Molekulare Diagnostik stationäre versorgter Infektionen

Nosokomial erworbene Pneumonien, infektiöse Endokarditis und ZNS-Infektionen gehören zu den schwerwiegendsten Manifestationen von gesundheitsassoziierten Infektionen (HAIs). In Europa verursachen HAIs jährlich etwa 37.000 Todesfälle und direkte Kosten in Höhe von 7 Milliarden Euro¹. Allein Endokarditis tötet 13-25 % der Patienten während des Krankenhausaufenthalts und weitere 9-20 % innerhalb eines Jahres²,³. Dennoch bleiben Kulturen aus bronchoalveolärer Lavage, Pleura-Flüssigkeit, bronchialer Spülung und Liquor häufig negativ, insbesondere nach vorangegangener antimikrobieller Therapie, was zu einer verlängerten empirischen Behandlung, höheren Kosten, längeren Aufenthalten und einem höheren klinischen Risiko führt⁴.

Unsere Lösung:

Die MicroGenDX-Tests nutzen Next-Generation Sequencing (NGS), um die Diagnose und klinische Behandlung von Atemwegs- und systemischen Infektionen zu verbessern – insbesondere wenn Kulturen nicht aussagekräftig sind. Validierte Probenarten umfassen BAL, Atemwegsabstriche, Sputum, ETA und Pleura-Flüssigkeit (RespiKEY); Vollblut (BloodKEY); sowie intra- und postoperative Abstriche, Gewebe und Flüssigkeiten (SurgeryKEY). Diese Tests unterstützen die Diagnose von:

• Nosokomial erworbene Pneumonie (HAP)
• Infektiöser Endokarditis
• Infektionen des zentralen Nervensystems (ZNS)
• Sepsis und Blutstrominfektionen
• Postoperative Infektionen und mehr

• 1. European Centre for Disease Prevention and Control (ECDC). Estimating the burden of healthcare‑associated infections in Europe. 2008.
• 2. Habib G et al. 2015 ESC Guidelines for the management of infective endocarditis. Eur Heart J. 2015
• 3. Cahill TJ, Prendergast BD. Infective endocarditis. Lancet. 2016
• 4. Binnicker MJ et al. 2024 IDSA‑ASM Guide to Utilization of the Microbiology Laboratory. Clin Infect Dis. 2024

Klinische Einblicke aus unseren Proben

• Umfassende praktische Erfahrung:

  Bis 2025 hatte MicroGenDX über 750.000 Proben analysiert und tausende verschiedene mikrobielle Arten identifiziert.

• Erkennung über gängige Erreger hinaus:

  Funde beinhalteten sowohl gängige Erreger als auch anspruchsvolle oder anaerobe Bakterien, die von Kulturen häufig übersehen werden (z. B. Tropheryma whipplei, Leptotrichia buccalis und mehr).

• Antibiotika-Resistenzgen-Detektion:

  Jede Probe wird auf 17 Schlüssel-Resistenzgene untersucht, wodurch gezielte antimikrobielle Strategien ermöglicht werden und die Abhängigkeit von breitspektrigen empirischen Behandlungen verringert wird.

• Bewährter klinischer Wert:

  Diese Ergebnisse unterstreichen die diagnostische Präzision und klinische Relevanz von MicroGenDX’s NGS-basierten Urintests in der Urologie.

Empfohlene Nutzung von molekularer Diagnostik und NGS in kultur-negativen Proben

IDSA-ASM 2024 Lab Guide – NGS Highlights

Atemwegsinfektionen

Sowohl NGS als auch Multiplex-PCR sind inzwischen unverzichtbare Werkzeuge zur Diagnose von Atemwegsinfektionen. Der IDSA-ASM-Leitfaden von 2024 empfiehlt NGS für hochriskante, kultur-negative Fälle wie schwere Pneumonien, immungeschwächte Patienten oder ungeklärte Ausbrüche. NGS funktioniert auch mit kleinen Volumina von BAL, Endotrachealaspiraten oder Lungengewebe, selbst nach Antibiotikabehandlungen, und erkennt anspruchsvolle oder polymikrobielle Erreger, die von Kulturen oft übersehen werden.

Andere systemische Infektionen (Blutstrom, ZNS, Knochen & Gelenke, Endokarditis)

Für kultur-negative, aber hochriskante Infektionen wie Endokarditis, Infektionen von Prothesen oder Grafts, ZNS-Infektionen oder Sepsis wird NGS zunehmend empfohlen. Der Leitfaden von 2024 unterstützt die Nutzung von NGS bei kleinen Probenmengen wie Liquor oder Augenflüssigkeit und bei Patienten, die bereits Antibiotika erhalten. Belege zeigen, dass NGS Kulturtests in Synovialflüssigkeit, Herzklappen, Plasma und Liquor übertrifft, indem es Erreger nachweist, die eine Anpassung der Behandlung ermöglichen. In diesen komplexen Fällen liefert NGS häufig die handlungsrelevante Diagnose, wenn andere Methoden versagen.

Miller JM, Binnicker MJ, Campbell S, et al. Guide to Utilization of the Microbiology Laboratory for Diagnosis of Infectious Diseases: 2024 Update. Clinical Infectious Diseases. 2024

Veröffentlichungen zur Wirkung von NGS bei stationär behandelten Infektionen

Next-Generation DNA Sequencing verstärkt die Erregererkennung bei kultur-negativen Krankenhausproben

Studiendesign - Eine klinische, retrospektive Studie mit insgesamt 105 kulturnegativen Proben, die in Mailand gesammelt wurden. Die Proben stammten aus verschiedenen Krankenhausabteilungen: 48 % Orthopädie, 15 % Neurochirurgie, 12 % Herzchirurgie, restliche aus anderen Fachbereichen. Jede Probe wurde nachträglich mittels 16S-NGS-Sequenzierung erneut analysiert.

Ergebnisse der Studie - Unter den kultur-negativen Proben waren 74,3 % (78/105) positiv für ein oder mehrere Mikroorganismen durch NGS. Ein einzelner Erreger wurde in 68,6 % der Fälle nachgewiesen, während zwei oder mehr Erreger in 5,7 % der Proben festgestellt wurden. 31 verschiedene Stämme wurden entdeckt, darunter Acinetobacter lwoffii, Facklamia languida, Peptostreptococcus spp., Pantoea cypripedii und andere.

Warum es den Krankenhäusern hilft - Das Entdecken verborgener Infektionen ermöglicht gezielte Therapien, entdeckt polymikrobielle oder anaerobe Zustände frühzeitig und senkt die Anwendung von Breitbandantibiotika und Kosten.

Rimoldi SG, Tamoni A, Rizzo A, et al. “Evaluation of 16S-Based Metagenomic NGS as Diagnostic Tool in Different Types of Culture-Negative Infections.” Pathogens. ( 2024)Studie lesen

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Herzklappeninfektionen

Eine Einzelnzentrum-Studie zur diagnostischen Genauigkeit bei 51 aufeinanderfolgend operierten Patienten mit Herzklappenoperationen: 44 erfüllten die „definitiven/ möglichen“ IE (infektiöse Endokarditis) Duke-Kriterien; Gewebeproben jeder Klappe wurden sowohl für ungezielte mNGS als auch für konventionelle Untersuchungen (Blutkultur, Klappen-Kultur, Gram-Färbung) aufgeteilt. Etwa 80 % der Patienten hatten vor der Operation Antibiotika erhalten.

mNGS identifizierte den ursächlichen Erreger in 97,6 % der definitiven IE-Herzklappen, was die Blutkultur (46,2 %), Klappen-Kultur (17,1 %) und Gram-Färbung (51,4 %) weit übertraf. Es deckte anspruchsvolle Erreger wie Coxiella burnetii und Bartonella quintana auf und lieferte innerhalb von etwa 48 Stunden Ergebnisse (im Vergleich zu 3–7 Tagen für angereicherte Kulturen). Dies unterstützt mNGS als schnelle, hochwirksame Alternative, wenn Kulturen versagen oder Erreger atypisch sind.

Wang H, Zhao B. Diagnostic value of broncho-alveolar lavage fluid metagenomic next-generation sequencing for pulmonary infections in patients with connective tissue disease. Sci Rep 2025Studie lesen

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Lungeninfektionen – BAL-Proben

Eine retrospektive Kohortenstudie aus einem Zentrum mit 81 immungeschwächten Erwachsenen mit Bindegewebserkrankungen, die eine bronchoalveoläre Lavage (BAL) wegen Verdachts auf Pneumonie durchführten; 62 Fälle wurden als echte Infektionen eingestuft, und ihre BAL-Flüssigkeit wurde sowohl mit mNGS als auch mit routinemäßigen Kultur/PCR/Serologie untersucht.

mNGS entdeckte Erreger in 50 von 62 Infektionen (81 %), was die konventionelle Mikrobiologie (41/62 = 66 %) und die alleinige BAL-Kultur (21/62 = 34 %) übertraf. Es identifizierte einzigartige opportunistische Erreger wie Pneumocystis jirovecii und nicht-tuberkulöse Mykobakterien, entdeckte gemischte Infektionen in etwa 25 % der positiven Fälle und führte in 18 % der gesamten Kohorte zu Änderungen der Therapie. Dies unterstützt BAL-mNGS als bevorzugten Erstlinien-Test, wenn die Immunsuppression die klassischen Kulturmethoden einschränkt.

Wang H, Zhao B. Diagnostic value of broncho-alveolar lavage fluid metagenomic next-generation sequencing for pulmonary infections in patients with connective tissue disease: a retrospective study. Scientific Reports. 2025Studie lesen

Klinische Fälle, bei denen der MicroGenDX-Test zum Behandlungserfolg beitrug

Pilzinfektion im Mastoidraum

Ein 61-jähriger Mann wurde mit schwerer Pneumonie diagnostiziert und zunächst empirisch mit breit wirksamen antibakteriellen und antimykotischen Medikamenten behandelt, bevor eine Bronchoskopie durchgeführt wurde. Der Patient sprach nur unzureichend auf die empirische Therapie an. Mittels NGS konnten in der bronchoalveolären Lavageflüssigkeit (BALF) drei Pilze nachgewiesen werden: Pneumocystis jirovecii, Aspergillus fumigatus und Rhizopus oryzae. Nach Anpassung der Behandlung entsprechend den NGS-Ergebnissen kam es zu einer klinischen Besserung des Patienten.