Sepsis ist eine systemische Entzündungsreaktion, die bei Nicht- oder Falschbehandlung in kürzester Zeit zum Tod führen kann. Ursache ist eine Infektion mit Krankheitserregern, die häufig mit unspezifischen Symptomen wie Fieber oder veränderter Herzfrequenz beginnen kann. Klassisch wird eine Sepsis seit vielen Jahrzehnten mit Hilfe einer Blutkultur nachgewiesen, eine etablierte Methode, die jedoch bis zu mehreren Tagen in Anspruch nehmen kann.

Um Betroffenen effektiver mit gezielten Therapien helfen zu können, sind dringend Verfahren zur Aufklärung über die Art des Erregers gefordert. Hier wollen wir verschiedene Methoden zur schnellen Sepsisdiagnostik vorstellen, die sich bereits am Markt oder in der Entwicklung befinden. Der Fokus liegt auf Produkte, die den direkten Nachweis der Erreger aus Vollblut ermöglichen. Die Blutvergiftung gilt als eine der häufigsten Todesursachen weltweit.

Allein in Deutschland sterben rund 60.000 Menschen an dieser Erkrankung, wobei die öffentliche Wahrnehmung dieser Entzündungsreaktion im Vergleich zu Herz-Kreislauf- oder Krebserkrankungen immer noch sehr gering ist [1]. Und das, obwohl die Überlebenswahrscheinlichkeit bei Betroffenen nach Angaben des Kompetenznetzes Sepsis bei lediglich 40–60 % liegt [2]. Eine der Ursachen für die hohe Sterblichkeitsrate liegt in der falschen Behandlung bedingt durch die späte Diagnose.

Sepsistherapie im Blindflug

Im Verdachtsfall einer Sepsis behandelt der Arzt Patienten entsprechend einer Leitlinie der Deutschen Sepsis-Gesellschaft [3], initial jedoch weitestgehend im Blindflug, da dem Arzt meist Informationen zum Krankheitserreger fehlen. Jeder einzelne Mikroorganismus, sei des Bakterium, Pilz oder Virus, erfordert eine auf ihn abgestimmte Behandlungsstrategie, um das Leben des Betroffenen zu retten. Im klassischen Fall der Diagnostik ermöglicht jedoch erst eine mikrobiologische Kultivierung definierte Aussagen über den Erreger (Abb.1).

Obwohl ein diagnostisches Ergebnis erst nach 18 Stunden bis zu mehreren Tagen vorliegt, beginnt der Mediziner trotzdem sofort mit einer „empirischen“ Antibiotikatherapie. Ein breites Spektrum an Mikroorganismen soll abgetötet und der Infektionsherd (falls überhaupt bekannt) beseitigt werden.

Verschiedene Methoden, wie die Bestimmung des Gehalts des Biomarkers Procalcitonin (PCT) [4] im Serum, unterstützen hier, da sie als Hilfsmittel zur Feststellung einer Sepsis und zur Kontrolle der Antibiotikagabe dienen können. Ebenso kann so die Wirkung einer Antibiotikagabe kontrolliert werden.

Aussagen über die Art des Erregers und eventuell vorliegende Antibiotika-Resistenzen gibt es jedoch beim Einleiten der Therapie nicht. An dieser Stelle setzen Produkte verschiedener Diagnostikunternehmen sowie erfolgversprechende Neuentwicklungen an (siehe Auswahl in Tab. 1). Mit dem Ziel, eine schnellere und maßgeschneiderte Therapie zu ermöglichen, sollen so Mediziner in der Wahl ihrer Mittel unterstützt werden. Die Tabelle fokussiert auf bereits CE-zertifizierte, kommerziell erhältliche molekularbiologische Tests zur Sepsisdiagnostik ergänzt durch Matrix Assisted Laser Desorption Ionization – Time Of Flight Massenspektrometrie (MALDITOF)- Verfahren.

Der Schnelltest Septifast von Roche ist in der Lage, 25 Organismen (Bakterien und Pilze) parallel über eine Realtime-Polymerase Kettenreaktion (PCR) nachzuweisen. Dieser Test kann rund 90% der sepsisrelevanten Pathogene charakterisieren. Der Anwender benötigt 1,5 ml Vollblut, wobei initial eine Isolation der gesamten DNA mit Hilfe keramischer Beads durchgeführt wird. Nach einer manuellen Aufreinigung über säulenchromatrographische Verfahren erfolgt die Überführung der isolierten DNA in das hauseigene Realtime-PCRGerät.

Optimal erfolgt die Analyse in weniger als 6 Stunden, wobei der reale Zeitbedarf wesentlich auch von der Integration in den organisatorischen Klinikablauf abhängen kann. In den letzten Jahren sind viele Studien durchgeführt worden, die Stärken und Schwächen des Tests beschreiben. Das Detektionslimit ist im Vergleich zur Blutkultur, die theoretisch einen einzigen kultivierbaren pathogenen Keim pro Milliliter Blut nachweisen kann, etwas höher. Außerdem werden auch bereits antibiotisch abgetötete Keime über die PCR nachgewiesen, die mittels Blutkultur kein Ergebnis geben würden [9].

Abreicherung humaner Nukleinsäure

Größere Mengen an Patientenblut könnten helfen, die Sensitivität der diagnostischen Tests zu verbessern. Doch was tun mit dem großen Überschuss an humaner DNA, die parallel zur Pathogen-DNA aufgereinigt wird? Um die Störeinflüsse humaner Nukleinsäure zu verringern, haben Unternehmen clevere Lösungen erarbeitet. Molzym reduziert die humane DNA mit ihrem Produkt SepsiTest (Abb.2) durch eine sequentielle Lyse [8].