敗血症診断を5つのバイオマーカーで層別化する新しい高速血液アッセイの開発に成功

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敗血症の発見と治療は数十年に渡りほとんど進歩していないが、やっと前進するかもしれない。敗血症は身体全体に病原体感染の急増をもたらす致命的な医学的合併症だ。 シンシナティ小児病院医療センターの研究者は、5つのバイオマーカーを測定し、どの患者が敗血症（血液中毒とも呼ばれる）による死亡における低・中または高リスクであるかを正確に予測する新しい高速血液アッセイを開発し、テストが成功したことを報告している。

この研究の上級調査員でシンシナティ・チルドレンズのクリティカルケア医学部長である Hector Wong 博士（写真）によると、このPERSEVEREと呼ばれるこの新しい検査法により、医師は敗血症を早期に発見して層別化することができるという。
どの5つのタンパク質/遺伝子がアッセイの血液パネルの5つのバイオマーカーを構成するかを知ることにより、医師ははるかに早く、より正確に医療介入を開始できる様になる。患者を低リスク、中リスク、高リスクのグループに階層化できるだけでなく、バイオマーカー検査により、医師は特定の患者に対して適切な介入を選択できる。

Science Translational Medicine誌の2019年11月13日号に掲載されたこの論文は「小児敗血症バイオマーカーリスクモデルの前向き臨床試験と実験的検証（Prospective Clinical Testing and Experimental Validation of the Pediatric Sepsis Biomarker Risk Model.）」と題されている。

「PERSEVEREプラットフォームは、診断ではなく、層別化と予後診断に焦点を当てている」とWong博士は述べている。 「予後の改善は精密医療の基本ツールだ。個人の病気の経過と進行を予測し、異なるグループの患者や個人に合わせて治療を調整することができる。」

以前はシンシナティ大学医学部と現在はヴァンダービルト大学医療センターに所属し、Wong博士のチームの主要な共同研究者であるChristopher Lindsell 博士によると、このアッセイプラットフォームのもう1つの利点は、敗血症の発症、制御不能、および新しい治療アプローチでどのように停止できるかの基礎となる生物学的メカニズムを研究するための重要な手がかりを提供することだと言う。 また、研究プロジェクトは新しい治療法の開発につながると期待されていると述べた。
このツールは、10年以上かけて開発されてきた。 彼らは、アッセイプラットフォームのバイオマーカーの数を80から5に徐々に減らすことに成功した。これにより、コンピューター支援生物学や情報学などの高度な技術と実験室の実験を組み合わせて、新しい療法をより効率的に探すことが容易になった。

重いコスト負担
敗血症は通常、脆弱な幼児や集中治療室に入院している高齢者を襲う。 国立衛生研究所が発表した研究データによると、合併症は年間20万人以上を殺し、医療システムに数十億ドルの費用がかかっている。 現在の研究では、患者の約13％が死亡するが、PERSEVEREベースの層別化により、患者は死亡率が大きく異なる3つのリスクカテゴリに効果的に層別化される。 Wong 博士は、研究チームの目標は、これらの生存曲線を高リスク患者の間で著しく高くすることであると述べた。
数十年にわたって研究者を苛立たせる大きなハードルは、敗血症がそのかなりの臨床的および生物学的不均一性で知られており、原因と結果が患者によって大きく異なることだ。 PERSEVEREは、今日の高度な遺伝的および生物学的分析技術を活用して、その変動性をより管理しやすくするように設計されている。

新しい証拠を得る
Wong博士と同僚により長年に渡って1,000人以上の子供が検査されてきたが、現在の研究では、研究者は最新バージョンのPERSEVEREを使用して、461人の敗血症の子供の血液サンプルと、血液中毒を忠実に模倣するマウスモデルをテストした。
患者の家族および参加施設の施設内審査委員会から事前の許可を受けた後、この研究者らはPERSEVEREを使用し、シンシナティの子供を含む複数の小児病院ですでに集中治療室に入院し、敗血症の治療を受けている1歳から18歳までの子供を検査した。 PERSEVEREはまだ臨床使用が承認されていないため、正確さと将来の使用の可能性についてのみテストされ、患者ケアの決定を通知したり影響を与えたりするためには使用されなかった。

研究者らは、PERSEVEREの5つのバイオマーカーは、患者が重症敗血症を発症する場合と発症しない場合を高い信頼性で正確に予測できると述べた。 彼らが次に敗血症のマウスモデルでPERSEVEREをテストしたとき、同じ5つのバイオマーカーはどのマウスが低リスクまたは高リスクであるかを正確に予測することがでた。 また、重度の敗血症のリスクが高いマウスは、低リスクの動物よりも血液中の細菌負荷が有意に高く、高用量の抗生物質で血液感染を封じ込めることができることを報告した。 また、敗血症による死亡のリスクが高い子供も血液中の細菌負荷が高いことを裏付ける証拠を提供した。

今後の方向性
Wong 博士は、研究チームがPERSEVEREのテストと改良を続け、敗血症の発症分子基盤を特定し、新しい治療法を見つけるためにこれまでに明らかにした生物学的手がかりを研究し続けていると述べた。 条件を忠実に模倣し、ヒトと同じバイオマーカーを持つマウスモデルで敗血症の生物学を研究することで重要な新しい進歩を遂げることができるはずだ。 Wong 博士はまた、この技術はバイオテクノロジー業界のパートナーおよび協力者から利益を得るようになり、今後数年以内にプラットフォームの開発を加速し、クリニックでテストできるようになると述べた。

この目的のために、研究者は、シンシナティチルドレンの技術商業化グループであるイノベーションベンチャーズを通じて、プラットフォームの特許を取得している。 Wong 博士とLindsell 博士は共同発明者として登録されている。 Wong 博士は、PERSEVEREの成人版も開発中であり、研究者らは、コルチコステロイドを使用して敗血症を治療するNIH資金による臨床試験を実施する際に、プラットフォームを同時にテストする予定だ。

Wong 博士は、PERSEVEREプラットフォームの開発に直接関与していない企業であるInflammatix、Endpoint Health、およびEccrine Systems、Inc.の科学諮問委員会に参加している。

BioQuick News:After Decades of Little Progress, Researchers May Be Catching Up to Sepsis; PERSEVERE Platform Assays Five Risk-Associated Biomarkers

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