Respiratory pathogens like Streptococcus pneumoniae can cause severe pneumonia. Nonetheless, mechanically ventilated intensive care patients, who have a high risk of contracting pneumonia, rarely develop pneumococcal pneumonia. Mechanically ventilated patients are at risk of contracting pneumonia. Therefore, these patients often receive prophylactic systemic antimicrobial therapy. Intriguingly however, a previous study showed that antimicrobial activity in bronchoalveolar aspirates (here referred to as “sputa”) from ventilated patients was only partially explained by antibiotic therapy. Here we report that sputa from these patients presented distinct proteome signatures depending on the presence or absence of antimicrobial activity. Moreover, we show that the same distinction applied to antibodies against Streptococcus pneumoniae , which is a major causative agent of pneumonia. Specifically, the investigated sputa that inhibited growth of S. pneumoniae , while containing subinhibitory levels of the antibiotic cefotaxime, presented elevated levels of proteins implicated in innate immune defenses, including complement and apolipoprotein-associated proteins. In contrast, S. pneumoniae -inhibiting sputa with relatively high cefotaxime concentrations or noninhibiting sputa contained higher levels of proteins involved in inflammatory responses, such as neutrophil elastase-associated proteins. In an immunoproteomics analysis, 18 out of 55 S. pneumoniae antigens tested showed significantly increased levels of IgGs in inhibiting sputa. Hence, proteomics and immunoproteomics revealed elevated levels of antimicrobial host proteins or S. pneumoniae antigen-specific IgGs in pneumococcal growth-inhibiting sputa, thus explaining their anti-pneumococcal activity. IMPORTANCE Respiratory pathogens like Streptococcus pneumoniae can cause severe pneumonia. Nonetheless, mechanically ventilated intensive care patients, who have a high risk of contracting pneumonia, rarely develop pneumococcal pneumonia. This suggests the presence of potentially protective antimicrobial agents in their lung environment. Our present study shows for the first time that bronchoalveolar aspirates, “sputa,” of ventilated patients in a Dutch intensive care unit were characterized by three distinct groups of proteome abundance signatures that can explain their anti-pneumococcal activity. Importantly, this anti-pneumococcal sputum activity was related either to elevated levels of antimicrobial host proteins or to antibiotics and S. pneumoniae -specific antibodies. Further, the sputum composition of some patients changed over time. Therefore, we conclude that our study may provide a novel tool to measure changes that are indicative of infection-related conditions in the lungs of mechanically ventilated patients.
Background:In hospitalized patients with COVID-19, the dosing and timing of corticosteroids vary widely. Low-dose dexamethasone therapy reduces mortality in patients requiring respiratory support, but it remains unclear how to treat patients when this therapy fails. In critically ill patients, high-dose corticosteroids are often administered as salvage late in the disease course, whereas earlier administration may be more beneficial in preventing disease progression. Previous research has revealed that increased levels of various biomarkers are associated with mortality, and whole blood transcriptome sequencing has the ability to identify host factors predisposing to critical illness in patients with COVID-19.Objective:Our goal is to determine the most optimal dosing and timing of corticosteroid therapy and to provide a basis for personalized corticosteroid treatment regimens to reduce morbidity and mortality in hospitalized patients with COVID-19.Methods:This is a retrospective, observational, multicenter study that includes adult patients who were hospitalized due to COVID-19 in the Netherlands. We will use the differences in therapeutic strategies between hospitals (per protocol high-dose corticosteroids or not) over time to determine whether high-dose corticosteroids have an effect on the following outcome measures: mechanical ventilation or high-flow nasal cannula therapy, in-hospital mortality, and 28-day survival. We will also explore biomarker profiles in serum and bronchoalveolar lavage fluid and use whole blood transcriptome analysis to determine factors that influence the relationship between high-dose corticosteroids and outcome. Existing databases that contain routinely collected electronic data during ward and intensive care admissions, as well as existing biobanks, will be used. We will apply longitudinal modeling appropriate for each data structure to answer the research questions at hand.Results:As of April 2023, data have been collected for a total of 1500 patients, with data collection anticipated to be completed by December 2023. We expect the first results to be available in early 2024.Conclusions:This study protocol presents a strategy to investigate the effect of high-dose corticosteroids throughout the entire clinical course of hospitalized patients with COVID-19, from hospital admission to the ward or intensive care unit until hospital discharge. Moreover, our exploration of biomarker and gene expression profiles for targeted corticosteroid therapy represents a first step towards personalized COVID-19 corticosteroid treatment.Trial Registration:ClinicalTrials.gov NCT05403359; https://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT05403359International Registered Report Identifier (IRRID):DERR1-10.2196/48183
MULTIFILE
We describe the practice of ventilation and mortality rates in invasively ventilated normal-weight (18.5 ≤ BMI ≤ 24.9 kg/m2), overweight (25.0 ≤ BMI ≤ 29.9 kg/m2), and obese (BMI > 30 kg/m2) COVID-19 ARDS patients in a national, multicenter observational study, performed at 22 intensive care units in the Netherlands. The primary outcome was a combination of ventilation variables and parameters over the first four calendar days of ventilation, including tidal volume, positive end–expiratory pressure (PEEP), respiratory system compliance, and driving pressure in normal–weight, overweight, and obese patients. Secondary outcomes included the use of adjunctive treatments for refractory hypoxaemia and mortality rates. Between 1 March 2020 and 1 June 2020, 1122 patients were included in the study: 244 (21.3%) normal-weight patients, 531 (47.3%) overweight patients, and 324 (28.8%) obese patients. Most patients received a tidal volume < 8 mL/kg PBW; only on the first day was the tidal volume higher in obese patients. PEEP and driving pressure were higher, and compliance of the respiratory system was lower in obese patients on all four days. Adjunctive therapies for refractory hypoxemia were used equally in the three BMI groups. Adjusted mortality rates were not different between BMI categories. The findings of this study suggest that lung-protective ventilation with a lower tidal volume and prone positioning is similarly feasible in normal-weight, overweight, and obese patients with ARDS related to COVID-19. A patient’s BMI should not be used in decisions to forgo or proceed with invasive ventilation.
Kansen voor circulaire beademingszorg De gezondheidszorg is verantwoordelijk voor 7% van de totale Nederlandse CO2-uitstoot. Eén van de meest materiaal intensieve afdelingen in een ziekenhuis is de intensive care. Patiënten op een intensive care worden beademd en ontvangen daarbij zogenaamde beademingszorg. Tijdens beademingszorg wordt gemaakt van hulpmiddelen zoals beademingsslangen, uitzuigslangen, filters en materialen ter infectiepreventie. De meeste hulpmiddelen worden na gebruik weggegooid. Om de zorg te verduurzamen zijn in de Green Deal doelstellingen geformuleerd om grondstoffenverbruik te verminderen in 2030 en uiteindelijk toe te werken naar circulaire zorg 2050. Er is op dit moment echter weinig kennis over de milieubelasting van gebruikte hulpmiddelen tijdens beademingszorg en de mogelijkheden om circulaire strategieën toe te passen. Dit project heeft als doel om een inventarisatie te maken van de milieubelasting en de afvalstromen van hulpmiddelen rondom beademingszorg. Daarbij is het project ook gericht op een inventarisatie van de mate waarin milieubelasting een overweging is bij de besluitvorming door betrokken stakeholders. Vervolgens zal in kaart worden gebracht welke mogelijkheden er zijn om via circulaire strategieën een bijdrage te leveren om de milieubelasting van hulpmiddelen rondom beademingszorg te verminderen. Voor de uitvoering van dit project zijn unieke deskundigheidsgebieden samengebracht in een consortium. De praktijkpartners hebben expertise in zorgverlening op de intensive care afdeling (AmsterdamUMC) en afvalstromen in ziekenhuizen (adviesbureau Innomax). De betrokken kennisinstellingen hebben expertise in onderwijs- en onderzoek rondom duurzaamheid (de Hogeschool van Amsterdam, Technische Universiteit Delft en Radboudumc). Dit consortium is een unieke samenwerking waarbij om kennis van zorgprocessen, afvalstromen en de milieubelasting van de zorgverlening op de intensive care worden gebundeld om de kansen voor duurzame beademingszorg te inventariseren. De resultaten van dit project zullen een praktijkverandering in gang zetten op intensive care afdelingen van AmsterdamUMC en Radboudumc en vervolgens ook verspreid worden via de landelijke en internationale netwerken.
Slaap is essentieel voor het herstellen van ziekte en om verwardheid te voorkomen en verminderen. Ernstig zieke patiënten, op de Intensive Care (IC), Medium Care (MC) of Cardiac Care Unit (CCU), slapen vaak onvoldoende door de aanwezigheid van veel externe prikkels (licht, geluid, alarmen, aanwezigheid personeel). Hierdoor is de leefomgeving op deze afdelingen erg onrustig. Patiënten vinden deze onrust en het gebrek aan privacy een groot probleem. Voor verpleegkundigen veroorzaken patiënten die ’s nachts wakker zijn een verhoging van de werkdruk. De startup Micro-Cosmos wil ernstig zieke patiënten in staat te stellen om een ‘micro-omgeving’ te creëren, waarin zij in eigen regie externe prikkels zoals licht en geluid buiten kunnen sluiten. Dit gebeurt via een innovatieve kap, de Maya, die aan het hoofdeinde van het bed wordt geplaatst. De Maya heeft als doel de slaapkwaliteit te verbeteren, en verwardheid, angst en stress te reduceren. Ook maakt de Maya het mogelijk om te ‘cocoonen’ en zorgt daarmee voor comfort en privacy. Door de ziekenhuis leefomgeving positief te beïnvloeden draagt de Maya bij aan een verbetering van de kwaliteit van zorg voor kritisch zieke en kwetsbare patiënten. In een pilot studie gaan we de haalbaarheid, de effecten (effect size) en de ervaringen van 20 patiënten en van zorgverleners in een gerandomiseerde cross-over design studie op de IC, MC en CCU testen. Hierbij wordt de Maya om de dag ingezet waarbij de volgorde gerandomiseerd is. Op de dagen dat de Maya niet wordt gebruikt, wordt standaard zorg geleverd. Objectieve en subjectieve informatie wordt gebruikt voor verdere optimalisatie van het Maya prototype en voor effectmaat bepaling voor aanvullend onderzoek. De netwerken van het Radboudumc en Micro-Cosmos worden gebruikt voor kennisverspreiding en toekomstig aanvullend onderzoek in groter verband. Opgedane resultaten worden door het Radboudumc na afloop overgedragen aan Micro-Cosmos.
