DZIF: Mit moderner Genomanalyse Verbreitung multiresistenter Krankenhauskeime verhindern

  • Deutsches Zentrum für Infektionsforschung (DZIF)

  • von Andrea Hertlein
  • Medizinische Nachrichten
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Kernbotschaft

Ein internationales Konsortium unter der Leitung des Forschungszentrums Borstel, Leibniz Lungenzentrum, konnte erstmals die weltweite Verbreitung der verschiedenen Stämme des multiresistenten Krankheitserregers Stenotrophomonas maltophilia (SMA) entschlüsseln. Die in Nature Communications publizierte Studie zeigt Möglichkeiten auf, wie der Erreger über ein genomisches Klassifikationssystem effizient überwacht werden kann.

Proben aus 22 Ländern geben Auskunft über SMA-Verbreitung

Die Wissenschaftler des internationalen Konsortiums etablierten zunächst einen Genotypisierungsansatz, der die standardisierte Analyse der verschiedenen Genome von S.-maltophilia-Stämmen ermöglicht, indem die Genomsequenzen in einen einzigartigen und stammspezifischen Barcode übersetzt werden. Im nächsten Schritt führten sie eine groß angelegte genombasierte Analyse einer weltweiten Sammlung von 1305 SMA-Isolaten aus 22 Ländern durch, um die globale Phylogenie zu definieren und die internationale und lokale Verbreitung bestimmter Subtypen zu erfassen.

Spezielle Gen-Ausstattung fördert die Verbreitung im Krankenhaus

Anhand der Genotypisierung fanden die Wissenschaftler heraus, dass der SMA-Komplex in insgesamt 23 Linien mit unterschiedlichem Vorkommen unterteilt ist. Eine dieser Abstammungslinien trat weltweit auf und hatte gleichzeitig die höchste Rate an human-assoziierten Stämmen, heißt es in der Mitteilung des Deutschen Zentrums für Infektionsforschung (DZIF). Zudem sei diese "Sm6" genannte Linie durch das Vorkommen wichtiger Virulenz und Resistenzgene gekennzeichnet. „Dies deutet darauf hin, dass eine spezielle Gen-Ausstattung die Verbreitung bestimmter S. maltophilia-Subtypen im Krankenhausumfeld, zum Beispiel unter antimikrobieller Behandlung, fördern kann", sagt Matthias Gröschel, Erstautor der Studie.

Genombasierte Überwachung

Die Übertragungsanalyse konnte zudem mehrere potenzielle Ausbruchsereignisse genetisch eng verwandter Stämme identifizieren, die innerhalb von Tagen oder Wochen in denselben Krankenhäusern isoliert wurden. "Zusammen mit Studien zu anderen Krankheitserregern zeigen unsere Ergebnisse, wie eine systematische genombasierte Überwachung von S. maltophilia und anderen Erregern im Krankenhausumfeld helfen kann, Übertragungswege zu definieren und die Infektionskontrolle zu verbessern", betont Thomas Kohl, Seniorautor der Studie am FZ Borstel, hinzu.

Schwere nosokomiale  Infektionen durch SMA

Stenotrophomonas maltophilia gewinnt als opportunistischer, meist multiresistenter Keim zunehmende Bedeutung für die Entwicklung schwerer nosokomialer Infektionen. Alarmierend ist vor allem die inhärente Resistenz der SMA-Stämme gegen eine große Zahl von Antibiotika, was die Behandlungsmöglichkeiten stark einschränkt.

Besonders gefährlich kann eine Infektion für immungeschwächte Patienten sein oder für Patienten mit bestehenden entzündlichen Lungenerkrankungen wie der Mukoviszidose, berichtet das DZIF. Obwohl fast jedes Organ betroffen sein könne, seien Infektionen der Atemwege, Bakteriämie oder Katheter-bedingte Infektionen der Blutbahn am häufigsten. Das Forschungszentrum fordert angesichts der zunehmenden Bedeutung der Erreger und der oftmals schweren klinischen Folgen einer Infektion die Forschung über die Virulenzfaktoren der SMA-Bakterien sowie über die lokale und globale Verbreitung zu intensivieren.

Diese Analysen werden sehr hilfreich sein, um zukünftig festzustellen, wie Keime sich in einem Krankenhaus lokal ausbreiten und von einer Person auf eine andere übertragen werden. Wenn man diese Mechanismen besser versteht und mithilfe moderner Analysetechnik ständig überwacht, ist es einfacher, die Übertragung zu unterbinden“, ergänzt Prof. Dr. Wolfgang Streit von der Universität Hamburg, die ebenfalls an dem Projekt beteiligt ist.