Biomarkers for Urinary Tract Infection and Pyelonephritis

尿路感染和肾盂肾炎的生物标志物

• 批准号: 9884759
• 负责人: Nader Shaikh
• 金额: $ 55.67万
• 依托单位: UNIVERSITY OF PITTSBURGH AT PITTSBURGH
• 依托单位国家: 美国
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 美国
• 起止时间: 2019-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://reporter.nih.gov/project-details/9884759
• 关键词: Acute Cystitis; Address; Affect; Age; Antibiotics; Bacteria; Bedside Testings; Biological Markers; Biological Specimen Banks; Bladder; Catheterization; Child; Classification; Clinical; Clinical Trials; Culture-independent methods; Cystitis; DMSA; Development; Diagnosis; Enrollment; Escherichia coli; Escherichia coli Infections; Exhibits; Fever; Future; Gender; Goals; Gold; Growth; Hour; IL8 gene; Image; Immunoassay; Incidence; Infection; Infective cystitis; Inflammatory; Interferons; Interleukin-2; Interleukin-9; Kidney; LCN2 gene; Measures; Medical center; Messenger RNA; Methods; Modeling; Neurogenic Bladder; Organism; Population; Prevalence; Protein Analysis; Proteins; Pyelonephritis; RNA; RNA library; Reference Standards; Research Personnel; Risk; Sampling; Scanning; Severities; Site; Specificity; Specimen; Subgroup; Testing; Time; Training; Ultrasonography; United States; Urinary tract infection; Urine; Validation; accurate diagnosis; acute pyelonephritis; aged; antimicrobial; bacterial resistance; base; biomarker identification; case control; design; diagnosis standard; genetic signature; indexing; individualized medicine; kidney infection; leukocyte esterase; neutrophil; novel; predictive modeling; renal scarring; stem; transcriptome sequencing; transcriptomics; treatment duration; urinary

ABSTRACT   Our current bedside tests for urinary tract infections (UTI) are not sufficiently accurate. The best available test  for UTI, the leukocyte esterase (LE) test, has a sensitivity of only 79%, meaning that 21% of children with a  true UTI are missed, placing them at increased risk for permanent renal scarring. The 87% specificity of the LE  test means that 13% of those without UTI will be incorrectly diagnosed as having UTI and receive antimicrobial  treatment. Accordingly, development of more sensitive and specific tests for the diagnosis of UTI, which is our  first aim, represents an important contribution. We will collect urine specimens from 3,334 consecutive febrile  children aged 1 month to 3 years with presumed UTI and, in a sample of cases and controls from this larger  population, we will perform transcriptomics (mRNA) and multiplex inflammatory protein analysis to identify  urinary markers that distinguish children with UTI from febrile children without UTI. Promising markers will be  validated in a sample selected from 3,334 children from a second site. A second limitation in the current clinical  approach to UTI stems from the lack of reliable markers to distinguish children with bladder infection from  children with kidney infection (pyelonephritis). Because accurate markers for pyelonephritis have not been  identified, all febrile children with UTI are generally assumed to have pyelonephritis (i.e., treated with antibiotics  for 10 days and undergo renal ultrasonography) even though approximately only 40% have pyelonephritis. To  identify accurate markers for pyelonephritis, which is our second aim, we will enroll 100 febrile children with  UTI and perform transcriptomics and multiplex inflammatory protein analysis on their urine samples.  Pyelonephritis will be confirmed using Tc99m-­dimercaptosuccinic acid (DMSA) scan. We will validate  promising markers in an independent sample of 100 children from a second site. Diagnosis of UTI is especially  challenging in children with infections caused by bacteria other than Escherichia coli. Accordingly, our third aim  will be to develop tests for the diagnosis of UTI in these children. Features that will differentiate our study  include (1) enrollment of consecutive febrile subjects (which will minimize bias);; (2) use of catheterization to  collect all urine samples (which will minimize misclassification);; (3) timely processing of the urine samples, (4)  use of a novel method of assembling high-­quality RNA libraries from small amounts of urine, and (5) selection  of different sites for training and validation. Results from the proposed project are expected to (1) identify easy  to measure urinary proteins that can be used to accurately diagnose UTI in children with and without E. coli  infection, (2) develop RNA signatures for UTI and pyelonephritis which can be used as a gold standard in  future studies, and (3) establish a large specimen bank for use in future studies.

摘要 我们目前的尿路感染（UTI）床边测试不够准确。最好的测试 对于UTI，白细胞酯酶（LE）测试的敏感性仅为79%，这意味着21%的儿童患有UTI， 真正的UTI会被漏诊，使其永久性肾瘢痕形成的风险增加。LE的87%特异性 测试意味着13%的没有UTI的人将被错误地诊断为UTI，并接受抗菌药物 因此，开发更敏感和特异性的检测用于诊断UTI，这是我们的目标。 第一个目标，代表了一个重要的贡献。我们将收集尿液标本从3,334连续发烧 1个月至3岁的儿童与推定的UTI，并在样本的情况下，对照从这个较大的 人群，我们将进行转录组学（mRNA）和多重炎症蛋白分析，以确定 尿标志物，区分儿童与UTI发热儿童没有UTI。有前途的标志物将是 在从第二个地点的3，334名儿童中选择的样本中进行了验证。 UTI的方法源于缺乏可靠的标志物来区分膀胱感染的儿童和 肾脏感染（肾盂肾炎）的儿童。由于肾盂肾炎的准确标志物尚未被 确定，所有患有UTI的发热儿童通常被认为患有肾盂肾炎（即， 用抗生素治疗 10天，并接受肾脏超声检查），尽管大约只有40%的人患有肾盂肾炎。 确定肾盂肾炎的准确标记物，这是我们的第二个目标，我们将招募100名发热儿童， UTI，并对他们的尿液样本进行转录组学和多重炎症蛋白分析。 肾盂肾炎将使用Tc 99 m-DMSA（二巯基琥珀酸）扫描确认。我们将验证 一个有希望的标志物在100名儿童的独立样本从第二个网站。泌尿道感染的诊断，特别是 因此，我们的第三个目标是， 我们将开发用于诊断这些儿童UTI的测试。 包括（1）连续发热受试者入组（这将最大限度地减少偏倚）;（2）使用导管插入术， 收集所有尿液样本（这将最大限度地减少错误分类）;（3）及时处理尿液样本，（4） 使用一种从少量尿液中组装高质量RNA文库的新方法，以及（5）选择 的不同地点进行培训和验证。结果从拟议的项目预计（1）识别容易 测量尿蛋白，可用于准确诊断患有和不患有大肠杆菌的儿童的UTI 感染，（2）开发UTI和肾盂肾炎的RNA特征，其可用作诊断UTI和肾盂肾炎的金标准。 （3）建立一个大型的标本库，以备将来研究之用。