Evaluation of Biomarkers in Patients with Sepsis Diagnosis in Pediatric Intensive Care Unit

مقدمة

ويشكل التحلل أحد الأسباب الرئيسية للوفيات والاعتلال في وحدة الرعاية المكثفة. وقد يحدث الفشل والوفاة على نطاق متعدد المنظمات ما لم تعالج العدوى التي تسبب التحلل معالجة فعالة. ومن ثم، من الأهمية بمكان أن يكون هناك معرفة شاملة بالتعفن والشروع في المعالجة المناسبة في أسرع وقت ممكن (1, 2).

Sepsis is a clinical syndrome characterized by systemic inflammatory response syndrome, which is associated with infection-mediated immune system abnormalities, microcirculatory disorders, and end-organ failure. It has complex pathophysiology mediated by cytokine release, and it results from the effects of the circulating products of bacteria originating from constant bacteremia. هناك بعض الدلائل على أن مرض التهاب الأطفال متعدد العوامل، وبالتالي لا يوجد ممرض واحد أو وسيط أو ممر هو المذنب الوحيد (3–6).

وقد ساهم إدخال إجراءات متقدمة للرعاية المكثفة للأطفال، ومبادئ توجيهية للتشخيص المبكر والعلاج، وبرامج الدعم في انخفاض معدلات وفيات الأطفال المرتبطة بالتعفن، ولا سيما في البلدان المتقدمة النمو. (7)- تستخدم العديد من البارامترات المختبرية لتشخيص الأمراض التي تصيبها العدوى ورصد استجابة النظام المناعي. وهناك عدة اختبارات مختبرية محددة تحدد نوع وشدة الإصابة المستمرة؛ غير أنه لا توجد سوى بضعة بارامترات لرصد المرضى المصابين بأمراض خطيرة وتقييم استجابتهم للعلاج (8–13).

وفي هذه الدراسة، استهدفنا التحقيق في آثار القضية النفسية، والتركيز على العدوى، ونتائج العينات الثقافية، والعلامات التهابية على رصد المرضى الذين يلقون العلاج للتعفن في كلية الطب بجامعة ديكل، إدارة طب الأطفال، وحدات الرعاية المكثفة للأطفال بين عامي 2014 و 2019.

المواد والأساليب

وسجلت هذه الدراسة 70 مريضاً من أي نوع من الجنس والعمر بين شهر واحد و18 عاماً تم علاجهم للتعفن في كلية الطب بجامعة ديكل، وحدة رعاية الأطفال المكثفة بين كانون الثاني/يناير 2014 وأيار/مايو 2019. وتم الحصول على البيانات السريرية والمختبرية للمرضى من السجلات الطبية ووسائط الإعلام الرقمية المتاحة. وسجّلنا بارامترات كاملة لإحصاءات الدم، والبروتين الفعّال، والبروكالسيتون، والعينات الثقافية، ونسبة النيوتروبول - ليمفوسيتي (NLR)، ونسبة اليمفوسيتي، وغيرها من البارامترات المختبرية، التي درست في الـ 24 ساعة الأولى بعد تشخيص التحلل، وبعد أن اكتملت معالجة التخثري في العناية. NLR and PLR were calculated from the full blood count data.

وقد جُمعت عينات كاملة لإحصاءات الدم في الأنابيب التي تحتوي على 2 مللي من مادة EDTA ودرست باستخدام جهاز تحليل أمراض القلب التابع للدائرة CELL DYN 3700. وقد درست شركة Procalcitonin باستخدام جهاز من طراز RADIOMETER AQT90 باستخدام أسلوب المؤخرة المناعي؛ واعتبر مستوى أعلى من 0.1 ملغم/دلت وفقا للقيمة المرجعية مرتفعا. وقد درست اتفاقية حقوق الأشخاص ذوي الإعاقة باستخدام جهاز نموذجي من طراز NnII باستخدام تقنية النيفيلوميتري، حيث يعتبر النطاق المرجعي العادي صفر-0.5 ملغم/دل ومستويات أعلى من 0.5 ملغم/دل مرتفعاً. وقد تم الحصول على ثقافات الدم في حجم لا يقل عن 3 ملليتر في ظروف معقمة. The samples were studied with the BACTEC FX fully automatic blood culture system at the microbiology laboratory. تم رصد عينات ثقافة الدم الهوائية في الجهاز لمدة 5 أيام. وأُعدت عينة من عينة ثقافية تشير إلى الانتشار، وأُجري تحديد أولي لعلم الأحياء المجهرية بصبغ غرامي لتلك العينة. The colonies that grew in the growth medium were identified by genus and/or species with Maldi Biotyper 3.1 (Bruker, Germany) system using the MALFU TOF mass spectrometry technique. Among hematological parameters, leucocyte count was evaluated by age. وتُعرَّف القيم التي تقل عن الحد الأدنى للسن بأنها " لوكوبينيا " ، وتُعرَّف القيم التي تتجاوز الحد الأدنى للسن بأنها " سرطان الغد " . وعرّفت درجة حرارة الجسم فوق 38.5 درجة مئوية بأنها درجة الحرارة القصوى وأقل من 36.0 درجة مئوية كنسبة مئوية من الحرارة.

وقد استُبعدت المرضى الذين لديهم الملامح التالية: ثقافة الدم الملوثة التي تتلقى العلاج الكيميائي/الكولوكورتيكويدات، والإصابة بفيروس نقص المناعة البشرية، ومتلازمة نقص المناعة المكتسب (الإيدز).

تم تشخيص المرض بالاستناد إلى المعايير التي حددها المؤتمر الدولي لتوافق آراء الأطفال المؤرخ 2005 (7)وهذه المعايير هي كما يلي؛ الطائرات: The presence of at least two of the following four criteria, one of which must be abnormal temperature or leukocyte count: 1. A core temperature of 38.5°C or 36°C. 2. Tachycardia, defined as a mean heart rate 2 SD above normal for age in the absence of external stimulus, chronic drugs, or painful stimuli; or otherwise unexplained persistent elevation over a 0.5- to a 4-hr time 3. معدل الجهاز التنفسي الميكانيكي 2 أعلى من المعدل الطبيعي للسن أو التهوية الميكانيكية لعملية حادة لا تتصل بالمرض العصبي الأساسي أو تلقي التخدير العام.

4. Leukocyte count elevated or depressed for age (not secondary to chemotherapy-induced leukopenia) or 10% immature neutrophils Sepsis: SIRS in the presence of or as a result of suspected or proven infection.

بيان أخلاقي

وأجريت الدراسة امتثالا لمعايير إعلان هلسنكي. وقبل جميع المشاركين (أعضاء الأسرة) الموافقة المستنيرة/الكتابية. ووافقت عليه كلية الأخلاقيات المؤسسية في جامعة ديكل (Dcle University Faculty of Medicine Institutional Ethics Committee (Date: 23.05.2019 No: 200).

المنهجية الإحصائية

وأجري تحليل إحصائي للبيانات باستخدام النسخة 22 من النسخة 22 من النظام الإحصائي للإدارة الدولية للمواد الكيميائية، مع ثقة 95 في المائة. اختبارات (تشي-سكوار)، اختبار (فيشر) الدقيق لـ(تشي-سكواير) و(تشي-سكواير) استخدما لمقارنة البيانات القاطعة بين المجموعات، و(مان-واتيني يو) تم استخدام التحليلات الإحصائية لمقارنة المتغيرات المستمرة بين المجموعات لأن البيانات لم تكن مناسبة للتوزيع الطبيعي The power of NLR values to predict bacteremia with ROC analysis; The survival times according to bacteremia, medical/surgical status, and NLR groups were evaluated by Kaplan Meier survival analysis, p0.05 was considered significant.

النتائج

ومن بين 70 مريضاً مسجلين في الدراسة، كان 36 مريضاً (51.4 في المائة) من الذكور، و34 مريضاً (48.6 في المائة) من الإناث (0.05). وكان متوسط عمر المرضى 37 شهراً (من 3ماكس 188). وكانت الفئة العمرية للسكان الذين شملتهم الدراسة 0-5 سنوات لـ 49 مريضاً (70 في المائة)؛ و5-10 سنوات لـ 18 (25.7 في المائة)؛ و10-18 سنة لثلاث سنوات (4.3 في المائة). وكانت أكثر المؤشرات شيوعاً على قبول الاتحاد هي الفشل التنفسي (70 في المائة). وترد في الجدول 1 المؤشرات المتعلقة بقبول اتحاد رابطات الموظفين المدنيين الدوليين، حيث يوجد لدى بعض المرضى أكثر من مؤشر واحد.

The most common foci of infection-causing sepsis in declining frequency were respiratory infections (n: 40, 57%), urinary system infections (n:14, 20%), ciulatory system infections (n:9, 12.8%), and gastrointestinal system infections (n:9, 12.4%) (Table 2).

A microorganism spreadrated in the culture samples of 52 (74.2%) of 70 patients while no proliferation occurred in the samples of 18 (25.8%) patients. وقد تم الكشف عن الاستقطاب الثقافي في سوائل الآسبير السائلة في 44.2 في المائة من المرضى، وعيناات البول في 27 في المائة، وعينات الدم في 17.3 في المائة، وعينات الصوف في 17.3 في المائة، وعينات أخرى في 2 في المائة. A analysis of microorganism proliferation in culture samples showed that Proteus mirabilis proliferated in 9 (17.3%) patients, Acinetobacter baumannii in 8 (15.3%), Carbapenem-resistocci in 8 (15.3%), Pseudomonas aeruginosa in 7 (13.4%), Methicillin-resist

وتبين أن مريضين لديهما عدة انتشار متزامن في عينات ثقافية مختلفة. An analysis of the acute phase reactants in septic patients in the first 24 hours after the diagnosis of sepsis showed that 20 (28.5%) patients had CRP levels within the normal reference range and 50 (71.5%) patients had CRP levels above the normal reference range. وكان مستوى البركالسيتون مرتفعا في جميع المرضى (10 في المائة).

وأظهرت المقارنة بين البارامترات المختبرية المقيسة في الـ 24 ساعة الأولى بعد تشخيص التحلل وفي نهاية العلاج وجود اختلافات كبيرة بين WBC و NLR و CRP و Procalcitonin levels (p0.05, Table 3, Figure 2). ولم يكن هناك فرق كبير فيما يتعلق بارامترات أخرى. A correlation analysis between NLR and the other parameters showed a positive correlation between NLR, CRP and PCT (p=0.036, p=0.012/ r=0.251, r:0.299, respectively).

المناقشة

ووحدات الرعاية المكثفة للأطفال هي خدمات تخدم مختلف فئات المرضى التي تتطلب نهجا متعدد التخصصات. ويمكن أن تكون مخاطر الوفيات مرتفعة في المرضى الذين يديرون في وحدات الرعاية المكثفة. التحلل هو أحد عوامل الخطر الرئيسية لزيادة الوفيات (14, 15).

وتعترف وحدات الرعاية المكثفة للأطفال بالمرضى الذين تتراوح أعمارهم بين شهر واحد و18 سنة للعلاج. وفقاً لاستعراضنا الأدبي، (زياو) وآخرون(16) وأفادت بأن 80.8 في المائة من المرضى الذين أُدخلوا إلى وحدة العناية المركزة لعلاج التحلل هم من الأطفال الذين تتراوح أعمارهم بين شهر واحد وخمس سنوات؛ وأفادت نافين وآخرون بأن نفس الفئة العمرية تضم 68 في المائة من المرضى. نتائج الدراسة أظهرت تشابهاً مع البيانات الأدبية، حيث أن نسبة 70 في المائة من مرضانا تتراوح أعمارهم بين شهر و 5 سنوات. ويمكن ملاحظة التحلل في أي فئة عمرية، وينبغي ممارسة الرعاية للكشف عن التحلل أثناء متابعة وحدة الرعاية المكثفة للأطفال دون سن الخامسة وللتذكير بأن التشخيص المبكر قد يكون إنقاذ حياة هؤلاء المرضى. A review of the previous studies investigating the cause of intensive care unit admission showed that respiratory infections were the most common cause, affecting 76% of patients in the study of Xiao et al. (16)34.6 في المائة من المرضى في دراسة العمال وآخرون (17)21% من المرضى في دراسة ري وآخرون (10)و 36.8 في المائة من المرضى في دراسة أيغون (13)وبالمثل، تبين من دراستنا أن الأمراض التنفسية هي السبب الأكثر شيوعا في علم النفس، إذ أنها مسؤولة عن 70 في المائة من حالات قبول الاتحاد. وأظهر تحليل منفصل للدراسات السابقة فيما يتعلق بتركيز التحلل المسبب للعدوى أن الالتهابات التنفسية والبولية هي أكثر الأمراض شيوعاً. (10, 16, 17) - وفي دراستنا، كانت الأعلاف الأكثر شيوعاً من التهابات التهاب الجهاز التنفسي والبولية، بالترتيب المتناقص للتواتر. It is of vital importance to determine the foci causing sepsis and to start empirical antibiotic treatment as fast as possible at an early stage. وينبغي أن يوضع في الاعتبار أن النظم التنفسية والبولية هي عادة المسؤولة عن التحلل، وينبغي الشروع في العلاج التجريبي ضد هذه الفوقي إلى أن تصبح النتائج الثقافية متاحة.

وقد أُبلغ عن نتائج متفاوتة في الأدبيات المتعلقة بالكشف عن الكائنات المجهرية في العينات الثقافية للأطفال الذين يعانون من التفسخ. كاتو وآخرون (18) عثر على استقطاب الثقافة في 66.7 في المائة من المرضى، ديميرداغ وآخرون. (19) في 77%، ورجل العمل وآخرون (17) بنسبة 67% لقد اكتشفنا أن الثقافة تسود في 74.2% من مرضانا The most commonly isolated bacteria in our patients, in decreasing order of frequency, were Proteus mirabilis, Acinetobacter baumanii, Pseudomonas aeruginosa, Carbapenem-resistant enterocci and Methicillin-resistant staphylococcus aureus (MRSA). ويكتسي استخدام عينات الدم لتشخيص التحلل أهمية كبيرة في منع الوفيات في المرضى المصابين بأمراض خطيرة مع الإصابة بأمراض تهدد حياتهم. غير أنه ليس من السهل دائما الحصول على كمية كافية من الدم للثقافات في الأطفال والرضع. Furthermore, possible contamination of blood culture samples especially by skin saprophytes despite efforts to reduce contamination continues to be an important clinical problem. Despite several challenges posed by blood cultures, they continue to guide clinicians for the treatment of sepsis for the pour of efficacy and, if necessary, modification of the treatment.

إن التفسخ هو عملية مسببة للأمراض وليس متلازمة محددة، وهو معقد للغاية بحيث يحدده بارامتر واحد. علامة مثالية لم يتم العثور عليها بعد لتشخيص التخثر. وبما أن العلامات والأعراض السريرية للتحلل ليست محددة وقد تتفاوت في كثير من الأحيان، فإن هناك إمكانية لاستخدام بعض العلامات الأحيائية في تحديد شدة التحلل، والرصد السريري، وتقييم الاستجابة للعلاج. هناك الكثير من الدراسات في هذا المجال (8–12, 19).

Among such biomarkers, PCT and CRP are the most widely used ones. Procalcitonin is a protein containing 116 amino acids, which is a author protein of the calcitonin hormone released by the medullary neuroendocrine C cells of the thyroid gland, typically in response to a high calcium level in blood. ويُعتقد أن مستوى البركستونين سيزيد بعد ساعتين من بدء العدوى، بحيث يصبح قابلا للكشف بحلول 4 ساعات، ويصل إلى ذروته في 6 ساعات، ويحافظ على مستواه لمدة 8-24 ساعة. بفضل مثل هذه الحركية المفضّلة، فإنّ (PCT) مرشح مثالي لاستخدامه كعلامة بيولوجية (20)- البروتين الفعّال C (CRP) هو بروتين حاد في المرحلة الخماسية من المنشأ الكبدي الذي يعمم في الدم. ويرتفع مستوى CRP بدرجة كبيرة في حالة الالتهاب، وإصابة الأنسجة، ورد فعل سيتوكين الوسيط ضد عدوى. ويمكن أن يوفر تحديد كمية ردود الفعل ذات المراحل الحادة معلومات سريرية عن وجود إصابة في الأنسجة أو تلتهابها، فضلا عن الاستجابة للعلاج (21)ارتفاع مستوى CRP بواسطة جميع العمليات التهابية بما في ذلك العدوى والتعفن. Despite being a traditionalal and sensitive biomarker of inflammation, CRP cannot distinguish bacterial and other types of inflammatory infections (20)- يمكن أن يوفر استخدام الأشعة المقطعية لتشخيص التحلل ميزة لأنه قد يكون له خصوصية أفضل بالنسبة للإصابة البكتيرية، خلافا للعديد من العلامات الأحيائية الأخرى التي قد ترتفع في ظروف غير الإصابة بالعدوى البكتيرية. (22).

Bustos et al. (8) وأفادت بأنه، خلافاً لـ " CRP " و " اللاكتات " ، كان مؤشراً جيداً للوفاة والصدمة الدماغية، حيث كان قادراً على تصنيف المرضى حسب شدة التخثر في وقت قبول وحدة الرعاية الطبية المكثفة. In a study in adults, Luzzani وآخرون. (22) ووجد أن PCT كان مؤشراً أفضل للتعفن وأظهر علاقة أفضل بشدة العدوى وخلل الأعضاء من CRP. Rey وآخرون. (10) وخلصت إلى أن PCT كان مؤشراً تشخيصياً أفضل من CRP بين الأطفال المرضى الذين يعانون من التعفن. نارجيس وآخرون (23)درست خصوصيات PCT و CRP في المرضى الذين يعالجون بسبب التحلل، وأبلغت عن خصوصية قدرها 72.2 في المائة بالنسبة لـ PCT و33.3 في المائة بالنسبة لCRP.

وقد كشفت مقارنة البارامترات المختبرية المقيسة في الـ 24 ساعة الأولى بعد تشخيص التحلل وفي نهاية العلاج وجود اختلافات كبيرة في مستويات WBC و CRP و PCT و NLR. وفي حين أن 20 (28.5 في المائة) من مرضانا كان لديهم مستوى عادي من CRP و50 (71.5 في المائة) منهم كان لديهم مستوى عال من CRP في الـ 24 ساعة الأولى من التعفن، كان جميع مرضاؤنا قد رفعوا مستوى PCT. These results support the literature data indicating that PCT rapidly rises and reaches a detectable level in blood at an earlier stage than CRP; they also suggest that PCT may be a better parameter than CRP for assessing bacterial sepsis. وبالإضافة إلى ذلك، نعتقد أنه ينبغي استخدام CRP وPCT استخداماً فعالاً لرصد المرضى المصابين بالتعفن وتقييم استجابتهم للعلاج.

Neutrophils are the first-line cellular defense cells of innate immunity against infectious agents. وتؤدي اللافوسيات دوراً هاماً في الحصانة التكيّفية. The immune response against various triggers causes an increase in neutrophil count and a decrease in lymphocyte count. ونسبة اللمفوسيتي نيوتروفيل (NLR) متوافرة بسهولة وسرعة الحصول عليها، وبارامترات غير مكلفة. وقد درس العديد من الباحثين القانون الوطني مع اتفاقية حقوق الأشخاص ذوي الإعاقة واتفاقية منع انتقال الإصابة من الأم إلى الطفل كمؤشر هام على التشخيص المبكر للبكتيريا وتقييم نتائج التحلل (24 و25 و26). وأظهرت عدة دراسات أنه، مقارنة بالعلامات الحيوية التشخيصية القياسية، قدمت الرابطة مساهمة مفيدة في التنبؤ المبكر بالتعفن (25-27). Furthermore, several studies in infants and newborns have indicated that NLR was an accurate predictor of sepsis along with CRP (28,29). وقد اكتشفنا فرقاً كبيراً بين مستويات حقوق الملكية الوطنية عند بداية التعفن وفي نهاية العلاج؛ وأثبتنا أيضاً وجود ارتباط إيجابي بين حقوق الملكية الوطنية واتفاقية منع التعذيب. ونعتقد أن نسبة النيوتروبل - اللمفوسيتي يمكن استخدامها لرصد الأمراض على نحو مماثل لـ CRP و PCT.

خاتمة

وتعد الأمراض التنفسية والبولية أكثر أنواع العدوى شيوعا بين المرضى الذين يتلقون علاجا للتعفن في وحدات الرعاية المكثفة للأطفال. إن انتشار الكائنات المجهرية في العينات الثقافية أمر يستغرق وقتا طويلا، بل إنه غير ممكن في بعض الأحيان؛ ولذلك، نعتقد أنه ينبغي الشروع في العلاج التجريبي المضاد الحيوي في أقرب وقت ممكن بعد تحديد أكثر التركيز احتمالا والطابع المجهري.

ونعتقد أن PCT, CRP, and NLR, the effectiveness of which has been recently shown, may be used as biomarkers to support the diagnosis of sepsis and to assess treatment efficacy. وفي ضوء نتائجنا، يمكن أن نقترح أن يكون جهاز منع انتقال الإصابة من الأم إلى الطفل علامة أكثر فعالية من CRP في الـ 24 ساعة الأولى بين المرضى الذين يشتبه في أنهم مصابون بالتعفن. وفي الختام، ينبغي ألا تستخدم علامات مثل PCT وCRP وNLR وحدها كاختبارات نهائية، بل ينبغي استخدامها بالاقتران مع الفحص البدني، والسمات السريرية، ونتائج الثقافة المجهرية لتشخيص التحلل وتقييم الاستجابة للعلاج.