Beschleunigte Detektion von Katheterinfektionen mittels Mikrokalorimetrie: eine methodische Untersuchung

Hintergrund: Die Invasion von Keimen über liegende Gefäßkatheter ist eine typische Ursache der nosokomialen Sepsis in der Intensivmedizin. Wenn unter dem V.a. nosokomiale Sepsis Gefäßkatheter entfernt und zur mikrobiologischen Untersuchung eingeschickt werden, ist das endgültige Resultat jedoch oft erst nach Tagen verfügbar. Fragestellung: Nachdem sich in Studien aus der Erwachsenenmedizin die Mikrokalorimetrie (Methode zur Erkennung kleinster Wärmeproduktionsraten) als hochsensitives und schnelles Verfahren zur Detektion einer Keimbesiedelung in Körperflüssigkeiten oder auf Fremdmaterialien erwiesen hatte, sollte geprüft werden, inwieweit sich auch in der pädiatrischen Intensivmedizin mit der mikrokalorimetrischen Methodik eine beschleunigte Detektion von Katheterinfektionen erreichen ließe. Material und Methoden: Hierzu wurden 1cm lange Stücke von pädiatrischen Doppellumenkathetern (5,5 F Pediatric Triple-Lumen Blue Flex Tip Catheter, Arrow, USA) zunächst in je 1ml einer Kultur des nicht zur Biofilmbildung befähigten S. epidermidis 1457-M10 für eine Stunde bei 37°C bebrütet. Danach wurden nicht adhärente Bakterien durch Schwenken in 1ml PBS entfernt und die Katheterstücke in 3,5ml sterilem TSB über 10 Stunden bei 37°C in einem Mikrokalorimeter (2277 ThermalActivityMonitor, ThermoMetric, Schweden) unter kontinuierlicher Aufzeichnung der Wärmeflussraten inkubiert. Aufgrund einer Vorstudie, in der der Zusammenhang zwischen Bakteriendichte und Wärmeproduktion getestet worden war, wurden zur Bebrütung der Katheterstücke Kulturen mit Keimzahlen von 10² bis 10⁸ CFU (Colony Forming Units)/ml verwandt. Zur Quantifizierung der adhärenten Bakterien wurde bei einzelnen bebrüteten Katheterstücken die Keime mittels Ultraschall abgelöst, die entstandene Suspension auf Blutagarplatten ausgestrichen und die resultierenden CFU ausgezählt. Ergebnisse und Diskussion: Nach Bebrütung in der 10⁴ CFU/ml – Kultur ergab sich am Ende der 10-stündigen Inkubation des Katheters im Mikrokalorimeter ein signifikanter Anstieg des Wärmeflusses auf maximal 27,1±8,4µW (n=3). Derselbe Wert wurde bei 10⁵ CFU/ml bereits nach 526min (n=3), bei 10⁷ CFU/ml nach 281min (n=4) und bei 10⁸ CFU/ml nach 176min (n=3) erreicht. Der maximale Wärmefluss betrug bei 10⁵ CFU/ml 33,0±9,1µW (nach 556min), bei 10⁷ CFU/ml 84,8±49,4µW (nach 356min) und bei 10⁸ CFU/ml 94,6±16,7,7µW (nach 246min). Diese Daten bestätigen, dass die Mikrokalorimetrie eine rasche Detektion der bakteriellen Besiedelung von pädiatrischem Gefäßkathetermaterial ermöglicht, wobei die Nachweisgrenze hier bei 10 Katheter-adhärenten Keimen lag (Ergebnis des Ausplattierens der vom Material abgelösten Bakterien in der 10⁴ CFU/ml – Gruppe). Schlussfolgerung: Die hohe Sensitivität und das vergleichsweise rasche Ansprechen auf eine Materialbesiedelung rechtfertigen eine klinische Folgeuntersuchung zur mikrokalorimetrischen Detektion von Katheterinfektionen in der Kinderintensivmedizin.