Ett snabbtest kan visa om en patient med misstänkt sepsis riskerar att bli svårt sjuk. Bakom metoden står forskare i Lund.
I Sverige drabbas många tusen patienter varje år av sepsis, och så mycket som tjugo procent dör inom en månad. Det tidiga förloppet går ofta fort och inte ens en mycket erfaren läkare kan alltid skilja de patienter som kommer att bli lindrigt sjuka från dem som kommer behöva intensivvård.
– Snabb behandling räddar organ och liv, så tiden är avgörande. Men om tio personer söker med samma symtom kommer bara en bli jättesjuk och vi vet ofta inte vem. Så jakten på ett diagnostiskt blodprov har setts som den heliga gralen i många år, säger Adam Linder, sepsisforskare och lektor i infektionsmedicin vid Lunds universitet, och överläkare vid Skånes universitetssjukhus.
Över hundra olika proteiner har genom åren testats av forskare men ingen av dem har varit en tillräckligt bra biomarkör för svår sepsis. (En biomarkör är ett ämne vars halt i kroppen visar på någon biologisk förändring, som att patienten har en viss sjukdom eller håller på att få effekt av en behandling.) Men de senaste åtta åren har Adam Linder och hans kollega Lisa Mellhammar angripit problemet på ett nytt sätt. De inledde ett samarbete med Johan Malmström, professor i infektionsmedicin vid Lunds universitet och expert på masspektrometri – en analysteknik som kan användas för att mäta halten av ett stort antal molekyler på en gång, även i mycket små provmängder.
Prover från tusentals patienter analyserade
Forskarna samlade in blodprover när personalen vid sjukhuset i Lund hade aktiverat det så kallade sepsislarmet. Larmet är en arbetsmetod som med tiden ska finnas vid alla landets akutsjukhus. Ett antal parametrar som puls, blodtryck och kroppstemperatur mäts och nivån på värdena avgör vilken riskklass patienten får. Om patienten kodas som röd, den högsta risknivån, och personalen dessutom misstänker en infektion så aktiveras sepsislarmet. Det leder bland annat till att akutläkare och infektionsläkare gemensamt behandlar patienten, och att ett visst antal insatser görs enligt ett bestämt schema.
Totalt har prover samlats in från närmare 4 000 patienter, samtidigt som flera hundra parametrar noterades som beskrev patientens symtom, vilken vård de fick, och hur det gick för dem. I en första omgång har drygt 1 300 prover analyserats med avancerad masspektrometri där forskarna i så lite som en mikroliter blod kunde analysera halten av mer än 800 olika proteiner.
– Det här är en av de största analyser som gjorts inom sepsisfältet, och storleken är en utmaning i sig. Sepsis är mycket komplext, det kan utlösas av många olika bakterier och påverka patienterna väldigt olika. Dessutom har det en enorm påverkan på proteinsammansättningen i kroppen. När vi då analyserat 800 proteiner blir det oerhörda mängder data.
Med AI skapas digitala tvillingar
Men tiden hann ifatt forskningsprojektet, som Adam Linder uttrycker det – i dag finns AI-system som kan utföra just de analyser och mönstersökningar som behövs. Med AI-teknik har Johan Malmströms grupp konstruerat så kallade ”digitala tvillingar”, ett slags virtuella patientprofiler utifrån de mönster som systemet identifierar. När en ny patient kommer in kan läkarna ta ett blodprov för masspektrometeranalys, mata in resultatet tillsammans med övriga patientdata, och få svar på hur patientens digitala tvilling ser ut. Har patientenen profilen hos någon med 80 procents risk att dö av sepsis? Eller har den profilen för någon med 1 procents risk att dö?
– Jag har jobbat som läkare i tjugofem år och för mig ser de här två patienterna likadana ut när de kommer till sjukhuset. Vårt mål är att få ner tiden för den här analysen till sex eller till och med fyra timmar. Om jag kan få veta redan då hur allvarligt sjuk patienten kan bli och vilken behandling som behövs, det skulle jag tjäna extremt mycket tid på, säger Adam Linder.
Test kan förbättra både diagnos och behandling
Hittills har resultaten från Lund publicerats i en så kallad preprint, inte i en vetenskapligt granskad version. Nu förbereder forskarna för ett test av metoden på andra svenska sjukhus, en validering som visar att det fungerar likadant där. Adam Linder hoppas att metoden kan vara i kliniskt bruk om ett par år.
Det skulle inte bara hjälpa läkarna att skilja högrisk- från lågriskpatienter, utan också bidra till en mer exakt behandling. Han tar som exempel att sepsispatienter ofta drabbas av blodtrycksfall. Standardbehandling är att ge vätska, vilket fungerar bra för det mesta. Men hos en mindre andel av patienterna ger sepsisen så kallat vaskulärt läckage; kärlen släpper ut vätska i vävnaden omkring. Då fungerar inte vätsketillförsel utan patienten behöver blodtryckshöjande medicinering – något som medför nya risker, men som är nödvändigt vid läckage. Att snabbt kunna skilja ut de patienterna skulle ha stor betydelse.
En annan fördel med de digitala tvillingarna är att systemet lätt kan anpassas om en ny parameter dyker upp, exempelvis av ett nytt virus som påverkar patienternas risk för svår sjukdom.
Mer sortering behövs
För att ett sjukhus ska kunna göra snabbtestningen krävs en masspektrometer, och i övrigt bara tillgång till det system som utvecklats i Lund och som blir fritt tillgängligt via den nationella forskningsinfrastrukturen BioMS. Men i Sverige aktiveras sepsislarmet 50 000 gånger om året. Kan man verkligen genomföra testet för så många patienter?
– I närtid hade det nog varit mer realistiskt att göra analyser på kanske 20 procent av sepsislarmen. Så helst skulle jag vilja ha någon modell för att sortera patienterna i ett tidigare skede, säger Adam Linder.
Det hoppas han ska bli möjligt. Dessutom vill han utveckla konceptet så att det visar vilka sepsispatienter som riskerar följdsjukdomar, så att de kan behandlas preventivt. Och allra helst skulle han vilja hitta även sepsispatienter som idag inte identifieras alls. Man räknar med att vården genom systemet med sepsislarm hittar omkring 40 procent av alla fall av sepsis i samhället, och att det vid tre av fyra larm faktiskt är sepsis som är orsaken. Det finns alltså utrymme för förbättring.
– Att vi valde att använda oss av sepsislarmen var för att vi på så vis inkluderade alla patienter med vissa symtom, och fick tillgång till blodprover innan patienterna fått behandling. Men konceptet skulle antagligen kunna fungera på ett slumpvis urval patienter som kommer till akutmottagningen. Allt talar för det. I andra forskningsstudier arbetar vi nu på sätt att hitta de patienter som inte triggar sepsislarmet, men som ändå utvecklar sepsis, säger Adam Linder.