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Testes Rápidos para Infecções na Corrente Sanguínea Mostram Potencial

Novo método melhora a identificação de infecções na corrente sanguínea em situações de emergência.

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Infecções na corrente sanguínea, que costumam ser chamadas de BSIs, são bem comuns e podem causar sérios problemas de saúde, incluindo sepse, que pode ser fatal. Em 2017, teve cerca de 50 milhões de casos de sepse no mundo todo, resultando em cerca de 11 milhões de mortes. Isso significa que a sepse representa quase 20% de todas as mortes globalmente.

Quando os médicos percebendo que é sepse, eles são recomendados a começar Antibióticos de amplo espectro o mais rápido possível, de preferência em até uma hora. Mas, às vezes, esses antibióticos não atacam as bactérias específicas que estão causando a infecção. Na verdade, em cerca de 20% dos casos, os antibióticos não tratam a infecção de forma eficaz, aumentando o risco de morte para esses pacientes.

Para melhorar os resultados dos pacientes com sepse, é essencial identificar rápida e precisamente as bactérias ou vírus responsáveis pela infecção e descobrir quais antibióticos vão funcionar contra eles. Infelizmente, os testes de sangue tradicionais, conhecidos como hemoculturas, não conseguem encontrar a causa da infecção em mais da metade dos pacientes. Isso pode acontecer se o paciente já tiver recebido antibióticos antes do teste ou se as bactérias estiverem em quantidades baixas. Além disso, as hemoculturas podem levar de 24 a 72 horas para dar resultados, o que atrasa o tratamento eficaz.

Com um foco crescente em melhores diagnósticos para infecções, os pesquisadores estão desenvolvendo novos métodos para testar BSIs. Algumas técnicas promissoras incluem testes de PCR multiplex, métodos avançados de detecção molecular e um novo método chamado sequenciamento de próxima geração metagenômico (mNGS), que analisa o DNA de micróbios no plasma sanguíneo.

Sequenciamento de Próxima Geração Metagenômico (mNGS)

O mNGS tem atraído atenção porque consegue detectar uma variedade enorme de Patógenos rapidamente. Mas, muitos testes de mNGS atualmente usam equipamentos que demoram pra processar as amostras. Pra resolver essa questão, os pesquisadores usaram uma plataforma de sequenciamento em tempo real chamada Nanopore pra criar um teste de mNGS mais rápido para amostras de plasma sanguíneo. Esse novo método tem como objetivo fornecer resultados mais rápidos em situações de emergência, onde um diagnóstico rápido é crucial.

Design do Estudo e Metodologia

Nesse estudo, os pesquisadores observaram pacientes no pronto-socorro de um hospital grande na Dinamarca do Norte. Pacientes suspeitos de ter uma BSI foram incluídos de junho a dezembro de 2022. Cada paciente deu consentimento, e amostras de sangue foram coletadas tanto para hemoculturas tradicionais quanto para o novo teste de mNGS. Informações sobre a história médica e tratamento de cada paciente também foram coletadas.

Os pacientes foram classificados em quatro grupos com base nos resultados dos testes: aqueles com BSIs confirmadas, aqueles suspeitos de ter BSIs, aqueles sem infecções detectáveis e aqueles improváveis de ter BSIs. Os pesquisadores focaram nos pacientes com infecções confirmadas e suspeitas para análise.

Teste de Microbiologia Clínica

Os pesquisadores examinaram amostras de sangue em busca de bactérias. Usaram hemoculturas padrão, que envolvem cultivar bactérias em um laboratório pra identificá-las. Cada amostra foi analisada seguindo protocolos específicos pra garantir resultados precisos.

Preparação de Plasma e Extração de DNA

O plasma das amostras de sangue foi preparado e analisado em busca de DNA microbiano. Esse DNA foi extraído e quantificado pra garantir que havia material genético suficiente disponível para análise. Os pesquisadores então prepararam bibliotecas de cadeias de DNA para o processo de sequenciamento.

Sequenciamento e Análise de Dados

Usando a plataforma Nanopore, os pesquisadores sequenciaram o DNA das amostras de plasma. Eles processaram os dados de sequenciamento pra remover qualquer informação irrelevante e alinharam as sequências com um banco de dados de bactérias e vírus conhecidos. Isso ajudou a identificar quaisquer patógenos presentes nas amostras dos pacientes.

Avaliando os Resultados de mNGS

Os pesquisadores avaliaram as descobertas do mNGS pra determinar como elas se relacionavam com a situação clínica de cada paciente. Isso envolveu consultar microbiologistas pra classificar as identificações com base na sua relevância. Os patógenos foram categorizados como confirmados, prováveis, possíveis ou improváveis com base nas evidências disponíveis.

Impacto Clínico do mNGS

Em seguida, foram analisados os potenciais efeitos dos resultados do mNGS no tratamento. Em uma situação hipotética em tempo real, os resultados mais rápidos do mNGS poderiam ter mudado o tratamento da maioria dos pacientes, levando a um uso mais eficaz de antibióticos. Isso é super importante, já que o tratamento certo pode impactar bastante na recuperação e sobrevivência do paciente.

Resultados do Estudo

Durante o estudo, 186 pacientes deram consentimento, e 181 foram analisados, com 40 selecionados com base nos resultados dos testes. A idade média dos pacientes era de 71 anos, e muitos tinham problemas de saúde subjacentes, como diabetes e câncer. As infecções mais comuns entre esses pacientes eram infecções do trato urinário e infecções do trato respiratório inferior.

Os pesquisadores descobriram que o mNGS conseguiu confirmar todos os resultados positivos das hemoculturas e forneceu identificações relevantes de patógenos para vários outros pacientes. Comparando os resultados do mNGS com as hemoculturas, foi constatado que o mNGS identificou patógenos com 100% de precisão para aqueles com infecções confirmadas, enquanto a especificidade foi medida em 59%.

O mNGS também reportou quantidades de DNA dos patógenos detectados, ajudando a estabelecer sua importância em cada caso. Alguns pacientes com infecções suspeitas tiveram patógenos identificados através do mNGS que não foram encontrados nos testes tradicionais, destacando o potencial do mNGS para fornecer diagnósticos cruciais.

Estudos de Caso

O estudo incluiu casos detalhados pra mostrar como os resultados do mNGS corresponderam às situações clínicas dos pacientes. Por exemplo, um paciente suspeito de ter uma infecção respiratória inferior foi descoberto mais tarde com uma infecção do trato urinário causada por Enterococcus faecalis. Outro paciente com dor abdominal teve um resultado positivo para Staphylococcus epidermidis, que levou a uma mudança oportuna no tratamento.

Conclusão

Os achados desse estudo mostram que o método mNGS da Nanopore pode ser uma ferramenta eficaz para diagnosticar infecções na corrente sanguínea. Ele consegue identificar rapidamente patógenos em um número maior de pacientes comparado às hemoculturas padrão. Essa identificação rápida é especialmente benéfica em situações de emergência, onde o tratamento em tempo hábil é essencial.

Os resultados do mNGS incluem tanto patógenos comuns quanto raros em vários tipos de infecções. Embora mais pesquisas sejam necessárias pra refinar esses testes e entender suas implicações clínicas completas, esse estudo fornece evidências promissoras para diagnósticos e tratamentos mais eficazes de infecções na corrente sanguínea.

No geral, essa nova abordagem pra identificar infecções tem o potencial de reduzir taxas de mortalidade e melhorar os resultados dos pacientes em ambientes de terapia intensiva.

Fonte original

Título: A new method using rapid Nanopore metagenomic cell-free DNA sequencing to diagnose bloodstream infections: a prospective observational study

Resumo: BackgroundBloodstream infections (BSIs) remain a major cause of mortality, in part due to many patients developing sepsis or septic shock. To survive sepsis, it is paramount that effective antimicrobial therapy is initiated rapidly to avoid excess mortality, but the current gold-standard to identify the pathogen in BSIs, blood culturing, has great limitations with a long turnaround time and a poor sensitivity. This delay to correct empiric broad-spectrum antimicrobial treatments leads to excess mortality and antimicrobial resistance development. MethodsIn this study we developed a metagenomic next-generation sequencing (mNGS) assay utilizing the Oxford Nanopore Technologies platform to sequence microbial cell-free DNA from blood plasma. The method was evaluated in a prospective observational clinical study (n=40) in an emergency ward setting, where a study sample was taken from the same venipuncture as a blood culture sample from patients with a suspected BSI. FindingsNanopore mNGS confirmed all findings in patients with a positive blood culture (n=11), and identified pathogens relevant to the acute infection in an additional 11 patients with a negative blood culture. In an analysis of potential impact on the antibiotic treatment, we found that 59% (n=13) of mNGS positive answers could have impacted the treatment, with five cases of a change from ineffective to effective therapy. InterpretationThis study demonstrates that culture-independent Nanopore mNGS directly on blood plasma could be a feasible alternative to blood culturing for infection diagnostics for patients admitted with a severe infection or sepsis. The method identified a relevant pathogen in patients with a broad range of etiologies including urinary tract infections and lower respiratory tract infections. With a turnaround time of 6 hours the method could provide unprecedented speed and sensitivity in BSI diagnostics.

Autores: Mads Albertsen, M. E. Nielsen, K. K. Soegaard, S. M. Karst, A. L. Krarup, H. L. Nielsen

Última atualização: 2024-05-10 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.05.09.24307053

Fonte PDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.05.09.24307053.full.pdf

Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

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