Diagnose von herausfordernden Wundinfektionen

Chronische Wundinfektionen wie diabetische Fußgeschwüre, Druckgeschwüre, venöse Beingeschwüre und nicht heilende chirurgische Wunden stellen aufgrund ihrer häufig polymikrobiellen Natur und der Anwesenheit von Biofilmen erhebliche klinische Herausforderungen dar. Biofilme schützen mikrobielle Gemeinschaften vor Immunreaktionen und antimikrobiellen Therapien und tragen so zu anhaltenden Infektionen und Resistenzen bei. Diese Wunden beinhalten oft gemischte bakterielle und mykotische Erreger, die mit Standardkulturmethoden schwer zu erkennen sind, da diese häufig anaerobe Erreger, Pilze oder in Biofilmen eingebettete Mikroorganismen übersehen. Eine verzögerte oder unzureichende Behandlung kann zu ernsthaften Komplikationen führen, einschließlich systemischer Infektionen, Verlust von Gliedmaßen oder längeren Krankenhausaufenthalten.

Unsere Lösung:

MicroGenDX verbessert Diagnostik und Behandlungsergebnisse bei chronischen Wunden durch eine gezielte DNA-Sequenzierung potentieller Erreger. Unser WoundKEY-Test ist validiert für Abstriche, Gewebe- und Flüssigkeitsproben und unterstützt die Diagnose und Behandlung von:

• Chronischen Wunden
• Diabetischen Fußgeschwüren
• Osteomyelitis
• Druckgeschwüren
• Sonstigen chronischen Wundinfektionen

Klinische Einblicke aus unseren Wundproben

• Umfassende praktische Erfahrung:

  In einer Studie wurden 2.963 chronische Wundproben (DFUs, VLUs, Druck- und chirurgische Wunden) sequenziert – eines der größten Datensätze zur Wundmikrobiota.

• Breite mikrobielle Vielfalt identifiziert:

  In diesen Wunden dominierte Staphylococcus spp. in 63 % der Fälle, Pseudomonas spp. in 25 %, zusammen mit einer hohen Prävalenz von strikt anaeroben und kommensalen Bakterien, die von Kulturen regelmäßig übersehen werden¹.

• Hohe Prävalenz von polymikrobiellen Infektionen:

  Die meisten chronischen Wunden sind polymikrobiell. Bei diabetischer Fuß-Osteomyelitis hat NGS anaerobe Erreger in 87 % der Knochenproben nachgewiesen, im Vergleich zu nur 23 % bei Kultur, was zeigt, wie häufig Standardmethoden wichtige Erreger nur unzureichend erfassen².

• Erkennung von anspruchsvollen oder VNBC (lebensfähigen aber nicht kultivierbaren) Pathogenen:

  NGS deckt routinemäßig schwer kultivierbare Bakterien, Biofilmbestandteile und seltene Pilze auf – wie zum Beispiel einen Fall von Rhizopus mucormycosis, der in der Kultur unsichtbar blieb, aber durch MicroGenDX erkannt wurde, was eine lebensrettende Therapie ermöglichte.

• 1. Analyse der chronischen Wundmikrobiota von 2.963 Patienten durch 16S rDNA-Pyrosequenzierung
• 2. Das Mikrobiom der diabetischen Fuß-Osteomyelitis
• 3. Fight the Good Fight, Health Information Technology und Wundpflege

Leitlinien zur empfohlene Nutzung von Next-Generation DNA-Sequenzierung in der Wundversorgung

Global Wound Biofilm Expert Panel

Konsens-Richtlinien eines internationalen Expertengremiums für Wund-Biofilme empfehlen den Einsatz von DNA-Diagnostik in den ersten 1-4 Tagen der Therapie chronischer Wunden als Teil der Frühintervention.

International Wound Infection Institute

“DNA-Sequenzierungstechniken können mikrobielle Arten in einer Wundprobe präziser identifizieren, einschließlich Mikroorganismen, die mit kulturbasierten Techniken nicht identifiziert werden können. Standardmäßige klinische Mikrobiologieergebnisse bieten häufig nur Informationen zu einem kleinen Teil der totalen Bakterienarten, die vorhanden sind, insbesondere bei chronischen Wunden.“

Deutsche S1-Leitlinie 2023

Empfiehlt die Untersuchung von Proben mittels Mikroskopie, Kultur und/oder molekularer Testung und fügt hinzu, dass PCR oder DNA-Sequenzierung eine Identifikation der Erreger auf Art-Ebene ermöglicht. **

• * International Wound Infection Institute. (2022). Wound infection in clinical practice: Principles of best practice (International consensus update, 3rd ed.). Wounds International.
• ** Nenoff P, Reinel D, Mayser P et al. S1 guideline onychomycosis. J Dtsch Dermatol Ges (2023)

Die Rolle von Biofilmen bei chronischen Wundinfektionen

MicroGenDX NGS erkennt Biofilmbakterien, die Kulturmethoden häufig nicht entdecken

Viele chronische Erkrankungen beinhalten Biofilme. Biofilme bilden eine Barriere, die die Wirksamkeit von Antibiotika und Immunantworten verringert.

Traditionelle Kulturen erkennen selten Biofilmbakterien und identifizieren nicht die gesamte polymikrobielle Gemeinschaft.

MicroGenDX erkennt biofilmbildende Bakterien und Pilze mittels NGS und ermittelt Resistenzgene durch PCR, was eine gezielte antibiotische Therapie ermöglicht, um Biofilm- eingebettete Erreger zu eliminieren.

Veröffentlichungen zur Wirkung von NGS in der Wundversorgung

Beschleunigte Heilung mit gezielter Therapie basierend auf dem MicroGenDX-Test

Kontrollgruppe mit Standardtherapie	Gruppe 1	Gruppe 2
Traditionelle Kultur mit systemischen Antibiotika	Molekulare Diagnostik mit systemischen Antibiotika	Molekulare Diagnostik mit maßgeschneiderter topischer Antibiotikabehandlung
48.5% der Patienten geheilt	62.4% der Patienten geheilt	90.4% der Patienten geheilt

Eine retrospektive Studie mit ~1.400 Fällen zeigte, dass mit Hilfe von MicroGenDX qPCR + NGS-gestützter systemischer Antibiotikatherapie 62,4 % der Wunden heilten, im Vergleich zu nur 48,5 % mit Kultur, während mit topischen Therapien, die auf denselben NGS-Bericht basierten, 90,4 % der Wunden heilten. Die Heilungszeit wurde um 26 % bzw. 45,9 % reduziert. Mittels Kultur konnten weniger als die Hälfte der infizierten Wunden geheilt werden, während MicroGenDX mit molekularer Diagnostik fast zwei Drittel mit systemischen Antibiotika und neun Zehntel mit personalisierten Topika heilte – was die Fähigkeit der Technologie unterstreicht, die Behandlung gezielt anzupassen und die Heilung zu beschleunigen.

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Bei chronischen Wunden ermöglicht der MicroGenDX Test eine deutlich vollständigere Ermittlung des polymikrobiellen Erregerspektrums im Vergleich zur klassischen Kultur

In einer prospektiven Level-II-Studie von 30 chirurgischen DFU-Fällen, bei denen sowohl Kultur als auch NGS Pathogene in 29 Proben nachwiesen, zeigte sich, dass NGS mehr Pathogene identifizierte, einschließlich anearobischer Keime wie Finegoldia magna (44,8 %) und Anaerococcus vaginalis (24,1 %). Kultur ermittelte hauptsächlich Staphylococcus aureus (58,2 %) und übersah viele anspruchsvolle Arten.

Da die Kultur wichtige Pathogene und Resistenzgene nur unzureichend erfasste, war ihre Aussagekraft zur Antibiotikatherapie weniger zuverlässig als die der NGS. Die Integration von NGS in das Management des diabetischen Fußulkus (DFU) liefert umfassende, artspezifische Daten, um die Therapie zu optimieren und die Chancen auf Extremitätenerhalt zu verbessern.

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NGS liefert genaueren Pathogenprofil bei Onychomykose als Kultur

MicroGenDX-NGS-Tests an 8.816 Nägeln mit Verdacht auf Onychomykose (plus 20 gesunde Kontrollproben) ergaben, dass etwa 50 % sowohl Pilz- als auch Bakterien-DNA enthielten, 34 % ausschließlich bakterielle DNA, 16 % keinerlei nachweisbare Erreger und weniger als 1 % ausschließlich Pilz-DNA. Wenn Pilze nachgewiesen wurden, dominierte Trichophyton rubrum, allerdings trat dieser nur in 40 % der positiven Proben auf. Nicht-dermatophyte Pilze wie Candida, Aspergillus und Fusarium machten zusammen 11 % aus. Keiner dieser Pilze wurde in den Kontrollproben nachgewiesen, die überwiegend harmlose Staphylokokken enthielten.

Die Autoren betonen, dass der MicroGenDX-Test anspruchsvolle oder langsam wachsende Erreger identifiziert, die in der Kultur häufig übersehen werden. Dazu zählen Candida parapsilosis/albicans, Aspergillus versicolor/niger, Fusarium-Arten sowie Saprophyten wie Pithomyces chartarum, Epicoccum nigrum und Alternaria alternata.

Der Test liefert einen schnellen, quantitativen Erregernachweis auf Artniveau und stellt behandelnden Ärzt:innen eine umfassendere und klinisch relevantere Erregerliste zur Verfügung.

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

NGS findet Pilz, den die Kultur übersah, um lebensbedrohliche Wunde zu heilen

Eine junge Frau mit Diabetes Typ 1 und einem fehlgeschlagenen Nieren-Transplantat war im Lauf von sechs Monaten zweimal mit unerklärter Sepsis ins Krankenhaus eingeliefert worden. Sie hatte eine offene Transplantationswunde und eine Druckwunde an der Ferse, die sich mit besserer Pflege verbesserten. Später entwickelte sie plötzlich Schmerzen, Schwellungen und schnell fortschreitende Rötung im linken Bein. Fasziotomien und Drainage ergaben nur klares, geruchloses Fluid, das in der Kultur kein Wachstum zeigte. Trotz anfänglicher Verbesserung der Wunde bildete das Bein innerhalb einer Woche nekrotisches Gewebe. Eine Flüssigkeitsprobe wurde an MicroGenDX zur DNA-Analyse geschickt, die Rhizopus identifizierte, was eine mukormykotische Infektion (mit einer Mortalität von 50 %) verursachte. Die frühzeitige Entdeckung ermöglichte dem Transplantationsteam eine schnelle Reaktion.

Ein seit 15 Jahren nicht heilendes Beingeschwür konnte durch Verwendung des MicroGenDX Tests erfolgreich verschlossen werden

Ein 70-jähriger Patient hatte ein venöses Beingeschwür, das seit 15 Jahren nicht heilte und auf Behandlungen, die auf mehreren Kulturen basierten, nicht ansprach. Der MicroGenDX Test identifizierten Pluralibacter gergoviae (82 %) als dominierenden Erreger, sowie S. epidermidis (6 %), E. coli (5 %) und A. vaginalis (2 %). Keine Pilze wurden nachgewiesen. Nach gezielter topischer Therapie mit einer gezielten topischen Wirkstofftherapie heilte die Wunde innerhalb von sechs Wochen und blieb während der Nachversorgung geschlossen. P. gergoviae, ein opportunistischer Erreger, der gegen Antibiotika resistent ist, wurde in klinischen und Umweltquellen isoliert. Der Patient, ein ehemaliger Restaurantbesitzer, hatte eine langjährige Belastung durch verpackten Lebensmitteln aus Kühlvorrichtungen.