Molekulare Schnelldiagnostik von positiven Blutkulturen im Vergleich zur kulturbasierten Diagnostik am Universitätsklinikum Tübingen

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URI: http://hdl.handle.net/10900/131684
http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:21-dspace-1316842
http://dx.doi.org/10.15496/publikation-73042
Dokumentart: PhDThesis
Date: 2022-09-09
Language: German
Faculty: 4 Medizinische Fakultät
Department: Medizin
Advisor: Peter, Silke (Prof. Dr.)
Day of Oral Examination: 2022-05-25
DDC Classifikation: 610 - Medicine and health
License: http://tobias-lib.uni-tuebingen.de/doku/lic_ohne_pod.php?la=de http://tobias-lib.uni-tuebingen.de/doku/lic_ohne_pod.php?la=en
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Inhaltszusammenfassung:

Blutstrominfektionen (BSI) sind ein ernstzunehmendes medizinisches Problem mit weltweit hoher Inzidenz und, auch in Zeiten moderner antiinfektiver Therapien, besorgniserregender Morbidität und Mortalität. Besonders bei den häufig durch BSI ausgelösten Symptomkomplexen Sepsis und septischer Schock ist eine frühzeitige Identifikation der verursachenden Pathogene und die Bestimmung deren Empfindlichkeit gegenüber den zur Verfügung stehenden Antibiotika für eine erfolgreiche, gezielte Therapie wegweisend. Derzeit gängigste, kulturbasierte Standardmethoden zur Identifizierung und Empfindlichkeitstestung (AST) beanspruchen viel Zeit. Eine wertvolle Ergänzung zu dieser Routinediagnostik können daher überwiegend molekularbasierte Plattformen darstellen, welche die Möglichkeit zur schnelleren und direkt aus bewachsenen Blutkulturflaschen durchführbaren Diagnostik bieten. Die auf dem Konzept der multiplex Polymerase-Kettenreaktionen (PCR) beruhenden Schnelltestsysteme Biofire FilmArray® und Genmark ePlex® ermöglichen eine Identifikation von Bakterien und Pilzen sowie den Nachweis einer Auswahl an Antibiotikaresistenzgenen, wobei die Ergebnisse innerhalb von ein bis zwei Stunden vorliegen. Das auf Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung (FISH) basierende Accelerate Pheno® ermöglicht Identifizierungsergebnisse nach weniger als zwei Stunden und detaillierte Ergebnisse der indirekten, phänotypischen Empfindlichkeitstestung nach insgesamt etwa sieben Stunden. Die drei beschriebenen Schnelltestsysteme wurden in dieser Arbeit hinsichtlich ihrer Zuverlässigkeit und ihrer klinischen Anwendbarkeit am Institut für Medizinische Mikrobiologie und Hygiene des Universitätsklinikums Tübingen (UKT) geprüft. Hierfür wurden in einer dreimonatigen Studie insgesamt 158 positive Blutkulturen im ePlex® und FilmArray® untersucht. Beide Systeme lieferten eine zuverlässige Identifizierung von grampositiven Bakterien mit einer Sensitivität von 99 % und einer Spezifität von 100 % für das FilmArray® sowie einer Sensitivität von 99 % bei einer Spezifität von 96 % für das ePlex®, jeweils in Bezug auf das im Test abgedeckte Keimspektrum. Bezogen auf alle in der Studie vorkommenden grampositiven Bakterien konnten Sensitivitäten von 88 % (FilmArray®) und 95 % (ePlex®) bestimmt werden. Bei gramnegativen Blutkulturen wurde in Bezug auf die vom jeweiligen System abgedeckten Keimspektren eine Sensitivität von 100 % für das FilmArray® und 97 % für das ePlex® mit jeweils einer Spezifität von 100 % ermittelt. Die Sensitivität bezüglich aller in der Studie vorkommenden gramnegativen Blutkulturen war mit 83 % (FilmArray®) und 86 % (ePlex®), im Vergleich zur Sensitivität für die Identifikation grampositiver Blutkulturisolate, etwas geringer. Bei den 36 Episoden von Blutkulturen mit gramnegativen Bakterien zeigte das für diesen Bereich bereits etablierte Pheno® eine Sensitivität von 89 % bei 100 % Spezifität in Bezug auf das im System abgebildete Keimspektrum, sowie eine Sensitivität von 71 %, wenn alle im Studienzeitraum nachgewiesenen, gramnegativen Bakterien einbezogen werden. Der überzeugende Vorteil bei der Anwendung des Systems liegt in der zusätzlichen Durchführung einer Empfindlichkeitstestung, bei der eine kategorische Übereinstimmung von mehr als 93 % im Vergleich zum kulturbasierten Antibiogramm beobachtet werden konnte. Der durch den Einsatz der Schnelltestsysteme erreichbare Zeitgewinn wurde gegenüber den Standardmethoden ermittelt und fiel erwartungsgemäß mit über 24 Stunden früher vorliegenden Identifizierungs- und Empfindlichkeitstestergebnissen sehr deutlich aus. Um zu beurteilen, ob das im Studienzeitraum beobachtete Erregerspektrum repräsentativ für die regelmäßig am Institut für Medizinische Mikrobiologie und Hygiene des UKT identifizierten Isolate aus Blutkulturen war, wurde eine Statistik zu den Nachweisen der Jahre 2015 bis 2017 erstellt. Dabei zeigte sich, dass der Studienzeitraum die epidemiologische Situation vor Ort über die letzten Jahre sehr gut widerspiegelte. In der Zusammenschau stellten die getesteten Plattformen sehr vielversprechende Ergänzungen der kulturbasierten Standardmethoden im Rahmen der Blutkulturdiagnostik dar, die insbesondere bei kritisch kranken Patienten von großem Nutzen sein könnten. Der hier angewendete Algorithmus mit dem Einsatz von ePlex® oder FilmArray® für die Testung aller positiven Blutkulturen, ergänzt durch die Anwendung des Pheno® zur zusätzlichen Generierung eines schnellen Ergebnisses der Empfindlichkeitstestung beim Vorliegen von gramnegativen BSI, erscheint dabei in Anbetracht der lokalen Epidemiologie von BSI besonders sinnvoll. Sowohl das FilmArray® als auch das Pheno® sind in die Blutkulturdiagnostik am Institut für Medizinische Mikrobiologie und Hygiene eingeführt worden.

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