RU2800821C1 - Method for early diagnosis of sepsis using determination of absolute number of neutrophilic extracellular traps - Google Patents
Method for early diagnosis of sepsis using determination of absolute number of neutrophilic extracellular traps Download PDFInfo
- Publication number
- RU2800821C1 RU2800821C1 RU2022121239A RU2022121239A RU2800821C1 RU 2800821 C1 RU2800821 C1 RU 2800821C1 RU 2022121239 A RU2022121239 A RU 2022121239A RU 2022121239 A RU2022121239 A RU 2022121239A RU 2800821 C1 RU2800821 C1 RU 2800821C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sepsis
- absolute number
- extracellular traps
- blood
- determination
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к области медицины, в частности к клинической лабораторной диагностике, и может быть использовано для ранней диагностики сепсиса при воспалительном процессе, путем определение внеклеточной ДНК в периферической крови, образованной гранулоцитами.The invention relates to medicine, in particular to clinical laboratory diagnostics, and can be used for early diagnosis of sepsis in an inflammatory process by determining extracellular DNA in peripheral blood formed by granulocytes.
Сепсис - это опасная для жизни дисфункция внутренних органов, вызванная нарушением регуляции ответа организма на инфекцию [1]. Если сепсис не распознать на ранней стадии и не обеспечить своевременное лечение, он может вызвать септический шок, полиорганную недостаточность и смерть. Согласно расчетам, частота возникновения сепсиса по всему миру ежегодно составляет более 30 миллионов человек и, согласно последним исследованиям, ежегодно уносит жизни 11 миллионов человек [2]. Опасность продолжает угрожать и выжившим пациентам, из которых только половина выздоравливают полностью, а остальные либо умирают в течение 1 года, либо живут с бременем хронической инвалидности [3]. Поэтому поиск методов ранней и точной диагностики и прогноза сепсиса, а также специфического лечения по-прежнему актуален [4].Sepsis is a life-threatening organ dysfunction caused by dysregulation of the body's response to infection [1]. If sepsis is not recognized early and treated promptly, it can cause septic shock, multiple organ failure, and death. According to calculations, the incidence of sepsis worldwide annually is more than 30 million people and, according to recent studies, annually claims the lives of 11 million people [2]. The danger continues to threaten the surviving patients, of whom only half recover completely, and the rest either die within 1 year or live with the burden of chronic disability [3]. Therefore, the search for methods of early and accurate diagnosis and prognosis of sepsis, as well as specific treatment, is still relevant [4].
В настоящее время известны следующие методы лабораторной диагностики сепсиса.Currently, the following methods of laboratory diagnosis of sepsis are known.
Микробиологические, которые основаны на выделении и идентификации микробного агента из крови на искусственных питательных средах. Микробиологический метод имеет свои недостатки: процесс трудоемкий, с учетом сроков исполнения (24-48 и более часов), не может использоваться в качестве раннего критерия сепсиса, а также бактериемия определяется лишь в 25-45% случаев.Microbiological, which are based on the isolation and identification of a microbial agent from the blood on artificial nutrient media. The microbiological method has its drawbacks: the process is laborious, taking into account the deadlines (24-48 hours or more), cannot be used as an early criterion for sepsis, and bacteremia is determined only in 25-45% of cases.
Одним из лабораторных критериев генерализованной инфекции являются методы определения бактериальных эндотоксинов (БЭ) (ЛАЛ тест-Limulus Amebocyte Lysate Test, EAA - Endotoxin activity assay, и др.). Недостатками методов являются: недостаточная специфичность при анализе содержания БЭ в таких многокомпонентных растворах, как кровь и плазма; необходимость наличия специального дорогостоящего оборудования, что затрудняет их использование в качестве экспресс-методов в условиях стационара, трудности с пробоподготовкой и воспроизводимостью результатов из-за мешающих определению глюканов и других молекул, содержание которых в крови пациентов значительно варьирует. Особенно неоднозначно пока определение содержания БЭ в крови как диагностического критерия септических осложнений критических состояний [5].One of the laboratory criteria for a generalized infection is the methods for determining bacterial endotoxins (BE) (LAL test-Limulus Amebocyte Lysate Test, EAA - Endotoxin activity assay, etc.). The disadvantages of the methods are: insufficient specificity in the analysis of the content of BE in such multicomponent solutions as blood and plasma; the need for special expensive equipment, which makes it difficult to use them as express methods in a hospital, difficulties with sample preparation and reproducibility of results due to interfering with the determination of glucans and other molecules, the content of which in the blood of patients varies significantly. Particularly ambiguous is the determination of the content of BE in the blood as a diagnostic criterion for septic complications of critical conditions [5].
«Классические» маркеры воспаления, такие как общее количество лейкоцитов, тромбоцитов, лейкоцитарная формула, скорость оседания эритроцитов, а также белки острой фазы воспаления (С-реактивный белок, церулоплазмин, ферритин, альбумин и др.) имеют низкую специфичность и соответственно для ранней и точной диагностики сепсиса ненадежны [6]."Classic" markers of inflammation, such as the total number of leukocytes, platelets, leukocyte formula, erythrocyte sedimentation rate, as well as proteins of the acute phase of inflammation (C-reactive protein, ceruloplasmin, ferritin, albumin, etc.) have low specificity and, accordingly, for early and accurate diagnosis of sepsis is unreliable [6].
Определение так называемых «биомаркеров сепсиса». «Идеальный» биомаркер сепсиса должен обладать следующими преимуществами: высокая чувствительность и специфичность; доступность для практики; быстрое получение результата; высокая воспроизводимость; корреляция с тяжестью состояния и исходом; совпадение динамики содержания с клинической реакцией на проводимую терапию [7]. На сегодняшний день в экспериментальных условиях и в клинике рассматривают такие маркеры как прокальцитонин, С-реактивный белок, проадреномедуллин, TREM-1, TNF, ИЛ-6, ИЛ-8, LPS-binding protein, эндотоксин, пресепсин. Однако, согласно позиции экспертов, ни один из них на сегодняшний день не может претендовать на роль общепризнанного биомаркера сепсиса, отвечающего всем заявленным критериям. Среди недостатков вышеперечисленных маркеров можно выделить: недостаточно высокую чувствительность и специфичность, длительность проведения исследования, необходимость в дорогостоящем специализированном оборудовании и реактивах, ограниченное количество клинических наблюдений, специально обученный персонал.Determination of the so-called "sepsis biomarkers". An “ideal” sepsis biomarker should have the following advantages: high sensitivity and specificity; accessibility for practice; fast results; high reproducibility; correlation with condition severity and outcome; coincidence of the dynamics of the content with the clinical response to the ongoing therapy [7]. Today, under experimental conditions and in the clinic, such markers as procalcitonin, C-reactive protein, proadrenomedullin, TREM-1, TNF, IL-6, IL-8, LPS-binding protein, endotoxin, presepsin are considered. However, according to the position of experts, none of them can currently claim to be a generally recognized sepsis biomarker that meets all the stated criteria. Among the shortcomings of the above markers, one can single out: insufficiently high sensitivity and specificity, the duration of the study, the need for expensive specialized equipment and reagents, a limited number of clinical observations, and specially trained personnel.
В основу изобретения положена задача, заключающаяся в разработке быстрого, доступного и информативного способа ранней диагностики сепсиса. Указанная задача решается тем, что у пациентов, поступивших в отделение реанимации или интенсивной терапии определяют абсолютное количество внеклеточных ловушек, образованных гранулоцитами периферической крови, в мазке, окрашенном по Романовскому-Гимзе. Заявленный способ позволяет более точно проводить раннюю диагностику сепсиса, что позволит лечащему врачу оптимизировать тактику лечения для снижения вероятности развития тяжелых форм сепсиса и летального исхода.The invention is based on the task of developing a fast, affordable and informative method for the early diagnosis of sepsis. This problem is solved by the fact that in patients admitted to the intensive care unit or intensive care unit, the absolute number of extracellular traps formed by peripheral blood granulocytes is determined in a smear stained according to Romanovsky-Giemsa. The claimed method allows for more accurate early diagnosis of sepsis, which will allow the attending physician to optimize treatment tactics to reduce the likelihood of developing severe forms of sepsis and death.
В предлагаемом способе впервые определение абсолютного количества внеклеточных ловушек, образованных гранулоцитами периферической крови, в 1 сутки у пациентов, поступивших в отделение реанимации или интенсивной терапии может служить дополнительным маркером ранней диагностики сепсиса. При уровне абсолютного количества внеклеточных ловушек, образованных гранулоцитами периферической крови более 0,354×109/л диагностируют сепсис при 93% чувствительности и 90% специфичности.In the proposed method, for the first time, the determination of the absolute number of extracellular traps formed by peripheral blood granulocytes on day 1 in patients admitted to the intensive care unit or intensive care unit can serve as an additional marker for the early diagnosis of sepsis. When the level of the absolute number of extracellular traps formed by peripheral blood granulocytes is more than 0.354×10 9 /l, sepsis is diagnosed with 93% sensitivity and 90% specificity.
Способ осуществляется следующим образом. При поступлении в отделение реанимации и интенсивной терапии у пациентов проводят забор цельной периферической крови, проводят подсчет нейтрофильных внеклеточных ловушек. Для этого из цельной периферической крови готовят мазок на обезжиренном предметном стекле, фиксированный препарат окрашивают по методу Романовского-Гимзе, учет проводят с помощью светового микроскопа (внеклеточная ДНК представлена тонкими фиолетово - красными нитями, занимающие пространство, в 2-3 раза превосходящее диаметр неизмененного лейкоцита [8].The method is carried out as follows. Upon admission to the intensive care unit, patients are taken whole peripheral blood, and neutrophil extracellular traps are counted. To do this, a smear is prepared from whole peripheral blood on a defatted glass slide, the fixed preparation is stained according to the Romanovsky-Giemsa method, the count is carried out using a light microscope (extracellular DNA is represented by thin violet-red threads occupying a space 2-3 times greater than the diameter of an unchanged leukocyte [8].
Далее проводят подсчет общего количества лейкоцитов. Для подсчета общего количества лейкоцитов используют камеру Горяева. Перед проведением исследования 5 мкл цельной крови смешивают со 100 мкл 5% уксусной кислоты для разрушения оболочки лейкоцитов. Далее в 100 больших квадратах согласно правилу Егорова, считают лейкоциты при малом увеличении (окуляр ×10, объектив ×8). Производят подсчет по формуле: Л=В*250*20*10^6/100 (где Л - количество лейкоцитов в 1 л крови; В - сумма лейкоцитов в 100 больших квадратах; 250 - множитель, приводящий к объему крови 1 мкл (объем большого квадрата 1/250 мкл); 20 -разведение крови; 100 - число больших квадратов; 10^6 - количество мкл в одном литре).Next, the total number of leukocytes is counted. To count the total number of leukocytes, a Goryaev camera is used. Before the study, 5 µl of whole blood is mixed with 100 µl of 5% acetic acid to destroy the leukocyte membrane. Further, in 100 large squares, according to Egorov's rule, leukocytes are counted at low magnification (eyepiece ×10, lens ×8). The calculation is made according to the formula: L \u003d B * 250 * 20 * 10 ^ 6 / 100 (where L is the number of leukocytes in 1 liter of blood; B is the sum of leukocytes in 100 large squares; 250 is a multiplier leading to a blood volume of 1 μl (volume large square 1/250 µl); 20 - blood dilution; 100 - number of large squares; 10^6 - number of µl in one liter).
Далее рассчитывают абсолютное количество нейтрофильных внеклеточных ловушек и при уровне НВЛ более 0,354×109/л диагностируют сепсис. В исследовании учувствовало 60 пациентов после хирургического вмешательства, 49 из них с диагнозом сепсис.Next, the absolute number of neutrophilic extracellular traps is calculated, and sepsis is diagnosed at the NVL level of more than 0.354×10 9 /l. The study involved 60 patients after surgery, 49 of them diagnosed with sepsis.
Оценку диагностической эффективности проводили по показателям чувствительности, специфичности, а также площади под характеристической кривой (ROC-кривой). AUC (Area Under Curve) для диагностики посредством определения абсолютного количества НВЛ на 1 сутки заболевания составила 0,988 (р<0,0001), чувствительность теста 93%, специфичность теста 90%, все это свидетельствует о высоком качестве модели.Diagnostic efficiency was assessed in terms of sensitivity, specificity, and the area under the characteristic curve (ROC curve). AUC (Area Under Curve) for diagnosis by determining the absolute number of NIL on the 1st day of the disease was 0.988 (p<0.0001), the sensitivity of the test was 93%, the specificity of the test was 90%, all this indicates a high quality of the model.
Пример 1. Пациент А. 62 года, находился на лечении после оперативного вмешательства в связи с холецистэктомией. У больного температура тела повысилась до 38-39°С, пульс участился до 101 удара в 1 мин., частота дыхания 22 в 1 мин. Для определения внеклеточных ловушек была взята кровь из локтевой вены для общего анализа крови. При подсчете формулы крови, также было оценено количество внеклеточных сетей, образованных гранулоцитами. В общем анализе крови количество лейкоцитов было повышено до 15×109/л. Абсолютное количество внеклеточных ловушек, образованных гранулоцитами периферической крови составило 0,434×109/л. На основание данного показателя был выставлен диагноз сепсис и назначено лечение.Example 1. Patient A., 62 years old, was treated after surgery for cholecystectomy. The patient's body temperature increased to 38-39°C, the pulse increased to 101 beats per 1 minute, the respiratory rate was 22 per 1 minute. To determine extracellular traps, blood was taken from the cubital vein for a complete blood count. When calculating the blood formula, the number of extracellular networks formed by granulocytes was also estimated. In the general blood test, the number of leukocytes was increased to 15×10 9 /l. The absolute number of extracellular traps formed by peripheral blood granulocytes was 0.434×10 9 /L. Based on this indicator, sepsis was diagnosed and treatment was prescribed.
Также кровь, забранная у пациента, была направлена на бактериологическое исследование для подтверждения диагноза. Образцы крови были обработаны с помощью системы BacT/Alert. Положительная культура крови была получена только после 24 часов инкубации. Микроорганизмы идентифицировали с помощью типичной морфологии окраски по Граму и стандартных методов клинической микробиологии. Идентификацию изолята подтверждали с помощью специальных карточек, обработанных прибором VITEK 2 (BioMerieux, Франция). Получен результат бактериологического исследования крови, был обнаружен рост Staphylococcus aureus.Also, the blood taken from the patient was sent for bacteriological examination to confirm the diagnosis. Blood samples were processed using the BacT/Alert system. A positive blood culture was obtained only after 24 hours of incubation. Microorganisms were identified using typical Gram stain morphology and standard clinical microbiology techniques. Isolate identification was confirmed using special cards processed with a VITEK 2 instrument (BioMerieux, France). The result of a bacteriological blood test was obtained, the growth of Staphylococcus aureus was detected.
Таким образом, предлагаемый способ диагностики сепсиса по сравнению с существующими имеет следующие преимущества: проведение измерения не требует длительного времени, способ относится к экспресс-диагностике (время выполнения не более 1 часа), что также позволяет отслеживать эффективность проводимой терапии, не трудоемок, не требует дорогостоящей аппаратуры и тест-систем, способ позволяет диагностировать сепсис на 1 сутки заболевания.Thus, the proposed method for diagnosing sepsis in comparison with existing ones has the following advantages: the measurement does not require a long time, the method refers to express diagnostics (execution time is not more than 1 hour), which also allows you to track the effectiveness of the therapy, is not laborious, does not require expensive equipment and test systems, the method allows to diagnose sepsis on the 1st day of the disease.
Список литературыBibliography
1. Singer, М. The third international consensus definitions for sepsis and septic shock (Sepsis-3) / M. Singer, C.S. Deutschman, C.W. Seymour [et al.] // JAMA. - 2016. - Vol. 315, №8. - P. 801-810.1. Singer, M. The third international consensus definitions for sepsis and septic shock (Sepsis-3) / M. Singer, C.S. Deutschman, C.W. Seymour [et al.] // JAMA. - 2016. - Vol. 315, no. 8. - P. 801-810.
2. Fleischmann, C. Assessment of Global Incidence and Mortality of Hospital-treated Sepsis. Current Estimates and Limitations / C. Fleischmann, A. Scherag, N.K. Adhikari [et al.] // American journal of respiratory and critical care medicine. - 2016. - Vol. 193, №3. - P. 259-272.2. Fleischmann, C. Assessment of Global Incidence and Mortality of Hospital-treated Sepsis. Current Estimates and Limitations / C. Fleischmann, A. Scherag, N.K. Adhikari [et al.] // American journal of respiratory and critical care medicine. - 2016. - Vol. 193, no. 3. - P. 259-272.
3. Prescott, H.C. Enhancing recovery from sepsis: a review / H.C. Prescott, D.C. Angus // JAMA. - 2018. - Vol. 319, №1. - P. 62-75.3. Prescott, H.C. Enhancing recovery from sepsis: a review / H.C. Prescott, D.C. Angus // JAMA. - 2018. - Vol. 319, no. 1. - P. 62-75.
4. Семидесятая сессия всемирной ассамблеи здравоохранения. - WHA70.7. - 29 мая 2017. - С. 5.4. Seventieth World Health Assembly. - WHA70.7. - May 29, 2017. - P. 5.
5. Методы определения бактериального эндотоксина в медицине критических состояний (обзор). М.Н. Копицына, А.С.Морозов, И.В. Бессонов, В.М. Писарев / Общая реаниматология, 2017, 13, 5. С. 109-1205. Methods for determination of bacterial endotoxin in critical care medicine (review). M.N. Kopitsyna, A.S. Morozov, I.V. Bessonov, V.M. Pisarev / General resuscitation, 2017, 13, 5. P. 109-120
6. Бельков, В.В. Комплексная лабораторная диагностика системных инфекций и сепсиса: С-реактивный белок, прокальцитонин, пресепсин / В.В. Бельков. - Москва: ЗАО «Диакон», 2015. - 117 с.6. Belkov, V.V. Complex laboratory diagnostics of systemic infections and sepsis: C-reactive protein, procalcitonin, presepsin / V.V. Belkov. - Moscow: CJSC "Deacon", 2015. - 117 p.
7. Marshall J.C, Vincent J-L., Fink M. et al. Measurs, markers and mediators: toward a staging system for clinical sepsis. A report of the fifth Toronto sepsis roundtable // Ctrit. Care Med. - 2003. - Vol. 31, №5. - P.1560-1567.7. Marshall J.C, Vincent J-L., Fink M. et al. Measurs, markers and mediators: towards a staging system for clinical sepsis. A report of the fifth Toronto sepsis roundtable // Ctrit. Care Med. - 2003. - Vol. 31, no. 5. - P.1560-1567.
8. Патент РФ №271555 Савочкина А.Ю., Пыхова Л.Р., Абрамовских О.С., Четвернина Е.А., Полторак А.Е. Способ обнаружения внеклеточной ДНК в цельной периферической крови. Заявка №2019119629, дата поступления 24.06.2019, приоритет 24.06.2019, зарегистрирован в Государственном реестре 02.03.2020.8. RF patent No. 271555 Savochkina A.Yu., Pykhova L.R., Abramovskikh O.S., Chetvernina E.A., Poltorak A.E. Method for detecting extracellular DNA in whole peripheral blood. Application No. 2019119629, date of receipt 06/24/2019, priority 06/24/2019, registered in the State Register on 03/02/2020.
Claims (1)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2800821C1 true RU2800821C1 (en) | 2023-07-28 |
Family
ID=
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2762204C1 (en) * | 2021-03-22 | 2021-12-16 | Государственное бюджетное учреждение здравоохранения Московской области "Видновский перинатальный центр" (ГБУЗ МО "ВПЦ") | Method for forming risk group of pre-eclampsia |
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2762204C1 (en) * | 2021-03-22 | 2021-12-16 | Государственное бюджетное учреждение здравоохранения Московской области "Видновский перинатальный центр" (ГБУЗ МО "ВПЦ") | Method for forming risk group of pre-eclampsia |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ХАЕРТЫНОВ Х.С. и др. Выраженность нетоза при неонатальном сепсисе. Рос. вестн. перинатол и педиатр. 2020; 65 (5): 164-168. MARGRAF S. et al. Neutrophil-derived circulating free DNA (cf-DNA/NETs): a potential prognostic marker for posttraumatic development of inflammatory second hit and sepsis. Shock. 2008 Oct; 30 (4): 352-8. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Abdel-Razik et al. | Ascitic fluid calprotectin and serum procalcitonin as accurate diagnostic markers for spontaneous bacterial peritonitis | |
JP6018923B2 (en) | How to predict the prognosis of sepsis | |
Kim et al. | Accuracy of the Xpert® MTB/RIF assay for the diagnosis of extra-pulmonary tuberculosis in South Korea | |
Aslam et al. | Gastric specimens for diagnosing tuberculosis in adults unable to expectorate in Rawalpindi, Pakistan | |
Bruno et al. | COVID-19 infection: viral clearance and antibody response in dialysis patients and renal transplant recipients | |
Khorshed et al. | Macrophage Inflammatory Protein-1 Beta (MIP-1β) and Platelet Indices as Pre-dictors of Spontaneous Bacterial Peritoni-tis—MIP, MPV and PDW in SBP | |
Tambuzzi et al. | Utility and diagnostic value of postmortem microbiology associated with histology for forensic purposes | |
RU2800821C1 (en) | Method for early diagnosis of sepsis using determination of absolute number of neutrophilic extracellular traps | |
Akya et al. | Platelet indices as useful indicators of urinary tract infection | |
RU2568870C2 (en) | Method of diagnostics and prediction of sepsis outcome | |
Khalifa et al. | Ascitic fluid lactoferrin as a diagnostic marker for spontaneous bacterial peritonitis | |
RU2799863C1 (en) | Method of prediction of the outcome of sepsis using the determination of the absolute number of neutrophilic extracellular traps | |
Meka et al. | Prognostic Importance of Red Cell Distribution Width, Mean Platelet Volume and Neutrophil Lymphocyte Ratio among Sepsis Patients at a Tertiary Setting in Kolar, South India. | |
CN108241054B (en) | Application of reagent for detecting G protein-coupled receptor 18 in preparation of sepsis diagnosis, disease course monitoring and prognosis judgment reagent | |
Abed et al. | Role of procalcitonin in detection of bacterial pneumonia | |
Baek et al. | Clinical Characteristics and Laboratory Biomarkers in ICU-admitted Septic Patients with and without Bacteremia | |
RU2823997C1 (en) | Method for differential diagnosis of pyelonephritis and urolithiasis | |
Zhou et al. | Correlation between sTREM-1 and serum sTM in patients with AKI and the predictive value of their joint evalution in AKI occurrence and patients’ death | |
Lahiri et al. | The Utility of SOFA Score and Acute Physiology and Chronic Health Evaluation (APACHE II) Score in Analysing Patients with Multiple Organ Dysfunction Syndrome and Sepsis | |
Zhang et al. | Evaluation of heparin-binding protein and/or procalcitonin levels in the diagnosis of bacterial intracranial infection using receiver operating characteristic (ROC) curve value | |
WO2023046111A1 (en) | Basophil activation detection method and application thereof | |
Nurakhova et al. | Results of a comparative analysis of sepsis markers in newborns | |
Mamatmusaeva et al. | BIG YOUNG IN PEOPLE CHARACTERISTICS OF LABORATORY AND INSTRUMENTAL DIAGNOSTICS OF PNEUMOCOCCAL MENINGITIS | |
CN110187125B (en) | Tuberculous pleural effusion diagnosis device and method | |
Mwinyi et al. | Diagnostic efficacy of leukocyte esterase dipstick in diagnosing spontaneous bacterial peritonitis among cirrhotic patients in tertiary hospitals, Dodoma, Tanzania |