CH654591A5 - Verfahren zum nachweis von erregern im blut. - Google Patents

Description

Aufgabe der Erfindung war es daher, ein Diagnoseverfahren zu schaffen, welches die erwähnten Nachteile nicht aufweist und es ermöglicht, Krankheitserreger, die zu einem unbekannten Zeitpunkt in den Kreislauf des Patienten eindringen, zu diagnostischen Zwecken zu isolieren, gegebenenfalls von anhaftenden Antibioticaresten zu befreien und mit möglichst geringem Arbeitsaufwand zu bestimmen.

Diese Aufgabe wurde erfindungsgemäss gelöst durch ein Verfahren zum Nachweis von Erregern, wie Bakterien, Pilzen und Viren, im Blut in Anwesenheit eines gerinnungshemmenden Mittels durch mikrobiologische, virologische oder elektronenmikroskopische Methoden, das gekennzeichnet ist durch die Verwendung eines mit den Erregern beladenen, diese selektiv bindenden biocompatiblen Adsorbens, wobei die Beladung mit den Erregern durch Überleiten von Blut extrakorporal in einem an den Blutkreislauf angeschlossenen Kreislauf erfolgt ist. Unter mikrobiologischen Methoden werden beispielsweise bakteriologische oder mykologische Methoden verstanden. Es wird für den von Art. 2 Bst. b PatG von der Patentierung ausgeschlossenen Teil des Patentanspruchs 1, der die Beladung des Adsorbens im extrakorporalen Kreislauf betrifft, kein Patentschutz beansprucht.

Das der Erfindung zugrunde liegende Prinzip der Hämo-perfusion wird seit längerem angewendet zur Behandlung schwerer Intoxikationen, z.B. Schlafmittelvergiftungen. Es handelt sich bei diesem Verfahren um die Abtrennung von Pharmaka aus dem Blut durch Adsorption an Kohle, also eine rein therapeutische Behandlung.

Es war überraschend, dass nunmehr ein diagnostisches Verfahren zur Verfügung gestellt werden kann, welches den Nachweis infektiöser Partikel, d.h. Mikroorganismen wie Bakterien und Pilze sowie Viren, ermöglicht, ohne dass sich signifikante Veränderungen der natürlichen Blutbestandteile, wie z.B. Erythrozyten, Leukozyten und Thrombozyten, ergeben.

Als Adsorbentien eignen sich vorzugsweise biocompatible, d.h. vor allem Blut-verträgliche, also hämocompatible, die Erreger selektiv bindende Polymere, wobei diese als Adsorbens per se eingesetzt werden, aber auch auf einen porösen Träger aufgetragen werden können, d.h. alle in Frage kommenden Polymere können ausser als Schichtbildner auch als «bead-material» dienen, sofern sie genügend porös sind oder gemacht werden können.

Als Polymere können beispielsweise Polyacrylate oder Polymethacrylate, wie z.B. Polyhydroxyäthylmethacrylat (Poly-HEMA) verwendet werden. Als weitere Polymere seien Adsorberharze, wie Amberlite XAD II, Celluloseacetat, Kollodium und Nylon genannt. Als Träger der Schichtbildner können beispielsweise poröse Materialien wie Glas, keramische.Materialien, z.B. Ton, Metalloxide wie Aluminiumoxid, Titanoxid, Zirkonoxid, Siliciumoxid oder Aktivkohle verwendet werden.

Es hat sich insbesondere acrylhydrogelbeschichtete Pflanzenkohle (Haemocole®, Smith & Nephew, England) bewährt. Der Anteil des Beschichtungsmittels beträgt 0,5-10%, vorzugsweise 2% des Gesamtgewichts des Adsorbens. Das Verfahren der Beschichtung ist dem Fachmann geläufig und bedarf keiner näheren Erläuterung.

Weiterhin kann als Adsorbens mit aufgedampfter Kohle beschichtetes, poröses Material, wie beispielsweise Glas verwendet werden. Es eignet sich auch poröses Glas, welches biocompatibel gemacht wird durch Kupplung mit Heparin und/oder Albumin, welches antithrombogen wirkt. Für die 5 Bindung von Heparin kann z.B. die Verknüpfung mittels eines wasserlöslichen Carbodiimids herangezogen werden. Als Glas eignet sich z.B. das sog. «Controlied bor glass» (Hersteller Corning Glass und Electronucleonics).

Die Adsorbentien können ausser in Form kleiner Partikel io oder Granulen z.B. auch in Form von Platten oder Folien vorliegen, die in die Hämoperfusionskammer eingelegt werden und leicht entnommen und bequem in den Nährboden oder die Nährlösung eingebracht werden können.

Die Bestimmung der Erreger erfolgt vorzugsweise im 15 adsorbierten Zustand. Hierin liegt ein wesentlicher Vorteil, weil das Adsorbens mit den daran gebundenen Erregern direkt in das Nährmedium eingebracht werden kann. Es können die an sich bekannten mikrobiologischen, virologischen oder elektronenmikroskopischen Methoden herangezogen 2o werden.

Hierzu wird z.B. das mit den Erregern angereicherte Adsorbens im Fall von Bakterien und Pilzen folgendermassen angezüchtet: Mit einer in einem geeigneten Nährmedium sterilen Pinzette werden etwa 20-30 Adsorbens-Partikel mög-25 liehst schonend in die Oberfläche des Nährbodens eingedrückt. Gleichzeitig können flüssige Nährmedien mit einigen Partikeln beschickt werden. Die Bebrütung erfolgt bei 37° C. Die weitere Identifizierung erfolgt mit den üblichen Routinemethoden der Bakteriologie und Mykologie. Im Fall von in Viren erfolgt eine Züchtung auf Eikulturen.

Es ist ferner möglich, das Adsorbens mit Puffer zu waschen, mit Alkohol zu entwässern, mit gepuffertem Glut-araldehyd zu behandeln und rasterelektronenmikroskopisch zu untersuchen.

35 Zur Beladung des Adsorbens eignet sich insbesondere eine in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung, die eine an beiden Seiten offene, ein biocompatibles, die Erreger selektiv bindendes Adsorbens 5 enthaltende Säule 1 aufweist, in der das Adsorbens 5 durch Filter 2 mit übergestülptem Deckel 3 zusammen-4!) gehalten wird, wobei die Deckel'3 Öffnungen mit Anschluss für Blut-zuführende und Blut-abführende Schlauchleitungen 4 aufweisen.

Die Deckel können beispielsweise so beschaffen sein,

dass sie auf die Säule aufschraubbar sind. Jedenfalls sind sie 45 leicht und ohne Gefahr der Kontamination abnehmbar zur schnellen und bequemen Entleerung des Inhaltes, was sehr wesentlich ist. Der Blutabfluss kann mit einem Transfusionsbesteck 6 mit Filter 7 versehen sein. Als Material der Bestandteile sind inerte, leicht verarbeitbare Kunststoffe, wie z.B. 5o Teflon, besonders geeignet.

Die für rein diagnostische Zwecke bestimmte Vorrichtung hat vorteilhaft geringe Abmessungen. Die Säule weist bevorzugt einen Durchmesser von etwa 1 bis 3 cm und eine Höhe von 2 bis 10 cm auf. Durch das geringe Volumen werden 55 keine der theoretisch an sich möglichen Nebenwirkungen, wie z.B. Blutdruckabfall, Thrombozytopenie, Verlust an Immunglobulinen, Adsorption verabreichter Medikamente oder Hämolyse, ausgelöst.

Insgesamt ist die beschriebene Vorrichtung von geringem oo Volumen deshalb klinisch unbedenklich, was einen wesentlichen technischen Fortschritt bedeutet. Sie ist rasch und bequem handhabbar, mit relativ niedrigen Herstellungskosten belastet und kann somit als Wegwerfartikel eingesetzt werden.

b5 Alle Teile der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung sind vorteilhaft aus Teflon gefertigt und damit im Autoklaven bei !30CC sterilisierbar. Die Vorrichtung wird z.B. mit acryl-hydrogelverkapselter Pflanzenkohle gefüllt und nach Durch

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spülung mit physiologischer Kochsalzlösung bei 130°C im Autoklaven sterilisiert.

Tierversuche

Zum Vergleich der Effektivität der konventionellen Blutkultur mit einer Kultur aus Perfusionskohle bot sich zunächst der Tierversuch an. Versuchstiere waren 250 bis 300 g schwere Wistarratten. Eine experimentelle Sepsis wurde durch i.v.-Injektion definierter Keimzahlen von Candida albicans simuliert. Zugang für die Hämoperfusion waren PVC-Schläuche in den Iliacalgefässen. Sie wurden in Äthernarkose plaziert. Die weitere Untersuchung erfolgte am wachen Tier im Restriktionskäfig.

Mit einer Flussgeschwindigkeit von 1 bis 2 ml/min wurde das Blut der Ratte über eine Rollenpumpe aus der Arterie über die Kohlekapsel zurück in die Vene befördert. In der Kapsel befanden sich 3 g acrylhydrogelbeschichteter Pflanzenkohle (Haemocol®, Fa. Smith & Nephew, England), das restliche Blutfüllvolumen des Systems betrug 3 ml. Zu Versuchsbeginn wurde das System mit Frischblut von einem Spendertier gefüllt. Zu Beginn der Perfusion wurde mit 100 IE Heparin antikoaguliert, die später notwendige Heparini-sierung richtete sich nach der Lee-White-Gerinnungszeit.

60 min nach i.v.-Injektion von 1 ml der Candida-Suspen-sion wurde zunächst eine arterielle Blutkultur entnommen, im Anschluss daran die Perfusion für die Dauer einer Stunde begonnen. Nach Abschluss der Hämoperfusion wurde die Aktivkohle unter sterilen Kautelen mit Ringerlösung gewaschen. Ein Teil der Kohlepartikel gelangte zum Kulturversuch, der andere Teil nach Fixierung mit Glutaraldehyd-Sörensen-Puffer zur rasterelektronenmikroskopischen Untersuchung.

Kulturelle Diagnostik

Die bakteriologische Verarbeitung der Perfusionskohle aus den Tierversuchen erfolgte derart, dass sofort nach Abschluss des Tierversuches die Perfusionskohle unter sterilen Kautelen entnommen und bakteriologisch aufgearbeitet wurde.

Mit der sterilen Pinzette wurden pro Platte etwa 20 Kohlepartikel auf die festen Nährmedien verteilt und leicht in die Oberfläche eingedrückt. Als Nährboden wurde für die Originalkulturen Saboraud-Maltose-Agar und für die Anreicherungen Saboraud-Nährmedium flüssig eingesetzt. Als Kontrollen zur Erkennung etwaiger Verunreinigungen wurden gleichzeitig Blutagarplatten und Mac Conkey-Nährböden mitgeführt. Gussplatten wurden durch Übergiessen von etwa 20 über die Petrischale verteilten Kohlepartikeln mit verflüssigtem Agarmedium angefertigt.

Am 2., 4. und 8. Tag wurde aus den flüssigen Anreicherungen (Thioglykolat, Traubenzuckerbouillon) Material auf die gleichen Nährböden in fester Form überimpft, wie sie für die Originalkulturen eingesetzt wurden.

Präparationstechnik für die rasterelektronenmikroskopische Untersuchung

Die Kohlepartikel wurden nach Entnahme aus der Patrone in 2- bis 3%igem, auf pH 7,2, gepuffertem Glutaral-dehyd 24 Stunden lang fixiert.

Das fixierte Material wurde anschliessend in mehrfach zu wechselnder Pufferlösung gewaschen und in einer aufsteigenden Reihe von Alkohol entwässert. Aus dem reinen Alkohol wurden die Präparate in mindestens 4 Stufen in Frigen 11 übergeführt (Alkohol/Frigen: 2/1, 1/1, 1/2, reines Frigen) und in einem Druckgefäss nach der Kritischen-Punkt-Methode konserviert.

Nach Aufbringen der Kohlepartikel auf die Probenteller des Raster-Elektronenmikroskops wurde eine elektrisch leitende Schicht mittels einer Sputteranlage aufgebracht. Die Untersuchung erfolgte mit dem Stereoscan Mark II A der Firma Cambridge Ltd.. England.

Mit der diagnostischen Hämoperfusion wird im Gegen-5 satz zu den vorher diskutierten Techniken eine Optimierung des Untersuchungsmaterials angestrebt. Man bleibt hierbei über einen längeren Zeitraum in den Kreislauf eingeschaltet, so dass der Erreger nach dem Ausschwemmen durch diese «Falle» der Kohlekapsel abgefangen werden muss.

io Die mit der diagnostischen Hämoperfusion durchgeführten Versuche an der Ratte weise auf eine grössere Empfindlichkeit der Perfusionsmethode gegenüber der Liquoidvenüle hin. Ergänzende Experimente mit grampositiven und gramnegativen Keimen sprechen dafür, dass diese Aussage auch für ij Bakterien gilt. Die überlegene Nachweisempfindlichkeit dokumentiert sich bei einer Infektionsdosis von 105 bis 10" Keimen pro Tier durch positive Hämoperfusionskulturen bei überwiegend negativen Liquoidvenülen. Bei den Liquoidve-nülen trat in 2 Fällen ein Wachstum zu einem vergleichsweise 20 späteren Zeitpunkt auf. In einem Fall blieben die Kulturen der Kohle und der Liquoidvenüle negativ.

Hervorzuheben ist, dass die Keime bei der Hämoperfu-sionsmethode in der Regel direkt und nicht auf dem Umweg über eine flüssige Anreicherung gezüchtet wurden. Die bakte-25 riologische Aufarbeitung der Kohlepartikel zur Anzüchtung ist einfach und jedem bakteriologischen Routinelabor zumutbar.

Die Stabilität der Bindung von Keimen an die Kohleoberfläche eröffnet die Möglichkeit einer Trennung von Keimen 30 und anhaftenden Antibiotikaresten durch einen einfachen Waschvorgang.

Durchführung des Verfahrens beim Menschen

Eine Teflonkapsel wird mit 2% acrylhydrogelbeschichteter 33 Aktivkohle (Smith & Nephew, England) gefüllt, im Autoklaven sterilisiert und in einem extrakorporalen Kreislauf mit dem Patienten verbunden. Der Anschluss der Kapsel an den Patienten erfolgt in der Regel durch unilaterale Punktion von Arteria femoralis und Vena femoralis gemäss der Seldinger-« Technik. Das Blut durchströmt die Kapsel von oben nach unten. Es ist nicht notwendig, in das System eine Blutpumpe einzuschalten. Als zusätzliche Sicherung vor Luft- oder Partikelembolien dient das kommerzielle Transfusionsbesteck im venösen Rücklauf. Um eine Thrombosierung im extrakorpo-i5 ralen Kreislauf zu verhindern, werden vor Perfusionsbeginn 5000 IE Heparin i.v. injiziert. Soll länger als 60 min perfundiert werden, sind weitere Heparingaben unter Kontrolle der Lee-White-Gerinnungszeit erforderlich. Nach beliebig langer Kontaktzeit mit dem strömenden Blut des Patienten wird der '■<> extrakorporale Kreislauf wieder unterbrochen. Die Aktivkohle kann dann durch Waschen mit einer sterilen Elektrolytlösung von anhaftenden Antibiotikaresten befreit werden, bevor sie mitsamt den ebenfalls haftenden Erregern in ein Nährmedium gegeben wird. In diesem Medium gelingt es dann, wie oben beschrieben, die Keime zu identifizieren und ihre Empfindlichkeit auf verschiedene Antibiotika und Anti-mykotika zu testen. Aus dieser Testung ergeben sich harte Daten, welches Präparat den Patienten vermutlich am Leben erhalten kann.

w Zur technischen Durchführung der diagnostischen Hämoperfusion gibt es -je nach dem klinischen Zustand des Patienten - zwei Alternativen. Patienten mit Sepsis entwik-keln sehr häufig als Zweitkrankheit ein akutes Nierenversagen. Wenn der Patient wegen des Nierenversagens sowieso (=5 mit der Hämodialyse behandelt werden muss. genügt es, die Kapsel einfach ins Schlauchsystem der Dialyse miteinzuschalten, und zwar in den arteriellen Schenkel, jedoch erst nach der Blutpumpe. Je nach Umfluss ist damit automatisch

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ein Kontakt der Kohle mit 100 bis 200 ml Blut pro Minute gewährleistet.

Beim nierengesunden Patienten mit Sepsis hat sich ein anderes Vorgehen bewährt. Die Kohlekapsel wird zunächst durch Perfusion mit einer Heparin-Kochsalzlösung (1000 IE auf 1000 ml) von Luftblasen befreit. Nächster Schritt ist die Punktion je einer Arterie und einer Vene des Patienten mit Kunststoffkanülen, deren Mindestlumen 1,4 mm betragen sollte. Es wird nach der Seldinger-Technik verfahren. Dann wird die arterielle Punktionskanüle mit dem oberen Ende der Kapsel verbunden, die venöse Kanüle über ein Transfusionsbesteck mit dem unteren Ende. Nach Öffnen der Klemmen werden noch einmal 5000 IE Heparin ins System injiziert, um eine Gerinnung zu vermeiden. Die Perfusion des Systems erfolgt jetzt druckpassiv, d.h. ohne Zwischenschalten einer Pumpe, aus der Differenz zwischen arteriellem und venösem Druck. Die optimale Dauer der diagnostischen Hämoperfusion liegt bei etwa 60 min. Der durchschnittliche Umfluss bei der hier geschilderten druckpassiven Perfusion liegt bei 30 ml/min.

Somit lassen sich insgesamt folgende Vorteile der Hämo-perfusionsmethode gegenüber den herkömmlichen Verfahren definieren.

Die Hämoperfusion zeichnet sich gegenüber der herkömmlichen Blutkulturtechnik durch eine grössere Nachweisempfindlichkeit aus. Zudem bietet sie den Vorteil, dass Kulturergebnisse und damit die Antibiogramme der Resistenzte-stung früher vorliegen. Durch einen Spülvorgang nach der Hämoperfusion kann verhindert werden, dass Antibiotikareste mit in die Kultur gelangen.

Ein Hauptvorteil besteht jedoch in der Möglichkeit einer länger dauernden Präsenz im Kreislauf des Menschen. Damit erhöht sich die Wahrscheinlichkeit, den Zeitpunkt einer Keimeinschwemmung nicht zu verpassen. 5 Bei herkömmlichen Blutkulturen ist nachteilig, dass sie in der Regel mehrfach wiederholt werden müssen. Die Gefäss-zugänge, die bei der Hämoperfusion erforderlich sind, sind oft aus anderer Indikation bereits geschaffen (Dialyse, Herzchirurgie, arterielles Druckmonitoring usw.). In diesen Situato tionen genügt es, die Kapsel mit den vorgegebenen Anschlüssen zu verbinden. Besonders während einer Dialysebehandlung ist die Einschaltung der Kapsel ins arterielle System ohne Probleme.

Die bei der therapeutischen Hämoperfusion von Vergif-i5 tungen beschriebenen Nebenwirkungen sind bei der diagnostischen Perfusion durch das verkleinerte Volumen der Perfusionskapsel vernachlässigbar gering. Bei 7 Patienten ergaben Kontrollen von Hämoglobin, Erythrozyten-, Leukozyten- und Thrombozytencount sowie LDH-Aktivität im Serum vor und 20 nach diagnostischer Perfusion keine signifikanten Veränderungen.

Zusammenfassend bietet das erfindungsgemässe neue Verfahren dem Kliniker eine Bereicherung seiner diagnostischen Möglichkeiten beim Verdacht auf Septikämie. Der 25 Patient wird durch die Diagnostik nicht gefährdet. Die Trefferchance für ein positiveres Ergebnis ist höher als bei den bisher bekannten Verfahren. Zudem ist im Falle eines positiven Kulturbefundes sowohl die Keimidentifizierung als auch das Antibiogramm früher als bisher zu erwarten.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims (22)

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   PATENTANSPRÜCHE

   1. Verfahren zum Nachweis von Erregern im Blut in Anwesenheit eines gerinnungshemmenden Mittels durch mikrobiologische, virologische oder elektronenmikroskopische Methoden, gekennzeichnet durch die Verwendung eines mit den Erregern beladenen, diese selektiv bindenden bio-compatiblen Adsorbens, wobei die Beladung mit den Erregern durch Überleiten von Blut extrakorporal in einem an den Blutkreislauf angeschlossenen Kreislauf erfolgt ist.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1 zum Nachweis von Bakterien, Pilzen oder Viren.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Adsorbens ein die Erreger selektiv bindendes biocompatibles Polymer ist, wobei dieses auf einen porösen Träger aufgetragen sein kann.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer ein Polyacrylat oder -methacrylat ist.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer Polyhydroxyäthylmethacrylat ist.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer ein Adsorberharz ist.
7. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer ein Ionenaustauscher auf Kunstharzbasis ist.
8. 8. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer Celluloseacetat ist.
9. 9. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer Kollodium ist.
10. 10. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer Nylon ist.
11. 11. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der poröse Träger Glas, ein keramisches Material, ein Metalloxid, Siliciumdioxid oder Aktivkohle ist.
12. 12. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Adsorbens ganz oder teilweise mit einem in einem der Ansprüche 3 bis 10 erwähnten Polymeren beschichteten Aktivkohle ist.
13. 13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung 0,5 bis 10% des Gesamtgewichtes des Adsorbens beträgt.
14. 14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung 2% des Gesamtgewichtes des Adsorbens beträgt.
15. 15. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Adsorbens ein mit aufgedampfter Kohle beschichtetes poröses Material ist.
16. 16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Adsorbens mit aufgedampfter Kohle beschichtetes Glas ist.
17. 17. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Adsorbens mit Heparin und/oder Albumin gekuppeltes Glas ist.
18. 18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17,

    dadurch gekennzeichnet, dass die Erreger im adsorbierten Zustand durch mikrobiologische, virologische oder elektronenmikroskopische Methoden nachgewiesen werden.
19. 19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Nachweis der Erreger dadurch erfolgt, dass das mit den Erregern angereicherte Adsorbens in ein geeignetes Nährmedium eingebracht wird und nach Bebrütung die Identifizierung durch mikrobiologische, insbesondere bakteriologische oder mykologische, oder elektronenmikroskopische Methoden erfolgt.
20. 20. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Nachweis der Erreger dadurch erfolgt, dass das mit den Erregern angereicherte Adsorbens in Eikulturen gezüchtet wird und die nachfolgende Identifizierung durch virologische Methoden erfolgt.
21. 21. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Nachweis der Erreger dadurch erfolgt, dass das mit den Erregern angereicherte Adsorbens mit Puffer gewaschen, mit Alkohol entwässert, mit gepuffertem Glutaraldehyd behandelt und rasterelektronenmikroskopisch untersucht wird.

    Septische Komplikationen stehen heute mit an der Spitze der Todesursachen von Patienten, die wegen einer anderweitigen schweren Erkrankung auf Intensivstationen liegen. Ursachen sind die geschwächte Infektabwehr durch die Grundkrankheit und die nicht völlig zu verhindernde Verschleppung von Krankheitserregern anderer Patienten.

    Heute geben uns über 60 Antibiotica aus 13 verschiedenen Präparategruppen die Möglichkeit in die Hand, einen nachgewiesenen Keim gezielt anzugehen. Eine frühzeitige Diagnose und damit eine verbesserte Therapiemöglichkeit kann die Überlebenschance von Patienten mit bakteriellem oder mykotischem Systembefall entscheidend verbessern.

    Die Diagnose einer Sepsis ergibt sich aus dem klinischen Bild (Fieber, Schüttelfrost, Leukozytose, Linksverschiebung im Differentialblutbild, Verbrauchskoagulopathie, u.U. septischer Schock und andere, nicht obligate Zeichen) und aus dem kulturellen Keimnachweis im Blut des Patienten. Bei positivem Keimnachweis ergibt das Antibiogramm zugleich wichtige Anhaltspunkte für die wirkungsvollste antibiotische oder antimykotische Therapie. Die heute gebräuchlichen bakteriologischen Nachweisverfahren stellen im wesentlichen nur technische Varianten der um die Jahrhundertwende entwickelten Blutkulturtechniken dar. Durch die Einführung der Liquoidvenüle und der Blutkulturflasche mit vorgefertigtem Nährboden wurde eine relative Optimierung der klassischen Verfahren erreicht. Für klinische Belange ist die Ausbeute aber auch mit diesen Verfahren noch nicht zufriedenstellend. Die bisherigen Verbesserungen der Blutkulturverfahren beschränkten sich auf die Entwicklung empfindlicherer bakteriologischer Nachweistechniken. Das gilt sowohl für die radiometrische Messung von markiertem CO; als auch für die Membranfiltermethode und ihre Weiterentwicklung.

    Die Chance, mit der herkömmlichen Blutentnahmetechnik zu Kulturzwecken den Erreger zu identifizieren, ist mit nur 30% aller klinisch sicheren Fälle erschreckend gering. Diese niedrige Trefferquote könnte nach heutigem Wissen zwei Ursachen haben:

    1. Ein septischer Streuherd gibt die Erreger nicht kontinuierlich, sondern schubweise in die Blutbahn ab. Der ideale Zeitpunkt, den Erreger aus der Blutbahn zu erhalten, liegt schon vor dem Beginn der klinischen Symptome, wie Fieber und Schüttelfrost.
22. 2. Ein grosser Teil der Patienten ist bereits mit Antibiotika vorbehandelt. Diese Antibiotika gelangen unweigerlich zusammen mit den Erregern ins Kulturmedium und unterdrücken das Keimwachstum. Die Blutkultur wird fälschlicherweise negativ.

    Dies bedeutet, dass man in 70% der Fälle von klinisch sicherer Sepsis gegen einen unbekannten Erreger kämpft, meistens auch, ohne zu wissen, ob es sich um eine bakterielle Sepsis oder um eine Pilzsepsis handelt. Die Wahl des richtigen Antibiotikums oder Antimykotikums wird damit zur Glückssache.

    Seit Jahren wird versucht, diese diagnostische Lücke zu schliessen. Neue Methoden wurden entwickelt, die schneller und sicherer als die klassischen Verfahren den Erregernachweis im Blut liefern sollten. Aber auch diesen neuen Verfahren sind drei entscheidende Nachteile erhalten geblieben.

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    Noch immer muss die Blutprobe genau zum Zeitpunkt des Einschwemmens von Mikroorganismen in die Zirkulation entnommen werden, im Idealfall also, bevor der Patient mit einem Temperaturanstieg reagiert. Ausserdem gelangt immer nur ein kleines Aliquot aus dem grossen Blutreservoir zur Untersuchung. Bei antibiotisch vorbehandelten Patienten werden schliesslich Antibiotikareste mit in die Kultur gebracht und bewirken dort eine Hemmung des Keimwachstums.