Многоуровневая омика для выявления биомаркеров педиатрического сепсисаМногоуровневая омика для выявления биомаркеров педиатрического сепсиса
Тяжелый сепсис вызывает дисфункцию органов и остается основной причиной смерти детей во всем мире.
Раннее распознавание сепсиса может существенно способствовать прецизионному лечению и снизить риск педиатрической смертности. Клеточный ответ на инфекцию при сепсисе у взрослых и детей может существенно отличаться. В последние годы растет число исследований, направленных на поиск маркеров педиатрического сепсиса с использованием мультиомических подходов.
Одной из постоянных проблем в лечении сепсиса является отсутствие своевременной диагностики. У бессимптомных детей симптомы заболевания могут быстро проявиться за короткий промежуток времени - от 36 до 72 часов. В настоящее время для выявления сепсиса используется широкий спектр биомаркеров, таких как С-реактивный белок, прокальцитонин и лактат. Несмотря на последние достижения науки и техники, единого диагностического теста, достоверно выявляющего сепсис, не существует.
В обзоре, опубликованном в журнале Pediatric Investigation, обобщен прогресс в изучении биомаркеров педиатрического сепсиса на уровне генома, транскриптов, белков и метаболитов в соответствии с омическими методами, которые применялись для скрининга биомаркеров. Скорее всего, для точной диагностики сепсиса может подойти не один биомаркер, а панель маркеров и, возможно, комбинация маркеров, выявляемых на разных уровнях. Важно подчеркнуть, что для выявления биомаркеров важно различать группы инфекционных агентов у пациентов с сепсисом, поскольку ответ хозяина на инфицирование бактериями, вирусами или грибками может существенно отличаться, а значит, и результаты скрининга биомаркеров.
Авторы подчеркивают, что своевременное и точное выявление и лечение имеют решающее значение для минимизации риска развития сепсиса и улучшения прогноза. Для выявления надежных биомаркеров используются технологии мультиомического профилирования, охватывающие геномику, транскриптомику, протеомику и метаболомику. Геномика изучает генетические вариации, связанные с предрасположенностью к сепсису, выделяя варианты генов первичного иммунодефицита, а также полиморфизмы в таких генах, как PAI-1 и CD143. Транскриптомика, сосредоточенная на закономерностях транскрипции, выявляет диагностические мишени некоторых мРНК или миРНК. Что касается протеомики, то было отмечено, что скрининг IL-27 в сочетании с прокальцитонином повышает предсказуемость диагностики сепсиса.
В обзоре как потенциальные биомаркеры также рассматриваются метаболиты. Наряду с лактатом, который уже был признан биомаркером сепсиса, 2-гидроксибутират, 2-гидроксиизовалерат, креатин и глюкоза являются общими метаболитами, которые могут определять тяжесть сепсиса. Однако эти потенциальные биомаркеры сепсиса все еще требуют валидации на большой когорте пациентов в будущем.
Сложность геномных факторов и анализ дифференциально экспрессируемых генов и сетей коэкспрессии позволяют выявить потенциальные биомаркеры для дифференциации пациентов с педиатрическим сепсисом. В то время как высокопроизводительный скрининг выявляет иммунные факторы и паттерны экспрессии генов, для надежной оценки биомаркеров при педиатрическом сепсисе необходима дальнейшая валидация и больший объем выборки.
Интеграция многоуровневых омических данных с помощью искусственного интеллекта открывает перспективы для выявления биомаркеров сепсиса. Хотя ни один биомаркер не является золотым стандартом, панель генов или маркеров может улучшить раннюю диагностику, лечение и прогноз, что подчеркивает необходимость дальнейших исследований и клинической валидации. В будущем необходимо стимулировать дальнейшие исследования по изучению биомаркеров сепсиса, вызванного определенной группой инфекционных агентов, что позволит улучшить клиническое применение персонализированной медицины при педиатрическом сепсисе.
