Gesünder oder kränker aus dem Krankenhaus ?

Nosokomiale Infektionen mit Pseudomonasaeruginosa

Prof. Dr. med. Dr. rer.nat. B. Tümmler

Nosokomiale Infektionen

• häufigste Komplikation hospitalisierter Patienten

Infektionsrate: • 6-10% aller Patienten• bis zu 40% auf Intensivstation• fast 100% bei Aufenthalt von 40 Tagen

im Akutkrankenhaus• Mortalität infizierter Patienten: 7 - 8%

Pseudomonas aeruginosaweltweit vierthäufigster nosokomialer Erreger

Disposition vonP. aeruginosa zum nosokomialen Erreger

• metabolische Versatilität• wächst am besten in nährstoffarmen

Feuchtquellen, osmotolerant• verwertet Detergentien und

Desinfektionsmittel als Kohlenstoffquelle• intrinsisch antibiotikaresistent

Atemwegsinfektionen mitPseudomonas aeruginosa

Schlechte Prognose der nosokomialenPneumonie beatmeter Patienten auf Intensivstation (Mortalität 30 - 40%)

Ca. 10% aller nosokomialen Infektionen im Krankenhaus

Kolonisation der Atemwege beatmeterPatienten auf Intensivstation

• Endogen: retrograd aus demGastrointestinaltrakt (Gabe von Säureblockern)

• Exogen: Wasserquellen (Mundpflege), nosokomiale Übertragung

Typischer Verlauf der P. aeruginosaPneumonie beim beatmeten Patienten

Tag 1:Intubation

Tag 6:P. aeruginosain Tracheal-

aspirat

Tag 14: P. aeruginosa

Pneumonie± Bakteriämie

Tag 25:Extubation

Tag 18:40%

verstorben

Kolonisation Infektion

einer der drei häufigsten Gram-neg. Erreger der VAP30-40% Mortalitäthäufig multiresistente (MDR) Isolate

Atemwegsinfektionen mitPseudomonas aeruginosa

Schlechte Prognose der nosokomialenPneumonie beatmeter Patienten auf Intensivstation

Mukoviszidose und Bronchiektasen: die chronischen Pseudomonasinfektionen der Atemwege bestimmen Verlauf und Prognose

COPD: während einer akuten Exazerbation 4% der Sputen P. aeruginosa positiv

Ca. 10% aller nosokomialen Infektionen im Krankenhaus

Endstadium einer chronischenInfektion einer CF Lungemit Pseudomonas aeruginosa

Entwicklung eines Chips zur Genotypisierung von P. aeruginosaZiele• Aufklärung der Populationsstruktur von P. aeruginosa• Nachweis nosokomialer Infektionen• standardisierte computergestützte Dokumentation • rasche und einfache Durchführung für die

Krankenhaushygiene

Prinzip der Typisierung• informative SNPs als Marker des Kerngenoms• informative Marker für das variable akzessorische

Genome: Pathogenitätsinseln und polymorphe Marker von Fitness- und Virulenzgenen

Verfahren zur Geno- und Pathotypisierungvon Pseudomonas aeruginosa

Patent-Nr. 05701192.6-2402-EP2005000751

Zeitbedarf von der Kolonie bis zur Datenauswertung: 5 - 6 Stunden

P. aeruginosa Genotyping - Chip

PAO1..ACTAT..

Variant..ACCAT..

genA

P. aeruginosa Genotyping - Chip

P. aeruginosa Genotyping - Chip

P. aeruginosa Genotyping - Chip

SNPs

P. aeruginosa Genotyping - Chip

SNPs

fliC a/b

P. aeruginosa Genotyping - Chip

SNPs

exoS / exoUfliC a/b

P. aeruginosa Genotyping - Chip

SNPs

variablegenes

exoS / exoUfliC a/b

P. aeruginosa Genotyping - Chip

SNPs

variablegenes

Pyoverdin- receptors

exoS / exoUfliC a/b

P. aeruginosa Genotyping - Chip

SNPs

variablegenes

PAPI-1 / pKLC102Pyoverdin- receptors

exoS / exoUfliC a/b

P. aeruginosa Genotyping - Chip

SNPs

variablegenes

PAPI-1 / pKLC102Pyoverdin- receptors

PAPI2

exoS / exoUfliC a/b

P. aeruginosa Genotyping - Chip

SNPs

variablegenes

PAPI-1 / pKLC102

PAGI-2/-3

Pyoverdin- receptors

PAPI2

exoS / exoUfliC a/b

P. aeruginosa Genotyping - Chip

SNPs

variablegenes

PAPI-1 / pKLC102

PAGI-2/-3

Pyoverdin- receptors

PAPI2Flagella-glycosylation

island

exoS / exoUfliC a/b

P. aeruginosa Genotyping - Chip

SNPs

variablegenes

PAPI-1 / pKLC102

PAGI-2/-3

Pyoverdin- receptors

47D7-island

PAPI2Flagella-glycosylation

island

exoS / exoUfliC a/b

P. aeruginosa Genotyping - Chip

SNPs

variablegenes

PAPI-1 / pKLC102

PAGI-2/-3

Pyoverdin- receptorsPAGI-1

47D7-island

PAPI2Flagella-glycosylation

island

exoS / exoUfliC a/b

P. aeruginosa Genotyping - Chip

SNPs

variablegenes

PAPI-1 / pKLC102

PAGI-2/-3

Pyoverdin- receptorsPAGI-1

47D7-island

PAPI2

LES

Flagella-glycosylation

island

exoS / exoUfliC a/b

Klon TB Klon CHATB 63741 PT22 CHA

PT22

TB CHA

63741

Eng verwandte Stämme Entfernt verwandte Stämme

SNP-Chip und PFGE Genotypisierung

N

E

N

N

N GG

A

AC

DF

HE

DE

HB

I

BI JJ

J

AKCK

K

L

LI

N

N

C

MM

O

O

P

OF

AP

GB?

Klon CHABoden, Japan, 1958Fluß, Deutschland, 1992CF Patienten, Frankreich, D

Klon PA14Brandwunde, USAAbwasser, DeutschlandCF Patienten, UK, D, NL

Klon TBCF Patienten, Italien, Deutschland, 1980 - 2000

TypenstammBrandwunde, Australien, 1952Brandwunde, D, 1985CF Patient, D, 1997

Die weltweit häufigsten P. aeruginosa Klone

Sequentielle P. aeruginosa Atemwegsisolatevon einem CF Patienten

1985 - 2002: Klon C (intraklonale Variantion in Geninseln)

seit 2002: Verlust der Geninseln in Klon C, Erwerb von PA14und zwei weiteren Klonen

Eigene Anwendungen des P. aeruginosaGenotypisierungschips

• Populationsstruktur• Langzeitverlauf chronischer

Atemwegsinfektionen bei Mukoviszidose• Überprüfung der Effizienz von Hygiene-

maßnahmen an den CF Ambulanzen der MHH • Häufige Klone auf Intensivstationen in Europa• Rekonstruktion von Infektketten