Patobiochemie nových biomarkerů včasné diagnostiky sepse

• Název práce v češtině: Patobiochemie nových biomarkerů včasné diagnostiky sepse
• Název v anglickém jazyce: Pathobiochemistry of a novel biomarkers of early diagnosis of sepsis
• Klíčová slova: Biomarkery, Distribuční šíře monocytů, Infekce, Kalprotektin v séru, Monocyty, Myxovirus resistentní protein A, Sepse
• Klíčová slova anglicky: Biomarkers, Infection, Monocytes, Monocyte Distribution Width, Myxovirus resistance protein A, Sepsis, Serum Calprotectin
• Akademický rok vypsání: 2021/2022
• Typ práce: disertační práce
• Jazyk práce: čeština
• Ústav: Ústav lékařské chemie a klinické biochemie (13-352)
• Vedoucí / školitel: prof. MUDr. Richard Průša, CSc.
• Řešitel: skrytý - zadáno a potvrzeno stud. odd.
• Datum přihlášení: 05.10.2021
• Datum zadání: 05.10.2021
• Datum potvrzení stud. oddělením: 15.12.2021

Seznam odborné literatury

Zima, Tomáš. Laboratorní diagnostika. Třetí, doplněné a přepracované vydání. Praha: Galén, 2012. ISBN: 978-80-7492-062-2
Jabor, Antonín., Franeková, Janka., Kubíček, Zdeněk. Principy interpretace laboratorních testů. 2., přepracované a doplněné vydání. Praha: Grada, 2020. ISBN: 978-80-271-1272-2
Racek, Jaroslav., Rajdl, Daniel a kol. Klinická biochemie. Třetí, přepracované a rozšířené vydání. Praha: Galén, 2021. ISBN: 978-80-7492-545-0
Odborné publikaci k dané tématice:
Agnello, L., Lo Sasso, B., Vidali, M., Scazzone, C., Gambino, CM., Giglio, RV., et. al. Validation of monocyte distribution width decisional cutoff for sepsis detection in the acute setting. Int J Lab Hematol. 2021 Aug;43(4):O183-O185.
Piva, E., Zuin, J., Pelloso, M., Tosato, F., Fogar, P., Plebani, M. Monocyte distribution width (MDW) parameter as a sepsis indicator in intensive care units. Clin Chem Lab Med. 2021 Mar 5;59(7):1307-1314.
Agnello, L., Iacona, A., Lo Sasso, B., Scazzone, C., Pantuso, M., Giglio, RV., et. al. A new tool for sepsis screening in the Emergency Department. Clin Chem Lab Med. 2021 Apr 13;59(9):1600-1605.
Woo, A., Oh, DK., Park, CJ., Hong, SB. Monocyte distribution width compared with C-reactive protein and procalcitonin for early sepsis detection in the emergency department. PLoS One. 2021 Apr 15;16(4).
Hausfater, P., Robert Boter, N., Morales Indiano, C., Cancella de Abreu, M., Marin, AM., Pernet, J., et. al. Monocyte distribution width (MDW) performance as an early sepsis indicator in the emergency department: comparison with CRP and procalcitonin in a multicenter international European prospective study. Crit Care. 2021 Jun 30;25(1):227.
Agnello, L., Iacona, A., Maestri, S., Lo Sasso, B., Giglio, RV., Mancuso, S., et. al. Independent Validation of Sepsis Index for Sepsis Screening in the Emergency Department. Diagnostics (Basel). 2021 Jul 19;11(7):1292.
Zav'yalov VP, Hämäläinen-Laanaya H, Korpela TK, Wahlroos T. Interferon-Inducible Myxovirus Resistance Proteins: Potential Biomarkers for Differentiating Viral from Bacterial Infections. Clin Chem. 2019 Jun;65(6):739-750.
Jonsson N, Nilsen T, Gille-Johnson P, Bell M, Martling CR, Larsson A, Mårtensson J. Calprotectin as an early biomarker of bacterial infections in critically ill patients: an exploratory cohort assessment. Crit Care Resusc. 2017 Sep;19(3):205-213.
Bartáková E, Štefan M, Stráníková A, Pospíšilová L, Arientová S, Beran O, Blahutová M, Máca J, Holub M. Calprotectin and calgranulin C serum levels in bacterial sepsis. Diagn Microbiol Infect Dis. 2019 Mar;93(3):219-226.
Havelka A, Sejersen K, Venge P, Pauksens K, Larsson A. Calprotectin, a new biomarker for diagnosis of acute respiratory infections. Sci Rep. 2020 Mar 6;10(1):4208.

Předběžná náplň práce

Sepse představuje jeden z nejzávažnějších zdravotnických problémů po celém světě. Je definována jako systémová zánětlivá odpověď vyvolaná infekcí. Každoročně jsou sepsí postiženy milióny osob, přičemž jejich prognóza je závažná, neboť smrtnost sepse se pohybuje mezi 25-50 %. Klíčovou a nezastupitelnou roli v diagnostice a prognóze zánětu mají laboratorní markery. Disertační práce se bude zabývat patobiochemií a klinickým přínosem nových biomarkerů, které slouží k včasné diagnostice zánětu a případné systémové zánětlivé odpovědi organismu. Vzhledem k tomu, že stále neexistuje jednoznačný marker pro rozlišení jednotlivých typů zánětu (infekční, neinfekční, systémový, lokalizovaný), primárním výzkumným cílem studie bude hledat a porovnat diagnostickou výtěžnost nových biomarkerů v kombinaci s biomarkery současnými. Kromě běžně používaných biochemických markerů jako jsou procalcitonin, C-reaktivní protein, interleukin-6, bude sledována diagnostická výtěžnost nových biomarkerů distribuční šíře monocytů (MDW), kalprotektin v séru a Myxovirus resistance protein A (MxA).
Studie bude probíhat od září 2021 do září 2025 po schválení Etickou komisí a s informovaným souhlasem pacientů. Do studie budou zařazeni dospělí pacienti ve věku ≥ 18 let, kteří byli přijati na urgentním příjmu s podezřením na sepsi dle kritérií quickSOFA skóre. Minimální počet pacientů pro studii bude 600. Z tohoto souboru se na základě klinického nálezu a laboratorních výsledků rozdělí pacienti do následujících skupin:
sepse (dle definice Sepsis-3)/septický šok, lokalizovaný infekt, neinfekční SIRS, kontroly bez přítomnosti lokalizovaného, či systémového zánětu. Bakteriologické vzorky těchto pacientů budou posouzeny klinickým mikrobiologem z hlediska relevance bakteriologického nálezu (např. např. grampozitivní, gramnegativní, fungální, virové). Z patobiochemického hlediska bude zkoumán vztah k feritinu, vitaminu D a vitaminu K. Analytické postupy budou zahrnovat stanovení biomarkerů na automatických imunochemických analyzátorech, ELISA a LC-MS. Diagnostická výtěžnost sledovaných biomarkerů bude hodnocena pomocí výpočtu plochy pod křivkou (AUC), senzitivitou, specificitou, pozitivní prediktivní hodnotou, negativní prediktivní hodnotou, Positive Likelihood Ratio a Negative Likelihood Ratio. Pro hodnocení bude třeba zohlednit i stav pacienta a jeho případné komorbidity z důvodu správné interpretace výsledků.

Předběžná náplň práce v anglickém jazyce

Sepsis is one of the most serious health problems in the world. It is defined as the systemic inflammatory response caused by infection. Millions of people are affected by sepsis every year, and their prognosis is serious, as sepsis mortality is between 25-50%. Laboratory markers play a key and irreplaceable role in the diagnosis and prognosis of inflammation. The dissertation will deal with the pathobiochemistry and clinical benefits of new biomarkers, which are used for early diagnosis of inflammation and possible systemic inflammatory response of the organism. Given that there is still no clear marker for distinguishing between different types of inflammation (infectious, non-infectious, systemic, localized), the primary research goal of the study will be to find and compare the diagnostic yield of new biomarkers in combination with existing biomarkers. In addition to commonly used biochemical markers such as procalcitonin, C-reactive protein, interleukin-6, the diagnostic yield of new monocyte distribution (MDW) biomarkers, serum calprotectin and Myxovirus resistance protein A (MxA) will be monitored.
The study will run from September 2021 to September 2025 after approval by the Ethics Committee and with the informed consent of patients. The study will include adult patients ≥ 18 years of age who have been admitted on an emergency admission with suspected sepsis according to the quickSOFA score criteria. The minimum number of patients for the study will be 600. From this set, patients will be divided into the following groups based on clinical findings and laboratory results:
sepsis (as defined by Sepsis-3) / septic shock, localized infection, non-infectious SIRS, controls without the presence of localized or systemic inflammation. Bacteriological samples from these patients will be assessed by a clinical microbiologist for relevance of the bacteriological finding (eg, gram-positive, gram-negative, fungal, viral). From a pathobiochemical point of view, the relationship to ferritin, vitamin D and vitamin K will be investigated. Analytical procedures will include the determination of biomarkers on automated immunochemical analyzers, ELISA and LC-MS. The diagnostic yield of the monitored biomarkers will be evaluated by calculating the area under the curve (AUC), sensitivity, specificity, positive predictive value, negative predictive value, Positive Likelihood Ratio and Negative Likelihood Ratio. The condition of the patient and his possible comorbidities will have to be taken into account for the evaluation due to the correct interpretation of the results.