1. Översiktlig projektbeskrivning

Sammanfattning av projektet

Blodförgiftning är ett allvarligt sjukdomstillstånd, där bakterier cirkulerar i blodet. För att kunna ge optimal behandling är det är angeläget att påvisa bakterierna som orsakar tillståndet. Med modern molekylärbiologisk teknik kan bakteriers DNA snabbt påvisas. Dessutom kan ett mått på DNA-koncentrationen i blodet erhållas. Huruvida koncentrationen av bakteriellt DNA i blodet har någon klinisk relevans är sparsamt studerat. Blododling är den traditionella metoden för att påvisa bakterier i blodbanan. Tiden från påbörjad blododling till signal om positivt resultat används ibland som surrogatmarkör för mängden bakterier i ursprungsprovet. I några studier har man sett att allvarligheten vid blodförgiftning varit relaterad till tiden till positiv blododling.

I denna studie vill vi studera om koncentrationen av bakteriellt DNA i blodet är kopplad till sjukdomsallvarlighet och till tid till positiv blododling hos patienter med bakteriemi. I en prospektiv studie inkluderades 1093 patienter som blododlades vid infektionskliniken, USÖ under 1 års tid. Blodprov togs samtidigt som blododlingen och analyserades med det kommersiella testet SeptiFast, som detekterar specifikt bakteriellt DNA. Blododlingen blev positiv hos 138 patienter och DNA-metoden hos 107 patienter. Artikel med dessa resultat är inskickad. I studien var ett 50-tal patienter positiva med bara en av de båda metoderna. Vi frågar oss om en orsak till detta kan vara att patienterna hade små mängder bakterier/bakteriellt DNA i blodet.

För aktuell studie avser vi att fokusera på den prospektiva studiens patienter med positiv blododling och/eller positiv DNA metod (ca 180 patienter). Vi kommer att ta fram data avseende DNA-koncentration respektive tid till positiv blododling. Vidare kommer vi att göra strukturerad journalgenomgång av patienterna, där data kommer att användas för att beräkna allvarlighetsindexen Pitt bacteremia score, SAPS II och METS. Mikrobiologiska och kliniska data kommer att jämföras.

Typ av projekt

Forskningsprojekt

MeSH-termer för att beskriva ämnesområdet

Inlagda MeSH-termer

Bacterial Infections and Mycoses

Infections caused by bacteria and fungi, general, specified, or unspecified.

Sepsis

Systemic inflammatory response syndrome with a proven or suspected infectious etiology. When sepsis is associated with organ dysfunction distant from the site of infection, it is called severe sepsis. When sepsis is accompanied by HYPOTENSION despite adequate fluid infusion, it is called SEPTIC SHOCK.

DNA

A deoxyribonucleotide polymer that is the primary genetic material of all cells. Eukaryotic and prokaryotic organisms normally contain DNA in a double-stranded state, yet several important biological processes transiently involve single-stranded regions. DNA, which consists of a polysugar-phosphate backbone possessing projections of purines (adenine and guanine) and pyrimidines (thymine and cytosine), forms a double helix that is held together by hydrogen bonds between these purines and pyrimidines (adenine to thymine and guanine to cytosine).

Molecular Diagnostic Techniques

MOLECULAR BIOLOGY techniques used in the diagnosis of disease. Included are such techniques as IN SITU HYBRIDIZATION of chromosomes for CYTOGENETIC ANALYSIS; OLIGONUCLEOTIDE ARRAY SEQUENCE ANALYSIS of gene expression patterns in disease states; identification of pathogenic organisms by analysis of species specific DNA sequences; and detection of mutations with POLYMERASE CHAIN REACTION.

Projektets delaktighet i utbildning

Avhandling
D-uppsats / Magisterexamen
C-uppsats / Kandidatexamen
ST-läkarutbildning
Annan utbildning
Ej del i utbildning

2. Projektorganisation och finansiering

Ekonomiska stöd till projektet

3. Processen och projektets redovisning

Pågående aktiviteter

Planering och förberedelse före datainsamling
Datainsamling pågår
Analys av insamlade data pågår
Författande av skriftlig redovisning / publikation pågår
En eller flera publikationer från projektet är publicerade
Slutfört och inget mer görs inom ramen för detta projekt

Projektstart (när planeringen påbörjas och börjar dokumenteras skriftligt)

2010-06-01

Datum för påbörjande av datainsamling

2010-10-01

4. Detaljerad projektbeskrivning

Bakgrundsbeskrivning

Blodförgiftning (bakteriemi) är ett allvarligt tillstånd som drabbar människor i alla åldrar. Tillståndet uppstår vid bakterieinfektioner, då bakterier från det infekterade organet går ut i blodet och cirkulerar runt i kroppen. Vid blodförgiftning har valet av behandling ofta stor betydelse för att patienten ska överleva och tillfriskna utan men. För valet av antibiotikabehandling är det angeläget att få vetskap om vilken bakterie som orsakar blodförgiftningen hos en patient. Blododling är den etablerade metoden för att hitta orsaken till blodförgiftning. Nackdelar med blododling är att metoden är okänslig och att det tar minst 24 timmar för att få ett resultat (1). Med DNA teknik kan bakterier hittas i blod på mindre än 2 timmar, och i många fall även hos patienter som inte får en positiv blododling (2). Med den senaste DNA-tekniken får man också ett mått på mängden bakterier i blod vid ett positivt resultat. Blododling ger inget mått på mängden bakterier i blodet, men tiden från påbörjad blododling till signal om positivt resultat används ibland som surrogatmarkör för mängden bakterier i ursprungsprovet (3,4). Blododlingssystemet monitorerar kontinuerligt mängden CO2 i blododlingsflaskorna och signalerar när CO2-koncentrationen går över en viss nivå. Koncentrationen av CO2 i flaskan stiger vid bakterieväxt, den stiger snabbt vid stor bakteriemängd och långsamt vid liten bakteriemängd.

En intressant fråga är om mängden bakterier i blod är korrelerad till hur svårt sjuk en patient med blodförgiftning är.

I några studier har man kunnat se en koppling mellan tiden till positiv blododling och sjukdomens allvarligsgrad (3-7). Nyligen kunde Rello et al. (8) visa att koncentrationen av pneumkock-DNA i blod var korrelerad till sjukdomens allvarlighetsgrad vid lunginflammation orsakad av pneumokockbakterier. I enstaka patientfall har man också kunnat påvisa ett samband mellan DNA-koncentrationen i blod och kroppstemperaturen (9) respektive nivån av pro-inflammatoriska cytokiner (10) hos patienter med blodförgitning. Fler studier behövs dock inom detta fält för att hjälpa oss att förstå hur vi kliniskt ska kunna använda oss av kvantitativa mått på bakteriellt DNA i blodet respektive tiden till positiv blododling.

Under perioden oktober 2007 till september 2008 genomförde vi en prospektiv studie vid infektionskliniken, USÖ varvid patienterna som genomgick blododling vid kliniken inkluderades. Patienterna provtogs i samma stick som 2 blododlingsflaskor med ett EDTA- rör för detektion av bakteriellt DNA i blod. För detta användes den kommersiella PCR- metoden SeptiFast, som är designad för att detektera DNA från 20 olika bakteriearter i blodprov. Av 1093 inkluderade patienter var blododlingen positiv hos 138 patienter och DNA-metoden positiv hos 107 patienter. Gruppen har nyligen (juli 2010) skickat in en artikel om denna studie till en internationell tidskrift (11). Jämfört med blododling påvisades flera falskt negativa och falskt positiva resultat med DNA-metoden, vilket vi inte har någon bra förklaring till. I inskickad artikel och i analyserna hittills har vi dock bara studerat och analyserat resultat som är antigen positiva eller negativa med blododling respektive DNA metoden. I aktuellt skede frågar vi oss om en förklaring till resultaten där bara den ena av de två metoderna är positiv kan vara att endast små mängder bakterier respektive bakteriellt DNA finns cirkulerande i blodet. Har patienterna som är positiva med båda metoderna högre koncentration av bakterier och bakteriellt DNA i blodet?

Enligt vår kännedom är kopplingen mellan DNA-koncentrationen i blod och tiden till positiv blododling inte alls studerad tidigare. Kvantitativa data av testet SeptiFast har tidigare inte studerats.

Syfte

Att studera om blodkoncentrationen av bakteriellt DNA är kopplat till sjukdomens allvarlighetsgrad respektive till tid till positiv blododling vid blodförgiftning.

Frågeställning / Hypoteser

Har patienter med blodförgiftning och allvarlig sjukdomsbild högre koncentration av bakteriellt DNA i blodet än patienterna med mindre allvarlig sjukdomsbild? Finns det en korrelation mellan koncentrationen av bakteriellt DNA och tiden till positiv blododling vid blodförgiftning? Kan låga koncentrationer av bakteriellt DNA respektive lång tid till positiv blododling förklara resultat där bara den ena av de båda metoderna (blododling och DNA metoden) utfallit positiv?

Metod: Gruppindelning

Vi Kommer att dela in materialet i följande grupper: blododling+/DNA-metod+, blododling+/DNA-metod- samt blododling-/DNA-metod+. Vi kommer också att dela in materialet i patienter med blodförgiftning orsakad av Grampositiva respektive Gramnegativa bakterier.

Metod: Databearbetning

Efter att kliniska data lagts in i fil kommer vi att kunna beräkna allvarlighetsindexen Pitt bacteremia score, SAPS II och METS på studiepatienterna.
Då vi så småningom har tillgång till koncentration av bakteriellt DNA, tid till positiv blododling och allvarlighetsdata avser vi att göra jämförelser mellan dessa olika variabler och studera om korrelationer finns.

Referenser

1: Towns ML, Jarvis WR, Hsueh PR. Guidelines on blood cultures. J Microbiol
Immunol Infect. 2010 Aug;43(4):347-9.

2: Peters RP, van Agtmael MA, Danner SA, Savelkoul PH, Vandenbroucke-Grauls CM.
New developments in the diagnosis of bloodstream infections. Lancet Infect Dis.
2004 Dec;4(12):751-60. Review.

3: Khatib R, Riederer K, Saeed S, Johnson LB, Fakih MG, Sharma M, Tabriz MS,
Khosrovaneh A. Time to positivity in Staphylococcus aureus bacteremia: possible
correlation with the source and outcome of infection. Clin Infect Dis. 2005 Sep
1;41(5):594-8.

4: Peralta G, Rodríguez-Lera MJ, Garrido JC, Ansorena L, Roiz MP. Time to
positivity in blood cultures of adults with Streptococcus pneumoniae bacteremia.
BMC Infect Dis. 2006 Apr 27;6:79. PubMed PMID: 16643662; PubMed Central PMCID:
PMC1475865.

5: Liao CH, Lai CC, Hsu MS, Huang YT, Chu FY, Hsu HS, Hsueh PR. Correlation
between time to positivity of blood cultures with clinical presentation and
outcomes in patients with Klebsiella pneumoniae bacteraemia: prospective cohort
study. Clin Microbiol Infect. 2009 Dec;15(12):1119-25.

6: Martínez JA, Pozo L, Almela M, Marco F, Soriano A, López F, Balasso V, Aguilar
J, Mensa J. Microbial and clinical determinants of time-to-positivity in patients
with bacteraemia. Clin Microbiol Infect. 2007 Jul;13(7):709-16.

7: Marra AR, Edmond MB, Forbes BA, Wenzel RP, Bearman GM. Time to blood culture
positivity as a predictor of clinical outcome of Staphylococcus aureus
bloodstream infection. J Clin Microbiol. 2006 Apr;44(4):1342-6.

8: Rello J, Lisboa T, Lujan M, Gallego M, Kee C, Kay I, Lopez D, Waterer GW;
DNA-Neumococo Study Group. Severity of pneumococcal pneumonia associated with
genomic bacterial load. Chest. 2009 Sep;136(3):832-40.

9: Peters RP, van Agtmael MA, Gierveld S, Danner SA, Groeneveld AB, Vandenbroucke-Grauls CM, et al. Quantitative detection of Staphylococcus aureus and Enterococcus faecalis DNA in blood to diagnose bacteremia in patients in the intensive care unit. J Clin Microbiol 2007;45(11):3641-6.

10: Frances R, Zapater P, Gonzalez-Navajas JM, Munoz C, Cano R, Moreu R, et al. Bacterial DNA in patients with cirrhosis and noninfected ascites mimics the soluble immune response established in patients with spontaneous bacterial peritonitis. Hepatology 2008;47(3):978-85.

11. Josefson P, Strålin K, Ohlin A, Ennefors T, Dragsten B, Andersson L, Fredlund H, Mölling P, Olcén P. Evaluation of a commercial multiplex PCR (SeptiFast) in the etiological diagnosis of community-onset bloodstream infections. Submitted July 2009.