Учените са открили генетичен подпис, който може да диагностицира точно сепсис на ранен етап

Изследователи от Станфордския университет по медицина са определили характера на дейността на гени, които биха могли да помогнат на изследователите да създават кръвни изследвания за бързо и точно да определят кой пациентите имат фатален пристъп на паника на имунната система.

Сепсис е възпалително синдром на цялото тяло, когато имунната система над реагира с наличието на инфекциозни патогени. Тя е водеща причина за смъртност в болница в САЩ, което представлява около половината от общия брой на смъртните случаи, а това води до началото на смъртта на най-малко 750,000 американци всяка година. Годишните разходи за сепсис в здравната система надхвърля 24 милиарда долара.

Timothy Sweeney и колеги са намерени 11 гени, които потенциално могат да служат като диагностични биомаркери на сепсис

Повечето случаи на сепсис, причинени от бактериални, вирусни не, инфекции, а те са най-добре лекува с антибиотици. Но антибиотици са безполезни - и може обратен ефект - ако пациентът има външно подобна, но не-инфекциозен синдром, повика стерилен възпаление - интензивно, системен възпалителен отговор на травматично увреждане, хирургия, тромбоза или други неинфекциозни причини.

"Важно е за лекари за диагностика сепсис точно и бързо, тъй като рискът от смърт от това състояние се увеличава с всеки изминал час без лечение", - казва Purvesh Хатри, д-р, доцент по изследвания биомедицински информатика.

Сепсис или стерилен възпаление?

На практика, признаване на сепсис от стерилен възпаление е много. Д-р Хатри казва, че сега на диагностичните методи, които могат да помогнат да се направи това, твърде бавно или твърде неточни, или и двете заедно. В резултат, лекарите лечение на всеки пациент с признаци на системно възпаление с антибиотици. Това може да се стимулира развитието на бактериална резистентност към лекарства и унищожаване безвредни микроорганизмите в червата води до неговата колонизация от патогенни бактерии като Clostridium труден.

Неспособност да се лесно да разграничи сепсис от стерилно възпаление усложнява фармацевтичните компании, клинични изпитвания на лекарства за лечение на sepsisa- може погрешно приемат, че пациентите имат сепсис, докато те са стерилни възпаление.

"Смятаме, че имаме всички данни да се разработи диагностичен тест на кръвта, който ще позволи на лекарите да правят разлика между тези два типа vopaleniya" - каза д-р Хатри.

Д-р Хатри е водещ автор на новото изследване, публикувано 13 Май 2015 в Science Translational Medicine, в които мета-анализ на данните него и колегите му позволи да се разработи модел за активиране ген, който отличава сепсис от системно възпаление стерилни.

"Мислехме, че може да има някои гени, които активират организма в отговор на инфекция, и след пресяване огромното количество данни, ние ги намери," - каза водещият автор, Тимъти Sweeney, MD, простираща се на постоянно пребиваване в обща хирургия в Станфорд.

Многобройни проучвания са проведени за откриване на разлики в нивата на генно активиране на имунната реакция между инфекциозен и стерилен възпаление. Но тези изследвания са дали неясни или противоречиви резултати. Причината за това е, че инфекцията и неинфекциозен травма тъкан активиране на много от същите компоненти и механизми на имунната система. На нивото на генно активиране, това сходство варира: в повече от 80% от хората в около 25 000 гени значително променя техните нива на активност в същата посока в отговор на тежко възпаление, причинено от сепсис или неинфекциозни причини. Това сходство крие никакви лесно откриваеми промени, които се отнасят само за инфекцията.

Игла в купа сено

Друг фактор, който пречи на опитите да се идентифицират модели на увеличение или намаление на активността на гените, е, че някои пациенти, които вече имат сепсис, когато дойде в болницата, а други са заразени, докато в болницата. Тези два различни пациенти с сепсис могат да имат напълно различни етапи на комплекс възпалителен процес.

"Как мога да разбера, че една малка част от тази промяна е била причинена от инфекция? Възможно ли е да търсиш игла в купа сено ", - казва Хатри.

Тази игла, се състои от подпис, генериран постоянни промени в нивата на активност на 11 гени на други случайни фон повече от 20,000 гени, чиято дейност нива варират значително за системно възпаление и възстановяване.

Учените от Stanford публичен данните се анализират изследвания, които оценяват нивата на активност на целия човешки геном, в случаи на сепсис, но също така и в случаите на стерилни възпаление. Като цяло, те са учили повече от 2900 кръвни проби от приблизително 1600 пациенти в 27 различни набори от данни, които съдържат медицинска информация за различните групи пациенти - мъже и жени, млади и стари, които страдат от стерилно възпаление или сепсис, включително пациенти, които са имали сепсис при допускане до болницата, както и пациенти със сепсис се диагностицират късно. Имаше и контролна група от здрави хора.

Анализът се състои от две отделни стъпки. На първо място, изследователите изследвани 9 бази данни, съдържащи проби от повече от 650 пациенти. Търсеха гените, чиято дейност е равномерно и значително намалени или увеличени във всички девет набори от данни на пациентите в рамките на 24 часа след диагностициране на сепсис, в сравнение с гените на хората, които не са били идентифицирани сепсис.

Първо, всички сигнали, които могат да се крият в тази група от проби са заровени в околната колебания шум безброй генна активност, които не са от значение. Но какофонията спира, когато изследователи коригирани им аналитичен подход, като се вземат предвид пациентът е претърпял нараняване или операция. По този начин, учените са успели да се вземат предвид промените в активността на гените, свързани с възпаление след операция или нараняване, с течение на времето, независимо от наличието или отсъствието на инфекция.

След тази корекция, 11 гени скочи от купа сено е възможно маркери на сепсис. Изследователи потвърдиха, че 11-ген подписването на допълнителни кохорти от 18, включително над 1800 проби на пациенти.

"Ние бяхме в състояние да открива малки промени в активността на 11 гени, при пациенти, за 2-5 дни преди поставянето на клиничната диагноза" - каза д-р Хатри. Това може да означава по-рано диагноза, в сравнение със съществуващите подходи, което е ключ, като се има предвид скоростта, с която се увеличава смъртността на сепсис, ако той получава силна позиция.

"Определението за подписи генно активиране показа висока точност откриване на сепсис от методите, които се използват понастоящем, - казва д-р Sweeney. - Комбинация от нова технология, с други съвременни методи за диагностика, е вероятно да бъде по-точен от използването на един и същ метод ".