of 0.69 (95% confidence interval 0.52-0.87). None of the contemporary biomarker measurements correlated with bacterial load, and no measurements pre-treatment or at 2 weeks discriminated sputum culture status at 8 weeks. InterpretationThe current repertoire of blood RNA signatures of TB and CRP will not provide host response surrogates of microbiological cure to support cessation of TB treatment at 8 weeks. Decoupling of blood transcriptional host-response from the presence of viable bacteria is indicative of subpopulations of Mycobacterium tuberculosis able to colonise the respiratory tract without triggering a detectable immune response. Research in contextO_ST_ABSEvidence before this studyC_ST_ABSWe performed a systematic review, using comprehensive terms for "tuberculosis", "transcriptional" and "biomarker" with no language or date restrictions in Medline on October 4, 2023. Many studies have described normalisation of blood RNA signatures during the course of tuberculosis treatment. Five studies have evaluated blood RNA signatures as a test of microbiological cure after completion of 6 months of treatment. However, there is growing interest in their application as a test of cure to support shortened treatment regimens. The performance of one blood RNA signature has been reported to provide modest discrimination of contemporary sputum culture status at 8 weeks of treatment among HIV co-infected patients with recurrent tuberculosis. We found no reports of whether these findings are generalisable to other blood RNA signatures or to HIV negative patients with their first episode of tuberculosis, who are most likely to be candidates for shortened treatment regimens. Added value of this studyTo our knowledge, we provide the first evaluation and comparison of multiple blood RNA signatures of tuberculosis for discrimination of microbiological cure after 8 weeks of tuberculosis therapy among HIV negative patients. 12 previously validated blood RNA signatures of tuberculosis identified by systematic review underwent head-to-head evaluation, alongside blood C-reactive protein measurement as an alternative biomarker of disease, to determine whether they discriminated contemporary sputum culture status after 8 weeks of treatment among 44 HIV negative patients with smear-positive drug-sensitive tuberculosis enrolled to a previously reported randomised controlled trial of adjunctive vitamin D therapy. None of the blood RNA signatures showed statistically significant discrimination of contemporary sputum culture status after 8 weeks tuberculosis treatment, or quantitative relationships with sputum bacterial load among sputum culture positive cases. Importantly, most sputum culture positive cases at this time point, showed contemporary blood RNA signature scores within the normal range. Implications of all the available evidenceAssuming that microbiological cure is a pre-requisite for early cessation of antimicrobial treatment for tuberculosis, the current repertoire of blood RNA signatures of tuberculosis does not provide host response surrogates of microbiological cure to support introduction of 8-week treatment regimens. Therefore, there is a need for further discovery and validation of new biomarkers to support risk stratification for truncated therapy both for research and clinical practice applications. The lack of association between blood transcriptomic signatures and sputum culture status after 8 weeks of treatment suggests the existence of microbial sub-populations that do not trigger a host response. Whether this reflects a state of latency or bacterial persistence in immune privileged compartments requires further investigation.
Autori: Mahdad Noursadeghi, C. Calderwood, A. Sanchez Martinez, J. Greenan-Barrett, B. Oguti, J. Roe, R. Gupta, A. R. Martineau
Ultimo aggiornamento: 2023-11-24 00:00:00
Lingua: English
URL di origine: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.11.24.23298983
Fonte PDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.11.24.23298983.full.pdf
Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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