Tes darah baru untuk mengidentifikasi infeksi dapat mengurangi penggunaan antibiotik secara berlebihan secara global

Bakteri tuberkulosis bereplikasi di dalam sel manusia, seperti halnya virus. Tes darah yang dikembangkan di Stanford Medicine dapat membedakan antara bakteri dan virus tersebut dengan akurasi 90%. Kredit: Kateryna Kon/Shutterstock

Di negara berkembang, sebagian besar resep antibiotik tidak hanya sia-sia—diperkirakan 70% hingga 80% di antaranya diberikan untuk infeksi virus, yang tidak dapat diobati dengan obat—mereka juga berbahaya, karena penggunaan antibiotik yang berlebihan mempercepat resistensi antibiotik.

Masalah serupa ada di Amerika Serikat, di mana diperkirakan 30% sampai 50% resep antibiotik diberikan untuk infeksi virus.

Sekarang, tes berbasis ekspresi gen baru yang dikembangkan oleh para peneliti Stanford Medicine dan rekan mereka dapat memungkinkan dokter di seluruh dunia dengan cepat dan akurat membedakan antara infeksi bakteri dan virus, sehingga mengurangi penggunaan antibiotik secara berlebihan. Tes ini didasarkan pada bagaimana sistem kekebalan pasien merespons infeksi.

Ini adalah tes diagnostik pertama yang divalidasi dalam populasi global yang beragam — terhitung untuk infeksi bakteri yang lebih luas — dan satu-satunya yang memenuhi target akurasi yang ditetapkan oleh Organisasi Kesehatan Dunia dan Foundation for Innovative New Diagnostics untuk mengatasi resistensi antibiotik.

Target tersebut mencakup setidaknya sensitivitas 90% (mengidentifikasi dengan benar positif yang sebenarnya) dan spesifisitas 80% (mengidentifikasi dengan benar negatif yang sebenarnya) untuk membedakan infeksi bakteri dan virus.

Tes baru ini dijelaskan dalam makalah yang diterbitkan 20 Desember di Cell Reports Medicine.

“Resistensi antimikroba terus meningkat, jadi ada banyak upaya untuk mengurangi penggunaan antibiotik yang tidak tepat,” kata Purvesh Khatri, Ph.D., profesor ilmu kedokteran dan data biomedis, dan penulis senior makalah tersebut. “Mendiagnosis secara akurat apakah seorang pasien memiliki infeksi bakteri atau virus adalah salah satu tantangan kesehatan global terbesar.”

Metode yang ada termasuk menumbuhkan patogen dalam cawan petri, yang memakan waktu beberapa hari, atau pengujian reaksi berantai polimerase (PCR), yang mengharuskan mengetahui patogen spesifik yang harus dicari.

Itu sebabnya dalam banyak kasus, “Dokter meresepkan antibiotik secara empiris,” kata Khatri. “Mereka berkata, ‘Kami akan memberi Anda antibiotik dan jika Anda sembuh, Anda memiliki infeksi bakteri. Jika tidak, Anda memiliki infeksi virus, dan kami akan menghentikan antibiotik.'”

Abstrak grafis. Kredit: Cell Reports Medicine (2022). DOI: 10.1016/j.xcrm.2022.100842

Tanya sistem kekebalan tubuh

Tes tersebut adalah salah satu rangkaian tes diagnostik baru yang melihat respons inang—yaitu, bagaimana sistem kekebalan pasien bereaksi—untuk mengidentifikasi jenis infeksi. Mereka mengukur ekspresi gen tertentu yang terlibat dalam respon imun inang.

“Sistem kekebalan telah melakukan ini selama jutaan tahun, terus-menerus mempelajari apa itu bakteri, apa itu virus, dan bagaimana menanggapinya,” kata Khatri. “Daripada mencari bug itu sendiri, kita bisa bertanya pada sistem kekebalan tubuh.”

Namun, karena tes respons inang ini telah dirancang menggunakan data dari Eropa Barat dan Amerika Utara, tes tersebut gagal memperhitungkan jenis infeksi yang lazim di negara berpenghasilan rendah dan menengah. Secara khusus, mereka kesulitan membedakan perbedaan yang lebih halus antara infeksi bakteri intraseluler dan infeksi virus.

“Secara epidemiologis, infeksi bakteri di negara maju biasanya berasal dari bakteri yang bereplikasi di luar sel manusia,” kata Khatri. Bakteri ekstraseluler ini termasuk E. coli dan yang menyebabkan radang tenggorokan. Di negara berkembang, infeksi bakteri umum seperti tifus dan tuberkulosis disebabkan oleh bakteri intraseluler, yang bereplikasi di dalam sel manusia, seperti halnya virus.

“Sistem kekebalan memiliki respons yang berbeda berdasarkan apakah itu infeksi bakteri ekstraseluler atau intraseluler,” kata Khatri. “Alasannya menjadi rumit adalah karena begitu bakteri berada di dalam sel, jalurnya tumpang tindih dengan respons infeksi virus.”

Tes respons inang saat ini dapat membedakan infeksi bakteri ekstraseluler dari infeksi virus dengan akurasi lebih dari 80%, tetapi hanya dapat mengidentifikasi 40% hingga 70% infeksi intraseluler.

Beragam data

Untuk mengembangkan tes diagnostik yang dapat memisahkan kedua jenis infeksi bakteri dari infeksi virus, tim Khatri menggunakan data ekspresi gen yang tersedia untuk umum dari 35 negara. Ini termasuk 4.754 sampel dari orang-orang dari berbagai usia, jenis kelamin, dan ras dengan infeksi yang diketahui. Keragaman pasien, infeksi, dan jenis data lebih mewakili dunia nyata, kata Khatri.

Menggunakan pembelajaran mesin dan setengah dari sampel ini, mereka mengidentifikasi delapan gen yang diekspresikan berbeda dalam infeksi bakteri versus virus. Mereka memvalidasi uji delapan gen mereka pada sampel yang tersisa dan lebih dari 300 sampel baru dikumpulkan dari Nepal dan Laos.

Mereka menemukan bahwa delapan gen ini dapat membedakan infeksi bakteri intraseluler dan ekstraseluler dari infeksi virus dengan akurasi tinggi, mencapai sensitivitas 90% dan spesifisitas 90%. Ini adalah tes diagnostik pertama yang memenuhi (dan melampaui) standar yang diusulkan oleh Organisasi Kesehatan Dunia dan Foundation for Innovative New Diagnostics.

“Kami telah menunjukkan bahwa tanda tangan delapan gen ini memiliki akurasi yang lebih tinggi dan lebih dapat digeneralisasikan untuk membedakan infeksi bakteri dan virus, terlepas dari apakah itu intraseluler atau ekstraseluler, apakah pasien berada di negara maju atau berkembang, pria atau wanita, bayi atau 80 tahun,” kata Khatri.

Dia berharap tes diagnostik baru ini pada akhirnya dapat diterjemahkan menjadi tes perawatan di tempat dan diadopsi oleh dokter di negara maju dan berkembang, karena hanya memerlukan sampel darah dan dapat dilakukan dalam 30 hingga 45 menit. Timnya telah mengajukan paten atas tes tersebut.

Informasi lebih lanjut: Aditya M. Rao et al, Tanda tangan berbasis respons inang yang kuat membedakan infeksi bakteri dan virus di berbagai populasi global, Cell Reports Medicine (2022). DOI: 10.1016/j.xcrm.2022.100842 Disediakan oleh Stanford University Medical Center

Kutipan: Tes darah baru untuk mengidentifikasi infeksi dapat mengurangi penggunaan antibiotik secara berlebihan secara global (2022, 23 Desember) diambil pada 25 Desember 2022 dari https://medicalxpress.com/news/2022-12-blood-infections-global-antibiotic-overuse.html

Dokumen ini tunduk pada hak cipta. Terlepas dari kesepakatan yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten disediakan untuk tujuan informasi saja.