Verbetering van de prognose van hoornvliesinfecties door uitgebreide analyse van pathogenen, resistomen en onstekingsmarkers in het hoornvlies

Een niet-gediagnosticeerde hoornvliesinfectie leidt tot blindheid. Wereldwijd
is verlies van gezichtsvermogen door hoornvliesinfecties een groot probleem
voor de volksgezondheid. Identificatie van micro-organismen die de infectie
veroorzaken is de sleutel tot de behandeling van elke besmettelijke ziekte,
maar veel hoornvliesinfecties worden niet gediagnosticeerd. Empirische
behandeling van infectieuze keratitis voor een verondersteld micro-organisme is
de regel en niet de uitzondering. Slechts een minderheid van de
micro-organismen die een hoornvliesinfectie veroorzaken wordt daadwerkelijk
gekweekt. Nauwkeurigere identificatie van het betreffende micro-organisme kan
helpen de last van verlies van gezichtsvermogen door hoornvliesinfecties te
verminderen.

Wereldwijde surveillance van hoornvliesinfecties is nodig. De oorzaak van een
hoornvliesinfectie varieert sterk per locatie. Klimatologische, geografische,
seizoens, culturele en economische verschillen dragen allemaal bij aan deze
variabiliteit. Bewustwording van de meest voorkomende organismen in een
bepaalde regio kan de initiële therapie bepalen terwijl laboratoriumtesten nog
in behandeling zijn of waar laboratoriumtesten niet beschikbaar zijn. Kennis
van het waarschijnlijke spectrum van micro-organismen in een regio kan zelfs
helpen bij moeilijk interpreteerbare laboratoriumresultaten.

Metagenomic deep sequencing (MDS) transformeert de diagnostiek van
infectieziekten. De traditionele uitstrijkjes en kweken van hoornvliesinfecties
hebben een beperkte gevoeligheid en kunnen niet alle ziekteverwekkers
identificeren. Gerichte nucleïnezuur amplificatie testen kunnen gevoelig zijn,
maar vereisen een klinische verdenking van een specifiek micro-organisme. MDS
maakt de identificatie van ziekteverwekkers mogelijk, al dan niet verwacht. In
feite kan de volgorde bijdragen aan onze kennis over de ziekteverwekker.
Microsporidia werden bijvoorbeeld voorheen geclassificeerd als intracellulaire
parasieten, maar worden nu geïdentificeerd als schimmels. MDS maakt ook
identificatie van ziekteverwekkers op subspecies niveau mogelijk. Variabiliteit
in subspecies is in verband gebracht met de klinische uitkomst bij veel
ziekten, waaronder Fusarium keratitis.

Antimicrobiële resistentie (AMR) neemt toe bij infectieuze keratitis.
Verminderde gevoeligheid voor een antimicrobieel middel voorspelt slechtere
visuele resultaten bij zowel bacteriële als fungale keratitis. Dezelfde
MDS-analyse die het micro-organisme aan het licht brengt, levert ook bekende
AMR-determinanten op voor het geïdentificeerde micro-organisme. Het
catalogiseren van AMR bij infectieuze keratitis over verschillende regio's kan
het bepalen van een geschikte initiële behandeling vergemakkelijken. Wereldwijd
toezicht op AMR-patronen kan verlies van gezichtsvermogen voorkomen.

Karakterisering van gastheerrespons transcriptie kenmerken kan helpen bij de
identificatie van pathogenen en de uitkomst van de ziekte verduidelijken. Als
monsters afgenomen aan het oppervlak van het hoornvlies geen diepere stromale
infectie onthullen, kan MDS van het transcriptoom van de immuunrespons van de
gastheer een vingerafdruk onthullen die kenmerkend is voor een bacteriële,
fungale, parasitaire of virale infectie. Het transcriptionele profiel kan ook
voorspellen welke casussen meer kans hebben op perforatie van het hoornvlies.

In dit voorstel worden monsters verzameld van zowel nationale als
internationale hoornvliesinfecties. Etiologie, AMR en lokale immuunrespons van
de gastheer zullen worden geïdentificeerd en gecorreleerd met ziektepresentatie
en uitkomst.

Specifiek doel 1. Wereldwijd toezicht op micro-organismen die verantwoordelijk
zijn voor infectieuze keratitis.
SA 1A: Ziekteverwekkers die infectieuze keratitis veroorzaken op een
onbevooroordeelde manier identificeren met MDS.
SA 1B: Bepalen van de optimale diagnostische techniek (kleuringen, kweken, MDS)
voor hoornvliesinfecties.
SA 1C: Het effect van seizoensinvloeden op profielen van ziekteverwekkers en
visuele uitkomsten bepalen.

We veronderstellen dat het etiologisch spectrum aanzienlijk zal variëren per
geografische locatie en dat nieuwe micro-organismen die doorgaans niet worden
geassocieerd met infectieuze keratitis zullen worden geïdentificeerd met MDS.
Bij gebrek aan een diagnostische gouden standaard, veronderstellen we dat het
gebruik van latent class analysis (LCA) zal voorspellen dat MDS de hoogste
gevoeligheid biedt in vergelijking met andere testen. Verder veronderstellen we
dat geografische locatie en seizoensgebondenheid het pathogeenprofiel en de
ziekte-uitkomsten zullen beïnvloeden.

Specifiek doel 2. Wereldwijd toezicht op antimicrobiële resistentie (AMR) bij
pathogenen die hoornvliesinfecties veroorzaken.
SA 2A: De frequentie van AMR in ziekteverwekkers die keratitis veroorzaken
bepalen.
SA 2B: Bepalen van AMR genotype en fenotype correlatie met klinische uitkomsten.

We veronderstellen dat AMR per geografische locatie zal verschillen en dat
genotypische AMR-profielen klinische uitkomsten zullen voorspellen.

Specifiek doel 3. Het definiëren van transcriptionele profielen van de
immuunrespons van de gastheer bij infectieuze keratitis.
SA 3A: Transcriptionele kenmerken van de gastheer voor de verschillende
pathogenen bepalen.
SA 3B: Gastheertranscriptie kenmerken voor klinische resultaten bepalen.

Onze hypothese is dat gastheertranscriptoomkenmerken onderscheid kunnen maken
tussen bacteriële, fungale, virale en parasitaire infecties en klinische
uitkomsten kunnen voorspellen.

Snelle en nauwkeurige identificatie van etiologie kan oogbesparende therapie
ondersteunen. De resultaten van deze voorgestelde studie zullen een nieuw
paradigma bieden voor diagnostiek en behandelingsbenaderingen om de klinische
resultaten te verbeteren.

Deze studie is ontworpen om nieuwe technologieën toe te passen zodat diagnoses
sneller kunnen worden gesteld en AMR voor infectieuze hoornvliesinfecties te
volgen. Genotypische gegevens omvatten sequenties van microbiële
RNA-transcripten, determinanten van antimicrobiële resistentie en humane
RNA-transcripten afgeleid van het gedoneerde monster van elke patiënt.
Fenotypische gegevens omvatten, maar zijn niet beperkt tot, de leeftijd,
diagnose, geslacht, ras of etniciteit van een patiënt.
We zullen monsters van zowel het hoornvlies als de conjunctiva verkrijgen van
patiënten met symptomen van infectieuze keratitis van locaties over de hele
wereld. Monsters worden naar University of California San Francisco verzonden
voor alle moleculaire analyses. We verzamelen ook klinische foto's van
patiënten die in aanmerking komen.

- We zullen de patiënt vragen of we twee conjunctivale uitstrijkjes en één
hoornvliesuitstrijkje kunnen afnemen om te analyseren met behulp van high
throughput sequencing.
- We verzamelen ook 2 klinische foto's (van de ogen) met behulp van een mobiel
apparaat.

Er zijn minimale risico's (<1:100) voor de deelnemer tijdens het afnemen van
hoornvliesuitstrijkjes en conjunctivale uitstrijkjes, deze risico's zijn
vergelijkbaar met de risico's wanneer materiaal wordt afgenomen als onderdeel
van de standaarddiagnostiek. Getraind personeel verzamelt de monsters bij de
patiënt. Deelnemers kunnen tijdelijk wat ongemak ervaren, maar het uitstrijken
brengt minimaal risico met zich mee.

Nadelige effecten die minimaal op kunnen treden zijn:
- Vergroting van het epitheel van de ontsteking, waardoor de beschadiging
groter wordt. Deze kans is echter ook aanwezig indien materiaal wordt afgenomen
voor de standaarddiagnostiek om te ontdekken welke ziekteverwekker de
hoornvliesinfectie veroorzaakt.
- Irritatie/ongemak van het hoornvlies of de conjunctiva

Aanvullende gezondheidszorg wordt gratis verstrekt aan de studiedeelnemer
indien dit nodig is om een studiegerelateerde nadelige gezondheidsgebeurtenis
aan te pakken.

Klinische fotografie biedt ook een minimaal risico. Deelnemers kunnen tijdelijk
ongemak ondervinden van de flits van de camera.

Voor het onderzoek is het noodzakelijk dat de patiënt na het afnemen van de
monsters nog één keer naar het ziekenhuis komt voor een controlebezoek. Deze
afspraak kan deel uitmaken van een gepland bezoek als onderdeel van de
standaardbehandeling of worden gepland als specifiek onderzoeksbezoek. Een
bezoek duurt ongeveer 10 minuten.