Βιοδείκτες της Πνευμονιας της Κοινότητας: Ένα Κλειδί για τη Διάγνωση και την Αντιμετώπιση των Νόσων

Elena N. Savvateeva, Alla Yu. Rubina, and Dmitry A. Gryadunov

Engelhardt Institute of Molecular Biology, Russian Academy of Sciences, Vavilova Str. 32, 119991 Moscow, Russia

Η πνευμονία της κοινότητας (ΠΚ) είναι μια επικίνδυνη νόσος που προκαλείται από ένα φάσμα βακτηριακών και ιογενών παθογόνων. Η επιλογή της ειδικής θεραπείας και η ανάγκη νοσηλείας ή μεταφοράς στη μονάδα εντατικής θεραπείας καθορίζονται από τον αιτιολογικό παράγοντα και τη σοβαρότητα της νόσου. Η μικροβιολογική ανάλυση των πτυέλων εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την ποιότητα του λαμβανόμενου υλικού. Η πρόβλεψη της σοβαρότητας και της διάρκειας της θεραπείας προσδιορίζεται ξεχωριστά και οι υπάρχουσες προγνωστικές κλίμακες χρησιμοποιούνται γενικά. Αυτή η ανασκόπηση εξετάζει τις δυνατότητες χρήσης συγκεκριμένων ορολογικών βιοδεικτών για την ανίχνευση της βακτηριακής ή ιογενής αιτιολογίας της ΠΚ και για την εκτίμηση της σοβαρότητας της νόσου. Ιδιαίτερη έμφαση δίνεται στη χρήση των βιοδεικτών και στην ανακάλυψη των υποψηφίων βιοδεικτών για μια ενιαία πολύπλοκη ανάλυση.

1. Εισαγωγή

Η πνευμονία της κοινότητας (ΠΚ) είναι μια από τις πιο συχνές μολυσματικές νόσους και μια σημαντική αιτία θανάτου σε παιδιά ηλικίας κάτω των 5 ετών στις αναπτυσσόμενες χώρες και σε ενήλικες άνω των 65 ετών στις ανεπτυγμένες χώρες. Οι βακτηριακοί και ιογενείς παράγοντες είναι οι κύριες αιτίες της πνευμονίας.¹ Οι μυκητιασικές και παρασιτικές λοιμώξεις των πνευμόνων είναι λιγότερο κοινές αιτίες.^2,3

Η πνευμονία μπορεί να οφείλεται στην επίδραση ενός αναπνευστικού ιού στους πνεύμονες που οδηγεί σε πρωτογενή ιογενή πνευμονία και πνευμονία με δευτερογενή βακτηριακή αιτιολογία, καθώς και σε μεταγενέστερες βακτηριακές επιπλοκές της ιογενούς νόσους της αναπνευστικής οδού. Μερικοί ασθενείς αναπτύσσουν μεικτή μόλυνση με ιογενή-βακτηριακή αιτιολογία. Επιπλέον, η ΠΚ μπορεί να προκληθεί ταυτόχρονα από διάφορα παθογόνα.⁴. Ασθενείς με ανοσοκαταστολή, αυτοί με ταυτόχρονη αποφρακτική πνευμονοπάθεια ή χρόνιο άσθμα και αυτοί με πνευμονική φυματίωση πρέπει να διακρίνονται ως ξεχωριστές ομάδες.^5,6

Το εύρος των βακτηριακών παθογόνων που προκαλούν λοίμωξη στους πνεύμονες είναι αρκετά εκτεταμένο.¹ Η μεγαλύτερη ομάδα αντιπροσωπεύεται από εξωκυττάρια βακτήρια, όπως Streptococcus pneumoniae, Haemophilus influenzae και Staphylococcus aureus. Μια άλλη ομάδα περιλαμβάνει τα “άτυπα” ενδοκυττάρια βακτήρια, όπως το Mycoplasma pneumoniae, το Chlamydophila pneumoniae και το Legionella pneumophila, τα οποία είναι δύσκολο να αναγνωριστούν χρησιμοποιώντας παραδοσιακές μεθόδους καλλιέργειας.⁷ Δεν υπάρχουν κλινικά χαρακτηριστικά που να επιτρέπουν την διάκριση των ενδοκυττάριων και εξωκυττάριων παθογόνων στην πνευμονία, αν και οι εξωπνευμονικές εκδηλώσεις συσχετίζονται συχνά με ενδοκυτταρικούς παθογόνους στην ΠΚ.⁸ Η αναλογία σοβαρών περιπτώσεων πνευμονίας που περιλαμβάνουν “άτυπα” βακτήρια εκτιμάται ότι κυμαίνεται από 1 έως 7%.⁷ Επιπλέον, η συνύπαρξη με άλλα παθογόνα είναι συχνή σε σοβαρές περιπτώσεις ΠΚ. Σε μια μελέτη των Cilloniz και συν.⁹ στην οποία συμμετείχαν 362 ενήλικες ασθενείς με σοβαρή ΠΚ, διαπιστώθηκε ότι το 10% των περιπτώσεων με ορισμένη μικροβιακή αιτιολογία προκλήθηκε από ενδοκυττάρια παθογόνα. Η συνύπαρξη με ενδοκυττάρια παθογόνα και άλλα παθογόνα παρατηρήθηκε στο 30% των περιπτώσεων που προκλήθηκαν από ενδοκυττάρια παθογόνα.

Σαφώς, οι αναπνευστικοί ιοί μπορούν να προκαλέσουν πνευμονία και να προδιαθέσουν τον ασθενή σε δευτερογενή μόλυνση με βακτηριακά παθογόνα.¹⁰ Ωστόσο, η αλληλεπίδραση μεταξύ των ιών, των βακτηριδίων και του ξενιστή κατά τη διάρκεια της συν-επιμόλυνσης δεν έχει μελετηθεί πλήρως.¹¹ Η άμεση αλληλεπίδραση της πρωτεΐνης του ιού με τον βακτηριακό παράγοντα φαίνεται να οδηγεί σε αυξημένη βακτηριακή τοξικότητα και σε κακές κλινικές εκβάσεις.¹² Οι ιογενείς παράγοντες που εντοπίζονται συχνότερα σε ασθενείς που νοσηλεύονται με πνευμονία είναι ο ρινοϊός, ο ιός της infuenza, ο αναπνευστικός συγκυτιακός ιός (RSV), ο ιός parainfuenza (PIV) και ο αδενοϊός.¹³ Ωστόσο, είναι σημαντικό να εκτιμηθεί προσεκτικά η συμβολή διαφόρων παραγόντων στη συχνότητα εμφάνισης της πνευμονίας, διότι το αιτιολογικό παθογόνο δεν μπορεί να ανιχνευθεί σε περισσότερους από τους μισούς ασθενείς που νοσηλεύονται με πνευμονία.¹⁴ Η ανακάλυψη νέων ιών που σχετίζονται με την ανάπτυξη πνευμονίας μπορεί να διευκρινίσει την αιτιολογία της νόσου.¹⁵

Παρά την τεχνολογική πρόοδο στη μοριακή διάγνωση, ο προσδιορισμός της αιτίας της πνευμονίας εξακολουθεί να αποτελεί πρόκληση.¹⁶ Πρόσφατες μελέτες έχουν δείξει ότι η αναλογία της πρωταρχικής ιογενούς πνευμονίας μεταξύ όλων των περιπτώσεων ΠΚ είναι υποτιμημένη και είναι συγκρίσιμη με την αναλογία της βακτηριακής πνευμονίας.^17,18 Ωστόσο, δεν υπάρχουν κλινικές οδηγίες για τη διαφορική διάγνωση πρωτογενούς ιογενούς και βακτηριακής πνευμονίας και δεν υπάρχει συναίνεση όσον αφορά την αναγκαιότητα της αντιμικροβιακής θεραπείας για ασθενείς με προφανή πρωτοπαθή ιογενή πνευμονία.

Λόγω του ευρέος φάσματος πιθανών αιτιολογικών παραγόντων και δυσκολιών στην απόκτηση αντιπροσωπευτικών δειγμάτων, οι περιορισμοί στην ανίχνευση του ειδικού παθογόνου που είναι υπεύθυνος για την ΠΚ παραμένουν άλυτοι. Ο Murdoch και συνεργάτες¹⁹ εξέτασαν τους περιορισμούς που αντιμετωπίζουν οι ερευνητές για την επίλυση του προβλήματος της αιτιολογίας της πνευμονίας. Ο πρώτος περιορισμός είναι η ποιότητα του κλινικού δείγματος που λαμβάνεται από τον ασθενή. Η ανίχνευση γνωστών παθογόνων παραγόντων σε δείγματα καλής ποιότητας που συλλέγονται απευθείας από την κατώτερη αναπνευστική οδό θα παρείχε στοιχεία για τη μικροβιακή αιτιολογία της πνευμονίας, ειδικά αυτή που προκαλείται από μικροοργανισμούς οι οποίοι συνήθως δεν αποικίζουν την ανώτερη αναπνευστική οδό. Ωστόσο, η συλλογή δειγμάτων από την κατώτερη αναπνευστική οδό ως πηγή μόλυνσης μπορεί να είναι δύσκολη, δημιουργώντας ένα θεμελιώδες πρόβλημα στην καθιέρωση της αιτιολογίας της πνευμονίας. Παρόλο που οι διαγνωστικές δοκιμασίες υψηλής ευαισθησίας υπερβαίνουν τις διαγνωστικές δοκιμασίες, έχουν περιορισμούς, επειδή τα κατάλληλα κλινικά δείγματα δεν μπορούν πάντα να ληφθούν από έναν ασθενή. Επιπλέον, δημιουργείται ένα δίλημμα όσον αφορά τα παθογόνα της πνευμονίας που μπορούν να αποικίσουν την ανώτερη αναπνευστική οδό υγιών ανθρώπων (για παράδειγμα, S. pneumoniae).²⁰ Υπάρχουν ενδείξεις τέτοιων παθογόνων στο δείγμα που δείχνουν την παρουσία μόλυνσης ή μόλυνσης από μικροοργανισμό αποικισμού; Εάν ένα παθογόνο όπως ο ρινοϊός που αναπαράγεται στην ανώτερη αναπνευστική οδό και προκαλεί ένα φάσμα νόσων ανιχνεύεται σε ένα αναπνευστικό δείγμα, τίθεται το ερώτημα κατά πόσον αυτός ο παθογόνος παράγοντας είναι η αιτία της πνευμονίας ή είναι τυχαία προσβολή από μια πρόσφατη λοίμωξη του αναπνευστικού συστήματος. Η δυσκολία στην κατανόηση της πραγματικής αιτίας της πνευμονίας γίνεται εμφανής όταν υπάρχουν περισσότερα από ένα παθογόνα σε ένα μόνο δείγμα. Χρειαζόμαστε λοιπόν μια πιο αξιόπιστη και σαφή δοκιμασία για τη διαφορική διάγνωση της ιογενούς και βακτηριακής πνευμονίας. Από αυτή την άποψη, η μελέτη των βιολογικών δεικτών που εισέρχονται στην κυκλοφορία του αίματος ενός ασθενούς κατά τη διάρκεια της εμφάνισης και της πορείας της νόσου φαίνεται να είναι μια πολλά υποσχόμενη κατεύθυνση χωρίς τους μεθοδολογικούς περιορισμούς που περιγράφηκαν παραπάνω.²¹

Ένας ιδανικός βιοδείκτης, συνδυασμός βιοδεικτών ή καθιερωμένοι βιοδείκτες δεν πρέπει μόνο να αποκλείει την βακτηριακή αιτιολογία της νόσου, αλλά επίσης να μπορεί να κατηγοριοποιεί τους ασθενείς με βακτηριακή πνευμονία σε υποομάδες που απαιτούν διαφορετικές στρατηγικές θεραπείας (Εικόνα 1).

Σε αυτήν την ανασκόπηση, εξετάζουμε τη δυνατότητα χρήσης των βιολογικών δεικτών για την αναγνώριση της βακτηριακής ή ιογενούς αιτιολογίας της ΠΚ και την πρόβλεψη της σοβαρότητας της νόσου. Συζητούνται τόσο οι συνηθισμένοι μολυσματικοί βιοδείκτες όσο και δυνητικοί δείκτες της αντιφλεγμονώδους αντίδρασης στην εισβολή των ιών και βακτηρίων. Ιδιαίτερη έμφαση δίνεται στη χρήση των καθιερωμένων βιοδεικτών καθώς και στην αναζήτηση υποψήφιων βιοδεικτών για εφαρμογή σε μια ενιαία πολύπλοκη ανάλυση.

Εικόνα 1: Απλοποιημένος αλγόριθμος βασισμένος σε βιοδείκτες για τον καθορισμό της αιτιολογίας της πνευμονίας της κοινότητας.

2. Αποκαλύπτοντας την Αιτιολογία της ΠΚ

Μελέτες της διαγνωστικής εφαρμογής των βιολογικών δεικτών στην ΠΚ έδειξαν ότι οι πρωτεΐνες της οξείας φάσης της φλεγμονής και τα σηματοδοτικά μόρια μπορεί να είναι δυνητικοί δείκτες της εμφάνισης και πορείας της νόσου.^22,23 Η πρώτη γραμμή άμυνας στους πνεύμονες είναι τα επιθηλιακά κύτταρα των αεραγωγών, τα κυψελιδικά μακροφάγα και τα μονοκύτταρα που κυκλοφορούν στην κυκλοφορία του αίματος. Η ικανότητα των κυψελιδικών μακροφάγων να παράγουν κυταροκίνες πιστεύεται επί του παρόντος ότι είναι το κλειδί για την έναρξη της ανοσολογικής αποκρίσεως στους πνεύμονες.²⁴ Ο προσδιορισμός της δομής του ρυθμιστικού δικτύου των κυταροκινών σε διάφορες αιτιολογικές παθήσεις της νόσου μπορεί να διευκρινίσει τη συστηματική αναφυλακτική απόκριση στις πνευμονικές νόσους. Αν και δεν έχουν διερευνηθεί πλήρως όλοι οι υποψήφιοι βιοδείκτες, η προκαλσιτονίνη (PCT) και η C-αντιδρώσα πρωτεΐνη (CRP) είναι οι πλέον μελετημένοι βιοδείκτες που χρησιμοποιούνται στην κλινική πρακτική για τη αντιμετώπιση της ΠΚ. Η πιο ευρέος μελετημένη περιοχή είναι η μέτρηση των επιπέδων PCT και CRP σε ασθενείς με πνευμονία μεταξύ εκείνων που έχουν μολυνθεί με τον ιό infuenza H1N1 του 2009.

Μετά την πανδημία του 2009 με την εξαιρετικά λοιμογόνο νόσο του ιού H1N1, δημοσιεύθηκαν μια σειρά αναδρομικών μελετών που επικεντρώνονται στους βιοδείκτες ως πρόσθετο κριτήριο για τη διάκριση μεταξύ πρωτογενούς ιογενούς και βακτηριακής πνευμονίας. Οι Αυστραλοί επιστήμονες μελέτησαν μια ομάδα ασθενών με ΠΚ που εισήχθησαν στη μονάδα εντατικής θεραπείας κατά τη διάρκεια της επιδημίας του infuenza A / H1N1 / 09.²⁵ Οι συγγραφείς διαπίστωσαν ότι μια βακτηριακή λοίμωξη, μόνη ή σε συνδυασμό με λοίμωξη από ιό infuenza, είναι απίθανη όταν η τιμή PCT είναι χαμηλή, ειδικά σε συνδυασμό με χαμηλό επίπεδο CRP. Σε συνδυασμό με τα κλινικά συμπτώματα, τα χαμηλά επίπεδα PCT και CRP αναγνώρισαν μια ομάδα ασθενών για τους οποίους η αντιβιοτική θεραπεία δεν ήταν ορθολογική.

Ο Wu και συνεργάτες²⁶ πραγματοποίησαν μια μετα-ανάλυση έξι πρωτότυπων άρθρων, τα οποία περιελάμβαναν τα αποτελέσματα μιας μελέτης 518 ασθενών που είχαν μολυνθεί με τον ιό infuenza Α. Οι συγγραφείς κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι τα επίπεδα PCT για τη διαφορική διάγνωση της μικτής βακτηριακής και της πνευμονίας του πνεύμονα είχαν υψηλή ευαισθησία (84%) αλλά χαμηλή ειδικότητα (64%) για την ανακάλυψη δευτερογενών βακτηριακών λοιμώξεων μεταξύ ασθενών με infuenza.

Ο Pfister και συνεργάτες²⁷ μελέτησαν αρχικά άρθρα που περιγράφουν συνολικά 161 ασθενείς που εισήχθησαν στη μονάδα εντατικής θεραπείας με εικαζόμενη πνευμονία που σχετίζεται με λοίμωξη με τον ιό H1N1 από Infuenza. Τα επίπεδα PCT ήταν σημαντικά υψηλότερα σε ασθενείς με βακτηριακή πνευμονία από ότι σε ασθενείς με ιογενή πνευμονία. Σε αυτή την ομάδα, το επίπεδο της PCT ήταν ευαίσθητος δείκτης (ευαισθησία 85,5%, αρνητική προγνωστική αξία (NPV) = 82,2%) και υπερέβη τις διαγνωστικές δυνατότητες της CRP για την ταυτοποίηση της βακτηριακής πνευμονίας. Η διακριτική ισχύς της CRP, όπως εκτιμήθηκε από την περιοχή κάτω από την καμπύλη (AUC) (0,64), ήταν χαμηλότερη από αυτή της PCT (AUC = 0,76). Ωστόσο, ο NPV της PCT ήταν ανεπαρκής για τη χρήση του ως ανεξάρτητου δείκτη για την μη έναρξη της αντιβιοτικής θεραπείας σε ασθενείς με κρίσιμη νόσο.

Η PCT και η CRP έχουν επίσης μελετηθεί ως βιοδείκτες για τη διάκριση περιπτώσεων πνευμονίας που προκαλούνται από ενδο- και εξωκυττάρια βακτήρια. Ο Kruger και συνεργάτες²⁸ μελέτησαν την PCT σε έναν πληθυσμό 1337 νοσηλευόμενων και εξωτερικών ασθενών με ΠΚ, συμπεριλαμβανομένων 472 ασθενών με αναγνωρισμένο παθογόνο παράγοντα. Οι συγγραφείς κατέδειξαν ότι οι τιμές PCT, CRP και λευκών αιμοσφαιρίων (WBC) ήταν σημαντικά υψηλότερες στην ΠΚ τυπικής βακτηριακής αιτιολογίας σε σύγκριση με την άτυπη βακτηριακή ή ιογενή πνευμονία. Ωστόσο, αυτοί οι δείκτες φλεγμονής δεν επέτρεψαν την πρόβλεψη μιας μεμονωμένης μικροβιακής αιτιολογίας της ΠΚ. Σε ένα άλλο έργο, ο Self και συνεργάτες αξιολόγησαν τη συσχέτιση της συγκέντρωσης PCT στον ορό με την αιτιολογία της πνευμονίας σε μια μεγάλη κοχόρτη (n = 1735) νοσηλευόμενων ενηλίκων με ΠΚ που υποβλήθηκαν σε συστηματική εξέταση για ιούς και βακτήρια.²⁹ Παρά τις διεξοδικές εξετάσεις παθογόνων μικροοργανισμών, οι οποίες περιελάμβαναν τόσο παραδοσιακές καλλιεργητικές και ορολογικές δοκιμές όσο και δοκιμές με βάση την PCR, στο 62% τα παθογόνα των δειγμάτων των ασθενών δεν μπορούσαν να αναγνωριστούν. Οι συγγραφείς διαπίστωσαν ότι κανένα όριο PCT δεν διακρίνει τέλεια μεταξύ των βακτηριδίων και των ιών. Ωστόσο, υψηλότερες συγκεντρώσεις PCT στον ορό έδειξαν καλή συσχέτιση με αυξημένη πιθανότητα βακτηριακού παθογόνου. Είναι ενδιαφέρον ότι οι τιμές PCT σε περιπτώσεις ΠΚ με άτυπα βακτήρια ήταν παρόμοιες με εκείνες της ΠΚ με ιούς από ότι με τυπικά βακτήρια. Αυτό ισχύει ιδιαίτερα για τα Mycoplasma και Chlamydophila, αλλά όχι για τη Legionella. Ενώ αυτά τα αποτελέσματα υποδεικνύουν ότι η PCT είναι ένας καλύτερος δείκτης για τυπικά βακτηρίδια απ’ ότι για τη συνδυασμένη ομάδα τυπικών και άτυπων βακτηριδίων, αυτό το συμπέρασμα θα πρέπει να αντιμετωπιστεί (επιβεβαιωθεί) από μελλοντικές μελέτες.

Λαμβάνοντας υπόψη τη σημασία του πιθανού θανατηφόρου σφάλματος μιας ψευδούς διάγνωσης για ασθενείς με βακτηριακή πνευμονία, ο ρόλος των PCT και CRP ως ανεξάρτητων βιολογικών δεικτών για την εξαίρεση της βακτηριακής μόλυνσης της κατωτέρου αναπνευστικής οδού είναι περιορισμένος. Αυτό το εύρημα έχει αντιμετωπιστεί από μια πρόσφατη μελέτη στην οποία η χρήση μιας συνταγογραφούμενης με PCT αντιβιοτικής συνταγής δεν κατέληξε σε μικρότερη έκθεση στα αντιβιοτικά από ότι η συνήθης φροντίδα μεταξύ ασθενών που παρουσιάζονται στο τμήμα επειγόντων περιστατικών με ύποπτη λοίμωξη του κατώτερου αναπνευστικού συστήματος.³⁰

Μαζί με τις PCT και CRP, αρκετές μελέτες έχουν εξετάσει τη δυνατότητα χρήσης άλλων πρωτεϊνών που εμπλέκονται στην οξεία φάση της φλεγμονής, π.χ. δεσμευτική πρωτεΐνη λιποπολυσακχαριτών (LBP), καθώς επίσης και κυταροκίνες για την καθιέρωση της αιτιολογίας της ΠΚ. Ωστόσο, τα δεδομένα που έχουν ληφθεί σε πρόσφατα μελέτες είναι αντιφατικά. Ένας σημαντικός περιορισμός για τους ερευνητές είναι η βραχεία διάρκεια ζωής των κυταροκινών στο αίμα. Επιπλέον, ο χρόνος που μεσολαβεί από την εμφάνιση της νόσου μέχρι τη στιγμή της συλλογής των δειγμάτων αίματος συμβάλλει στα αποτελέσματα της ανάλυσης.

Συνεπώς, ο Kim και συνεργάτες³¹ μελέτησαν νοσηλευόμενους παιδιατρικούς ασθενείς με λοίμωξη από ιό infuenza και πνευμονία (N = 57) και διαπίστωσαν ότι οι συγκεντρώσεις ιντερφερόνης άλφα (IFN-α), IL-6 και induced-ιντερφερόνης-γ πρωτεΐνης 10 (IP-10) ήταν υψηλότερες σε παιδιά με σύνδρομο infuenza A / H1N1 και πνευμονία σε σύγκριση με ασθενείς με πνευμονία χωρίς μόλυνση H1N1. Συνολικά, 10 κυτοκίνες (IFN-α, IFN-γ, IL-1, IL-4, IL-6, IL-10, IL-17, IP-10, macrophage inflammatory protein (MIP)-1α και παράγοντας νέκρωσης του όγκου- άλφα (TNF-α)) αναλύθηκαν.

Ο Zobel και συνεργάτες³², στη μελέτη τους σε 1000 ενήλικες ασθενείς, έδειξαν ότι τα επίπεδα IL-6, IL-10 και LBP αυξήθηκαν σημαντικά στην πνευμονία. Μεγαλύτερες συγκεντρώσεις κυτοκινών ανιχνεύθηκαν σε ασθενείς με τυπικές βακτηριακές λοιμώξεις που προκλήθηκαν από S. pneumoniae, Η. Influenzae, κλπ. Επιπλέον, το επίπεδο LBP ήταν ο καλύτερος βιοδείκτης για τη διαφοροποίηση των ασθενών με τυπικές βακτηριακές λοιμώξεις από εκείνους με άτυπες βακτηριακές λοιμώξεις με Μ. Pneumoniae και Legionella spp.

Ο Menendez και συνεργάτες³³ ανέφεραν μια μελέτη αντίδραση της κυταροκίνης στην ΠΚ. Εκτός από τις συγκεντρώσεις PCT και CRP, τα επίπεδα των TNF-α, IL-1, IL-6, IL-8 και IL-10 προσδιορίστηκαν σε 658 νοσηλευόμενους ασθενείς. Τα δεδομένα έδειξαν σημαντικές αποκλίσεις στα επίπεδα κυταροκίνης ανάλογα με την αιτιολογία της πνευμονίας: μειωμένη IL-6 για άτυπα βακτηρίδια, αυξημένη IL-10 για ιό, αυξημένη IL-8 για Enterobacter spp., και αυξημένο TNF-α  για L. pneumophila. Συγκεκριμένα, το 57% των ασθενών σε αυτή τη μελέτη είχε πνευμονία άγνωστης αιτιολογίας.

Ωστόσο, μια πρόσφατη μελέτη που δημοσιεύτηκε από τον Siljan και συνεργάτες³⁴ σε 247 ασθενείς που νοσηλεύονταν με ΠΚ δεν επιβεβαίωσε τη δυνατότητα χρήσης των επιπέδων κυταροκίνης για τον διαπίστωση της αιτιολογίας της πνευμονίας. Οι συγκεντρώσεις του συμπλόκου τερματικού συμπληρώματος (ΤCC) και των κυτοκινών πλάσματος μετρήθηκαν εντός 48 ωρών μετά την εισαγωγή στο νοσοκομείο, στην κλινική σταθεροποίηση και μετά από έξι εβδομάδες παρατήρησης του ασθενούς. Η ομάδα των κυτοκινών περιλάμβανε 27 ιντερλευκίνες, χημειοκίνες και αυξητικούς παράγοντες. Το επίπεδο των περισσότερων κυταροκινών ήταν υψηλότερο κατά τη διάρκεια της νοσηλείας από ότι είτε στην κλινική σταθεροποίηση είτε μετά από έξι εβδομάδες. Ωστόσο, η απόκριση της κυταροκίνης στις ομάδες ασθενών με διαφορετικές αιτιολογίες πνευμονίας (βακτηριακή, ιογενής, ιογενής-βακτηριακή ή μη αναγνωρισμένη) ήταν παρόμοια.

Μια πολλά υποσχόμενη ερευνητική κατεύθυνση είναι η ανακάλυψη μεθόσου για την ταχεία αναγνώριση του συγκεκριμένου αιτιολογικού παθογόνου της πνευμονίας. Η μελέτη του Strehlitz που δημοσιεύθηκε το 2018 είναι ένα εντυπωσιακό παράδειγμα.³⁵ Η στρατηγική για την εμπειρική χρήση των αντιμικροβιακών ουσιών είναι ακατάλληλη για την ΠΚ που προκαλείται από ανθεκτικό στη μεθικιλλίνη Staphylococcus aureus. Οι συγγραφείς διεξήγαγαν μια μεταγραφική ανάλυση ιστού πνεύμονα και δειγμάτων αίματος από μύες μολυσμένους με S. pneumoniae και S. aureus και βρήκαν αξιόπιστη υπογραφή που σχετίζεται με πνευμονιοκοκκική πνευμονία. Ωστόσο, αυτή η μέθοδος χάνεται σε ποντικούς μολυσμένους με S. aureus. Το S. pneumoniae αποδείχθηκε ότι επάγει σημαντική απόκριση ιντερφερόνης (IFN-α , IFN-γ, CXCL9 και CXCL10) από το S. aureus σε μοντέλο ποντικών. Επιπλέον, ένα μοντέλο πρόβλεψης που βασίζεται σε συνδυασμό των επιπέδων CXCL9 (MIG) και CXCL10 (IP-10) στον ορό επικυρώθηκε σε μια ανεξάρτητη ομάδα ποντικών και επιλέχθηκε ως το καλύτερο μοντέλο. Αυτό το μοντέλο περιελάμβανε ένα ελάχιστο σύνολο βιοδεικτών και επέτρεψε την αναγνώριση λοιμώξεων που προκλήθηκαν από S. pneumoniae ή S. aureus. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι αν και τα μοντέλα ποντικών είναι ένα βολικό εργαλείο στις ανοσολογικές μελέτες, θα μπορούσαν να υπάρχουν σημαντικές διαφορές μεταξύ των απαντήσεων ανθρώπων και ποντικών σε παθογόνα και τα αποτελέσματα που λαμβάνονται χρησιμοποιώντας ζωικά μοντέλα δεν μπορούν να μεταφραστούν άμεσα στον άνθρωπο.

Μια σύντομη επισκόπηση αυτών των μελετών συνοψίζεται στον Πίνακα 1.

Πίνακας 1: Πρωτεΐνες οξείας φάσης και μόρια σηματοδότησης κατά την εκτίμηση των αιτιολογιών της ΠΚ

3. Συνδυασμοί και Σχεδιασμός Βιοδεικτών για την Αιτιολογία της ΠΚ

Καμία από τις μελέτες που συζητήθηκαν παραπάνω δεν παρουσίασε μια δοκιμασία βασισμένη σε βιοδείκτες ικανή να διακρίνει μεταξύ των βακτηριακών και ιογενών αιτιολογιών της πνευμονίας με επαρκή ακρίβεια και ειδικότητα για κλινική χρήση. Αυτό το τμήμα εξετάζει τις δυνατότητες της συνδυασμένης χρήσης βιολογικών δεικτών, ή “signature “, αποκαλύπτοντας την αιτιολογία της ΠΚ.

Η χρήση βιοδεικτών συνεπάγεται όχι μόνο την ταυτόχρονη μέτρηση των επιπέδων διαφόρων δεικτών αλλά και τη δημιουργία ενός μαθηματικού μοντέλου που βασίζεται στα μετρούμενα επίπεδα των βιοδεικτών για τη διάγνωση.

Η χρήση των προσεγγίσεων βιοπληροφορικής επιτρέπει την ανάπτυξη ενός τέτοιου μοντέλου λαμβάνοντας υπόψη τα δεδομένα που λαμβάνονται από διαφορετικές ομάδες. Η δοκιμή ενός μαθηματικού μοντέλου χρησιμοποιώντας μια ομάδα αντιστοίχισης επικύρωσης επιτρέπει τους βιοδείκτες ως πραγματική συνάρτηση ενός μοντέλου που θα ληφθεί και θα εφαρμοστεί για την ανάλυση κάθε δείγματος. Στο ακόλουθο κείμενο, οι βιοδείκτες θα χαρακτηρίζονται με ένα σύμβολο “+”. Βιοδείκτες έχουν εφαρμοστεί σε διάφορες μελέτες σχετικά με την αιτιολογία της ΠΚ (Πίνακας 2).

Εκ τούτου, ο Engelmann και συνεργάτες³⁶ διαπίστωσαν ότι η πρωτεΐνη 1 (MxA) που ανθίσταται στις πρώιμες φάσεις του ιϊκού αναδιπλασιασμού συνδέεται με ιογενείς ριβονουκλεοπρωτεΐνες, είναι ένας ειδικός δείκτης ιογενούς μόλυνσης και μπορεί να διακρίνει μια βακτηριακή από μια ιογενή λοίμωξη με ευαισθησία 96% και 67% ειδικότητα (AUC = 0,89). Ωστόσο, ο συνδυασμένος προσδιορισμός των επιπέδων MxA + CRP επιτρέπει την αναγνώριση της αιτιολογίας της ΠΚ με βελτιωμένες διαγνωστικές επιδόσεις (AUC = 0,94).

Παρόμοιες μελέτες διεξήχθησαν από τους Sambursky και συνεργάτες.³⁷ Αυτοί οι ερευνητές πρότειναν μια συνδυασμένη δοκιμή για τον προσδιορισμό τόσο των επιπέδων MxA όσο και CRP. Όμως, ούτε η MxA ούτε η CRP ήταν ευαίσθητες και αρκετά εξειδικευμένες για να ταυτοποιήσουν τόσο ιογενείς όσο και βακτηριακές λοιμώξεις. Οι χαμηλές τιμές αποκοπής (cutoff) για την CRP παρείχαν υψηλή ευαισθησία αλλά χαμηλή ειδικότητα, ενώ το υψηλό επίπεδο αποκοπής της CRP έδειξε χαμηλή ευαισθησία και υψηλή ειδικότητα για την ανίχνευση βακτηριακής λοίμωξης. Το επίπεδο MxA προσδιόρισε ειδικά την ιογενή λοίμωξη αλλά δεν ήταν ευαίσθητο για την ανίχνευση βακτηριακής λοίμωξης. Διεξήχθη μια μελέτη βασισμένη στην ταυτόχρονη εξέταση δύο επιπέδων CRP (20mg/L και 65mg/L), εκάστη των οποίων αξιολογήθηκε σε συνδυασμό με την παρουσία ή απουσία αυξημένου επιπέδου MxA (> 40ng/ml). Μεταξύ των 54 ασθενών, η δοκιμή MxA + CRP αναγνώρισε σωστά το 92% των ασθενών χωρίς λοιμώξεις, το 80% των ασθενών που έπασχαν από βακτηριακή λοίμωξη και το 70% των ασθενών με καθιερωμένη ιογενή λοίμωξη.

Ο Zhu και συνεργάτες³⁸ πρότειναν πέντε βιοδείκτες για τη διάκριση μεταξύ βακτηριακών και ιογενών λοιμώξεων στην κατώτερη αναπνευστική οδό των παιδιών. Σε ασθενείς με βακτηριακές λοιμώξεις, τα επίπεδα CRP, PCT και ιντερλευκίνης 6 (IL-6), καθώς και η μέση ένταση φθορισμού CD35- και CD64- θετικών ουδετεροφίλων, ήταν σημαντικά υψηλότερα από τα επίπεδα αυτών των δεικτών σε ασθενείς με ιογενείς λοιμώξεις. Οι συγγραφείς κατέδειξαν ότι η ικανότητα διακριτικής ικανότητας των συνδυασμών βιοδεικτών CRP + CD35 + CD64 (AUC = 0,973), CRP + CD35 (AUC = 0,963) και CRP + CD64 (AUC = 0,952) για την εξάλειψη της βακτηριακής μόλυνσης ήταν υψηλότερη έναντι οιουδήποτε άλλου βιοδείκτου (AUC = 0,804-0,904) ή τους συνδυασμούς CRP + PCT (AUC = 0,853) και CRP + IL-6 (AUC = 0,876).

Ένα από τα βασικά εργαλεία για τη συνδυασμένη χρήση των βιοδεικτών για την καθιέρωση της αιτιολογίας της ΠΚ στα παιδιά είναι μια μελέτη που δημοσιεύθηκε το 2016 από τον Valim και συνεργάτες.³⁹ Σε περιοχές ενδημικές για την ελονοσία, η κατοχύρωση της αιτιολογίας της πνευμονίας είναι δυσχερής, καθώς η ελονοσία μπορεί επίσης να προκαλέσει σύνδρομο αναπνευστικής δυσχέρειας, το οποίο είναι κλινικά δυσδιάκριτο από την βακτηριακή πνευμονία. Οι συγγραφείς διερεύνησαν τις υποψήφιες πρωτεΐνες σε μια πολλαπλή ανοσοδοκιμασία για να προσδιορίσουν τους βιοδείκτες ή τους συνδυασμούς βιοδεικτών. Η μελέτη περιελάμβανε παιδιά νοσηλευόμενα με υποψία πνευμονίας (80 ασθενείς) και ομάδα ελέγχου υγιών παιδιών (10 ασθενείς). Σύμφωνα με μια κλινικά επιβεβαιωμένη διάγνωση, οι ασθενείς χωρίστηκαν σε τρεις αιτιολογικές ομάδες: ιογενή (30 ασθενείς), βακτηριακή (23) και ελονοσιακή (27). Τα επίπεδα των 99 κυταροκινών, χημειοκινών, άλλων πρωτεϊνών και μεταβολιτών μετρήθηκαν στο πλάσμα με HumanMAP multiplex immunoassays v. 1.6, v. 2.0 και v. 3.0 (Myriad RBM, Inc., USA). Οι ασθενείς χωρίστηκαν σε δύο ομάδες για τη διαλογή δυνητικών βιοδεικτών και για την επικύρωση. Συνολικά, ο καλύτερος μεμονωμένος βιοδείκτης για τον προσδιορισμό της αιτιολογίας της πνευμονίας ήταν η απτοσφαιρίνη, με ευαισθησία 96% και περιορισμένη ειδικότητα 68%. Η καλύτερη υπογραφή βιοδεικτών περιελάμβανε απτοσφαιρίνη σε συνδυασμό με τον υποδοχέα του παράγοντα νέκρωσης του όγκου 2 (TNFR2) (ή τον ισοδύναμο δείκτη, IL-10) και με μεταλλοπρωτεϊνάση 1 αναστολέα ιστού (TIMP-1). Οι ασθενείς που χωρίστηκαν σε βακτηριακές και μη βακτηριακές ομάδες μόλυνσης από το επίπεδο της απτοσφαιρίνης υποδιαιρέθηκαν περαιτέρω σε υποομάδες με ιογενή και ελονοσιακή αιτιολογία. Αυτή η υπογραφή επέτρεψε τη σωστή ταξινόμηση και των 15 από τους 15 ασθενείς με βακτηριακή αιτιολογία στο αρχικό δείγμα και 7 από τους 8 ασθενείς στο δείγμα επικύρωσης. Ένας εναλλακτικός συνδυασμός δεικτών με παρόμοια διαγνωστική ακρίβεια επιλέχτηκε χρησιμοποιώντας μοντέλα παλινδρόμησης και συμπεριλάμβανε την απτοσφαιρίνη, IL-10 και το ισοένζυμο της κρεατινικής κινάσης ΜΒ (CK-MB).

Μια δοκιμασία που ενσωματώνει τις μετρήσεις των πρωτεϊνών αίματος-ξενιστού που μεταφέρονται στο αίμα (παράγοντας νέκρωσης του όγκου – σχετιζόμενος με την απόπτωση – προκαλώντας πρόσδεση [TRAIL]), ο οποίος παίζει σημαντικό ρόλο στη ρύθμιση τόσο των συγγενών όσο και των προσαρμοστικών ανοσοαντιδράσεων⁴⁰, IP-10 και CRP) αναπτύχθηκε για να διαφοροποιήσει τις βακτηριακές από τις μη βακτηριακές λοιμώξεις. Μετά την εξέταση 600 πιθανών βιοδεικτών, η επιλογή των βιοδεικτών και η αρχική εξέταση⁴¹ και η επικύρωση^42,43, η MeMed BV™ έγινε η πρώτη δοκιμασία για να εξασφαλιστεί η ακριβής διαφοροποίηση των βακτηριακών και ιογενών λοιμώξεων στο αίμα. Το 2017, ο vanHouten και συνεργάτες⁴⁴ πραγματοποίησαν μια διπλή, τυφλή, προοπτική μελέτη σε έναν ετερογενή πληθυσμό και έδειξαν ότι σε σύγκριση με την CRP και την PCT, ο συνδυασμένος βιοδείκτης CRP + TRAIL + IP-10 επέδειξε σημαντικά βελτιωμένη διαγνωστική ακρίβεια για τις βακτηριακές λοιμώξεις κατώτερου αναπνευστικού συστήματος στα παιδιά. Όσον αφορά τις διαγνωστικές επιδόσεις, ο βιοδείκτης τριπλού δείκτη είχε ευαισθησία 87,8%, ειδικότητα 93,0%, και θετική προγνωστική αξία (PPV) 62,1% και NPV 98,3%.

Πρόσφατα, ο Ashkenazi-Hofnung και συνεργάτες⁴⁵ διεξήγαγαν μια άμεση συγκριτική μελέτη της διαγνωστικής αποτελεσματικότητας της συνδυασμένης υπογραφής CRP + TRAIL + IP-10 έναντι αυτής άλλων υποψήφιων βιοδεικτών. Η μελέτη περιελάμβανε 111 ενήλικες και 203 παιδιά με συμπτώματα αναπνευστικής λοίμωξης. Ο βιοδείκτης CRP + TRAIL + IP-10 αποδείχθηκε ότι έχει σημαντικά μεγαλύτερη αποτελεσματικότητα στη διαφορική διάγνωση βακτηριακών και ιογενών λοιμώξεων από ότι όχι μόνο με μεμονωμένους βιοδείκτες, όπως CRP, PCT, WBC, απόλυτο αριθμό ουδετερόφιλων (ANC), IL6 και λιποκαλίνη-2 (NGAL / Lpc-2), αλλά και επί του παρόντος χρησιμοποιούμενους συνδυασμούς αυτών των βιοδεικτών.

Ένα σημαντικό εμπόδιο σε όλες τις μελέτες που αξιολογούν τη χρήση βιολογικών σημάτων για τη διάκριση μεταξύ βακτηριακών και ιογενών λοιμώξεων είναι η έλλειψη αντικειμενικών κλινικών κριτηρίων που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την αξιόπιστη διάκριση μεταξύ αυτών των αιτιολογιών και ο παράγοντας αυτός περιορίζει τη δυνατότητα καθιέρωσης των θετικών και αρνητικών αποτελεσμάτων της ανάλυσης. Οι μικροβιολογικές προσεγγίσεις χρησιμοποιούνται συχνά ως αναφορά. Τα μειονεκτήματα αυτών των μεθόδων περιγράφονται παραπάνω. Επιπλέον, η μικροβιολογική επιβεβαίωση της αιτιολογίας μπορεί να επιτευχθεί μόνο σε περιορισμένο αριθμό περιπτώσεων.

Έτσι, ο εμπλουτισμός της κοχόρτης με εύκολα διαγνωστικές περιπτώσεις μπορεί να συμβεί, γεγονός που μπορεί να οδηγήσει σε υπερβολικά αισιόδοξα διαγνωστικά αποτελέσματα. Η ανάλυση ρινοφαρυγγικών επιχρισμάτων με PCR για τον εντοπισμό των παθογόνων παραγόντων του ιού και των βακτηρίων είναι συχνά διαθέσιμη μόνο για ένα μέρος της συνολικής κοχόρτης, γεγονός που μπορεί επίσης να οδηγήσει σε πιθανή μεροληψία στη δειγματοληψία των ασθενών που περιλαμβάνονται στη μελέτη.

Τυπικά προβλήματα σε διάφορες εργασίες περιλαμβάνουν τη χρήση ανεπαρκώς μεγάλων δειγμάτων ελέγχου και τη συλλογή δειγμάτων αίματος σε διαφορετικές χρονικές στιγμές από την εμφάνιση της νόσου. Παρά τις ορισμένες επιτυχίες, είναι αναγκαίες μελέτες μεγάλης κλίμακας για την επικύρωση των ανιχνευόμενων βιοδεικτών.

Πίνακας 2: Συνδυασμοί και Σχεδιασμός Βιοδεικτών για την Αιτιολογία της ΠΚ.

4. Αξιολόγηση της Σοβαρότητας στην ΠΚ

Επί του παρόντος, ο μηχανισμός της σοβαρής πνευμονίας είναι ασαφής και ελλιπής. Οι προσπάθειες των ερευνητών στοχεύουν στην αντιμετώπιση των κενών στον εντοπισμό των αιτιών της σοβαρότητας της ΠΚ σε ασθενείς με παρόμοια ιστορικά. Για παράδειγμα, μικτές ιογενείς-βακτηριακές λοιμώξεις μπορεί να σχετίζονται με αυξημένο κίνδυνο θνησιμότητας.⁴⁶ Ωστόσο, όπως φαίνεται παραπάνω, η ακριβής καθιέρωση της αιτιολογίας της ΠΚ είναι περίπλοκη.

Εκτελείται αξιολόγηση της σοβαρότητας για να αποφασιστεί εάν ένας ασθενής πρέπει να παραπέμπεται σε νοσοκομείο ή μονάδα εντατικής θεραπείας ή να υποβληθεί σε θεραπεία εκτός του νοσοκομείου. Τα τρέχοντα συστήματα για την εκτίμηση της σοβαρότητας της ΠΚ περιλαμβάνουν τη βαθμολογία CURB-65 / CRB-65, τον Δείκτη Πνευμονίας (Pneumonia Severity Index-PSI) και τη Σοβαρή Πνευμονία της Κοινότητας (Severe Community-Aquired Pneumonia-SCAP), μεταξύ άλλων βαθμολογιών⁴⁷. Οι συχνότερα χρησιμοποιούμενες βαθμολογίες είναι το PSI, που αποτελείται από 20 κλινικούς, εργαστηριακούς και ακτινολογικούς δείκτες, δηλαδή CRB-65 (μειωμένη συνείδηση, αναπνευστική συχνότητα ≥ 30 αναπνοές / λεπτό, πίεση αίματος ≤ 90/60mmHg και ηλικία ≥ 65 ετών) και CURB (η αύξηση της στάθμης του αζώτου ουρίας >7 mmol/L αντικαθιστά την παράμετρο ηλικίας). Η βαθμολογία CRB-65 χρησιμοποιείται ευρέως και είναι ο ευκολότερος υπολογισμός. Ωστόσο, αυτές οι κλίμακες δεν λαμβάνουν πλήρως υπόψη τη λειτουργική κατάσταση του ασθενούς και την επίδραση των σχετικών νόσων. Για παράδειγμα, ούτε η βαθμολογία CRB-65 / CURB (ευαισθησία μόνο 49%) ούτε η βαθμολογία PSI (ειδική τιμή μόνο 48%) έχει επαρκή ακρίβεια για να εκτιμηθεί η ανάγκη μεταφοράς ασθενούς στη μονάδα εντατικής θεραπείας.⁴⁸ Παραμένει το ερώτημα κατά πόσο οι βιοδείκτες και οι συνδυασμοί βιοδεικτών μπορούν να βοηθήσουν στην εκτίμηση της σοβαρότητας της νόσου καθώς και στην πρόβλεψη της βραχυπρόθεσμης και μακροπρόθεσμης επιβίωσης των ασθενών.

Πολλές ερευνητικές ομάδες έχουν δείξει ότι το επίπεδο της PCT μόνο και τα συνδυασμένα επίπεδα PCT και CRP έχουν προγνωστική αξία για την εκτίμηση του κινδύνου θνησιμότητας των ενηλίκων από την ΠΚ (Πίνακας 3).

Μία σημαντική αύξηση των μέσων επιπέδων των PCT και CRP μεταξύ των μη επιβιώσαντων ασθενών στις 28 ημέρες σε σύγκριση με εκείνες των επιζώντων επιδείχθηκε από τους Park και συνεργάτες⁴⁹ και Kim και συνεργάτες.⁵⁰ Επιπλέον, τα επίπεδα της PCT κατά την εισαγωγή σε νοσηλεία έχει αποδειχθεί ότι προβλέπει τη σοβαρότητα και την έκβαση της ΠΚ με υψηλή προγνωστική ακρίβεια.⁵¹ Ωστόσο, έχουν περιγραφεί αρκετά αντιφατικά αποτελέσματα για την PCR και την CRP ως δείκτες της σοβαρότητας της ΠΚ. Ο Que και συνεργάτες⁵² μελέτησαν τους ασθενείς που εισήχθησαν στη μονάδα εντατικής θεραπείας με σοβαρή ΠΚ που προκλήθηκε από S. pneumoniae και δεν διαπίστωσαν διαφορά στα επίπεδα της PCT μεταξύ ασθενών με θανατηφόρα αποτελέσματα και επιζώντες. Επιπλέον, ένα χαμηλό αρχικό επίπεδο της CRP στον ορό των ασθενών συσχετίστηκε με θανατηφόρο έκβαση. Ωστόσο, οι περισσότεροι κλινικοί ιατροί χαρακτηρίζουν τις χαμηλές τιμές της CRP ως μια λιγότερο έντονη απάντηση στη συστηματική λοίμωξη, η οποία θα πρέπει να αντικατοπτρίζει μια ευνοϊκή πρόγνωση. Τέτοια διακριτά αποτελέσματα μπορούν να εξηγηθούν από τους διαφορετικούς πληθυσμούς που περιλαμβάνονται στις μελέτες. Αρκετές μελέτες επίσης διερεύνησαν τα επίπεδα κυταροκίνης για να προβλέψουν την πορεία της νόσου. Μια μελέτη που έγινε από τους Haugen και συνεργάτες⁵³ περιλάμβανε 430 παιδιά ηλικίας 2 έως 35 μηνών με σοβαρή (N = 43) και ήπια (N = 387) ΠΚ. Για τον προσδιορισμό των επιπέδων των 27 κυταροκινών στο πλάσμα χρησιμοποιήθηκαν ανοσοπροσδιορισμοί πολλαπλών μικροβίων. Οι συγκεντρώσεις στο πλάσμα 11 φλεγμονωδών μεσολαβητών με προ-αντιφλεγμονώδη δραστικότητα (IL-1, IL-4, IL-6, IL-8, IL-9, IL-15, eotaxin, bFGF, G-CSF, GM- CSF και TNF-α) ήταν υψηλότερα σε παιδιά με σοβαρή ΠΚ σε σύγκριση με παιδιά με ήπια πνευμονία. Η καλύτερη συσχέτιση με τη σοβαρότητα της νόσου ελήφθη για τον συνδυασμό G-CSF και IL-6.

Ο Wang και συνεργάτες⁵⁴ εξέτασαν το επίπεδο πλάσματος της γλυκοπρωτεϊνης της χιτινάσης 3-τύπου 1 (YKL-40 ή CHI3L1) σε ενήλικες ασθενείς με ΠΚ (61 ασθενείς) και σε μια ομάδα από υγιείς δότες (60 ασθενείς). Το YKL-40, ή το CHI3L1, είναι μια κυτταροκίνη προανθράκωσης που ανήκει στην οικογένεια της χιτινάσης 18. Υψηλότερα επίπεδα πλάσματος του YKL-40 ανιχνεύθηκαν σε ασθενείς με πνευμονία από ότι στους μάρτυρες. Επιπλέον, το επίπεδο του YKL-40 στο πλάσμα μειώθηκε σημαντικά μετά τη θεραπεία. Ως εκ τούτου, το επίπεδο πλάσματος YKL-40 μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως προγνωστικός ορολογικός δείκτης της ΠΚ. Αργότερα, μια άλλη ομάδα ερευνητών περιελάμβανε το YKL-40 στους βιοδείκτες για να προβλέψει την ανάπτυξη της ΠΚ.⁵⁵ Εκτός από το επίπεδο YKL-40 στον ορό, τα επίπεδα τριών πιθανών βιοδεικτών προηγουμένως ευρέος μελετήθηκαν σε χρόνιες ασθένειες των πνευμόνων, συμπεριλαμβανομένης της επιφανειοδραστικής πρωτεΐνης D (SPD), της συμπλοκοποιητού χημειοκίνης (CC μοτίβο) 18 (CCL18) και του καρκινικού αντιγόνου 15-3 (CA15-3). Αυτοί οι τέσσερις δείκτες συγκρίθηκαν επίσης με τα επίπεδα των γνωστών μολυσματικών δεικτών IL-6 και CRP. Η μελέτη περιελάμβανε 291 ενήλικες ασθενείς που νοσηλεύονταν με ΠΚ, με 20 υγιείς εθελοντές μη-καπνιστές ως ομάδα ελέγχου. Οι μετρήσεις ορού πραγματοποιήθηκαν την ημέρα της εισαγωγής, τη δεύτερη και τέταρτη ημέρα παραμονής και τουλάχιστον 30 ημέρες αργότερα. Τα αρχικά επίπεδα των YKL-40 και CCL18 ήταν σημαντικά υψηλότερα στους ασθενείς από ότι στους μάρτυρες, αλλά και οι δύο δείκτες ήταν ακόμα αυξημένοι την 30^η ημέρα. Αυτή η παρατήρηση δείχνει τη συνεχιζόμενη κυτταρική δραστηριότητα 30 ημέρες μετά την έναρξη της πνευμονικής λοίμωξης σε μια εποχή κατά την οποία οι περισσότεροι ασθενείς υποτίθεται ότι βρίσκονται σε πλήρη κλινική ύφεση. Τα επίπεδα του SP-D, του YKL-40 και του CCL18 ήταν υψηλότερα σε ασθενείς με σοβαρή πνευμονία σε σχέση με τους ασθενείς με μη σοβαρή πνευμονία και τα επίπεδα των YKL-40 και CCL18 ήταν χαμηλότερα σε ασθενείς με ΠΚ που προκλήθηκαν από άτυπα βακτηρίδια απ’ ότι σε ασθενείς με ΠΚ που προκαλείται από εξωκυττάρια βακτήρια, για παράδειγμα S. pneumoniae.

Ο ρυθμιστικός παράγοντας 5 της ιντερφερόνης (IRF5) διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στη ρύθμιση της επαγωγής των γονιδίων ιντερφερόνης με άμεση διέγερση της έκφρασης των προφλεγμονωδών κυτταροκινών όπως ο TNF-1, IL-6, IL-12 και IL-23. Επιπλέον, το IRF5 καταστέλλει τη μεταγραφή αντι-αναπνευστικών κυτοκινών, για παράδειγμα IL-10.⁵⁶ Ο Wang και συνεργάτες⁵⁷ διερεύνησαν το ρόλο του IRF5 στη ρύθμιση των ανοσολογικών αποκρίσεων σε ασθενείς με ΠΚ και υγιείς δότες. Η έκφραση του mRNA του IRF5 και τα επίπεδα των IL-6, IL-10 και IP-10 / CXCL10 στο αίμα έδειξαν ότι συσχετίζονται με τη σοβαρότητα της φλεγμονής σε ασθενείς με ΠΚ. Αυτά τα επίπεδα μπορεί να είναι προγνωστικοί βιοδείκτες.

Πρέπει να σημειωθεί ότι η χρήση ιντερλευκίνων ως δείκτες νόσων επιβάλλει επίσης σοβαρούς περιορισμούς στην αποτελεσματικότητα και στην αναπαραγωγικότητα της ανάλυσης. Το περιεχόμενο αυτών των κυταροκινών στο κυκλοφορούν αίμα εξαρτάται από πολλούς παράγοντες και τα επίπεδα τους δεν είναι σταθερά ούτε κατά την ανάλυση ούτε κατά την αποθήκευση. Επιπλέον, μια πρόσφατη δημοσιευμένη μελέτη έδειξε ότι η δυσπιστία κατά τη στιγμή της διάγνωσης της ΠΚ επηρεάστηκε από το χρόνο από την εμφάνιση των συμπτωμάτων. Ο Mendez και συνεργάτες⁵⁸ έδειξαν ότι ο χρόνος από την εμφάνιση των συμπτωμάτων στη διάγνωση της ΠΚ έχει διαφορετική επίδραση στη συστηματική φλεγμονώδη εικόνα κάθε βιοδείκτη. Δείχθηκε επίσης ότι το επίπεδο CRP ήταν σημαντικά χαμηλότερο σε ασθενείς που παρουσιάζονται <3 ημέρες από την έναρξη των συμπτωμάτων, ενώ τα επίπεδα PCT, IL-6 και IL-8 ήταν ήδη αυξημένα. Μια άλλη παρατήρηση ήταν ότι τα επίπεδα PCT, IL-6 και IL-8 μειώθηκαν σημαντικά μετά από 3 ημέρες συμπτωμάτων.

5. Αντιμετώπιση Ασθενών ΠΚ: Υποψήφιοι Βιοδείκτες για Πολλαπλή Ανάλυση

Οι μεταβολές των επιπέδων των βιοδεικτών που εξειδικεύονται σε διάφορα όργανα μπορεί να υποδεικνύουν δυσλειτουργία οργάνου, την ανεπαρκή αντιρρόπηση των σχετιζόμενων ασθενειών και την ανάπτυξη επιπλοκών. Η ταυτότητα αυτών των βιολογικών δεικτών μπορεί να αποτελέσει βοηθητικό εργαλείο διάγνωσης για την αντιμετώπιση των ασθενών.

Η πραδρενομεδουλλίνη (MR-proADM), ένα πιο σταθερό μεσοπεριφερειακό θραύσμα του ταχέως αποικοδομούμενου πεπτιδίου δραστικής αδρενομεδουλλίνης (ADM), είναι ένας πολλά υποσχόμενος βιοδείκτης για συμπερίληψη σε έναν βιοδείκτη που προβλέπει τη σοβαρότητα και τις μακροπρόθεσμες αρνητικές επιπτώσεις της ΠΚ. Το 2006, ο Christ-Crain και συνεργάτες⁵⁹ έδειξαν ότι το επίπεδο του MR-proADM, σε αντίθεση με τα επίπεδα της CRP και των λευκοκυττάρων, αυξήθηκε με την σοβαρότητα της ΠΚ. Τα αρχικά επίπεδα MR-proADM ήταν σημαντικά υψηλότερα σε ασθενείς που απεβίωσαν κατά τη διάρκεια της θεραπείας από ότι στους επιζώντες. Αργότερα, ο Kruger και συνεργάτες⁶⁰ περιελάμβαναν το MR-proADM σε μια ομάδα καρδιοαγγειακών υποψήφιων βιοδεικτών για την πρόβλεψη βραχείας και μακροπρόθεσμης επιβίωσης στην ΠΚ. Οι συγγραφείς ανέφεραν τα αποτελέσματα της αντιμετώπισης 728 ασθενών με ΠΚ διαρκείας άνω των 180 ημερών. Προσδιορίσθηκαν η MR-proADM, προορμόνη κολπικού νατριουρητικού πεπτιδίου (MR-proANP), αγγειοπιεστίνη προαρνίνης (copeptin), προεντολίνη-1 (CT-proET-1), PCT και CRP και ο αριθμός των λευκοκυττάρων, ενώ η σοβαρότητα της νόσου αξιολογήθηκε χρησιμοποιώντας την κλίμακα CRB-65 κατά την εισαγωγή στο νοσοκομείο. Τα επίπεδα της MR-proADM, μαζί με τον συνδυασμό των MR-proADM και CRB-65, έδειξε την καλύτερη διαγνωστική αξία στην πρόβλεψη βραχυπρόθεσμης και μακροπρόθεσμης επιβίωσης. Η υπεροχή του MR-proADM σε άλλους καρδιαγγειακούς δείκτες μπορεί να εξηγηθεί από την πολυπαραγοντική λειτουργία της ADM: αντίθετα από MR-proANP, κοπεπτίνη και proET-1, η ADM έχει όχι μόνο καρδιαγγειακή αλλά και αντιφλεγμονώδη και αντιβακτηριακή δράση.

Αργότερα, ο Espana και συνεργάτες⁶¹ αξιολόγησαν τη δυνατότητα χρήσης των βιοδεικτών PCT, CRP και proADM σε συνδυασμό με τις βαθμολογίες PSI, CURB-65 και SΠΚ για την πρόβλεψη ανεπιθύμητων αποτελεσμάτων σε ασθενείς με πνευμονία. Μια προοπτική κοχόρτη μελέτη περιελάμβανε 491 ασθενείς με ΠΚ. Το επίπεδο proADM που μετρήθηκαν κατά τη διάρκεια της νοσηλείας είχε μια αξιόπιστη συσχέτιση με τις βαθμολογίες στις προγνωστικές κλίμακες και βελτίωσε την ακρίβεια της δοκιμής. Το επίπεδο proADM σε συνδυασμό με τη βαθμολογία SCAP έδειξαν την καλύτερη διαγνωστική απόδοση για την πρόβλεψη επιπλοκών που σχετίζονται με την πνευμονία. Ασθενείς με οποιαδήποτε βαθμολογία SCAP (0, 1 ή> 1) και επίπεδο proADM <0.5 nmol/L δεν χρειάζονται μηχανικό αερισμό και μεταφορά στη μονάδα εντατικής θεραπείας, ούτε αυτοί οι ασθενείς εμφανίζουν επιπλοκές ή πεθαίνουν. Ο συνδυασμός του επιπέδου proADM και της βαθμολογίας SCAP επέτρεψε την ταυτοποίηση μιας ομάδας ενδεχομένως κατάλληλης για εξωτερική θεραπεία.

Η πνευμονία μπορεί να διαταράξει την ακεραιότητα του πνευμονικού ενδοθηλιακού φραγμού η οποία οδηγεί σε οξεία βλάβη του αναπνευστικού συστήματος παρά τη συνεχιζόμενη αντιμικροβιακή θεραπεία. Οι αγγειοποιητίνες Ang-1 και Ang-2 και οι σχετιζόμενοι με αυτούς υποδοχείς Tie2 εμπλέκονται στη ρύθμιση της αγγειακής διαπερατότητας και της φλεγμονής, αλλά ο ρόλος τους στην πνευμονία είναι άγνωστος. Ο Gutbier και συνεργάτες⁶² έδειξαν ότι οι Ang-1 και Ang-2 είναι χρήσιμοι βιοδείκτες για την πρόβλεψη της σοβαρότητας της πνευμονίας και είναι δυνητικοί θεραπευτικοί στόχοι για την πρόληψη της οξείας αναπνευστικής ανεπάρκειας. Βρέθηκε μία μείωση στο επίπεδο Ang-1 και μια αύξηση στο επίπεδο Ang-2 στον ορό των ασθενών ΠΚ σε σύγκριση με τα επίπεδα Ang-1 και Ang-2 στην υγιή ομάδα ελέγχου. Επιπλέον, τα επίπεδα Ang-2 διέφεραν σημαντικά μεταξύ των επιζώντων ασθενών και αυτών που πέθαναν ως αποτέλεσμα της νόσου. Ωστόσο, τα επίπεδα Ang-2 συσχετίστηκαν αρνητικά με τον δείκτη οξυγόνωσης και συσχετίστηκαν θετικά με διάφορες εργαστηριακές παραμέτρους, όπως η PCT, η χολερυθρίνη, η κρεατινίνη και η CRP.

Ένας πιθανός βιοδείκτης για συμπερίληψη στη διαγνωστική υπογραφή προκειμένου να εκτιμηθεί η σοβαρότητα της πνευμονίας είναι η ενδοτοξίνη λιποπολυσακχαρίτη (LPS), ένα κύριο συστατικό του κυτταρικού τοιχώματος των αρνητικών κατά Gram βακτηρίων. Μια σημαντική αύξηση της αρνητικής κατά Gram βακτηριακής λοίμωξης σε παιδιά με πνευμονία προέτρεψαν τους ερευνητές να αναζητήσουν νέους βιοδείκτες για την πρόβλεψη της ανάπτυξης ενδοτοξαιμίας, μιας σοβαρής καταστροφικής επιπλοκής της ΠΚ που προκύπτει από τη μόλυνση των πνευμόνων με gram-αρνητικά βακτηρίδια. Τα επίπεδα LPS σε ορό σε παιδιά με πνευμονία αποδείχθηκαν σημαντικά υψηλότερα σε ασθενείς με πνευμονία που προκλήθηκαν από αρνητικά κατά gram βακτήρια σε σύγκριση με τους μάρτυρες.⁶³

Ο προστατευτικός ρόλος της λιποκαλίνης-2 (NGAL / Lpc-2) η οποία παράγεται από έμφυτα κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος σε πρώιμο στάδιο μόλυνσης, είναι γνωστός. Η πρωτεΐνη NGAL αναστέλλει την ανάπτυξη βακτηρίων συνδεόμενη με το σίδηρο.⁶⁴ Σε μια μελέτη του Huang⁶⁵, οι δυνητικοί βιοδείκτες της σοβαρής πνευμονίας σε παιδιά αναγνωρίστηκαν χρησιμοποιώντας πρωτεομική ανάλυση μέσω φασματομετρίας μάζας. Τα επίπεδα NGAL / Lpc-2, CRP και von Willebrand (vWF) δείχθηκαν ότι αυξήθηκαν σημαντικά σε παιδιά με σοβαρή πνευμονία. Επιπλέον, το NGAL είναι ο καλύτερος βιοδείκτης της σοβαρότητας της νόσου (ευαισθησία 72,3%, ειδικότητα 70,1%, AUC = 0,71). Ωστόσο, η μέθοδος που χρησιμοποιήθηκε για τον εντοπισμό δυνητικών βιοδεικτών δεν επέτρεψε την ανίχνευση πρωτεϊνών σε συγκεντρώσεις κάτω από την περιοχή νανογραμμάρια ανά χιλιοστόλιτρο, η οποία αποκλείει, για παράδειγμα, τον TNF-1, τον IL-6 και τον PCT, αν και ο Bacci και συνεργάτες⁶⁶ επιβεβαίωσαν ότι τα επίπεδα των αναπνευστικών κυταροκινών όπως ο TNF-  και η IL-6 σχετίζονταν με την πρόγνωση της νόσου. Αργότερα, τα επίπεδα NGAL / Lpc-2 μελετήθηκαν από τους Kim και συνεργάτες για την πρόβλεψη της σοβαρότητας της ΠΚ και της επιβίωσης των ασθενών.⁶⁷ Αυτή η μελέτη έδειξε ότι η συγκέντρωση NGAL συσχετίστηκε με τη σοβαρότητα της νόσου και ότι αυτός ο δείκτης μπορούσε να προβλέψει επιβίωση 30 ημερών (AUC = 0,87).

Το Syndecan-4 (SYN4) εκφράζεται σε διάφορα κύτταρα, συμπεριλαμβανομένων των κυψελιδικών μακροφάγων και των επιθηλιακών κυττάρων και παίζει σημαντικό ρόλο στην αντίδραση της φλεγμονής στους πνεύμονες.⁶⁸ Ο Nikaido και συνεργάτες διερεύνησαν το επίπεδο του SYN4 σε ασθενείς με ΠΚ⁶⁹, αξιολογώντας τις μεταβολές στα επίπεδα της διαλυτής μορφής του SYN4 στον ορό κατά τη διάρκεια της θεραπείας. Οι ασθενείς με ήπια μορφή πνευμονίας είχαν σημαντικά υψηλότερα επίπεδα SYN4 από τους υγιείς εθελοντές. Ωστόσο, το επίπεδο του SYN4 δεν διέφεραν μεταξύ των ασθενών με σοβαρή πνευμονία και των υγειών εθελοντών. Παρά τα ενθαρρυντικά αποτελέσματα, η χρήση των NGAL / Lpc-2 και SYN4 ως βιοδεικτών κατά τη διάρκεια της πνευμονίας απαιτεί επαλήθευση, καθώς τα αποτελέσματα ήταν αντιφατικά όταν τα επίπεδα του NGAL / Lpc-2 σε συνδυασμό με τα επίπεδα του SYN4 μετρήθηκαν σε παιδιά που νοσηλεύονταν με πνευμονία.⁷⁰

Ο κύριος περιορισμός στην αναζήτηση και επικύρωση νέων βιολογικών δεικτών είναι τα σχέδια κοχόρτης μελέτης που χρησιμοποιούνται σε διάφορες έρευνες. Οι βιοδείκτες που βρίσκονται σε ομοιόμορφη ομάδα είναι πιθανό να αποδίδουν καλά σε ομάδες παρόμοιες με το αρχικό δείγμα αλλά είναι λιγότερο πιθανό να αποδώσουν καλά σε άλλες ομάδες ασθενών. Ωστόσο, οι βιοδείκτες που ανιχνεύονται σε ετερογενείς ομάδες είναι πιθανόν να εφαρμοστούν επιτυχώς σε ευρύτερο φάσμα ασθενών.⁷¹ Ο συνδυασμός βιολογικών δεικτών σε μια μεμονωμένη πολύπλοκη ανάλυση, δηλαδή PCT, CRP, proADM, Ang-1, Ang-2, LPS, NGAL / Lpc2 και SYN4 (Πίνακας 4), θα επιτρέψει κλινικές μελέτες επικύρωσης με μεγάλες ομάδες και σημαντικές συγκεντρώσεις που πρέπει να προσδιοριστούν για χρήση στην κλινική πρακτική ώστε να εκτιμηθεί η σοβαρότητα της ΠΚ.

Πίνακας 3: Μελέτες που αφορούν τις  πρωτεΐνες οξείας φάσης και μόρια σηματοδότησης για την αξιολόγηση της σοβαρότητας της ΠΚ

Πίνακας 4: Υποψήφιοι βιοδείκτες που σχετίζονται με την σοβαρότητα της PK

6. Συμπεράσματα

Η επίπτωση της ΠΚ αναμφίβολα θα αυξηθεί κατά την επόμενη δεκαετία λόγω της γήρανσης του πληθυσμού και της επακόλουθης αύξησης των συννοσηροτήτων. Το μικροβίωμα της ανώτερης αναπνευστικής οδού είναι ένας παράγοντας που εξασφαλίζει την υγεία των πνευμόνων. Η δυσλειτουργία του μικροβιώματος είναι υπεύθυνη για την ανάπτυξη και εξάπλωση των πιθανών παθογόνων, όπως ο S. pneumoniae, ο οποίος προκαλεί σε οξείες αναπνευστικές λοιμώξεις, συμπεριλαμβανομένης της πνευμονίας.⁷² Το γιατί μερικοί άνθρωποι μπορούν να διατηρήσουν υγιή την πνευμονική ισορροπία, ενώ άλλοι αναπτύσσουν λοίμωξη, δεν είναι πλήρως κατανοητό. Η πνευμονία έχει προταθεί και θεωρείται μια χρόνια ευαισθησία σε παθογόνους παράγοντες και όχι μόνο μια οξεία λοίμωξη. Η εύρεση μεθόδων μέτρησης και παρέμβασης στις χρόνιες διεργασίες που υποδηλώνουν ευαισθησία στην πνευμονία θα μπορούσε να είναι ο κύριος στόχος στο εγγύς μέλλον.²⁴ Η μελέτη των πιθανών βιοδεικτών για ευαισθησία στην πνευμονία θα καθορίσει μια νέα στρατηγική πρόληψης και θα διευκολύνει την έγκαιρη έναρξη θεραπείας σε ευάλωτες ομάδες πληθυσμών.⁷³ Έτσι, η ανάλυση των επιπέδων των βιοδεικτών στις τοπικές αναπνευστικές αντιδράσεις στους πνεύμονες, ειδικά σε ασθενείς με ήπια νόσο, και ο ταυτόχρονος χαρακτηρισμός της τοπικής και συστηματικής φλεγμονής είναι ερευνητικοί τομείς προτεραιότητας.^74,75 Τέτοιες μελέτες απαιτούν ακριβείς και αξιόπιστες μεθόδους πολλαπλής ανάλυσης. Η περαιτέρω εξέλιξη των πρωτεϊνωματικών τεχνολογιών, η φασματομετρία μάζας, οι πολλαπλές αναλύσεις με βάση τις μικροσυστοιχίες⁷⁶ και τα μικρο- και νανοσωματίδια θα επιτρέψουν την εκτέλεση αυτών των εργασιών.⁷⁷

Επί του παρόντος, δεν υπάρχουν αλγόριθμοι που βασίζονται σε βιοδείκτες για τον καθορισμό της αιτιολογίας της ΠΚ. Αν και η χρήση PCT και CRP ως βιοδείκτες για τη διάκριση βακτηριακής λοίμωξης έχει συζητηθεί σε διάφορες μελέτες, αυτοί οι βιοδείκτες δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την πραγματική διάγνωση της πνευμονίας. Επιπλέον, τα δεδομένα σχετικά με την κατοχύρωση της αιτιολογίας της ΠΚ χρησιμοποιώντας τα επίπεδα των σηματοδοτικών μορίων είναι αντιφατικά. Η εξατομικευμένη θεραπεία ασθενούς, συμπεριλαμβανομένης της αναζήτησης βιολογικών δεικτών ως προδρόμων των νόσων, είναι αδύνατη χωρίς τη χρήση συνδυασμών ή υπογραφών βιοδεικτών λόγω της χαμηλής προγνωστικής ικανότητας και της υψηλής διακυτταρικής διακύμανσης σε μεμονωμένους βιοδείκτες. Το άμεσο καθήκον είναι να διεξαχθούν μελέτες μεγάλης κλίμακας για την επικύρωση των βιοδεικτών, επιτρέποντας την καθιέρωση της αιτιολογίας και την πρόβλεψη της πορείας της πνευμονίας.

Κατά την αξιολόγηση της σοβαρότητας της ΠΚ, οι πρωτεΐνες οξείας φάσης και τα μόρια σηματοδότησης σε συνδυασμό με τις βαθμολογίες CURB65 / CRB-65, PSI και SCAP μπορούν να προβλέψουν αποτελεσματικά την ανάπτυξη της πνευμονίας. Η εκτίμηση του κινδύνου των επιπλοκών της ΠΚ μπορεί να βελτιωθεί με τη χρήση βιολογικών δεικτών ειδικών για τα όργανα που επηρεάζονται από τη νόσο. Ένας βιοδείκτης που θα περιλαμβάνει τα επίπεδα PCT, CRP, proADM, Ang-1, Ang-2, LPS, NGAL / Lpc-2 και SYN4 θα ήταν χρήσιμος για μια τέτοια αξιολόγηση. Επειδή η ΠΚ είναι μια ταχέως αναπτυσσόμενη νόσος, ιδιαίτερη ενδιαφέρον παρουσιάζει η δυναμική παρατήρηση των αλλαγών στα επίπεδα των βιοδεικτών. Η υπογραφή βιοδεικτών είναι μόνο μια αναπαράσταση, μια φωτογραφία, της καταληφθείσας κατάστασης. τα αποτελέσματα των μετέπειτα αναλύσεων, ακόμη και σε μία μόνο ημέρα, μπορεί να διαφέρουν σημαντικά. Είναι σαφές ότι η δυναμική παρακολούθηση των αλλαγών στα επίπεδα βιοδεικτών μπορεί να αποτελέσει χρήσιμο βοηθητικό εργαλείο για την άμεση επιλογή μεμονωμένων θεραπειών για την ΠΚ.

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

1. D. M. Musher and A. R. Torner, “Community-acquired pneumonia,” The New England Journal of Medicine, vol. 371, no. 17, pp. 1619–1628, 2014.
2. E. D. Lease and B. D. Alexander, “Fungal diagnostics in pneumonia,” Seminars in Respiratory and Critical Care Medicine, vol. 32, no. 6, pp. 663–672, 2011.
3. A. Cheepsattayakorn and R. Cheepsattayakorn, “Parasitic pneumonia and lung involvement,” BioMed Research International, vol. 2014, Article ID 874021, 2014.
4. P. Tarsia, S. Aliberti, M. Pappalettera, and F. Blasi, “Mixed community-acquired lower respiratory tract infections,” Current Infectious Disease Reports, vol. 9, no. 1, pp. 14–20, 2007.
5. C. Janson, G. Johansson, B. Stallberg et al., “Identifying the ¨associated risks of pneumonia in COPD patients: ARCTIC an observational study,” Respiratory Research, vol. 19, no. 1, article 172, 2018.
6. R. F. Grossman, P.-R. Hsueh, S. H. Gillespie, and F. Blasi, “Community-acquired pneumonia and tuberculosis: differential diagnosis and the use of fluoroquinolones,” International Journal of Infectious Diseases, vol. 18, no. 1, pp. 14–21, 2014.
7. C. Cilloniz, A. Torres, M. Niederman et al., “Community-acquired pneumonia related to intracellular pathogens,” Intensive Care Medicine, vol. 42, no. 9, pp. 1374–1386, 2016.
8. M. Basarab, M. B. Macrae, and C. M. Curtis, “Atypical pneumonia,” Current Opinion in Pulmonary Medicine, vol. 20, no. 3, pp. 247–251, 2014.
9. C. Cilloniz, S. Ewig, M. Ferrer et al., “Community-acquired polymicrobial pneumonia in the intensive care unit: Aetiology and prognosis,” Critical Care, vol. 15, no. 5, article no. R209, 2011.
10. L. O. Bakaletz, “Viral–bacterial co-infections in the respiratory tract,” Current Opinion in Microbiology, vol. 35, pp. 30–35, 2017.
11. A. McCullers, “The co-pathogenesis of influenza viruses with bacteria in the lung,” Nature Reviews Microbiology, vol. 12, no.4, pp. 252–262, 2014.
12. C. M. Smith, S. Sandrini, S. Datta et al., “Respiratory syncytial virus increases the virulence of streptococcus pneumoniae by binding to penicillin binding protein 1a. A new paradigm in respiratory infection,” American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine, vol. 190, no. 2, pp. 196–207, 2014.
13. O. Ruuskanen, E. Lahti, L. C. Jennings, and D. R. Murdoch, “Viral pneumonia, The Lancet, vol. 377, no. 9773, pp. 1264–1275,2011.
14. T. Welte, A. Torres, and D. Nathwani, “Clinical and economic burden of community-acquired pneumonia among adults in Europe,” Thorax, vol. 67, no. 1, pp. 71–79, 2012.
15. T. Jartti, L. Jartti, O. Ruuskanen, and M. Soderlund-Venermo, “New respiratory viral infections,” Current Opinion in Pulmonary Medicine, vol. 18, no. 3, pp. 271–288, 2012.
16. D. R. Murdoch, “How best to determine causative pathogens of pneumonia,” Pneumonia, vol. 8, no. 1, article 1, 2016.
17. S. Jain, W. H. Self, R. G. Wunderink et al., “Community-acquired pneumonia requiring hospitalization,” The New England Journal of Medicine, vol. 373, no. 24, pp. 415–427, 2015.
18. S. Jain, D. J. Williams, and S. R. Arnold, “Community-acquired pneumonia requiring hospitalization among U.S. children,” The New England Journal of Medicine, vol. 373, no. 24, pp. 835–845, 2015.
19. D. R. Murdoch, K. L. O’Brien, J. A. G. Scott et al., “Breathing new life into pneumonia diagnostics,” Journal of Clinical Microbiology, vol. 47, no. 11, pp. 3405–3408, 2009.
20. D. Bogaert, R. de Groot, and P. W. M. Hermans, “Streptococcus pneumoniae colonization: The key to pneumococcal disease,The Lancet Infectious Diseases, vol. 4, no. 3, pp. 144–154, 2004.
21. J. Grigg, “Seeking an accurate, point-of-contact diagnostic test for bacterial pneumonia,” American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine, vol. 193, no. 4, pp. 353–355, 2016.
22. N. Principi and S. Esposito, “Biomarkers in pediatric community-acquired pneumonia,” International Journal of Molecular Sciences, vol. 18, no. 2, article no. 447, 2017.
23. F. Blasi, M. Bocchino, F. Di Marco, L. Richeldi, and S. Aliberti, “The role of biomarkers in low respiratory tract infections,” European Journal of Internal Medicine, vol. 23, no. 5, pp. 429– 435, 2012.
24. L. J. Quinton, A. J. Walkey, and J. P. Mizgerd, “Integrative physiology of pneumonia,” Physiological Reviews, vol. 98, no. 3, pp. 1417–1464, 2018.
25. P. R. Ingram, T. Inglis, D. Moxon, and D. Speers, “Procalcitonin and C-reactive protein in severe 2009 H1N1 influenza infection,” Intensive Care Medicine, vol. 36, no. 3, pp. 528–532, 2010.
26. M.-H. Wu, C.-C. Lin, S.-L. Huang et al., “Can procalcitonin tests aid in identifying bacterial infections associated with influenza pneumonia? A systematic review and meta-analysis,” Influenza and Other Respiratory Viruses, vol. 7, no. 3, pp. 349–355, 2013.
27. R. Pfster, M. Kochanek, T. Leygeber et al., “Procalcitonin for diagnosis of bacterial pneumonia in critically ill patients during 2009 H1N1 influenza pandemic: A prospective cohort study, systematic review and individual patient data meta-analysis,” Critical Care, vol. 18, no. 2, Article ID R44, 2014.
28. S. Kruger, S. Ewig, J. Papassotiriou et al., “Inflammatory parameters predict etiologic patterns but do not allow for individual prediction of etiology in patients with ΠΚ – Results from the German competence network ΠΚNETZ,” Respiratory Research, vol. 10, no. 1, p. 65, 2009.
29. W. H. Self, R. A. Balk, C. G. Grijalva et al., “Procalcitonin as a marker of etiology in adults hospitalized with community-acquired pneumonia,” Clinical Infectious Diseases, vol. 65, no.2, pp. 183–190, 2017.
30. D. T. Huang, D. M. Yealy, M. R. Filbin et al., “Procalcitonin-guided use of antibiotics for lower respiratory tract infection,” The New England Journal of Medicine, vol. 379, no. 3, pp. 236– 249, 2018.
31. Y. H. Kim, J.-E. Kim, and M. C. Hyun, “Cytokine response in pediatric patients with pandemic influenza H1N1 2009 virus infection and pneumonia: Comparison with pediatric pneumonia without H1N1 2009 infection,” Pediatric Pulmonology, vol. 46, no. 12, pp. 1233–1239, 2011.
32. K. Zobel, P. Martus, M. W. Pletz et al., “Interleukin 6, lipopolysaccharide-binding protein and interleukin 10 in the prediction of risk and etiologic patterns in patients with community-acquired pneumonia: Results from the German competence network ΠΚNETZ,” BMC Pulmonary Medicine, vol. 12, article 6, 2012.
33. R. Menendez, J. M. Sahuquillo-Arce, S. Reyes et al., “Cytokine activation patterns and biomarkers are influenced by microorganisms in community-acquired pneumonia,” CHEST, vol. 141, no. 6, pp. 1537–1545, 2012.
34. W. W. Siljan, J. C. Holter, S. H. Nymo et al., “Cytokine responses, microbial aetiology and short-term outcome in community-acquired pneumonia,” European Journal of Clinical Investigation, vol. 48, no. 1, Article ID e12865, 2018.
35. A. Strehlitz, O. Goldmann, M. C. Pils, F. Pessler, and E. Medina, “An interferon signature discriminates pneumococcal from staphylococcal pneumonia,” Frontiers in Immunology, vol. 9, article 1424, 2018.
36. I. Engelmann, F. Dubos, P.-E. Lobert et al., “Diagnosis of viral infections using myxovirus resistance protein a (MxA),” Pediatrics, vol. 135, no. 4, pp. e985–e993, 2015.
37. R. Sambursky and N. Shapiro, “Evaluation of a combined MxA and CRP point-of-care immunoassay to identify viral and/or bacterial immune response in patients with acute febrile respiratory infection,” European Clinical Respiratory Journal, vol. 2, no. 1, Article ID 28245, 2015.
38. G. Zhu, J. Zhu, L. Song, W. Cai, and J. Wang, “Combined use of biomarkers for distinguishing between bacterial and viral etiologies in pediatric lower respiratory tract infections,” Infectious Diseases, vol. 47, no. 5, pp. 289–293, 2015.
39. C. Valim, R. Ahmad, M. Lanaspa et al., “Responses to bacteria, virus, and malaria distinguish the etiology of pediatric clinical pneumonia,” American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine, vol. 193, no. 4, pp. 448–459, 2016.
40. V. Gyurkovska and N. Ivanovska, “Distinct roles of TNF-related apoptosis-inducing ligand (TRAIL) in viral and bacterial infections: from pathogenesis to pathogen clearance,” Inflammation Research, vol. 65, no. 6, pp. 427–437, 2016.
41. K. Oved, A. Cohen, O. Boico et al., “A novel host-proteome signature for distinguishing between acute bacterial and viral infections,” PLoS ONE, vol. 10, no. 3, Article ID e0120012, 2015.
42. E. Eden, I. Srugo, T. Gottlieb et al., “Diagnostic accuracy of a TRAIL, IP-10 and CRP combination for discriminating bacterial and viral etiologies at the Emergency Department,” Infection, vol. 73, no. 2, pp. 177–180, 2016.
43. I. Srugo, A. Klein, M. Stein et al., “Validation of a novel assay to distinguish bacterial and viral infections,” Pediatrics, vol. 140, no. 4, Article ID e20163453, 2017.
44. C. B. van Houten, J. A. H. de Groot, A. Klein et al., “A host-protein based assay to differentiate between bacterial and viral infections in preschool children (OPPORTUNITY): a double-blind, multicenter, validation study,” The Lancet Infectious Diseases, vol. 17, no. 4, pp. 431–440, 2017.
45. L. Ashkenazi-Hofnung, K. Oved, R. Navon et al., “A host-protein signature is superior to other biomarkers for differentiating between bacterial and viral disease in patients with respiratory infection and fever without source: a prospective observational study,” European Journal of Clinical Microbiology & Infectious Diseases, vol. 37, no. 7, pp. 1361–1371, 2018.
46. J. Quah, B. Jiang, P. C. Tan, C. Siau, and T. Y. Tan, “Impact of microbial Aetiology on mortality in severe community-acquired pneumonia,” BMC Infectious Diseases, vol. 18, no. 1, article 451, 2018.
47. M. Kolditz, S. Ewig, and G. Hofen, “Management-based risk prediction in community-acquired pneumonia by scores and biomarkers,” European Respiratory Journal, vol. 41, no. 4, pp.974–984, 2013.
48. J. D. Chalmers, P. Mandal, A. Singanayagam et al., “Severity assessment tools to guide ICU admission in community-acquired pneumonia: Systematic review and meta-analysis,” Intensive Care Medicine, vol. 37, no. 9, pp. 1409–1420, 2011.
49. J. H. Park, J. H. Wee, S. P. Choi, and S. H. Oh, “The value of procalcitonin level in community-acquired pneumonia in the ED,” The American Journal of Emergency Medicine, vol. 30, no.7, pp. 1248–1254, 2012.
50. M. W. Kim, J. Y. Lim, and S. H. Oh, “Mortality prediction using serum biomarkers and various clinical risk scales in community-acquired pneumonia,” Scandinavian Journal of Clinical & Laboratory Investigation, vol. 77, no. 7, pp. 486–492, 2017.
51. S. Kruger, S. Ewig, R. Marre et al., “Procalcitonin predicts patients at low risk of death from community-acquired pneumonia across all CRB-65 classes,” European Respiratory Journal, vol. 31, no. 2, pp. 349–355, 2008.
52. Y.-A. Que, V. Virgini, E. D. Lozeron et al., “Low C-reactive protein values at admission predict mortality in patients with severe community-acquired pneumonia caused by Streptococcus pneumoniae that require intensive care management, “Infection, vol. 43, no. 2, pp. 193–199, 2015.
53. J. Haugen, R. K. Chandyo, K. A. Brokstad et al., “Cytokine concentrations in plasma from children with severe and non-severe community acquired pneumonia,” PLoS ONE, vol. 10, no.9, p. e0138978, 2015.
54. H.-L. Wang, P.-C. Hsiao, H.-T. Tsai, C.-B. Yeh, and S.-F. Yang, “Usefulness of plasma YKL-40 in management of community-acquired pneumonia severity in patients,” International Journal of Molecular Sciences, vol. 14, no. 11, pp. 22817–22825, 2013.
55. S. M. C. Spoorenberg, S. M. T. Vestjens, G. P. Voorn et al., “Course of SP-D, YKL-40, CCL18 and CA 15-3 in adult patients hospitalized with community-acquired pneumonia and their association with disease severity and aetiology: A post-hoc analysis,” PLoS ONE, vol. 13, no. 1, Article ID e0190575, 2018.
56. T. Krausgruber, K. Blazek, T. Smallie et al., “IRF5 promotes inflammatory macrophage polarization and T H1-TH17 responses,” Nature Immunology, vol. 12, no. 3, pp. 231–238, 2011.
57. X.Wang, J. Guo, Y.Wang, Y. Xiao, L.Wang, and S. Hua, “Expression levels of interferon regulatory factor 5 (Irf5) and related inflammatory cytokines associated with severity, prognosis, and causative pathogen in patients with community-acquired pneumonia,” Medical Science Monitor, vol. 24, pp. 3620–3630, 2018.
58. R. Mendez, R. Menendez, C. Cilloniz et al., “Initial inflammatory profile in community-acquired pneumonia depends on time since onset of symptoms,” American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine, vol. 198, no. 3, pp. 370–378, 2018.
59. M. Christ-Crain, N. G. Morgenthaler, D. Stolz et al., “Proadrenomedullin to predict severity and outcome in community-acquired pneumonia,” Critical Care, vol. 10, no. 3, article R96, 2006.
60. S. Kruger, S. Ewig, S. Giersdorf et al., “Cardiovascular and inflammatory biomarkers to predict short- and long-term survival in community-acquired pneumonia: Results from the German Competence Network, ΠΚNETZ,” American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine, vol. 182, no. 11, pp. 1426–1434, 2010.
61. P. P. Espana, A. ΠΚelastegui, C. Mar et al., “Performance of pro-adrenomedullin for identifying adverse outcomes in community-acquired pneumonia,” Infection, vol. 70, no. 5, pp. 457–466, 2015.
62. B. Gutbier, A.-K. Neuhauß, K. Reppe et al., “Prognostic and pathogenic role of angiopoietin-1 and -2 in pneumonia,” American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine, vol. 198, no. 2, pp. 220–231, 2018.
63. W. J. Dai, Z. W. Dong, X. C. Yang, and Y. F. Yuan, “Significance of lipopolysaccharide detection in children with pulmonary infections,” European Review for Medical and Pharmacological Sciences, vol. 19, no. 12, pp. 2254–2260, 2015.
64. T. H. Flo, K. D. Smith, S. Sato et al., “Lipocalin 2 mediates an innate immune response to bacterial infection by sequestrating iron,” Nature, vol. 432, no. 7019, pp. 917–921, 2004.
65. H. Huang, R. C. Ideh, E. Gitau et al., “Discovery and validation of biomarkers to guide clinical management of pneumonia in African children,” Clinical Infectious Diseases, vol. 58, no. 12, pp. 1707–1715, 2014.
66. M. R. Bacci, R. C. P. Leme, N. P. C. Zing et al., “IL-6 and TNF-a serum levels are associated with early death in community-acquired pneumonia patients,” Brazilian Journal of Medical and Biological Research, vol. 48, no. 5, pp. 427–432, 2015.
67. J. W. Kim, D. Y. Hong, K. R. Lee, S. Y. Kim, K. J. Baek, and S. O. Park, “Usefulness of plasma neutrophil gelatinase-associated lipocalin concentration for predicting the severity and mortality of patients with community-acquired pneumonia,” Clinica Chimica Acta, vol. 462, pp. 140–145, 2016.
68. Y. Tanino, M. Y. Chang, X. Wang et al., “Syndecan-4 regulates early neutrophil migration and pulmonary inflammation in response to lipopolysaccharide,” American Journal of Respiratory Cell and Molecular Biology, vol. 47, no. 2, pp. 196–202, 2012.
69. T. Nikaido, Y. Tanino, X. Wang et al., “Serum syndecan-4 as a possible biomarker in patients with acute pneumonia,” The Journal of Infectious Diseases, vol. 212, no. 9, pp. 1500–1508, 2015.
70. S. Esposito, S. Bianchini, M. Gambino et al., “Measurement of lipocalin-2 and syndecan-4 levels to differentiate bacterial from viral infection in children with community-acquired pneumonia,” BMC Pulmonary Medicine, vol. 16, no. 1, article 103, 2016.
71. T. E. Sweeney and P. Khatri, “Generalizable biomarkers in Critical Care: Toward precision medicine,” Critical Care Medicine, vol. 45, no. 6, pp. 934–939, 2017.
72. W. A. A. de Steenhuijsen Piters, E. A. M. Sanders, and D. Bogaert, “The role of the local microbial ecosystem in respiratory health and disease,” Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences, vol. 370, no. 1675, Article ID 20140294, 2015.
73. C. S. Dela Cruz, R. G. Wunderink, D. C. Christiani et al., “Future research directions in pneumonia: NHLBI working group report charles,” American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine, vol. 198, no. 2, pp. 256–263, 2018.
74. M. S. Paats, I. M. Bergen, W. E. J. J. Hanselaar et al., “Local and systemic cytokine profiles in non-severe and severe community-acquired pneumonia,” European Respiratory Journal, vol. 41, no. 6, pp. 1378–1385, 2013.
75. H. Alpkvist, S. Athlin, P. Molling, A. Norrby-Teglund, and K. Stralin, “High HMGB1 levels in sputum are related to pneumococcal bacteraemia but not to disease severity in community-acquired pneumonia,” Scientific Reports, vol. 8, no. 1, Article ID 13428, 2018.
76. D. A. Gryadunov, B. L. Shaskolskiy, T. V. Nasedkina, A. Y. Rubina, and A. S. Zasedatelev, “The EIMB hydrogel microarray technology: thirty years later,” Acta Naturae, vol. 10, no. 4, pp. 4–18, 2018.
77. T. Duarte and C. Spencer, “Personalized proteomics: the future of precision medicine,” Proteomes, vol. 4, no. 4, article 29, 2016.