Mikrokalorimetrische Detektion von Katheterinfektionen in der neonatologisch-pädiatrischen Intensivmedizin

Abstract

Die nosokomiale Sepsis ist ein Problem der Intensivmedizin, speziell im besonders infektionsanfälligen Kindesalter. Eine Eintrittspforte für Bakterien sind die zur Blutentnahme und Medikamentengabe dienenden Gefäßkatheter. Bei Infektionsverdacht werden sie entfernt und mikrobiologisch untersucht, das Resultat ist jedoch oft erst nach Tagen verfügbar. Deshalb werden gegenwärtig Methoden zur rascheren Diagnostik gesucht. Nachdem schon früher der Nachweis von Bakterien anhand ihrer Wärmeabgabe beschrieben worden war, hat sich auch in neueren Studien aus der Erwachsenenmedizin die Kalorimetrie als schnelles Verfahren zum Erregernachweis in Körperflüssigkeiten oder auf Fremdmaterialien erwiesen. Darum sollte nun geprüft werden, inwieweit sie sich auch zur Diagnostik von Katheterinfektionen in der Neugeborenen- und Kinderintensivmedizin eignen würde. Hierzu wurden 1 cm lange Stücke von pädiatrischen Doppellumenkathetern in Kulturen des nicht zur Biofilmbildung befähigten S. epidermidis 1457-M10 bebrütet und in 3,5 ml TSB-Medium über 10 Stunden bei 37°C in einem Mikrokalorimeter inkubiert. Aufgrund einer Vorstudie zur Relation von Bakteriendichte und Wärmeproduktion wurden zur Vorbebrütung der Katheter Keimzahlen von 10^2 bis 10^8 KBE/ml verwandt. Zur Quantifizierung der adhärenten Bakterien wurden bei einzelnen bebrüteten Kathetern die Keime mittels Ultraschall abgelöst, die entstandene Suspension auf Blutagarplatten ausgestrichen und die resultierenden KBE ausgezählt. Ferner wurden von den Bakterienspezies E. coli, P. aeruginosa, S. aureus und S. marcescens Kulturen mit einer Keimzahl von 10^5 KBE/ml hergestellt und diese parallel als Kalorimeterkultur und als mikrobiologische Schüttelkultur inkubiert. Die bewachsenen Katheter zeigten einen mit zunehmender Keimzahl rascher ansteigenden und höhere Maxima erreichenden Wärmefluss, wobei die Nachweisgrenze bei 10 KBE (in der 10^4 KBE/ml-Gruppe) lag. Aus den definierten Kulturen unterschiedlicher Bakterienspezies ergaben sich hochreproduzierbare Wärmeflusskurven, die sich zwischen den Bakterienspezies nicht nur in der Höhe der Wärmeabgabe, sondern auch im Kurvenverlauf so deutlich unterschieden, dass sie eine „Blickdiagnose“ erlaubten. Dabei erbrachten die Mikrokalorimeterkulturen geringere Keimzahlen als die mikrobiologischen Schüttelkulturen, so dass die charakteristischen Kurvenverläufe auf artspezifischen Stoffwechselumstellungen bei der zunehmenden Sedimentation beziehungsweise Substratverarmung in den kalorimetrischen Messampullen beruhen dürften. Erste Erfahrungen mit klinischen Proben scheinen die Ergebnisse der methodischen Untersuchungen zu bestätigen, weisen aber auch auf die Notwendigkeit geeigneter präparativer Schritte zur Standardisierung der Diagnostik hin. Schlussfolgerungen: Die Kalorimetrie erlaubt nicht nur eine empfindliche Detektion, sondern offenbar auch eine näherungsweise Identifikation von Bakterien und kann damit – standardisiertes Vorgehen vorausgesetzt – eine raschere Diagnostik von Katheterinfektionen in der Kinderintensivmedizin ermöglichen.