感染による脳の損傷を血液検査で検出する
新しい研究によると、血液検査で感染による脳の損傷を診断できるかもしれないって。
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中枢神経系(CNS)に影響を与える感染症は、深刻な脳損傷を引き起こす可能性があるんだ。これは、脳組織への直接的な侵入や炎症、または有害物質の放出を通じて起こる。これらの感染症の診断は簡単じゃなくて、臨床評価、MRI検査、CT検査、脊髄液検査、原因の細菌の特定など、いくつかの方法を必要とする。最近、科学者たちは血液中の特定の脳損傷マーカーが感染による脳損傷の診断に役立つかもしれないと提案したんだ。FDAに承認された最初のテストの一つは、脳損傷を示す血液中の2つのたんぱく質を検出できる。このたんぱく質は、グリア線維酸性タンパク質(GFAP)とユビキチンカルボキシ末端ヒドロラーゼL1(UCH-L1)で、特定の脳細胞に対する損傷を示している。
ウイルス感染
ベネズエラ馬脳炎ウイルス(VEEV)、東部馬脳炎ウイルス(EEEV)、マダリガウイルス(MADV)などのいくつかのウイルスは、蚊によって広がる。これらのウイルスは人間や馬の両方に感染して、深刻な健康問題を引き起こすことがある。パナマのダリエンなどの特定の地域では、多くの人がこれらのウイルスにさらされていて、重要な健康問題となっている。これらの感染症は通常、発熱を引き起こし、持続的な脳の問題につながることもある。これらのウイルスに感染した患者は、重篤な症状を経験することがあり、発作や死亡に至ることもある。
敗血症の概要
敗血症は、体が感染に対して過剰に反応することで起こる、命に関わる状態なんだ。この過剰反応は細胞や臓器、特に脳に対しても害を及ぼすことがある。敗血症は、肺炎や皮膚感染などのさまざまな感染によって引き起こされることがある。誰かが敗血症になると、混乱したり意識が変わったりすることがある。敗血症から回復した後も、多くの人が元の感染による長期的な脳の問題に悩まされ続ける。
研究の概要
研究者たちは、脳損傷の血液検査が感染による脳損傷も検出できるかどうかを調べようとした。彼らは、急性ウイルス感染症の患者、敗血症の患者、認知問題を抱える敗血症から回復中の人々の3つのグループを調べた。すべての患者グループで、健康な人と比較してGFAPのレベルが高いことが分かった。これは、GFAPが感染による脳損傷の有用なマーカーであることを示している。この研究は、単純な血液検査がウイルス感染や細菌感染の患者の脳損傷を特定するのに役立つかもしれないことを示唆しているから、重要なんだ。
研究グループと方法
ウイルス感染グループ
研究の一環として、パナマでの流行時にウイルスに新たに感染した人々から血液サンプルが採取された。研究者たちは、特定の抗体や感染を引き起こすウイルスの存在をチェックするためにさまざまなテストを行った。それから、あるウイルスに感染した患者では、特に発作を経験した人たちのGFAPレベルが高いことが観察された。これにより、GFAPレベルが感染の重症度を示す可能性があることがわかった。
敗血症の細菌グループ
別のグループでは、敗血症が疑われる患者から血液サンプルが採取された。中にはCNSに影響がある兆候を示す人もいれば、そうでない人もいた。研究者たちは、同じ血液検査を使ってGFAPとUCH-L1を分析した。CNS感染のある患者では、健康な人と比較してGFAPのレベルが有意に高いことがわかった。これは、GFAPの上昇が細菌感染による脳損傷を示すことを示唆している。
認知評価と敗血症のグループ
最後のグループでは、敗血症の患者から血液サンプルを採取し、彼らの認知能力を時間をかけて評価した。研究者たちは、初期のGFAPとUCH-L1のレベルが感染後の認知の低下を予測できるかを調べようとした。GFAPのレベルが高いと、後により重度の認知障害と関連していることがわかり、これが重度の感染から回復する患者の認知問題を予測するマーカーとしての可能性を示している。
GFAPとUCH-L1の重要性
GFAPは、神経細胞を支え、保護する星状膠細胞に存在するたんぱく質なんだ。これらの細胞が損傷すると、GFAPが血液中に放出される。UCH-L1は、神経細胞に特異的なもう一つのたんぱく質で、彼らの損傷を示すんだ。これらのたんぱく質は、さまざまなタイプの脳損傷についての洞察を提供する。
重度の脳損傷の場合、GFAPのレベルは上昇することが多い。一方で、UCH-L1のレベルは損傷のタイプによって異なることがある。研究者たちは、GFAPレベルがアルファウイルス感染の患者や脳に影響を与える敗血症の患者で有意に高いことを見つけた。これは、GFAPがこれらの感染による脳損傷を特定するのに役立つかもしれないことを示唆している。
免疫システムの役割
ウイルスがCNSに感染すると、直接的な感染だけでなく、免疫反応を引き起こすことで損傷を引き起こすことがある。この反応は炎症を引き起こし、さらなる脳細胞への損傷につながることがある。これらのウイルスに対する免疫システムの反応を理解することは、新しい治療法や予防策を開発する上で重要なんだ。
早期発見の重要性
脳損傷を早期に特定することは、患者の結果を改善するために重要だ。現在、感染した患者の脳損傷の診断は、臨床検査や画像検査などのあまり特異的でない方法に頼ることが多い。GFAPとUCH-L1のレベルを測定する血液検査は、より早く、より正確な診断を提供できて、治療の決定に役立つかもしれない。
未来の方向性
この発見は、GFAPとUCH-L1がCNS感染の診断とその重症度の評価に役立つ貴重なマーカーとして機能する可能性があることを示唆している。今後の研究では、最適な検査時期を探ったり、他の患者グループを特定したり、これらのマーカーが治療結果にどのように影響するかを調査する必要がある。
結論
CNSに影響を与える感染症は、深刻な健康の脅威であり、重大な結果を引き起こす可能性がある。この単純な血液検査で脳損傷を検出できる能力は、医療専門家が患者ケアについてよりインフォームドな決定を下すのを大いに助けることができる。この研究は、脳損傷を引き起こす感染症の診断と治療を改善するためのさらなる研究の基盤を築いている。
タイトル: Retrospective Analysis of Blood Biomarkers of Neurological Injury in Human Cases of Viral Infection and Bacterial Sepsis
概要: BackgroundBlood biomarkers of neurological injury could provide a rapid diagnosis of central nervous system (CNS) injury caused by infections. An FDA-approved assay for mild traumatic brain injury (TBI) measures glial fibrillary acidic protein (GFAP) and ubiquitin carboxy-terminal hydrolase L1 (UCH-L1), which signal astrocyte and neuronal injury, respectively. Here, we assessed the applicability of this biomarker assay for determining infection-induced brain injury. MethodsWe measured serum levels of GFAP and UCH-L1 retrospectively in serum samples from three study populations: 1) human cases infected with Venezuelan equine encephalitis virus (VEEV) and Madariaga virus (MADV) (n = 73), 2) human sepsis patients who were severely ill or diagnosed with encephalitis (n = 66), and 3) sepsis cases that were subsequently evaluated for cognitive impairment (n = 64). ResultsIn the virus infection group, we found elevated GFAP for VEEV (p = 0.014) and MADV (p = 0.011) infections, which correlated with seizures (p = 0.006). In the bacterial sepsis group, GFAP was elevated in cases diagnosed with encephalitis (p = 0.0007) and correlated with headaches (p = 0.0002). In the bacterial sepsis cases with a later cognitive assessment, elevated GFAP (p = 0.0057) at study enrollment was associated with cognitive impairment six months later with a positive prognostic capacity of 79% (CI: 66-95%; p = 0.0068). ConclusionsGFAP and UCH-L1 levels measured using an FDA-approved assay for TBI may indicate brain injury resulting from viral or bacterial infections and could predict the development of neurological sequelae.
著者: Darci R. Smith, M. L. Bartlett, H. Goux, L. Johnson, K. Schully, M. Gregory, J. Brandsma, J. G. Chenoweth, D. V. Clark, L. F. Rivera, C. Lezcano-Coba, A. Y. Vittor, R. Hayes, J. Galue, J.-P. Carrera
最終更新: 2024-01-07 00:00:00
言語: English
ソースURL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.01.05.24300906
ソースPDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.01.05.24300906.full.pdf
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変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。
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