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Objectives: Rising prevalence of multidrug-resistant organisms (MDRO) is a major health problem in patients with liver cirrhosis. The impact of MDRO colonization in liver transplantation (LT) candidates and recipients on mortality has not been determined in detail.
Methods: Patients consecutively evaluated and listed for LT in a tertiary German liver transplant center from 2008 to 2018 underwent screening for MDRO colonization including methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA), multidrug-resistant gram-negative bacteria (MDRGN), and vancomycin-resistant enterococci (VRE). MDRO colonization and infection status were obtained at LT evaluation, planned and unplanned hospitalization, three months upon graft allocation, or at last follow-up on the waiting list.
Results: In total, 351 patients were listed for LT, of whom 164 (47%) underwent LT after a median of 249 (range 0–1662) days. Incidence of MDRO colonization increased during waiting time for LT, and MRDO colonization was associated with increased mortality on the waiting list (HR = 2.57, p<0.0001. One patients was colonized with a carbapenem-resistant strain at listing, 9 patients acquired carbapenem-resistant gram-negative bacteria (CRGN) on the waiting list, and 4 more after LT. In total, 10 of these 14 patients died.
Conclusions: Colonization with MDRO is associated with increased mortality on the waiting list, but not in short-term follow-up after LT. Moreover, colonization with CRGN seems associated with high mortality in liver transplant candidates and recipients.
Bartonella henselae (B. henselae) ist ein zoonotischer humanpathogener Erreger, der die Katzenkratzkrankheit sowie andere Infektionskrankheiten verursacht. Trotz des globalen Auftretens sind epidemiologische Daten rar oder beruhen auf geringen Fallzahlen. Die aktuelle Forschung zu Bartonellen zielt mehr und mehr auf einen interdisziplinären Ansatz, der als one-health-Konzept zusammengefasst werden kann und als solcher zunehmend Daten zur Seroprävalenz mit hohen Fallzahlen benötigt.
Die Detektion von anti-B. henselae IgG-Antikörpern mittels indirektem Immunfluoreszenztest (IFT) ist die Diagnostik der Wahl für Bartonella-Infektionen. Dabei handelt es sich um ein objektträgerbasiertes Verfahren, wodurch dessen Handhabung ungeeignet für die Verarbeitung im Hochdurchsatz wird.
Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde der high-throughput IFT (hpIFT) zum Nachweis von anti-B. henselae IgG-Antikörpern im 96-Well-Platten-Format entwickelt, welcher es zum ersten Mal ermöglicht, seroepidemiologische Daten mit hohen Fallzahlen zu generieren.
Für die Antigenpräparation im 96-Well-Platten-Format wurden HeLa 229-Zellen mit B. henselae [Houston-1 RSE 247 (BadA-)-Stamm] infiziert, fixiert, blockiert und permeabilisiert. Humane Seren wurden 1:320 verdünnt. Nach Inkubation der Seren folgte die Zugabe von Sekundärantikörpern. Für die genannten Schritte wurde ein einfacher, ökonomischer Workflow unter Zuhilfenahme des Pipettierroboters VIAOFLO 96/384 von Integra erstellt.
Mit dem entwickelten hpIFT wurden insgesamt 5.215 Proben verarbeitet. Alle Seren wurden bei einem cut-off-Wert von 1:320 bewertet, dabei galten Werte von ≥ 1:320 als positiv. Um die diagnostische Validität zu überprüfen, wurden zunächst 20 bekannte Seren in unterschiedlichen Titerstufen und anschließend 238 zufällig ausgewählte Blutspendeseren mit der kommerziellen objektträger-basierten IFT-Methode von Euroimmun (Produktcode: FK-219b-1010-1G) verglichen. Zur Überprüfung der Intraspezies-Kreuzreaktivität wurden verschiedene B. henselae-Stämme [Houston-1 RSE 247 (BadA-), Marseille (BadA+), Houston-1 MFE341 (BadA+), Marseille (BadA-)] und B. quintana-Stämme [JK31 (Vomp+) und 2D70(Vomp-)] als Antigen mit unterschiedlichen, in der Antikörperkonstellation bekannten Seren untereinander verglichen. Um die Interspezies-Kreuzreaktivitäten abzuklären, wurden Seren mit hohen IgG-Antikörpern gegen andere Pathogene (Anaplasma phagocytophilum, Leptospira spp., Brucella spp., Coxiella burnetii, Rickettsia typhi, Treponema pallidum, Mycoplasma pneumoniae, Epstein-Barr-Virus und B. quintana) überprüft.
Es zeigte sich, (I) dass der modifizierte hpIFT mit beinahe gleichwertiger Sensitivität (86,2 %) und Spezifität (80,6 %) verglichen mit dem kommerziell erhältlichen IFT von Euroimmun bei umfangreichen Probenmengen ein ökonomisches, vergleichsweise einfach zu bedienendes, zuverlässiges und präzises Verfahren zur Detektion von anti-B. henselae IgG-Antikörpern in humanen Seren darstellt und (II), dass die ermittelte anti-B. henselae IgG-Prävalenz von 22,3 % unter 5.215 Blutspenderinnen und Blutspendern verglichen mit weltweit publizierten Studien vergleichbarer Kohorten der letzten Jahre höher ausfällt als angenommen.
Der hier etablierte hpIFT stellt damit ein vielversprechendes Tool für die Hochdurchsatz-Serologie zum Nachweis von anti-B. henselae-Antikörpern in Prävalenzstudien dar. Eine weitere Modifizierung beispielsweise für den veterinären Bereich könnte im Sinne des one-health Ansatzes neue Möglichkeiten für epidemiologische Forschungsaspekte eröffnen.
Molecular surveillance of carbapenem-resistant gram-negative bacteria in liver transplant candidates
(2021)
Background: Carbapenem-resistant Gram-negative bacteria (CRGN) cause life-threatening infections due to limited antimicrobial treatment options. The occurrence of CRGN is often linked to hospitalization and antimicrobial treatment but remains incompletely understood. CRGN are common in patients with severe illness (e.g., liver transplantation patients). Using whole-genome sequencing (WGS), we aimed to elucidate the evolution of CRGN in this vulnerable cohort and to reconstruct potential transmission routes.
Methods: From 351 patients evaluated for liver transplantation, 18 CRGN isolates (from 17 patients) were analyzed. Using WGS and bioinformatic analysis, genotypes and phylogenetic relationships were explored. Potential epidemiological links were assessed by analysis of patient charts.
Results: Carbapenem-resistant (CR) Klebsiella pneumoniae (n=9) and CR Pseudomonas aeruginosa (n=7) were the predominating pathogens. In silico analysis revealed that 14/18 CRGN did not harbor carbapenemase-coding genes, whereas in 4/18 CRGN, carbapenemases (VIM-1, VIM-2, OXA-232, and OXA-72) were detected. Among all isolates, there was no evidence of plasmid transfer-mediated carbapenem resistance. A close phylogenetic relatedness was found for three K. pneumoniae isolates. Although no epidemiological context was comprehensible for the CRGN isolates, evidence was found that the isolates resulted of a transmission of a carbapenem-susceptible ancestor before individual radiation into CRGN.
Conclusion: The integrative epidemiological study reveals a high diversity of CRGN in liver cirrhosis patients. Mutation of carbapenem-susceptible ancestors appears to be the dominant way of CR acquisition rather than in-hospital transmission of CRGN or carbapenemase-encoding genetic elements. This study underlines the need to avoid transmission of carbapenem-susceptible ancestors in vulnerable patient cohorts.