Einblicke in die globale Verbreitung eines gefährlichen Erregers
Die ganze Welt schaut auf SARS CoV-2-Virus, von der Gefahr multiresistenter Keime ist kaum mehr die Rede. Ein internationales Konsortium hat jetzt unter federführender Beteiligung des Instituts für Klinikhygiene, Medizinische Mikrobiologie und Klinische Infektiologie im Klinikum Nürnberg erstmals die weltweite Verbreitung eines multiresistenten Krankheitserregers, der vor allem im Krankenhausumfeld sich schnell verbreiten und schwerwiegende Infektionen auslösen kann, untersucht. „Wir konnten besonders gefährliche und resistente Stämme identifizieren, kennen nun deren Verbreitung und Erbgut und können aus diesem Wissen Maßnahmen für eine effiziente Therapie, Überwachung und Hygiene ableiten“, betont Prof. Jörg Steinmann, Chefarzt des Instituts für Klinikhygiene im Klinikum Nürnberg. |
| Prof. Dr. med. Jörg Steinmann, Chefarzt des Instituts für Klinikhygiene, Medizinische Mikrobiologie und Klinische Infektiologie |
Das Bakterium Stenotrophomonas maltophilia (SMA) ist ein gefährlicher Keim. Er kann nicht nur schwerste Infektionen vor allem der Atemwege auslösen, sondern ist gegen sehr viele Antibiotika resistent, was die Behandlungsmöglichkeiten stark einschränkt. Dieser Keim kann auch in nährstoffarmen Umgebungen überleben und konnte schon in verschiedenen Medizinprodukten wie beispielsweise an Kathetern, Endoskopen und Beatmungsgeräten gefunden werden, selbst in Desinfektionslösungen war er nachweisbar.
Von Infektionen betroffen sind vor allem Krebspatienten und Patienten, deren Immunsystem reduziert ist und die Antibiotika verabreicht bekommen. „Dieser Keim galt lange als unproblematisch, gilt aber mittlerweile als eines der relevanten Erreger für im Krankenhaus erworbene Infektionen. Trotzdem ist er nahezu unerforscht“, betont Prof. Dr. Steinmann, Chefarzt des Instituts für Klinikhygiene, Medizinische Mikrobiologie und Klinische Infektiologie im Klinikum Nürnberg, Universitätsinstitut der Paracelsus Medizinischen Privatuniversität in Nürnberg.
Steinmann ist einer von vier Hauptautoren der Studie, die die gefährlichen Keime des Stenotrophomonas maltophilia-Komplexes unter die Lupe genommen hat. Er beschäftigt sich schon lange mit diesem Erreger. Insgesamt waren 23 Universitäten, Kliniken und Forschungsinstitute aus Großbritannien, Spanien, Niederlande, Singapur, Spanien, China, den USA und Deutschland beteiligt, darunter das Deutsche Zentrum für Infektionsforschung sowie die Universitätsklinika Essen, Münster, Lübeck und Kiel. Neben Nürnberg oblag die Federführung dem Forschungszentrum Borstel des Leibniz Lungenzentrums, einer Forschungseinrichtung der Leibniz-Gemeinschaft.
„Jüngste Berichte weisen auf die weltweite Verbreitung klar definierter und sehr erfolgreicher Untergruppen verschiedener Erreger im Krankenhausumfeld hin. Über die S. maltophilia-Bakterien liegen jedoch nur wenige Informationen vor, da die Infektionen nicht routinemäßig gemeldet und systematisch analysiert werden", erläutert Prof. Stefan Niemann, Leiter des Konsortiums und Leiter der Forschungsgruppe Molekulare und Experimentelle Mykobakteriologie am Forschungszentrum in Borstel.
Die weltweite Verbreitung und Ausdifferenzierung unterschiedlicher Bakterienstämme sowie deren Gefährlichkeit stand daher im Zentrum der umfangreichen Studie. Die Wissenschaftlererforschten das Erbgut des Erregers und übersetzen die Genomsequenzen der verschiedenen Stämme in einen einzigartigen und stammspezifischen Barcode. Im nächsten Schritt führten sie eine groß angelegte Analyse einer globalen Sammlung von 1.305 Isolaten durch. Ziel war es die Verbreitung bestimmter Subtypen zu erfassen.
Die Wissenschaftler stellten fest, dass der S. maltophilia-Erreger weltweit in insgesamt 23 Linien mit unterschiedlichem Vorkommen auftritt ist. Als besonders weit verbreitet und gefährlich konnten sie eine Linie identifizieren, die sie "Sm6" nannten. Diese Linie ist durch das Vorkommen von Genen, die für die Virulenz und die Resistenz entscheidend wichtig sind, gekennzeichnet. „Dies deutet darauf hin, dass eine spezielle Gen-Ausstattung die Verbreitung verschiedener S. maltophilia-Subtypen im Krankenhausumfeld, d.h. unter Behandlung mit Antibiotika, fördern kann", sagt Matthias Gröschel. Der in Nürnberg geborene und aufgewachsene Mediziner arbeitet mittlerweile an der Medizinischen Fakultät der Harvard Universität firmiert als Erstautor der Studie.
„Mit dieser Studie haben wir wichtige Erkenntnisse gewonnen, wie eine systematische genombasierte Überwachung von S. maltophilia und anderen Erregern im Krankenhausumfeld helfen kann, Übertragungswege zu definieren und die Infektionskontrolle zu verbessern", betont Steinmann. Weitere Forschungsprojekte sollen nun mittels genombasierter Instrumente das Verständnis dieser Krankheitserreger vertiefen, insbesondere im Hinblick auf mögliche Übertragungswege des Erregers im Krankenhausumfeld.
Für Steinmann hat das große Bedeutung, da im Krankenhaus erworbene, sogenannte nosokomiale Infektionen in den letzten Jahren in regelmäßigen Abständen ein großes öffentliches Interesse erzeugen. „Die Berichterstattung in den Medien, aber auch die Diskussion in der Politik wird geprägt durch die Darstellung dramatischer Einzelschicksale oder unzulässiger Hochrechnungen, aber selten durch Detailkenntnisse. Die Ergebnisse dieser Studie sollen jetzt etwas mehr Licht ins Dunkel bringen“, hofft Steinmann.
Von Infektionen betroffen sind vor allem Krebspatienten und Patienten, deren Immunsystem reduziert ist und die Antibiotika verabreicht bekommen. „Dieser Keim galt lange als unproblematisch, gilt aber mittlerweile als eines der relevanten Erreger für im Krankenhaus erworbene Infektionen. Trotzdem ist er nahezu unerforscht“, betont Prof. Dr. Steinmann, Chefarzt des Instituts für Klinikhygiene, Medizinische Mikrobiologie und Klinische Infektiologie im Klinikum Nürnberg, Universitätsinstitut der Paracelsus Medizinischen Privatuniversität in Nürnberg.
Steinmann ist einer von vier Hauptautoren der Studie, die die gefährlichen Keime des Stenotrophomonas maltophilia-Komplexes unter die Lupe genommen hat. Er beschäftigt sich schon lange mit diesem Erreger. Insgesamt waren 23 Universitäten, Kliniken und Forschungsinstitute aus Großbritannien, Spanien, Niederlande, Singapur, Spanien, China, den USA und Deutschland beteiligt, darunter das Deutsche Zentrum für Infektionsforschung sowie die Universitätsklinika Essen, Münster, Lübeck und Kiel. Neben Nürnberg oblag die Federführung dem Forschungszentrum Borstel des Leibniz Lungenzentrums, einer Forschungseinrichtung der Leibniz-Gemeinschaft.
„Jüngste Berichte weisen auf die weltweite Verbreitung klar definierter und sehr erfolgreicher Untergruppen verschiedener Erreger im Krankenhausumfeld hin. Über die S. maltophilia-Bakterien liegen jedoch nur wenige Informationen vor, da die Infektionen nicht routinemäßig gemeldet und systematisch analysiert werden", erläutert Prof. Stefan Niemann, Leiter des Konsortiums und Leiter der Forschungsgruppe Molekulare und Experimentelle Mykobakteriologie am Forschungszentrum in Borstel.
Die weltweite Verbreitung und Ausdifferenzierung unterschiedlicher Bakterienstämme sowie deren Gefährlichkeit stand daher im Zentrum der umfangreichen Studie. Die Wissenschaftlererforschten das Erbgut des Erregers und übersetzen die Genomsequenzen der verschiedenen Stämme in einen einzigartigen und stammspezifischen Barcode. Im nächsten Schritt führten sie eine groß angelegte Analyse einer globalen Sammlung von 1.305 Isolaten durch. Ziel war es die Verbreitung bestimmter Subtypen zu erfassen.
Die Wissenschaftler stellten fest, dass der S. maltophilia-Erreger weltweit in insgesamt 23 Linien mit unterschiedlichem Vorkommen auftritt ist. Als besonders weit verbreitet und gefährlich konnten sie eine Linie identifizieren, die sie "Sm6" nannten. Diese Linie ist durch das Vorkommen von Genen, die für die Virulenz und die Resistenz entscheidend wichtig sind, gekennzeichnet. „Dies deutet darauf hin, dass eine spezielle Gen-Ausstattung die Verbreitung verschiedener S. maltophilia-Subtypen im Krankenhausumfeld, d.h. unter Behandlung mit Antibiotika, fördern kann", sagt Matthias Gröschel. Der in Nürnberg geborene und aufgewachsene Mediziner arbeitet mittlerweile an der Medizinischen Fakultät der Harvard Universität firmiert als Erstautor der Studie.
„Mit dieser Studie haben wir wichtige Erkenntnisse gewonnen, wie eine systematische genombasierte Überwachung von S. maltophilia und anderen Erregern im Krankenhausumfeld helfen kann, Übertragungswege zu definieren und die Infektionskontrolle zu verbessern", betont Steinmann. Weitere Forschungsprojekte sollen nun mittels genombasierter Instrumente das Verständnis dieser Krankheitserreger vertiefen, insbesondere im Hinblick auf mögliche Übertragungswege des Erregers im Krankenhausumfeld.
Für Steinmann hat das große Bedeutung, da im Krankenhaus erworbene, sogenannte nosokomiale Infektionen in den letzten Jahren in regelmäßigen Abständen ein großes öffentliches Interesse erzeugen. „Die Berichterstattung in den Medien, aber auch die Diskussion in der Politik wird geprägt durch die Darstellung dramatischer Einzelschicksale oder unzulässiger Hochrechnungen, aber selten durch Detailkenntnisse. Die Ergebnisse dieser Studie sollen jetzt etwas mehr Licht ins Dunkel bringen“, hofft Steinmann.
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