Immunochromatographie

Beschleunigte Diagnostik von multiresistenten Krankenhauserregern

Ein Forscherteam von der Medizinischer Fakultät Köln und dem Deutschen Zentrum für Infektionsforschung kann multiresistente Krankenhauserreger innerhalb von 45 Minuten nachweisen.

45 Minuten statt 72 Stunden: Ein Forscherteam von der Medizinischer Fakultät Köln und dem Deutschen Zentrum für Infektionsforschung kann multiresistente Krankenhauserreger innerhalb einer Stunde nachweisen. © WMB/SKO

Ein wissenschaftlicher Durchbruch zur beschleunigten Diagnostik multiresistenter Krankenhauserreger ist einem Forscherteam an der Medizinischen Fakultät in Kooperation mit dem Deutschen Zentrum für Infektionsforschung (DZIF) gelungen. Mit einem neuartigen sogenannten immunochromatographischen Verfahren konnten die Forscher Axel Hamprecht, Jörg Janne Vehreschild, Harald Seifert und Ahmad Saleh in einer Studie Bakterien, die gegen die Antibiotikagruppe Carbapeneme resistent sind, innerhalb von 20 bis 45 Minuten aus Blutkulturen mit einer 100-prozentigen Sicherheit nachweisen. Aktuelle Testverfahren dauern noch bis zu 72 Stunden.

Patientinnen und Patienten mit durch gramnegative Erreger wie Escherichia coli ausgelösten Blutstrominfektionen weisen eine hohe Sterblichkeit auf. Die Infektion konnte durch Antibiotika aber bisher meist gut behandelt werden. Durch die Zunahme von Antibiotikaresistenzen, auch gegen die Gruppe der Carbapeneme, ist die Therapie zunehmend schwieriger geworden. Bei Infektionen mit multiresistenten Erregern, die auch gegenüber solchen Reserveantibiotika resistent sind, kommt es besonders häufig zu einer unwirksamen Antibiotikatherapie und damit zu höherer Sterblichkeit.

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Um diese Erreger wie E. coli im Blutstrom nachzuweisen, werden derzeit Methoden angewandt, die 16 bis 72 Stunden zum Nachweis der Antibiotikaresistenz beanspruchen. Eine beschleunigte Diagnostik ist daher ein wesentlicher Schritt, Patienten mit Infektionen durch Carbapenem-resistente Bakterien schneller und gezielter zu behandeln und zusätzlich die Ausbreitung der Erreger einzudämmen.

Die Resistenz bei gramnegativen Bakterien ist meist durch Enzyme verursacht, die neben den Carbapenem-Antibiotika auch weitere Antibiotika zerstören können. Sie werden als Carbapenemasen bezeichnet. Zu den weltweit häufigsten Carbapenemasen zählen die sogenannten Klebsiella-pneumoniae-Carbapenemase (KPC), die New-Delhi-Metallo-Betalaktamase (NDM) und OXA-48.

In der jetzt veröffentlichten Studie wurden Blutproben untersucht, die mit Carbapenemase-produzierenden Bakterien versetzt wurden. Hierbei drei der vier häufigsten Carbapenemasen – OXA-48, KPC und NDM – mit einem einzigen Testverfahren direkt aus positiven Blutkulturen entdeckt werden, ohne dass eine zeitaufwändige weitere Anzüchtung auf Agarplatten notwendig wurde. Das neue Verfahren ist schnell, einfach anzuwenden, kostengünstig (~10 €/Test) und kann in jedem klinisch-mikrobiologischen Labor durchgeführt werden.

„Wir sind mit diesem Verfahren unserem Ziel, mit multiresistenten Erregern infizierte Patientinnen und Patienten so schnell wie möglich helfen zu können, einen Riesenschritt näher gekommen“, so Erstautor und DZIF-Professor Dr. med. Axel Hamprecht vom Institut für Medizinische Mikrobiologie, Immunologie und Hygiene am Universitätsklinikum Köln. „Bei derartig aggressiven Erregern zählt jede Minute, um eine gezielte Therapie zu starten. Jetzt müssen sich Folgestudien anschließen, um unsere Erkenntnisse so schnell wie möglich in die klinische Praxis zu überführen.“

Die mit Mitteln der medizinischen Fakultät der Universität zu Köln unterstützte Proof-of-Principle-Studie belegt die Sicherheit und Wirksamkeit des neuen Verfahrens. Bevor aber das neue Verfahren die herkömmliche Diagnostik ablösen und in die klinische Praxis eingeführt werden kann, sind weitere Studien notwendig.

Publikation:
Hamprecht A, Vehreschild JJ, Seifert H, Saleh A (2018) Rapid detection of NDM, KPC and OXA-48 carbapenemases directly from positive blood cultures using a new multiplex immunochromatographic assay. PLOS ONE 13(9): e0204157. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0204157

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