Bei Sepsis zählt jede Stunde. Mit einem metagenomischen Next-Generation Sequencing (NGS) gelingt ein sensitiver Nachweis potenzieller Erreger direkt aus zellfreier DNA – auch unter laufender Antibiotikatherapie. So können Patient*innen schneller und gezielter behandelt werden, insbesondere bei negativer Blutkultur.

Sepsis: Eine Herausforderung für die Diagnostik

Sepsis ist die schwerste Verlaufsform von Infektionserkrankungen und geht in Deutschland mit einer Letalität von rund 40 % einher. Trotz moderner intensivmedizinischer Versorgung ist die Prognose nach wie vor schlecht. Für eine erfolgreiche antiinfektive Therapie ist die schnelle Identifikation des verursachenden Erregers essenziell. Doch genau hier liegen die diagnostischen Schwierigkeiten: In bis zu 70–80 % der Fälle bleibt der Erreger unidentifiziert – häufig aufgrund einer vorangegangenen oder laufenden Antibiotikagabe oder durch schwer kultivierbare Keime.

„Die neue Generation der Sepsis Diagnostik“

– Dr. med. Konrad Bode, Facharzt für Mikrobiologie, Virologie und Infektionsepidemiologie

NGS-basierte Diagnostik: unabhängig vom kulturellen Nachweis

Ein innovativer Ansatz zur Ergänzung der klassischen mikrobiologischen Diagnostik ist der Einsatz von Next-Generation Sequencing (NGS) aus zellfreier DNA. Das MVZ Labor Dr. Limbach & Kollegen eGbR hat diesen metagenomischen Test DISQVER® der Noscendo GmbH zur Diagnostik schwerer Blutstrominfektionen etabliert. Dabei wird die komplette DNA aus einer Patientenprobe extrahiert – inklusive bakterieller, viraler, fungaler und parasitärer DNA. Die humane DNA wird bioinformatisch herausgefiltert.

Die CE-zertifizierte Auswertung erfolgt mithilfe der DISQVER®-Pipeline der Noscendo GmbH, die die verbliebene mikrobielle DNA mit einer Referenzdatenbank von über 16.000 Mikroorganismen abgleicht, darunter mehr als 1.500 relevante Pathogene.

Vorteile des Verfahrens

Das Verfahren erlaubt eine hypothesenfreie Detektion potenzieller Erreger – unabhängig davon, ob sie anzüchtbar sind oder nicht. Die Identifikation ist auch unter laufender Antibiotikatherapie möglich. Zudem sind polymikrobielle Infektionen nachweisbar. Das Verfahren ist minimalinvasiv und basiert auf der Analyse zellfreier DNA aus Blut oder anderen Körperflüssigkeiten.

Ein entscheidender Vorteil liegt in der Sensitivität: In einer Kohorte septischer Patient*innen konnte der DISQVER®-Test bei 72 % der Proben einen Erregernachweis erbringen – verglichen mit lediglich 32 % mittels Blutkultur.

Klinische Relevanz und Indikation

Die Methode eignet sich insbesondere für schwer erkrankte Patient*innen mit Sepsis, septischem Schock oder kulturnegativer Endokarditis. Auch bei komplexen klinischen Fragestellungen – etwa nach Organtransplantationen oder bei immunsupprimierten

Patient*innen – liefert das Verfahren entscheidende diagnostische Hinweise. Ein Beispiel: Bei einem Patienten mit zerebraler Aspergillose wurde der Erreger ausschließlich durch den Nachweis aus cfDNA identifiziert.

Fallbeispiele verdeutlichen die klinische Relevanz

In mehreren Fallberichten – etwa bei perforierter Sigmadivertikulitis oder bei Systemic Inflammatory Response Syndrome (SIRS) im Kindesalter – konnte durch die NGS-basierte Diagnostik eine gezielte Therapie eingeleitet werden, obwohl die klassische Blutkultur negativ war. Diese Evidenz untermauert den Stellenwert der Sequenzierung als komplementäre Methode im diagnostischen Arsenal der modernen Infektionsmedizin.

Fazit

Mit der NGS-basierten Erregerdiagnostik steht eine hocheffektive Ergänzung zur kulturellen Diagnostik zur Verfügung, die in zeitkritischen Situationen wie der Sepsis- oder Endokarditis-Abklärung eine signifikante Verbesserung der Patientenversorgung ermöglichen kann. Die frühzeitige und umfassende Erregeridentifikation ist der Schlüssel zu einer effektiven und differenzierten Therapie.

Für weitere Informationen zur NGS-basierten Diagnostik können Sie sich gerne direkt an uns wenden:

NGS_Diagnostik@labor-limbach.de

Literatur:

1. Goretzki, S. C., Schäfer, M., Dogan, B., Bruns, N. et al.: Next Generation Sequencing of Free Microbial DNA for Rapid Identification of Pathogens in Critically Ill Children with Systemic Inflammatory Response Syndrome (SIRS). Front Biosci-landmrk, 2022; 27, 302.

2. Ziegler, S., Disqué, C., Grumaz, S., Sakka, S. G.: Potential impact of cell-free DNA blood testing in the diagnosis of sepsis. Int J Infect Dis, 2022; 119, 77–79.

3. Decker, S. O., Sigl, A., Grumaz, C., Stevens, P. et al.: New approaches for the detection of invasive fungal diseases in patients following liver transplantation – results of an observational clinical pilot study. Langenbeck’s Archives Surg, 2019; 404, 309–325.

4. Kattner, S., Herbstreit, F., Schmidt, K., Stevens, P. et al.: Next-Generation Sequencing–Based Decision Support for Intensivists in Difficult-to-Diagnose Disease States: A Case Report of Invasive Cerebral Aspergillosis. Pract, 2021; 15, e01447.

5. Decker, S. O., Sigl, A., Grumaz, C., Stevens, P. et al.: Immune-Response Patterns and Next Generation Sequencing Diagnostics for the Detection of Mycoses in Patients with Septic Shock – Results of a Combined Clinical and Experimental Investigation. Int J Mol Sci, 2017; 18, 1796.

6. Schulz, E.: ePoster 31st European Congress of Clinical Microbiology & Infectious Diseases (ECCMID), 2021.

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