Diagnóstico de sepsis neonatal : pasado, presente y futuro

Istemi Han Celik     Pediatric Research (2022) 91:337–350

Introducción

La sepsis neonatal es un síndrome clínico caracterizado por signos y síntomas inespecíficos causados por la invasión de patógenos.^1,2 La sepsis se considera comprobada por cultivo si se confirma por crecimiento microbiano en hemocultivos u otros fluidos corporales estériles. Existe debate sobre la ocurrencia de sepsis con cultivo negativo y si se debe continuar con los antibióticos en los casos con cultivo negativo ³ . 

La sepsis neonatal se clasifica como Inicio temprano si se diagnostica dentro de las primeras 72 horas de vida , la cual se debe a factores de riesgo perinatales o de inicio tardío si se diagnostica después de las 72 h y es secundaria a factores de riesgo nosocomiales. La sepsis neonatal sigue siendo una causa importante de morbilidad y mortalidad a pesar de los avances en la medicina neonatal.⁴

La incidencia varía de 1 a 4 casos por cada 1.000 nacidos vivos en países de ingresos altos, pero tan alta como 49–170 casos en países de ingresos bajos y medianos. países con una tasa de letalidad de hasta el 24 %.^5–8 Los sobrevivientes de sepsis neonatal tienen un mayor riesgo de outcomes adversos del neuro desarrollo, incluyendo parálisis cerebral, pérdida de la audición, discapacidad visual y retrasos cognitivos, incluso en aquellos cuyos cultivos fueron negativos pero fueron tratados con antibióticos.^9,10
El diagnóstico de sepsis confirmada se basa en técnicas de cultivo microbiológico convencionales, que pueden llevar mucho tiempo.¹¹ A pesar de la alta sensibilidad para detectar cargas bacterianas bajas (1–4 unidades formadoras de colonias (UFC)/mL), muchos clínicos ven con escepticismo los hemocultivos negativos cuando se presentan con un bebé enfermo.¹² El diagnóstico de sepsis con "cultivo negativo" o "sepsis clínica" ha llevado a un aumento de 10 veces en el uso de antibióticos en recién nacidos con evidencia de daño no intencional, incluyendo mayor riesgo de enterocolitis necrotizante, infecciones fúngicas, displasia broncopulmonar y muerte.¹²

Los avances en las técnicas de cultivo rápido, la administración racional de antibióticos y los enfoques en bundle (agrupados)  para prevenir las infecciones del torrente sanguíneo asociadas a línea central han reducido la morbilidad y la mortalidad por sepsis neonatal. ^13,14  Se necesitan nuevas aproximaciones moleculares y métodos no basados en cultivo para ayudar en la detección oportuna y precisión diagnóstica de sepsis. Los biomarcadores actuales y los índices hematológicos complementarios utilizados en la práctica clínica habitual tienen un valor limitado y son difíciles de interpretar debido a la baja sensibilidad y a los cambios en los rangos normales durante el período neonatal.^15,16 Un marcador ideal debe tener una sensibilidad y un valor predictivo negativo (VPN) cercanos a 100 %; especificidad y valor predictivo positivo (VPP) superior al 85 %.^17,18 Ninguno de los biomarcadores o combinación de biomarcadores tiene una
precisión diagnóstica adecuada para ser utilizado de manera confiable en el diagnóstico de sepsis neonatal.¹⁹ Nuestro objetivo es revisar las modalidades de diagnóstico pasadas y actuales y presentar algunas ideas sobre las futuras estrategias de diagnóstico en la sepsis neonatal (Figura 1).
 

Figura 1.-  Esquema de las categorías de pruebas diagnósticas disponibles para la sepsis neonatal. Los métodos tradicionales de hemocultivos han cambiado a la monitoreo automatizado de hemocultivos para crecimiento bacteriano mediante la detección de CO2. Los tests más nuevos implican la identificación rápida de organismos a partir de cultivos positivos mediante técnicas de hibridación fluorescente in situ. El diagnóstico microbiológico molecular mediante PCR para genes bacterianos y fúngicos se puede aplicar directamente a las muestras de sangre. Los biomarcadores inflamatorios que incluyen PCR, procalcitonina y citocinas son otra categoría de pruebas de diagnóstico complementarias. La tecnología multiómica nos permite explorar la expresión génica, las proteínas y los metabolitos de todo el genoma para desarrollar pruebas de diagnóstico y modelos pronósticos.

Fisiopatología de sepsis neonatal

Las respuestas inmunes del huésped, incluyendo citocinas y quimiocinas, reducen la gravedad de la sepsis. En figura 2 se muestra un resumen de los biomarcadores asociados con las vías inmunes del huésped que cambian durante la sepsis. Las células de Paneth y las células linfoides intestinales producen interleucina-17 (IL-17), la cual tiene un rol en la defensa local y en el desarrollo de la respuesta inflamatoria sistémica. ²⁰   El epitelio respiratorio secreta proteínas y péptidos antimicrobianos, incluyendo catelicidina y β-defensinas ²¹.  Los microorganismos gram + y su ácido lipoteicoico de la pared celular emiten señales a través del receptor tipo toll-2 (TLR-2), mientras que los microorganismos gramnegativos y su lipopolisacárido (LPS) secretado emiten señales a través de los receptores TLR-4^.22  Estas cascadas de señalización están asociadas con la producción de citocinas y quimiocinas inflamatorias dependientes del factor nuclear κB. Los receptores similares a dominios de unión a nucleótidos y de oligomerización conducen a la producción de IL-1β e IL-18 por un complejo de proteínas llamado inflamasoma.²³ La activación de los receptores de reconocimiento de patógenos da como resultado la generación de mediadores inflamatorios como IL-1β, IL-6, IL-8, IL-12, IL-18, interferón-γ (INF-γ) y factor de necrosis tumoral-α (TNF-α).²⁴

Las citocinas proinflamatorias activan las células endoteliales, causando mayor expresión de moléculas de adhesión celular, tales como moléculas de adhesión intercelular solubles, selectinas, angiopoyetinas, CD11b y CD18. ²⁵

Las quimiocinas, incluidas CXCL10, CCL5 (RANTES) y CCL3, y las proteínas del complemento, tales como la catelicidina C3a y C5a y las defensinas, también son estimuladas por las citocinas proinflamatorias.²⁶  

Los patterns moleculares asociados a daño (DAMPS, alarminas) tales como grupo de alta movilidad box-1 y ácido úrico, son liberados de las células dañadas e inducen la producción de citoquinas, la cascada de coagulación y regulan la función de las células polimorfonucleares. ²⁷  

Citoquinas antiinflamatorias tales como factor de crecimiento transformador - β, IL-4, IL-10, IL-11 e IL-13 se expresan para controlar y equilibrar la inflamación.²⁸

Los reactantes de fase aguda (APRs), tales como proteína C reactiva (PCR), procalcitonina (PCT), amiloide sérico A (SAA) son producidos predominantemente en el hígado en respuesta a la activación del complemento. actividad de patrones moleculares asociados a patógenos (PAMPs) y secreción de citoquinas proinflamatorias.

Figura 2.-   La relación entre la inmunidad del huésped y los biomarcadores.  CD : Clúster de diferenciación, sTREM-1  : receptor desencadenante soluble expresado en células mieloides-1,  ICAM :  molécula de adhesión intracelular ,  VCAM : molécula de adhesión de células vasculares, RNA : ácido ribonucleico , DNA : ácido desoxirribonucleico , DAMPs : patrones moleculares asociados al daño,  HGM-1 : alta movilidad caja de grupo 1,   LPS : lipopolisacárido , LTA :  ácido lipoteicoico , NETs : trampas extracelulares de neutrófilos ,  TLR : receptor tipo toll ,  HSP :  proteína de choque térmico,  TNF-alfa : factor de necrosis tumoral alfa , INF-γ  :  interferón-γ ,  IL :  interleucina , MCP-1 : proteína quimioatrayente de monocitos-1,  CXCL-10 :  ligando-10 de quimiocina .

Métodos actuales para diagnóstico de sepsis neonatal

Métodos de cultivo microbiológicos

Las técnicas de cultivo convencionales siguen siendo el “estándar de oro” para confirmar el diagnóstico de sepsis neonatal. La introducción de sistemas automatizados que detectan la presencia de crecimiento a partir de la producción bacteriana de CO2 ha reducido el tiempo de detección del organismo a 24-48 horas.^29,30 Los factores que pueden influir en la recuperación de patógenos de la sangre incluyen la cantidad de volumen sanguíneo obtenido, el momento de recolección y número de muestras recolectadas. En los recién nacidos, la presencia de bacteriemia baja o intermitente y la exposición a antimicrobianos intraparto materna pueden disminuir la sensibilidad de los hemocultivos.^12,31 El retraso en la identificación de patógenos y los tests de susceptibilidad a los antibióticos aumenta la exposición a los antibióticos de amplio espectro, lo que puede conducir a resistencia bacteriana a los antibióticos y retraso en la terapia antimicrobiana dirigida (targeting) .^9,32,33

El volumen de sangre muestreado para cultivos es el factor individual más importante que influye en la recuperación de patógenos de los hemocultivos.³⁴ Sin embargo, la recolección del volumen de sangre óptimo puede ser difícil en bebés extremadamente prematuros y la flebotomía repetida puede aumentar el riesgo de requerir transfusiones de sangre. Schelonka et al. reportaron que un volumen de hemocultivo de 1 ml inyectado en frascos de hemocultivo pediátrico tuvo una excelente sensibilidad incluso si los organismos estaban presentes en concentraciones muy bajas (< 4 unidades formadoras de colonias (UFC)/ml).³¹

No está clara la necesidad de obtener cultivos para anaerobios en los recién nacidos antes de comenzar con los antibióticos.³⁵ La incidencia general de aislamientos de anaerobios clínicamente significativos encontrados en una población neonatal fue 0.2 % de todos los hemocultivos realizados.³⁶ Estudios previos mostraron que el uso de hemocultivos para anaerobios condujo a mayor identificación de bacterias aerobias y anaerobias facultativas.³⁷ Créixems et al. reportaron que entre 10.024 hemocultivos pareados (aerobios y anaerobios),  19 % de los pacientes con bacteriemia se habrían pasado por alto si se hubieran utilizado cultivos aeróbicos solos, no incluyendo las tres infecciones estrictamente anaerobias identificadas.³⁸ Por el contrario, Dunne et al. encontraron mayor sensibilidad en el aislamiento de aerobios y anaerobios facultativos aislados de pacientes pediátricos cuando se realizaron dos hemocultivos aerobios versus cultivos pareados aerobios/anaerobios.³⁹ No está claro si el tratamiento de anaerobios en el manejo rutinario de la sepsis neonatal mejora los outcomes clínicos.

Métodos de prueba rápidos a partir de hemocultivos positivos

Se han desarrollado varios sistemas de diagnóstico para la identificación rápida de organismos encontrados en hemocultivos positivos y proporcionan tiempos de respuesta más rápidos en comparación con los métodos convencionales (Tabla 1).⁴⁰  Estos sistemas autorizados por Administración de Food and Drug identifican rápidamente los organismos que crecen en hemocultivos positivos, pero no eliminan el tiempo requerido para el crecimiento de estos cultivos. Las tinciones moleculares de hibridación in situ fluorescentes de ácidos nucleicos peptídicos⁴¹ son un método bien validado; el nuevo sistema QuickFISH ha reducido el tiempo de respuesta a 20 minutos, lo que permite que los resultados de identificación de especies se notifiquen en el mismo período de tiempo que la tinción de Gram.⁴² Los métodos basados en la reacción en cadena de la polimerasa (PCR), incluyendo GeneXpert (1 h), FilmArray (1 h ), y Verigene (2,5 h), son algo más lentos que QuickFISH, pero tienen poco o ningún procesamiento de muestras e incluyen genes de resistencia a antibióticos seleccionados. ⁴⁰  Los estudios rápidos representan cada vez menos trabajo intensivo y han llevado a mejores outcomes clínicos, estadías hospitalarias más cortas y costos de atención médica drásticamente más bajos.^43,44

Los avances recientes en las técnicas moleculares permiten la amplificación de patógenos microbianos directamente a partir de muestras de sangre total en menos de 12 h sin depender del crecimiento microbiano inicial en hemocultivos (Tabla 1).⁴⁰  Esto proporciona la ventaja de la identificación en el mismo día y la identificación temprana de terapia antimicrobiana específica apuntada a patógenos , especialmente en entornos donde hay pretratamiento con antibióticos, bacteriemia de baja densidad o donde la sepsis con cultivo negativo es común. Estas técnicas moleculares se basan predominantemente en los métodos de amplificación de PCR para los genes de ARN ribosómico (ARNr) 16S o 23S bacteriano y el gen de ARNr 18S de hongos.
Se ha reportado la precisión diagnóstica de sistemas tales como SeptiFast, SepsiTest y, más recientemente, la detección de ADN del patógeno amplificado por PCR de la sangre que se hibrida para capturar nanopartículas decoradas con sonda detectables por una pequeña plataforma portátil de resonancia magnética (RM) T2. ^45–48 El sistema Roche Light Cycler SeptiFast requiere 100 μL de sangre y puede detectar 25 patógenos conocidos por causar >90% de las infecciones del torrente sanguíneo, con un tiempo de respuesta de 6 h.

Un ensayo comercial competitivo, SepsiTest, es capaz de detectar > 300 patógenos; sin embargo, con un tiempo de respuesta relativamente más lento de 8 a 12 h.⁴⁶     El T2 MR es un estudio de PCR automatizado basado en nanopartículas que puede detectar tan solo 1 UFC/mL de Candida spp en sangre en ~ 3 h.⁴⁶ Algunos estudios reportan una discordancia entre el cultivo convencional y los métodos de PCR durante la validación de los métodos de detección molecular de patógenos, lo que ha llevado a una incertidumbre continua sobre la etiología bacteriana de la sepsis.^49,50

Además, los resultados falsos positivos se observaron con umbrales de ciclo altos, lo que abrió la posibilidad de una amplificación inespecífica y planteó dudas sobre si la bacteria presente era la causa del síndrome de sepsis.⁵¹ Una revisión sistemática concluyó que el diagnóstico molecular tenía valor como pruebas complementarias con una sensibilidad general de 90 % y especificidad del 96%.⁵² Los estudios moleculares no están fácilmente disponibles, pueden ser costosos y tienen una precisión diagnóstica modesta. Por lo tanto, los estudios moleculares no están listos para reemplazar los hemocultivos como estándares de referencia, pero son útiles como pruebas complementarias en el diagnóstico de sepsis neonatal.

Indices Hematológicos

Los recuentos de leucocitos (< 5.000 o ≥ 20.000/mm³), neutrófilos absolutos (<1000 o ≥5000/mm3) y neutrófilos inmaduros/totales (>0,2) y frotis de sangre periférica (granulación tóxica, vacuolización y cuerpos de Dohle) se utilizan tradicionalmente para ayudar al diagnóstico de sepsis neonatal (Tabla 2).⁵³

Recuento de glóbulos blancos (WBC).

El recuento de leucocitos comienza entre 6.000 y 30.000/mm³ en el primer día de vida y disminuye a 5.000 - 20.000 mm³ más tarde. El recuento de neutrófilos tiende a ser más bajo a edades gestacionales más bajas (EG) y alcanza un peak de 6 a 8 h después del nacimiento.⁵⁴ Condiciones clínicas tales como fiebre e hipertensión materna, asfixia perinatal, síndrome de aspiración de meconio, vía de parto, hemorragia intraventricular, hemólisis, neumotórax, convulsión , e incluso el llanto afectan el recuento de neutrófilos.⁵⁵ Una revisión de la literatura realizada por Sharma et al. reportó que leucopenia (recuento de glóbulos blancos < 5.000 / mm³) tiene baja sensibilidad (29 %), pero alta especificidad (91 %) para diagnóstico de sepsis neonatal.⁵⁶ Estudios adicionales destacaron que leucopenia es más predictiva de sepsis que leucocitosis (glóbulos blancos > 20.000/mm³) en > 4 h.⁵⁷ Los cocientes de neutrófilos / linfocitos (NLR) de 1.24 : 6.76 y cocientes de plaquetas / linfocitos de 57.7 : 94.05 pueden ser diagnósticos de sepsis neonatal.^58,59

Recuento absoluto de neutrófilos (RAN ).

Los recuentos de neutrófilos se evalúan comúnmente en recién nacidos con sepsis presunta, pero pueden verse afectados por factores de riesgo maternos y neonatales .  ^54,55   Neutropenia (ANC < 1.000/mm³ at ≥ 4 h) es considerada más específica para sepsis de inicio precoz (EOS) a diferencia de neutrofilia     (RAN ≥ 10. 000/ mm³).^51,56,60 Sin embargo, la interpretación del RAN debe tener en cuenta la edad gestacional y posnatal del recién nacido, ya que el límite inferior del RAN disminuye con una EG más baja. Además, un análisis de 30.354 hemogramas completos obtenidos en las primeras 72 h de vida demostró que el RAN alcanza su punto máximo más tarde en los recién nacidos prematuros tempranos < 28 semanas de gestación en comparación con los recién nacidos ≥ 28 semanas de gestación (24 h de vida versus 6–8 h, respectivamente).⁵⁴ El volumen promedio de neutrófilos > 157 unidades arbitrarias tuvo una sensibilidad y una especificidad del 79 % y del 82 %, mientras que la sensibilidad y la especificidad de la Proteína C Reactiva (PCR)  fueron 72 % y 99 %, respectivamente.⁶¹ En 141 recién nacidos con sepsis neonatal, el nivel de corte del índice de neutrófilos delta se calculó como 4.6 % con una sensibilidad del 85 % y 80 % especificidad , mientras que la PCR tuvo una sensibilidad del 81 % y especificidad del 82 %.⁶²

Relación neutrófilos Inmaduros a Totales (I :T) 

En comparación con otros marcadores hematológicos, la relación I:T puede ser el indicador más sensible de sepsis neonatal,⁶⁰ pero este parámetro también varía con la EG y la edad posnatal. En recién nacidos sanos, la relación I:T alcanza un máximo de 0.16 durante las primeras 24 h y disminuye gradualmente a lo largo de los días.  Gandhi y Kondekar proponen que la relación I:T > 0.27 en recién nacidos a término y > 0.22 en prematuros favorece el diagnóstico de sepsis neonatal⁶⁰. Murphy y Weiner demostraron que dos relaciones I:T normales correlacionadas con un hemocultivo estéril tenían un VPN máximo de 100 %.⁶³

Ancho de distribución de glóbulos rojos (RDW).

RDW muestra una mayor producción de glóbulos rojos en enfermedades inflamatorias e infecciosas. Se ha demostrado que una RDW elevada está asociada con una mayor mortalidad por sepsis tanto en adultos como en recién nacidos.^64,65 En recién nacidos, RDW fue significativamente mayor en sepsis y entre los no sobrevivientes.⁶⁶ Los niveles de corte de 16,3 y 19,5 tenían sensibilidad (70 –87%) y especificidad (66,1–81%) en sepsis neonatal y sepsis neonatal de inicio  tardío (LOS) por gramnegativos, respectivamente.^64,67
 

Trombocitopenia.

La trombocitopenia se asocia a sepsis neonatal⁶⁸. El volumen plaquetario aumenta siendo más activo y asociado a citocinas y mediadores inflamatorios. Un metaanálisis que incluyó 11 estudios y 932 pacientes informó que el VPM (volumen plaquetario promedio) fue mayor en la sepsis neonatal con un nivel de corte entre 8,6 y 11.4.^69–71

Biomarcadores inflamatorios

Reactantes de fase aguda (APRs) 

Los APRs son producidos por el hígado en respuesta a las citocinas, que son inducidas por infección y lesión tisular. TNF-α, PCR, PCT, fibronectina, haptoglobina, proadrenomedulina (pro-ADM) y SAA se han evaluado en la sepsis neonatal.

Proteína C-reactiva  (PCR)

La PCR ha sido el biomarcador más estudiado.¹⁶ Las concentraciones séricas de PCR aumentan dentro de las 10 a 12 horas en respuesta a infecciones bacterianas y alcanzan su punto máximo después de 36 a 48 horas, con concentraciones que se correlacionan con la gravedad de la enfermedad.⁷² Debido al retraso en la elevación, no es confiable para el diagnóstico temprano de sepsis neonatal (baja sensibilidad).¹⁵ Además, otras condiciones maternas y neonatales no infecciosas también pueden resultar en niveles elevados de PCR, lo que lo convierte en un biomarcador no específico.^72,73 Una revisión sistemática de biomarcadores para sepsis neonatal concluyó que las mediciones seriadas de PCR a las 24-48 horas después del inicio del inicio de los síntomas se ha demostrado aumentan su sensibilidad y VPN y pueden ser útiles para monitorear la respuesta al tratamiento en recién nacidos infectados que reciben antibióticos.¹⁶ Esto sugiere que la PCR puede ser más útil para descartar infección y suspender los antibióticos cuando se obtienen mediciones seriadas.

Procalcitonina  (PCT)

La PCT se sintetiza en monocitos y hepatocitos como una prohormona de la calcitonina en respuesta a la estimulación con citoquinas. Después del nacimiento, aumenta hasta el día 2–4 después del nacimiento.⁷⁴ La PCT está regulada a la baja por IFN-γ, una citocina que se produce comúnmente en las infecciones virales.^72,75,76 Por lo tanto, la PCT se ha convertido en un biomarcador prometedor para el diagnóstico de infecciones bacterianas que puede ser útil para discriminar entre etiologías bacterianas y virales. Después de la exposición a la endotoxina bacteriana, los niveles de PCT aumentan rápidamente en 2 a 4 horas y alcanzan su punto máximo en 6 a 8 horas, lo que lo convierte en un marcador más sensible que la PCR para el diagnóstico temprano de sepsis neonatal.⁷⁷ Este aumento a menudo se correlaciona con la gravedad y mortalidad de la enfermedad . Sin embargo, en EOS (sepsis inicio precoz) , las mediciones de PCT al nacer pueden ser inicialmente normales; una medición seriada de PCT a las 24 h de edad puede ser más útil para el diagnóstico temprano.⁷⁸ Además, las determinaciones seriadas de PCT permiten acortar la duración de la terapia con antibióticos en recién nacidos a término y casi a término con sospecha de sepsis de inicio temprano.⁷⁹ Sin embargo, antes de que esta estrategia guiada por PCT pueda ser recomendada , su seguridad y confiabilidad deben confirmarse en una cohorte más grande de recién nacidos.

En un metanálisis con 1.959 pacientes, se informó que sensibilidad y especificidad de PCT eran 81 % (intervalo de confianza [IC] del 95 %: 74–87) y 79 % (IC del 95 %: 69–87), respectivamente.⁸⁰ Estudios en el metanálisis utilizaron diferentes umbrales de corte (0.8-2.4 μg/L).  PLR y NLR fueron 7.7 y 0.11 para LOS, mientras que 3.2 y 0.3 para EOS lo que indica que la precisión diagnóstica es mejor en LOS.⁸¹  La PCT en sangre de cordón umbilical > 0.7 μg/L en el diagnóstico de sepsis mostró una sensibilidad del 69 % y una especificidad del 70 % y la PCT se ha utilizado en combinación con otros biomarcadores en EOS.⁸²    Canpolat et al. reportaron que PCT (> 1.74 ng/mL) y PCR (> 0.72 mg/dL) tuvieron 76% y 58% de sensibilidad y 58% y 85% de especificidad, respectivamente, al tercer día de vida en neonatos pretérmino con ruptura prematura de membranas .⁸³   Eschborn y Weitkamp evaluaron 29 estudios que compararon PCT con PCR y encontraron que la sensibilidad media para EOS, LOS y EOS + LOS fue 73.6 %, 88.9 % y 76.5 % para PCT; 65.6 %, 77.4 % y 66.4 % para PCR , mientras que la especificidad media para EOS, LOS y EOS + LOS fue 82,8 %, 75,6 % y 80,4 % para PCT; 82,7 %, 81,7 % y 91,3 % para PCR, respectivamente⁷². Los autores concluyeron que el desempeño de ambos biomarcadores será mejor con mediciones seriadas y que se necesita correlación con los hallazgos clínicos para la toma de decisiones.

Amiloide sérico A  (SAA)

SAA es otro APR  (Reactante de fase aguda ) sintetizado por hepatocitos, monocitos, células endoteliales y de músculo liso en 8 a 24 h después de la exposición bacteriana y está regulado por citocinas proinflamatorias. Los niveles de SAA aumentan con la edad, con los niveles más bajos observados en la sangre del cordón umbilical y los niveles más altos observados en la vejez.⁸⁴ En respuesta a una infección o lesión, los niveles de SAA aumentan rápidamente hasta 1.000 veces más que el valor inicial, pero pueden verse influenciados significativamente por la función hepática y el estado nutricional del paciente⁸⁵. En un estudio de Arnon y Litmanovitz, en comparación con neonatos sanos a las 0, 8 y 24 h, los niveles de SAA en neonatos sépticos fueron significativamente más altos (p < 0,01) en todos los momentos de tiempo. ⁵³  En comparación con PCR,  SAA tuvo una mejor precisión diagnóstica general para predecir EOS. Cetinkaya et al. también determinaron que las concentraciones de SAA tenían mejor sensibilidad y área bajo la curva en comparación con PCR y PCT, aunque la diferencia no fue estadísticamente significativa.⁸⁶ Se informaron diferentes puntos de corte entre 1 y 68 mg/L con una sensibilidad combinada del 78% y 92% de especificidad.⁸⁷
 

Proadrenomedulina

La proadrenomedulina es un precursor estable de ADM, que modula la circulación, tiene propiedades antimicrobianas y protege contra el daño de órganos.⁸⁸ Alta sensibilidad (86,8%), especificidad (100%), VPP (100%) y VPN (83,9%) con un valor de corte de 3.9 nmol/L de pro-ADM se observaron en 76 recién nacidos con sepsis neonatal.⁸⁹ Los niveles más altos de pro-ADM se asociaron con mayor gravedad y mortalidad de sepsis.⁹⁰

Adipocinas

Las adipocinas se liberan del tejido adiposo y pueden iniciar la secreción de citocinas inflamatorias y antiinflamatorias. Visfatina (> 10 ng/ml) y resistina (> 8 ng/ml) tuvieron una sensibilidad y especificidad superiores al 90 % en 62 neonatos sépticos.⁹¹ Estudios posteriores informaron una menor sensibilidad y especificidad para resistina, pero los niveles se correlacionaron positivamente con IL-6 y PCR.^92,93

Otros reactantes de fase aguda

La hepcidina, la progranulina, el factor 1 derivado de células estromales, el endocan y la pentraxina-3 son APRs menos estudiados, que tienen un papel en la inflamación, quimioatracción, activación del complemento, angiogénesis y se necesitan estudios futuros para evaluar la exactitud diagnóstica de estos marcadores.^94–98

Endotelio vascular

El endotelio vascular interactúa con leucocitos, mediadores solubles, PAMP y DAMP, que tienen un papel en la patogenia de la sepsis. La selectina E, la selectina L, la molécula de adhesión intracelular soluble-1, la molécula de adhesión de células vasculares soluble-1 y la angiopoyetina 1-2 se estudiaron en el diagnóstico de sepsis neonatal.⁹⁹ Sin embargo, la limitación de estos estudios de marcadores es que no incluye datos normativos en neonatos, aumento fisiológico en el primer mes de vida y falta de estudios amplios.

Interleukina

La IL-6 aumenta inmediatamente después de la exposición a los patógenos y se normaliza en 24 h.¹⁰⁰ La IL-6 tiene un efecto proinflamatorio que induce la liberación de CRP, fibronectina y SAA del hígado, la diferenciación de las células T y la maduración de las células B.¹⁰¹ La IL-6 se ha estudiaron más que otras citocinas y se encontró que aumentaban en recién nacidos con EOS y LOS, y se informaron varios niveles de corte entre 18 y 300 pg/mL en 31 estudios con 1.448 recién nacidos sépticos.¹⁰² La sensibilidad y especificidad combinadas de IL-6 fueron 88% y 82%, mientras que PLR y NLR fueron 7.03 y 0.2, respectivamente. La combinación de IL-6 con otros marcadores tales como PCR, pro-ADM y PCT mostró una mejor precisión diagnóstica^19,89,103.  Cortes et al. evaluaron la precisión diagnóstica de IL-6 y PCR en EOS y LOS.¹⁰⁴ Los autores concluyeron que IL-6 (> 17.75 pg/ml) mostró mayor precisión en EOS, mientras que PCR  (> 0.53 mg/dL) fue más precisa en LOS . Kurul et al. mostraron que IL-6 (> 580 pg/mL) y  PCT (> 0.94 ng/mL) estaban asociadas con mortalidad a los 7 días, mientras que la PCR no lo estaba¹⁰⁵.

Figura 3.-   Pruebas en el punto de cuidado para el diagnóstico de sepsis neonatal. Las muestras de sangre se extraen ante la sospecha de infección en chips de laboratorio que son microbiológicos, inmunológicos o de diagnóstico molecular. Los resultados nos permiten iniciar una terapia dirigida. Los resultados rápidos y la terapia dirigida mejorarán los outcomes clínicos.

Ye et al. evaluaron la utilidad de las citocinas en 420 recién nacidos con sepsis neonatal.¹⁰⁶ Se midieron y compararon con la PCR la interleucina-2, IL-4, IL-6, IL-10, TNF-α e INF-γ. La interleucina-6 ( > 12.5 pg/ml) y la relación IL-6 / IL-10 ( > 3.5) resultaron tan valiosas como la PCR , mientras que las IL más sensibles y específicas fueron IL-6 (94,1 %) y relación IL-6 / IL - 10 (100%), respectivamente.   Celik et al. observó que un nivel de corte de 202 pg/ml para IL-6 diferenciaba la sepsis entre gramnegativos (n = 73) y grampositivos (n = 82) con sensibilidad 68 % y especificidad 58 %.¹⁰⁷ En un estudio posterior, IL-6 (> 400 pg/mL) sola o en combinación con TNF-α (> 32 pg/mL), IL-8 (> 200 pg/mL) y factor estimulante de colonias de granulocitos (> 1.000 pg/mL) tuvo 100 % de sensibilidad, especificidad, VPN y 38–69 % de VPP para diferenciar la sepsis neonatal por gramnegativos

La IL-8 es otra citocina proinflamatoria que promueve la quimiotaxis y la activación de los granulocitos y aumenta en 1 a 3 h con una vida media < 4 h. La precisión diagnóstica se evaluó en un metaanálisis con ocho estudios con 548 recién nacidos (niveles de corte entre 0,65 y 300 pg/mL), el cual reportó sensibilidad y especificidad agrupadas de 78 y 84 % similar a la PCR.¹⁰⁹

El TNF-α es secretado desde células natural killer por IL-2 para inducir proliferación de células T,  vasodilatación y adhesión de neutrófilos.¹¹⁰  En una frevisión sistemática (donde los valores de corte de TNF-α  variaron desde 1.7 a 70 pg/mL)   a un valor de corte promedio  de 18.94 pg/m/L, la sensibilidad fue 79 % y la especificidad 81 % y mejor precisión en LOS que en EOS.¹¹¹ Los metanálisis de datos de recién nacidos muestran sensibilidad y especificidad variables para IL-6, IL-8 y TNF- α con solo precisión moderada en el diagnóstico de sepsis neonatal.^16,109,111 Sin embargo, cuando se combinan con otras citocinas o marcadores proinflamatorios tardíos, como PCR, aumentan la sensibilidad y la especificidad.^106,112,113

Actualmente, la medición de citocinas para el diagnóstico de sepsis neonatal puede no ser práctica ni costo - efectiva debido a que los inmunoensayos enzimáticos son costosos y consumen mucho tiempo.

Moléculas de adhesión celular:

Los antígenos leucocitarios aumentan después de la exposición bacteriana y pueden cuantificarse mediante citometría de flujo. ^114,115 Estos marcadores aumentan en minutos después de la infección y los niveles no se vieron afectados por la GA, el momento del inicio de la sepsis, el tipo de microorganismo o enfermedades no infecciosas.^116,117 La limitación de estos marcadores está en la necesidad de alta tecnología y rangos normales no estandarizados.

La molécula de diferenciación de grupos 64 (CD64) expresada en neutrófilos y monocitos facilita la fagocitosis y la muerte intracelular de microorganismos opsonizados. Se pueden detectar niveles elevados en 1 h y se mantienen estables durante 24 h. Shi et al. realizó un metaanálisis de niveles de CD64 de 17 estudios, incluyendo 3.478 recién nacidos, y encontró que la sensibilidad, la especificidad, PLR y NLR agrupados fueron 77 %, 74 %, 3.58 y 0.29, respectivamente.¹¹⁸ Se han realizado mediciones en serie y combinación con otros marcadores reportadas con precisión diagnóstica variable.^119,120 Se encontró una mayor expresión de CD11b tanto en EOS como en LOS con alta sensibilidad y especificidad de hasta el 100%.¹¹² En un metanálisis reciente que incluyó nueve estudios con 843 recién nacidos, se mostró que CD11b es un biomarcador prometedor con sensibilidad, especificidad, PLR y NLR  de 82%, 93%, 11.51 y 0.19, respectivamente.¹²¹
El fragmento soluble de CD14 (presepsina) es un complejo receptor específico y de alta afinidad de LPSs y activa TLR para la secreción de citoquinas proinflamatorias. Ambos metanálisis revelaron que la presepsina era tan precisa como la PCT y la PCR en el diagnóstico de sepsis neonatal.^77,122 Las infecciones por gramnegativos causan niveles más altos de sCD14.¹²³ Se evaluaron los niveles de presepsina en la sangre del cordón umbilical en 288 bebés prematuros con ruptura prematura de membranas por EOS (sepsis de iinicio precoz) y un nivel de corte ≥1370 pg/mL produjo un cociente de probabilidades  (odds ratio) de 12.6 (nivel de confianza del 95 %: 2,5–28,1).¹²⁴ Se compararon presepsina, PCT, IL-6 e IL-8 en el diagnóstico de EOS y se encontró que la presepsina era el biomarcador más preciso con una sensibilidad 88,9 % y especificidad 85,7 %.¹²⁵

El receptor desencadenante soluble expresado en células mieloides-1 (sTREM-1) regula el sistema inmune innato y la inflamación al promover la liberación de citoquinas proinflamatorias. Se encontraron niveles elevados en sepsis neonatal con un valor de corte de 310 pg/mL, aunque se informaron niveles más altos en sepsis comprobada por cultivo. ¹²⁶  Urine sTREM-1 >78.5 pg/mL tuvo 90% sensitividad, 78% especificidad , 68% VPP y 94% VPN en 62 neonatos con sepsis, respectivamente.¹²⁷  Un metanálisis que incluyó ocho estudios con 667 recién nacidos reportó que la sensibilidad y la especificidad de sTREM-1 fueron 95 % y 87 %, respectivamente.¹²⁸   Las limitaciones incluyen un pequeño número de estudios y diferentes niveles de corte entre 77.5 y 1707 pg/mL.¹²⁸

El desafío de la identificación de biomarcadores se refleja en el hecho de que se han publicado más de 3.000 estudios de biomarcadores de sepsis con casi 200 biomarcadores candidatos evaluados.¹²⁹ Sin embargo, no hay un único biomarcador que tenga suficiente precisión diagnóstica para el diagnóstico de sepsis neonatal.

La combinación de biomarcadores o sus mediciones en serie pueden ser estrategias para mejorar la precisión diagnóstica. Se ha sugerido una combinación de IL-6, sTREM-1 y PCT, ya que cada biomarcador representa un componente diferente en la fisiopatología de la sepsis.¹³⁰ Otros proponen que marcadores de fase temprana y media, como el CD64 de neutrófilos y PCT, deben combinarse con el biomarcador PCR de fase tardía para un beneficio diagnóstico máximo.⁴⁰ Una revisión reciente de la literatura resume la utilidad de combinar biomarcadores tempranos y tardíos para la sepsis neonatal.¹³⁰

Estrategias para el futuro

Espectrometría de masas para la identificación de patógenos a partir de muestras de hemocultivos.

La espectroscopia de masas con desorción-ionización/tiempo de apagado con láser asistida por matriz (MALDI-TOF) es un enfoque relativamente nuevo que puede identificar microorganismos dentro de los 30 minutos posteriores a la positividad del hemocultivo.¹³¹ Los metaanálisis han encontrado que el uso de MALDI-TOF para el diagnóstico de la infección desde los frascos de cultivo tiene una sensibilidad y especificidad aceptables¹³² y con mayor sensibilidad en las infecciones por gramnegativos en comparación con las infecciones por grampositivos.¹³³
 

Dispositivos en punto de cuidado (POC) para el diagnóstico de sepsis neonatal.

Las pruebas rápidas realizadas al lado de la cama que podrían confirmar el diagnóstico o proporcionar información pronóstica tienen el potencial de mejorar los outcomes del paciente y disminuir los costos de atención médica (Figura 3). Se ha demostrado que técnicas novedosas, tales como el análisis de compuestos orgánicos volátiles en el aliento, son razonablemente sensibles y específicas¹³⁴ y capaces de distinguir la sepsis de la inflamación en modelos de ratas,¹³⁵ aún por validar en estudios humanos. Los dispositivos POC que utilizan una variedad de biomarcadores, incluyendo la cuantificación de proteínas en plasma sanguíneo y monitoreo de leucocitos, están siendo evaluados para el diagnóstico de sepsis.¹³⁶

Tecnologías ómicas y medicina personalizada.

Las tecnologías ómicas proporcionan datos sobre la expresión génica de todo el genoma, la traducción de proteínas y la producción de metabolitos que se regulan de forma diferencial en la sepsis neonatal.^137,138 La proteómica mide los componentes proteicos liberados después de una infección o inflamación. La proteómica de la sangre del cordón umbilical y del líquido amniótico ha brindado información sobre la respuesta fetal a la inflamación intraamniótica y ha predicho con éxito la EOS con >92 % de precisión.^139,140 

Proteómica, incluyendo defensina de neutrófilos 1–2, catelicidina, S100A12, S100A8, proapolipoproteína C2, apolipoproteína A-E-H, β-2 microglobulina, haptoglobina, desarginina del líquido amniótico, sangre del cordón umbilical y plasma se encontró que era valiosa en el diagnóstico de EOS y LOS.^141–143

La metabolómica mediante imágenes de RM nuclear (RMN) y cromatografía de gases-espectrometría de masas (GC-MS) también se ha investigado en la sepsis de adultos con resultados favorables. ¹⁴⁴ 

El perfil metabolómico urinario de la neumonía neumocócica del adulto, por ejemplo, ha sido encontrado que es claramente diferente de virus y otras bacterias
causas de neumonía.¹⁴⁵ Esto indica que la evaluación del perfil urinario de metabolitos puede ser útil para un diagnóstico eficaz y conducir a tratamiento antibiótico dirigido (target) más rápido. Muestras de orina de neonatos con sepsis que se evaluaron con H-NMR y GC-MS mostraron un aumento en glucosa, maltosa, lactato, acetato, cuerpos cetónicos, D-serina y también normalización de variaciones con tratamiento.¹⁴⁶

Un estudio observacional prospectivo que comparó los perfiles de expresión de todo el genoma de 17 bebés de MBPN con sepsis bacteriana identificó distintos grupos de patrones de expresión génica en la sepsis por grampositivos y gramnegativos en comparación con los controles.¹⁴⁷ El análisis genómico puede determinar el riesgo de sepsis, la respuesta al tratamiento y el pronóstico al evaluar variantes genéticas responsables de PRPs, moléculas de señalización y citoquinas.^143,148

Aprendizaje automático.

El aprendizaje automático y la inteligencia artificial se utilizan cada vez más para clasificar datos transcriptómicos, proteómicos y metabolómicos para el screening de biomarcadores, el desarrollo de modelos de pronóstico y para identificación de los pacientes adecuados para terapias específicas (medicina personalizada). Un ejemplo es el Pediatric Sepsis Biomarker Risk Model (PERSEVERE), que se desarrolló y validó como una herramienta de enriquecimiento pronóstico para el shock séptico pediátrico y para predecir la mortalidad.^138,149 Las investigaciones en curso están investigando la aplicación del modelo PERSEVERE en el pronóstico de sepsis neonatal.¹⁵⁰
Se detectó una variabilidad reducida de la frecuencia cardíaca y desaceleraciones transitorias en horas o días antes del diagnóstico de sepsis.^151,152 En estos estudios, se informó un diagnóstico temprano de sepsis y una mortalidad reducida. Recientemente se desarrollaron modelos predictivos que utilizan el aprendizaje automático. Estos modelos utilizan los signos vitales, las características clínicas y de laboratorio de los pacientes. Mithal et al. calculó un score desencadenante de ≥ 5 utilizando eventos de frecuencia cardíaca, frecuencia respiratoria, temperatura, desaturación y bradicardia. Los autores encontraron que LOS se diagnosticó 43,1 ± 79 h antes de la positividad del cultivo con sensibilidad 81 %, especificidad 80 %, VPP 57 % y VPN 93 % en 72 pacientes.¹⁵³

Hallazgos clínicos tales como peso de nacimiento, sexo, uso de catéter y hallazgos de laboratorio tales como parámetros de gases en sangre, CBC también se integraron en modelos de predicción y se encontraron valiosos en el diagnóstico de sepsis.^154,155

Nuevas técnicas genéticas.

Los ARN no codificantes (transcriptómica), incluyendo los microARN (miARN) y los ARN circulares, regulan muchas vías de señalización celular, incluyendo la proliferación celular, diferenciación, desarrollo, metabolismo, apoptosis y la producción de citoquinas proinflamatorias.¹⁵⁶ Ambos aumentaron (miARN 15-16a-23b-451) y se informó una disminución de la expresión (miRNA 25-129-132-181a-223), mientras que se encontró una sensibilidad 80-89% y especificidad 79-98% en el diagnóstico de sepsis neonatal.^157,158 Los exosomas y las trampas extracelulares de neutrófilos liberados durante la inflamación pueden ser objetivos terapéuticos.  en el futuro.

Conclusión

La identificación de un biomarcador ideal para diagnosticar la sepsis neonatal sigue siendo el santo grial, pero los avances tecnológicos nos han dado una idea de las pruebas prometedoras para el futuro. Los marcadores inflamatorios tales como PCR y PCT, así como otros índices hematológicos utilizados actualmente, tienen un valor limitado en los recién nacidos. Se ha demostrado que las mediciones seriadas de una combinación ideal de biomarcadores aumentan la precisión diagnóstica, pero siguen siendo costosas y engorrosas para la práctica clínica. Las herramientas de diagnóstico molecular, tales como la PCR y la secuenciación, así como la EM, prometen una detección de enfermedades más rápida y sensible. La tecnología ómica y el aprendizaje automático pueden proporcionarnos modelos de diagnóstico y pronóstico que podrían personalizarse para el futuro.

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