Tandem postmortem spektrometri massa pro fi ling untuk mendeteksi infeksi pada kematian bayi yang tak terdugaAbstrak Sejumlah hipotesis telah diusulkan untuk menjelaskan penyebab kematian bayi mendadak yang tak terduga, termasuk infeksi. Sebagai bagian dari otopsi, penyelidikan tambahan rutin dilakukan, termasuk darah / empedu spektrometri massa tandem (TMS) terutama untuk mendeteksi penyakit metabolik. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengevaluasi dan menilai TMS berasal acylcarnitine pro fi les untuk menentukan apakah kematian menular dikaitkan dengan karakteristik pro fi les. Sebagai bagian dari studi retrospektif termasuk [2.500 otopsi pediatrik di sebuah pusat spesialis tunggal selama periode 14 tahun, acylcarnitine pro fi les ditinjau. Menggunakan regresi linier berganda, residu standar yang disiapkan dan temuan fi dibandingkan antara sebab yang berbeda dari kelompok kematian, termasuk dijelaskan, infeksi fokal, infeksi mikrobiologi dan cedera disengaja. 415 sampel darah dari otopsi Sudi yang diidentifikasi. Perbedaan fi kan statistik signifikan di TMS pro fi les yang diidentifikasi antara mereka meninggal karena infeksi dan kelompok Sudi dijelaskan, termasuk perubahan karnitin bebas, acylcarnitines rantai pendek dan octanoylcarnitine. Kasus dengan infeksi mikrobiologi didiagnosis hanya dari budaya postmortem tidak menunjukkan signifikan perbedaan dari kelompok yang tak dapat dijelaskan. Postmortem TMS pro fi kematian ling identifikasi fi es Sudi yang berhubungan dengan bukti histologis infeksi, dan acylcarnitine pro fi le menunjukkan gangguan metabolisme oksidatif. Temuan tersebut meningkatkan kemungkinan bahwa lebih komprehensif TMS pro fi ling mungkin menawarkan petunjuk diagnostik tambahan di luar skrining untuk gangguan metabolisme, dan dapat berkontribusi untuk penentuan modus kematian.

Kata kunci bayi mati? Spektrometri massa tandem? Otopsi? Post-mortem? infeksi

Pendahuluan Kematian mendadak yang tak terduga pada masa bayi (Sudi) tetap presentasi paling umum kematian bayi non-neonatal, dan meskipun penelitian yang luas di daerah ini, sekitar dua-pertiga dari kasus saat ini tetap tak diterangkan berikut otopsi [1, 2]. Kemajuan terbaru telah menyoroti beberapa mekanisme yang mungkin untuk kematian tersebut, yang mungkin sulit untuk mendeteksi dengan menggunakan pendekatan diagnostik tradisional, termasuk tanggapan atipikal terhadap infeksi subklinis [3, 4], racun bakteri [5], polimorfisme sitokin genetik [6], dan kelainan batang otak atau sistem konduksi jantung [7, 8]. Semua kasus di wilayah kita diselidiki atas nama Her Majesty (HM) Pemeriksa oleh patolog anak sesuai dengan protokol otopsi standar, yang mencakup berbagai investigasi tambahan seperti histologi, radiologi, bakteriologi, virologi dan biokimia [9]. Sampling pada otopsi untuk pemeriksaan patologi kimia sudah termasuk darah, urin, humor vitreous dan CSF. Sampel tersebut diambil untuk penilaian berbagai penanda biokimia, termasuk urea, elektrolit, protein dan analisis glukosa. Namun, pendekatan investigasi yang paling banyak digunakan biokimia dalam pengaturan klinis adalah bahwa tandem spektrometri massa (TMS), yang juga digunakan untuk skrining neonatal untuk mendeteksi kelainan metabolik termasuk Medium Chain Asil-Co dehidrogenase De defisiensi (MCADD) [10] . Sementara deteksi penyakit metabolik yang mendasari langka di otopsi menggunakan TMS baik yang dilaporkan [11, 12], telah ada penyelidikan minimal ke dalam aplikasi yang mungkin dari TMS berasal acylcarnitine pro fi les di Sudi untuk penyebab atau cara kematian lainnya. Deteksi post-mortem kematian menular tetap sulit tanpa adanya riwayat klinis yang mendukung atau jelas temuan histologis. Interpretasi hasil mikrobiologi postmortem tetap sebagian subjektif tanpa standar emas [13]. Potensi spidol telah diusulkan dan telah memasukkan procalcitonin, sitokin dan molekul adhesi selular [14]. Namun tidak ada penelitian skala besar telah menyelidiki penanda tersebut dalam praktek klinis rutin. Perubahan abnormal pada hasil acylcarnitine telah dijelaskan pada infeksi pada otopsi tapi spesifik rincian fi c belum dilaporkan [15]. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengevaluasi acylcarnitine pro fi les dalam kaitannya dengan potensi penyebab atau cara kematian di Sudi, dengan referensi khusus untuk mengidentifikasikan fi kasi kematian menular.metode Rumah sakit kami adalah pusat rujukan tersier spesialis yang melakukan lebih dari 300 otopsi per tahun, kelompok terbesar yang untuk meneliti kematian bayi mendadak atas nama HM Coroner. Sebagai bagian dari protokol standar kami berdasarkan pedoman yang diterbitkan oleh The Royal College of Patolog dan The Royal College of Pediatri dan Kesehatan Anak [9], penyelidikan tambahan rutin dilakukan, yang meliputi Oil Red-O pewarnaan hati beku, ginjal, dan otot dan analisis darah / empedu oleh TMS jika ada kecurigaan kelainan metabolik ditandai dengan riwayat klinis dan / atau post-mortem temuan. Darah dan empedu dikumpulkan ke kertas fi lter menggunakan kartu 'Guthrie', dikeringkan di udara dan selanjutnya diolah dengan menggunakan TMS electrospray. Hal ini memungkinkan kuantifikasi dari acylcarnitines dengan pemberian nilai standar termasuk carnitine bebas (FC); acetylcarnitine (C2); propionylcarnitine (C3); butyrylcarnitine (C4); isovalerylcarnitine (C5); hexanoylcarnitine (C8); tetradecenoylcarnitine (C14: 1) dan palmitoylcarnitine (C16). Sebagai bagian dari studi berkelanjutan ke dalam peran penyelidikan post-mortem di Sudi (Tabel 1 [16]), hasil dari semua tes rutin dilakukan selama periode 14 tahun (1996-2009 inklusif) dicatat dalam database yang dirancang khusus anonymised . Semua kasus otopsi bayi lahir hidup antara 0 dan 365 hari dari siapa darah dan / atau empedu sampel telah dikumpulkan dan dianalisis adalah diidentifikasi. Rincian termasuk jenis kelamin, usia, berat badan, panjang, selang postmortem dan berat hati dicatat. Interval post-mortem adalah didefinisikan sebagai jumlah hari antara hari kematian dan hari post-mortem. Laporan TMS yang diidentifikasi dan kasus dikategorikan menjadi baik 'normal' atau 'tidak normal', tergantung pada kesimpulan subjektif disediakan pada saat otopsi oleh pelapor Scientist Klinis Kepala Sekolah. Normal pro fi les termasuk semua kasus, di mana hasilnya dilaporkan baik sebagai normal, memberi kesan post-mortem atau perubahan agonal. Kasus di mana fi temuan TMS yang sugestif dari cacat metabolik yang mendasari mungkin dikeluarkan. Dari daftar nal fi kasus, jumlah karnitin (TC) tingkat dihitung (dengan meringkas acylcarnitines tersedia dengan karnitin gratis). Acylcarnitine rasio molar dihitung: rasio AC / FC (AFR), jumlah dari semua AC diukur dibagi dengan tingkat FC; Indeks rantai pendek (SCI), jumlah C2, C3, C4 dan C5 dibagi dengan tingkat TC; Indeks rantai menengah (MCI), jumlah C6 dan C8 dibagi dengan tingkat TC; dan indeks rantai panjang (LCI), jumlah C14 dan C16 dibagi dengan tingkat TC. Seperti dijelaskan sebelumnya [17], variabel independen individu dianalisis untuk mengidentifikasi hubungan potensial antara nilai-nilai demografi dan hasil acylcarnitine dan analisis regresi linier berganda (mundur pemodelan) dilakukan untuk membuat model dengan kriteria eksklusi dari P [0,05 untuk setiap variabel. Statistik Durbin Watson dinilai bersama dengan variasi faktor asi fl. Residual Standarisasi dihitung untuk setiap kasus menggunakan masing-masing model regresi acylcarnitine, di mana nilai-nilai diprediksi dihitung untuk setiap kasus dan kemudian dikurangi dari nilai aktual dan dibagi dengan perkiraan deviasi standar mereka. Kasus yang diklasifikasikan sesuai dengan presentasi dan penyebab kematian sesuai dengan kriteria yang diterbitkan tujuan [2]: Sudi dijelaskan (uSUDI); infeksi, didefinisikan sebagai keberadaan histologis con fi rmed fokus akut peradangan; infeksi mikrobiologi, didefinisikan sebagai keberadaan signifikan fi organisme bakteri tidak bisa darah, limpa dan / atau CSF, termasuk Grup B-b hemolitik Streptococcus, Streptococcus pneumoniae, dan Staphylococcus Aureus tanpa bukti histologis akut peradangan; dan kecelakaan / luka bukan karena kecelakaan. Residu dibandingkan antara kelompok dengan menggunakan tes Mann-Whitney-U ke rekening untuk asumsi non-parametrik. Nilai P dari \ 0,05 dianggap signifikan secara statistik. Analisis statistik dilakukan dengan menggunakan SPSS versi 19.0.0. Studi ini disetujui oleh Komite Etik Penelitian Lokal.hasil Selama masa penelitian, 2.762 otopsi yang dilakukan di pusat termasuk 1,527 dari bayi dan 886, yang penyebab kematian dijelaskan otopsi berikut 332 (37%); sisanya mewakili uSUDI. Untuk menjelaskan penyebab Sudi, ada 87 kematian akibat histologi terbukti infeksi, 64 karena infeksi mikrobiologi berdasarkan hasil kultur saja, dan 57 karena trauma. Secara total, 924 acylcarnitine pro fi les yang tersedia selama periode tersebut, termasuk 744 dari bayi berusia antara 0 dan 365 hari. Ada 450 (60%) sampel darah dan sampel 293 empedu. Dari jumlah tersebut, 85 sampel dikeluarkan karena acylcarnitine lengkap pro fi les, kurangnya data demografi, sampel yang diambil ante-mortem, atau sampel duplikat yang diambil dari pasien yang sama. Dari 394 sampel darah yang tersisa, 318 (81%) dilaporkan seperti biasa, sedangkan dari 265 sampel empedu yang tersisa, 227 (86%) yang diklasifikasikan sebagai normal. Residual Standarisasi dihitung untuk 318 darah dan 227 sampel empedu masing-masing dan kemudian residual acylcarnitine, AFR, SCI, MCI dan LCI rasio dipisahkan, berdasarkan kohort Sudi presentasi. Fi nal menganalisis kelompok termasuk 130 sampel darah dan 96 empedu dari kasus Sudi dijelaskan; 22 darah dan 17 sampel empedu dari orang-orang dengan de fi nite bukti histologis infeksi; 18 darah dan 15 sampel empedu dari orang-orang dengan infeksi mikrobiologi pada budaya saja (Tabel 2); dan 16 darah dan 16 sampel empedu dari orang-orang dengan kematian traumatis (Gbr. 1). Secara statistik perbedaan signifikan fi di TMS pro fi les dalam darah dan empedu yang ditunjukkan antara mereka dengan infeksi histologis dan Sudi dijelaskan (uSUDI) untuk: FC, C2 dan C3 di kedua lokasi sampel; C4, C5, C6, C8 dan C16 dalam darah; dan C14: 1 dalam empedu. Kedua situs darah dan empedu menunjukkan signifikan perubahan fi kan dalam rasio MCI dan LCI. Tidak ada perbedaan signifikan yang tidak bisa fi diidentifikasi antara uSUDI dan kelompok infeksi mikrobiologi. Hanya C2 dalam darah dan C3 dan C5 dalam empedu menunjukkan signifikan perbedaan antara uSUDI dan kematian traumatis. Kedua situs darah dan empedu menunjukkan signifikan perubahan fi kan di LCI rasio (Tabel 3, Gambar. 2).

diskusi Temuan-temuan dari studi ini menunjukkan bahwa ada perbedaan yang signifikan dalam postmortem TMS pro fi le bayi sekarat bukti histologis infeksi dibandingkan dengan mereka di mana penyebab kematian masih tidak dapat dijelaskan. Perubahan serupa, tetapi kurang ditandai dicatat pada mereka sekarat trauma dibandingkan dengan uSUDI. Hasil untuk kasus yang budaya post-mortem yang positif bagi organisme yang berpotensi patogen menunjukkan tidak ada perbedaan signifikan di TMS pro fi le dibandingkan dengan kelompok Sudi dijelaskan. Selain peran dijelaskan sebelumnya dalam identifikasi penyakit metabolik langka yang mendasari, postmortem TMS pro fi ling mungkin karena itu memberikan informasi tambahan mengenai modus kematian, mewakili penanda perubahan metabolik sistemik terkait dengan proses patologis spesifik. Secara khusus, perubahan signifikan fi tidak bisa dicatat dalam darah dan empedu ketika setiap situs sampel dievaluasi secara terpisah. Umur tercatat menjadi signifikan cantly fi yang berbeda antara kelompok infeksi dan kelompok uSUDI; kasus dengan infeksi yang sedikit lebih tua. Namun usia dan selang postmortem telah dihapus sebagai faktor pengganggu melalui pemodelan regresi linier berganda. Evaluasi kaku melalui pemodelan memperkuat signifikansi dari perubahan ini sebagai dikaitkan dengan infeksi yang bertentangan dengan perubahan agonal atau post-mortem lainnya, perubahan mengingat khususnya ditunjukkan pada kedua lokasi sampel. Temuan ini belum dilaporkan sebelumnya, meskipun perubahan umum dalam metabolisme pro fi le pada infeksi telah diusulkan [15]. Hal ini melaporkan bahwa olahraga meningkatkan acylcarnitines rantai sedang, khususnya, perbedaan C8, C10: 1 dan C12. Dalam kelompok kami, kami juga menunjukkan perbedaan yang signifikan di C8 dalam darah; penyediaan standar C10: 1 dan hasil C12 tidak rutin diberikan. Karena ada peningkatan signifikan dalam tidak bisa fi C8 setelah latihan, kami menyarankan bahwa temuan kami dapat menunjukkan bahwa bayi dengan infeksi yang mendasari menjalani signifikan stres fi kan ditunjukkan oleh perubahan metabolisme oksidatif sebelum kematiannya. Ada kemungkinan bahwa hasil ini mungkin lebih signifikan dalam pengaturan klinis karena perbedaan fisiologis bayi dibandingkan dengan orang dewasa yang sehat [18, 19]. Patogenesis sepsis adalah kompleks, yang melibatkan pengakuan kekebalan tubuh dan aktivasi sistem kekebalan tubuh bawaan dengan pelepasan sitokin berikutnya [20]. Hal ini diterima secara luas bahwa ada disfungsi seluler di sepsis [21, 22] khususnya, gangguan fungsi mitokondria pada tingkat rantai transpor elektron [23]. Mengingat ketergantungan dari asam lemak beta oksidasi pada fungsi mitokondria, adalah mungkin bahwa gangguan jelas metabolisme asam lemak yang dilaporkan di sini bisa menjadi sekunder untuk penghambatan rantai transpor elektron mitokondria. Meskipun perubahan jelas dalam pro fi le yang diidentifikasi dalam kasus dengan histologis con fi rmed proses infeksi dibandingkan dengan uSUDI, mereka diklasifikasikan sebagai 'infeksi mikrobiologi', berdasarkan hanya postmortem hasil kultur mikrobiologi menunjukkan tidak ada perbedaan. Fi Temuan ini memiliki beberapa penjelasan yang mungkin. Ada kemungkinan bahwa kematian ini tidak pada kenyataannya karena sepsis dan hasil kultur mikrobiologi postmortem adalah epiphenomena; budaya mikrobiologi positif dengan tidak adanya temuan histologis tetap of uncertain klinis signifikansi dan saat ini ditafsirkan berdasarkan empiris diduga penting. Kedua, kematian ini mungkin memang 'infectionrelated' tetapi mekanisme mungkin tidak melalui jalur respon sepsis khas sistemik. Penanda lain telah diusulkan dalam kasus-kasus uSUDI, termasuk atipikal sitokin pro fi les dan efek toksin bakteri. Apakah respon terhadap proses tersebut, jika terjadi, akan menyebabkan perubahan karakteristik dalam acylcarnitine pro fi le masih belum jelas, temuan kami menunjukkan bahwa pada tingkat sel, ada perbedaan yang signifikan antara kematian akibat infeksi di mana ada bukti histologis infeksi (seperti infeksi saluran pernapasan bawah) dan kematian yang berhubungan dengan tidak ada perubahan histologis tetapi kultur positif bakteriologi postmortem. Hasil Sepsis di ditingkatkan katabolisme. Meskipun rangsangan yang tepat masih belum diketahui, beberapa mediator yang diketahui meningkat. Ini termasuk kortisol, epinefrin dan tumor necrosis factor alpha yang memicu sitokin lain termasuk interleukin-1 dan interleukin-6 yang akan dirilis. Pada akhirnya hal ini menghasilkan peningkatan pemecahan protein bersih karena berkurang proses translasi dalam sintesis dan katabolisme ditingkatkan dan juga peningkatan lipogenesis dengan peningkatan trigliserida dan konsentrasi asam lemak bebas dengan gangguan ketonuria [24-26]. Penurunan konsentrasi karnitin bebas dan C2 karnitin mungkin karena sel perubahan sebelum kematian pada sepsis yang mengakibatkan hilangnya karnitin bebas dan C2 karnitin. Konsentrasi Peningkatan C5 karnitin dapat mencerminkan peningkatan metabolisme asam amino dan pemecahan protein selama sepsis bertindak sebagai sumber sumber energi dan asam amino untuk sintesis protein fase akut. Peningkatan ester asam karnitin dapat mencerminkan akumulasi kolam diperluas metabolit tersebut. Meskipun lipogenesis ditingkatkan dalam sepsis dan fungsi mitokondria terganggu, telah menunjukkan bahwa bayi dan anak-anak dapat mengoksidasi lipid intravena [27]. Data dari penelitian ini menunjukkan bahwa kematian bayi yang berhubungan dengan infeksi histologis con fi rmed menunjukkan signifikan perubahan fi kan di TMS darah postmortem acylcarnitine pro fi les dibandingkan dengan uSUDI atau kematian akibat penyebab lain seperti trauma. Ada kemungkinan bahwa penyelidikan postmortem rutin ini dapat memberikan informasi tambahan untuk menentukan modus dari kematian, jika ada ketidakpastian mengenai signifikansi dari temuan. Ini mungkin termasuk data tambahan dalam kasus-kasus medikolegal yang didasarkan pada baik temuan mikrobiologi atau histologis [28]. Pemanfaatan hasil pengujian yang dilakukan untuk alasan diagnostik lainnya di kematian bayi mungkin menyarankan diagnosis meskipun pro fi le negatif untuk gangguan metabolisme. Dengan ketersediaan rutin TMS pro fi ling adalah mungkin bahwa modus lain dari kematian juga dapat menunjukkan karakteristik pro fi le perubahan dan penelitian lebih lanjut diperlukan di daerah ini.

Poin Kunci 1 Kasus kematian mendadak yang tak terduga pada bayi dengan bukti histologis infeksi memiliki secara signifikan acylcarnitine berbeda pro fi les dibandingkan dengan kasus tanpa infeksi. 2 Tidak ada statistik signifikan perubahan fi kan dicatat dalam kasus-kasus dengan histologi negatif tetapi mikrobiologi positif bagi organisme patogen, menunjukkan mekanisme yang berbeda dari kematian atau tidak pasti signifikansi dari temuan mikrobiologi. 3 Temuan telah diperhitungkan faktor pembaur seperti selang post-mortem, indeks massa tubuh dan usia. 4. Acylcarnitine tandem spektrometri massa pro fi ling dapat memberikan bukti pendukung untuk diagnosis infeksi yang signifikan. 5. Tandem massa spektrometri pro fi ling mungkin menawarkan potensi alat screening independen untuk diagnosis infeksi pada kasus masa depan.Tabel 1 Kriteria diagnostik untuk kematian mendadak yang tak terduga pada bayi [16] Kriteria diagnostik untuk presentasi kematian mendadak yang tak terduga pada bayi Seorang bayi berusia antara 7 dan 365 hari yang fi ful ls salah satu kriteria berikut: 1 Kematian yang tak terduga dari sejarah klinis, dan tidak dapat dijelaskan di otopsi, 2 Kematian yang terjadi dalam perjalanan penyakit akut yang tidak diakui oleh penjaga dan / atau profesional kesehatan sebagai berpotensi mengancam nyawa 3 Kematian yang terjadi dalam perjalanan penyakit akut tiba-tiba \ durasi 24 jam 'pada bayi yang sebelumnya sehat, atau 4. kematian yang terjadi setelah perawatan intensif ini jika dilembagakan dalam waktu 24 jam dari timbulnya penyakit 5. kematian yang timbul dari kondisi yang sudah ada sebelumnya yang sebelumnya tidak diakui oleh para profesional perawatan kesehatan 6 Kematian yang dihasilkan dari segala bentuk trauma (kecelakaan atau nonaccidental) atau keracunan