Detektion av cellväggs-polysackarider (CWPS) i blod och urin hos patienter med samhällsförvärvad pneumoni med en nyutvecklad ELISA
Detektion av cellväggs-polysackarider (CWPS) i blod och urin hos patienter med samhällsförvärvad pneumoni med en nyutvecklad ELISA
Project number : 175421
Created by: Simon Athlin, 2015-05-02
Last revised by: Simon Athlin, 2018-04-24
Project created in: FoU Region Örebro län

CompletedCompleted
2013-09-01
Rekrytering/datainsamling pågår
2017-12-31
Projektet avslutat

Titel och sammanfattning

Populärvetenskaplig sammanfattning

Samhällsförvärvad lunginflammation (pneumoni) är en vanlig sjukdom med en årlig incidens på ca 1% i befolkningen. Streptococcus pneumoniae (pneumokocker) är den vanligaste orsakande bakterien vid pneumoni. Pneumokocken har flera antigen på ytan som triggar kroppens immunförsvar, tex på cellväggen finns sk cellväggs-antigen som består av polysackarider (cell-wall polysaccharides, CWPS), vilken återfinns hos alla pneumokocker och är av samma sort för alla serotyper.

Om en patient får pneumokockpneumoni, kan CWPS-antigen mätas i luftvägar, blod och även urin, beroende på att bakterien bryts ned och delarna cirkulerar. Detektion av CWPS i urin vid pneumoni rekommenderas av såväl svenska som internationella riktlinjer.

Vid pneumokockpneumoni kommer CWPS också cirkulera i blodet, ffa vid bakteriemi. Vi vill därför utvärdera en egenutvecklad ELISA på blod och urin samtidigt för att se om mängden CWPS korrelerar mellan provarterna, och till patientdata och antibiotikabehandling.

Detta projekt ingick initialt i planeringen i min doktorsavhandling, men då det drog ut på tiden att få ELISAn att fungera optimalt på urinprover, byttes projektet ut mot ett annat projekt i själva avhandlingsarbetet. Pga omorganisation vid SSI har också utvecklingsarbetet flyttat från SSI i Köpenhamn till SSI Diagnostica i Hilleröd under 2014, men utvecklingsarbetet fortskrider alltjämt. Projektet är därför långt framskridet och vi planerar att utföra ELISAn under 2016, med databearbetning under 2017.

Projektspecifik information

Ämnesord

checked Infektionsmedicin


(Only selected options are displayed. Click here to display all options)

Studietyp

Observationsstudie

Randomiserad studie

Nej

Diagnoskod för huvuddiagnos

A30-A49 Andra bakteriesjukdomar

Multicenterstudie

Nej

Biobanksavtal

BA01/17, BA02/17

Inklusionsstatus

 Planerat antalAntal tillfrågadeScreen-failureAntal randominserade
n=10010000

Vetenskaplig sammanfattning

BAKGRUND

Samhällsförvärvad lunginflammation (pneumoni) är en vanlig sjukdom med en årlig incidens på ca 1% i en hel befolkning (1). Dödligheten varierar från 0% till ca 30% i olika subpopulationer (2). Streptococcus pneumoniae (pneumokocker) är den vanligaste mikrobiologiska orsaken till pneumoni generellt sett (3), och den vanligaste etiologiska orsaken till död vid pneumoni (2). Pneumokocken har flera antigen på ytan som triggar kroppens immunförsvar, tex på cellväggen finns sk cellväggs-antigen som består av polysackarider (cell-wall polysaccharides, CWPS), vilken återfinns hos alla pneumokocker och är av samma sort för alla serotyper (4).

Om en patient får pneumokockpneumoni genom att aspirera bakterier till lungan, kan CWPS-antigen mätas i olika grad i luftvägar, blod och även urin, beroende på att bakterien bryts ned och delarna cirkulerar. Detektion av CWPS i urin hos patienter med misstänkt pneumoni rekommenderas av såväl svenska som internationella riktlinjer för pneumoni (5, 6). För detta använder man vanligen snabbtestet BinaxNOW S. pneumoniae (Alere, USA), vilket har en sensitivitet på 74% och specificitet på 97% enligt en sammanställning av 27 tidigare studier (7). Testet är ett sk "lateral-flow test", där man tar en bomullstops och doppar i urinprovet och därefter stoppar topsen i en bok-liknande test kit. Man droppar 2 droppar extraktionsläsning och därefter vandrar urinen uppför testremsan och indikerar att det innehåller CWPS-antigen på en testlinje efter 15 minuter (8). Det är känt att testet korsreagerar med alfa-streptokocker eftersom dessa kan ha CWPS-liknande antigen, men de bakterierna finns ffa i övre luftvägar, och orsakar oftast inte pneumoni (9). Studier visar att testet är ett värdefullt redskap vid val av antibiotikaterapi vid pneumoni och är associerat med behandlingsstrategier som ger utläkning av sjukdom (10). Ett positivt BinaxNOW test vid ankomst till sjukhus ger stöd till klinikern att ge smalspektrum penicillin med bra resultat (11,12).

Vid pneumokockpneumoni kommer CWPS också cirkulera i blodet, ffa vid bakteriemi. Gilespie et al. tog fram en ELISA metod 1995 för att mäta CWPS i serum med sensitivitet 27%, specificitet 100% och detektionsgräns för CWPS på 1.0 ng/mL i serum (13). Under 2011-2012 utvecklade vår forskargrupp en modifierad ELISA vid Statens Serum Institut (SSI), Köpenhamn, Danmark, som är en vidareutveckling av Gilespies ELISA, men mäter CWPS kvantitativt och med en lägsta detektionsgräns på 0.3 ng/mL (14). ELISAn är av typen sandwich-ELISA med monoklonala mus-ak som "capture" antikroppar, kanin-ak som "detection" antikroppar och svin-anti-kanin som enzym-konjungerad tertiär antikropp. Under 2012-2013 fortsatte vi utvecklingsarbetet och började använda nya "capture" mus-ak som ytterligare förbättrade sensitiviteten till <0.25 ng/mL i serum. Metoden har dock varit svår att få bra sensitivitet för på urinprov, då affiniteten tycks vara sämre för CWPS efter att antigennet har passerat njurarna. Hos patienter med pneumokocker i blododling har vi redan visat att metoden är lovande (15). Vi vill utvärdera den nya ELISAn på blod och urin samtidigt för att se om mängden CWPS korrelerar mellan provarterna, och till patientdata och antibiotikabehandling.

Detta projekt ingick initialt i planeringen i min doktorsavhandling, men då det drog ut på tiden att få ELISAn att fungera optimalt på urinprover, byttes projektet ut mot ett annat projekt i själva avhandlingsarbetet. Pga omorganisation vid SSI har också utvecklingsarbetet flyttat från SSI i Köpenhamn till SSI Diagnostica i Hilleröd under 2014, men utvecklingsarbetet fortskrider alltjämt. Projektet är därför långt framskridet och vi planerar att utföra ELISAn under 2016, med databearbetning under 2017.

SYFTE

Att utvärdera en helt ny ELISA för kvantitativ detektion av CWPS i blod och urin hos vuxna patienter med pneumokockpneumoni.

METOD

Under 1999-2002 insamlades data prospektivt från 235 patienter med röntgenverifierad pneumoni (akut sjuk, minst 2 tecken av: feber, dyspne, hosta, pleural smärta, lungrassel), och från 113 friska kontroller. Populationen är väl beskriven och utgörs av 48% kvinnor, medelålder 67 år. Odling från blod, sputum och nasofarynx togs vid ankomst, samt urinprov. Dessutom togs extra serum prov vid ankomst (akut) och efter ungefär 4 veckor (konvalescent), sk parade sera för antikroppsanalys och antigenanalys

Den nyutvecklade ELISAn planerar vi att utföra på parade sera (akut och konvalescent serum) och urinprover från ankomst. Vi har frysta prover från 80 patienter med pneumokocker i blod, sputum och nasopharynx, samt från 80 friska kontroller. Projektet kommer att samfinansieras med SSI. Vi vill studera om patienter med höga CWPS-nivåer i blod även har höga nivåer i urin. Korrelerar mängden CWPS i blod/urin till svårighetsgrad eller bakomliggande sjukdom? Skiljer sig nivåer åt för könen? Kan en cut-off för diagnos bestämmas?

Om resultaten utfaller intressanta planerar vi att använda serumprover från vår studie DOS, där 30 patienter med pneumokocksepsis/bakteriemi finns inkluderade mellan 2011-2014. Materialet är väl beskrivet och innehåller serumprover från 5 tillfällen: dag 1-2, 4, 7, 14 och 28 räknat från akutbesöket. Studien finns beskriven i en annan ansökan i detalj(ID 120071, OLL-325571).

Skillnader av CWPS-nivåer i blod och urin mellan grupper med positiv odling för pneumokocker kommer jämföras med one-way Kruskal-Wallis non-parametric ANOVA test om det är mellan 3 grupper, och mellan 2 grupper med Mann-Whitney U test. För att korrigera för ev cofounders används linjär regression. Ev icke-normalfördelad data transformeras dessförinnan genom att ta log10 värdet. Medelvärdesskillnader mellan grupper jämförs med Pearson’s Chi-square test, eller Fisher’s exact test om olika grupper jämförs, eller med McNemars test om korrelerade prover. En signifikansnivå 5% används, utom vid multipel variabelanalys, då p-värdena justeras enligt Holms metod (16).

Involverade parter

Arbetsplats

Added workplaces

Regioner - Region Örebro Län - Hälso- och sjukvård - Område medicin och rehabilitering - Infektionskliniken workplace verified by Region Örebro län on 2018-06-14
Regioner - Stockholms läns landsting - Karolinska Universitetssjukhuset - Medicin Kirurgi 2 - Infektionskliniken
Miscellaneous

Projektägare är huvudprövare eller ansvarig forskare

checked Ja


(Only selected options are displayed. Click here to display all options)

Medarbetare i projektet

Kristoffer Strålin
Överläkare, Infektionskliniken
Hans-Christian Slotved
Senior Scientist, Annan

Slutrapport

Slutrapport

Då den planerade ELISA metoden inte har kunnat valideras på urinprover på ett tillförlitligt sätt har de planerade analyserna uteblivit och projektet stoppades i förtid.

Detektion av cellväggs-polysackarider (CWPS) i blod och urin hos patienter med samhällsförvärvad pneumoni med en nyutvecklad ELISA, from FoU Region Örebro län
http://www.researchweb.org/is/en/fourol/project/175421