$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Enfeksiyona karşı düzensiz bir konak yanıtının neden olduğu yaşamı tehdit eden bir organ disfonksiyonu olan sepsis, yoğun bakım tıbbında önemli bir zorluk olmaya devam etmektedir1. Sepsisin patofizyolojisinin anlaşılmasındaki ilerlemelere rağmen, bağışıklık sistemi ve patojenler arasındaki karmaşık etkileşim, bu durumun etkili bir şekilde teşhis ve tedavisinde zorluklar yaratmaya devam etmektedir2. Mevcut klinik yaklaşımlar genellikle enfeksiyon göstergelerinin, organ fonksiyonunun, sitokinlerin, mikrobiyal tespitin ve bağırsak mikrobiyomunun izlenmesine odaklanmaktadır3. Bununla birlikte, sepsis4'ün ilerlemesinde ve çözülmesinde bağışıklık hücrelerinin, özellikle beyaz kan hücrelerinin, lenfositlerin ve nötrofillerin oynadığı önemli rolün giderek daha fazla tanınması söz konusudur.
Sepsis seyri sırasında, bağışıklık sistemi, başlangıçta hiperinflamatuar bir faz ve ardından uzun süreli bir immünosüpresif faz5 ile karakterize edilen karmaşık bir dizi değişikliğe uğrar. Erken faz, nötrofil sayımlarında bir artış ve lenfosit popülasyonlarında eşlik eden bir azalma ile işaretlenir, bu da doğuştan gelen bağışıklık tepkilerinin aktivasyonunu ve adaptif bağışıklığın baskılanmasını yansıtır6. Durum ilerledikçe, lenfosit sayıları azalmaya devam ederken nötrofil seviyeleri salınabilir veya tükenebilir, bu da hastaları ikincil enfeksiyonlara karşı savunmasız hale getiren bir immünosupresyon durumuna yol açar7. Bu bağışıklık hücresi popülasyonları arasındaki dinamik etkileşimi anlamak, sepsis hastalarının bağışıklık durumunu doğru bir şekilde değerlendirmek ve hedefe yönelik müdahaleler tasarlamak için çok önemlidir.
Sepsiste immün hücre sayımlarını analiz etmeye yönelik geleneksel yaklaşımlar, çoklu immün parametreler arasındaki karmaşık ilişkileri yakalayamayan tek değişkenli veya iki değişkenli analizlere dayanmaktadır8. Veri görselleştirme ve makine öğrenimi tekniklerindeki son gelişmeler, yüksek boyutlu immünolojik verileri keşfetmek için yeni olanaklar yaratmıştır9. Özellikle, üç boyutlu dağılım grafiği görselleştirme ve kendi kendini organize eden özellik haritaları (SOFM)10 , çeşitli hastalık bağlamlarında gizli kalıpları ortaya çıkarmada ve farklı bağışıklık durumlarını tanımlamada umut vaat etmiştir.
Bu çalışmanın amacı, beyaz kan hücreleri, lenfositler ve nötrofiller arasındaki kantitatif ilişkileri ileri veri görselleştirme ve kümeleme teknikleri kullanarak analiz ederek sepsis hastalarında immün durumu araştırmak. Hipotez, bu bağışıklık hücresi popülasyonlarının, altta yatan bir matematiksel ilişki tarafından yönetilen üç boyutlu bir alan içinde sınırlandırıldığıdır. Çalışma, bu ilişkiyi ortaya çıkararak ve SOFM kullanarak farklı bağışıklık durumlarını tanımlayarak, sepsiste bağışıklık dinamik durumlarını anlamak ve klinik karar vermeyi kolaylaştırmak için bir çerçeve sağlamayı amaçlamaktadır.
Yaklaşım, yoğun bakım ünitesine (YBÜ) kabul edilen 512 sepsis hastasından ve 205 sağlıklı bireyden toplam 717 örnek olmak üzere kan örneklerinin toplanmasını içerir. Çalışma popülasyonu, yaşları 35 ila 100 yıl arasında değişen (ortalama yaş: 73.5 yıl) hem erkek (%54.3) hem de kadın (%45.7) katılımcıları içeriyordu. Hem sepsis hastalarında hem de sağlıklı kontrollerde beyaz kan hücreleri, lenfositler ve nötrofiller arasındaki etkileşimi tanımlayan matematiksel bir model oluşturmak için üç boyutlu dağılım grafiği görselleştirme ve sayısal uydurma uygulanır. SOFM daha sonra sepsis örnek verilerini üç boyutlu uzayda otomatik olarak kümelemek için kullanılır ve farklı bağışıklık durumları elde edilir. Çalışma, sepsis hastalarının immün profillerini ve mekansal dağılımlarını, matematiksel modelin temsil ettiği kısıt sınırı içindeki sağlıklı bireylerinkilerle karşılaştırarak, sepsisin altında yatan patofizyolojik mekanizmalar hakkında bilgi edinmeyi ve immünomodülatör tedaviler için potansiyel hedefleri belirlemeyi amaçlamaktadır.
Sepsis hastalarının bağışıklık durumunu değerlendirmek için kantitatif bir yöntem sağlayarak, yaklaşım hastalığın daha kesin evrelemesini sağlayabilir ve uygun müdahalelerin seçimine rehberlik edebilir. Ayrıca, SOFM kullanılarak farklı bağışıklık durumlarının tanımlanması, bireysel hastaların spesifik bağışıklık profillerine göre uyarlanmış kişiselleştirilmiş immünoterapi yaklaşımları üzerine gelecekteki araştırmaların temelini oluşturabilir.
Özetle, bu çalışma, gelişmiş veri görselleştirme ve makine öğrenimi tekniklerinden yararlanarak sepsiste bağışıklık durumunu anlamak için bir yaklaşım sunmaktadır. Çalışma, sepsis hastalarında anahtar immün hücre popülasyonları ile sağlıklı kontroller arasındaki matematiksel ilişkiyi ortaya çıkararak ve sepsis hastalarında farklı immün durumları tanımlayarak, sepsiste karmaşık immün dinamikler hakkında yeni bir bakış açısı sunmaktadır. Bu yaklaşım, hastalık durumunun (Farklı Kümeler) daha kesin bir şekilde değerlendirilmesini sağlar ve uygun müdahalelerin seçimine rehberlik ederek sonuçta daha etkili tanı ve tedavi stratejilerinin geliştirilmesine katkıda bulunur.