专门测试可检测出发烧的最小婴儿的细菌感染
来自密歇根州儿童医院,韦恩州立大学,加州大学戴维斯分校医学中心和全国儿童医院的医师与全国其他19个儿科急诊科合作,建立了测量核糖核酸(RNA)表达模式的“原理证明”可以使临床医生区分两个月以下婴儿的细菌感染与其他发烧原因。
诊断测试是一种高通量的RNA分析,可产生称为RNA生物特征的特定标记物,是指急诊科医师有朝一日可以避免对每年进入医院的500,000多名发热婴儿中的许多人进行痛苦的侵入性检查,并且必须进行评估以确定细菌感染是否是发烧的原因。结果表明没有细菌引起的结果也将有助于减少不必要的住院和抗生素治疗。
由主要研究者Prashant Mahajan,Nathan Kuppermann和Octavio Ramilo领导的在儿科急诊应用研究网络(PECARN)中进行的研究结果发表在《美国医学协会杂志》(Journal of America Medical Association)的最新一期中,标题为“协会60天或以下的高热婴儿中具有细菌感染的RNA生物特征的发现”。
通常,在急诊室接受发烧评估的婴儿中,只有不到10%患有严重且可能威胁生命的细菌感染,包括菌血症(血液中的细菌),细菌性脑膜炎或尿路感染。但是由于年龄和目前的治疗指南,许多高热婴儿接受了侵入性检测,并入院并接受了抗生素治疗,直到可以排除细菌感染为止。
加州大学戴维斯分校医学院急诊医学系教授兼主席库珀曼说:“对于急诊科医师来说,找到一种准确而侵入性小的方法来确定发烧的婴儿是否患有细菌感染是一个'圣杯'。” “这项概念验证研究表明,有朝一日可以对RNA生物特征进行评估。”
当前评估年轻高热婴儿的指南要求从血液,尿液和脑脊液样本中培养细菌。培养通常需要24到48小时才能确定是否存在细菌。这些测试虽然有效,但却是侵入性的,既可能给年轻患者带来痛苦,也可能给父母带来压力。测试也很昂贵,涉及一定程度的临床风险并且可能需要住院治疗,所有这些对于不想遗漏严重感染的儿科医生和急诊科医师提出了重要的问题。
尽管RNA生物特征方法已被证明对检测年龄较大的儿童和成年人中的某些感染非常有价值,但当前的研究首次表明该检测方法还可用于极年轻的高热婴儿。一些医生和研究人员担心RNA生物特征可能不适用于该患者人群,因为这些最年轻患者血液中的免疫细胞还不成熟,无法对细菌感染做出可检测的反应。
全国儿童医院传染病学主任,俄亥俄州立大学儿科学教授拉米洛说:“尽管这项研究中的婴儿年龄很小,但它们确实具有强大的RNA生物特征。” “不管他们是病毒还是细菌感染,他们的免疫系统都已经过编程,能够以特定的模式做出反应。”
尽管文化是目前诊断细菌感染的标准,但它们可能会产生错误的结果。如果抽取的血液不足(这是最小的婴儿所常见的问题),即使存在,细菌也不会在培养基中生长,从而导致漏诊。另外,在抽血过程中,细菌可能会从皮肤中吸收,污染培养物并导致假阳性结果。
与血液培养相反,RNA生物特征测定仅需要少量血液即可检测对病原体的免疫系统反应。提示白细胞中的DNA根据环境提示产生不同的RNA,这是制造蛋白质的第一步,该蛋白质对于保持细胞功能并能够应对周围环境的变化至关重要。例如,响应于细菌感染产生与炎症相关的RNA,响应于某些病毒而表达与干扰素(一组信号蛋白)相关的RNA。通过分析产生的RNA的模式-RNA生物特征-可以高度确定地确定一个人是否患有细菌感染。
这项前瞻性研究是针对60天或更年轻发烧(定义为直肠温度至少38°C / 100.4°F)的婴儿进行的。在一组选定的279名婴儿中测量了RNA生物特征,其中89名被确定患有细菌感染。19例未发烧的健康婴儿作为对照。
研究团队发现,与目前使用细菌培养物的标准相比,RNA生物特征测试对分类有无细菌感染的患者具有高度的敏感性和特异性。在患有菌血症(血液中细菌)的婴儿中,该测试的敏感性为94%。这意味着它与94%的病例中的细菌培养物保持一致。对于不是由菌血症引起发烧的高热婴儿,RNA生物特征测试在95%的时间(95%的特异性)中与阴性培养物相吻合。对于所有严重细菌感染的情况,包括菌血症,脑膜炎和尿路感染,与标准培养结果相比,RNA生物特征测试对细菌感染的检测灵敏度为87%,对没有细菌感染的婴儿的特异性为88%。可能是在RNA生物特征和标准培养物不一致的情况下,RNA生物特征更能反映出真正的感染类型。
韦恩州立大学儿科和急诊医学教授,密歇根州儿童医院儿科急诊医学负责人普拉尚特·马哈扬(Prashant Mahajan)说:“这些发现的含义可能会改变范式。” “一百年来,医生一直在直接寻找体液中的细菌进行诊断。我们现在显示,检测人类免疫系统反应的基因组分析也非常准确,可能会更快地确定是否年轻。婴儿患有细菌感染。”
RNA生物特征测试比耶鲁观察量表更准确,耶鲁观察量表目前在急诊室中用作筛查测试,以帮助确定发烧的婴儿是否可能感染细菌。该量表基于诸如婴儿的哭泣质量,对父母的反应和社会反应等行为。
在美国国立卫生研究院的尤妮丝·肯尼迪·施莱佛国家儿童健康与人类发展研究所的最新五年资助下,研究团队将验证更多患者群体的研究结果,并评估两种不同情况下RNA生物特征是否稳定时间点。他们还将测试一个新的RNA生物特征聚合酶链反应平台(目前仅用于研究目的),他们预计这将产生更快的结果,并更适用于临床实验室。这项新研究还将确定RNA生物特征检测是否可以检测到单例患者同时存在细菌和病毒感染。
这项研究是通过PECARN进行的,PECARN是一个遍布全国的儿科急诊科网络,该网络建立了新的,基于证据的标准来管理小儿急症中的常见和重要问题。PECARN每年评估4,000多名60天或更年轻的发热婴儿,为评估RNA表达分析在以预期方式诊断和管理发烧婴儿中的应用提供了理想的环境。
除三位主要研究人员外,该网络的其他36位PECARN研究人员和医师是该研究的共同作者。
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