Vom Selektivmedium bis zum Lab-on-a-Chip

Schneller Erreger- und Resistenznachweis

Die zunehmende Bedrohung durch multiresistente Keime erfordert eine Beschleunigung aller Prozesse im mikrobio­logischen Labor, um zeitnahe Entscheidungen für die Antibiose fällen zu können.

Die Diagnostikahersteller arbeiten derzeit intensiv daran, die Zeit von der Probennahme bis zum Ergebnis durch ausgereifte wie auch innovative Technologien zu verkürzen. Im Folgenden stellen sieben Unternehmen eine vielfältige Palette praktikabler Lösungen vor, vom Selektivmedium bis zum Lab-on-a-Chip, von der PCR bis zu NGS und vom Laborautomaten bis zum POC-Gerät.

Viele Proben – eine Fragestellung: „Erreger und Resistenz“? Von der möglichst schnellen und spezifischen Antwort hängt die Auswahl des richtigen Antibio­tikums ab.

Amplex, Cepheid, FRIZ Biochem, Hain Lifescience und R-Biopharm stellen molekularbiologische Assays vor, bioMérieux und Mast Diagnostica bieten dazu die erforderlichen Bestätigungstests auf Gel­basis an. Von FRIZ Biochem und Cepheid (PCR) sowie Amplex (isotherme DNA-Amplifikation) kommt echtes Point-of-Care-Tes­ting, d. h. diese Verfahren lassen sich ohne labor­technisches Fachwissen innerhalb von 15–70 Minuten direkt am Patientenbett durchführen. Das verschafft einen schnellen ersten Überblick, ersetzt jedoch nicht die konventionelle Abklärung aus Einzelkolonien. Selektivmedien und Agardiffusionstests bleiben nach wie vor unverzichtbar, aber auch hier wurde die Analytik durch kurzes Bebrüten, frühen Farb­umschlag etc. deutlich beschleunigt. Mast ist bekannt für seine einfach handhabbaren Kombinationsplatten, die auch zur Identifizierung von Resistenzmechanismen geeignet sind.

Multiplexing wird zum Standard

Die ersten molekularbiologischen Verfahren der Resistenzbestimmung erfassten MRSA mittels Einzel-PCR auf mecA. Mittlerweile sind jedoch mehrere Methicillinresistenz-vermittelnde Gene bekannt und gleichzeitig scheint MRSA an Bedeutung zu verlieren. Stattdessen befinden sich multiresistente gramnegative Erreger mit Resis­tenzen gegen ganze Antibiotika-Gruppen auf dem Vormarsch. Dadurch sind die Teststrategien deutlich komplexer geworden, denn der MRGN-Nachweis betrifft mehrere Spezies (bei den Enterobacteriaceae insbesondere Klebsiel­len und E. coli, ferner Pseudomonas aeruginosa, Acinetobacter u. a.). Dazu kommt, dass jedem Resistenz­mechanismus (ESBL, AmpC, Carbapeneme) eine Vielzahl von Genvarianten zugrunde liegen kann, die die molekulare Diagnostik sehr aufwendig machen. Im Vergleich zur MRSA-Bestimmung ist der Zeit- und Materialaufwand deutlich erhöht, was sich auch in den Testkosten niederschlägt.
Alle Hersteller von molekularbiologischen Tests setzen deshalb inzwischen Multiplex-Techniken ein, sei es für die Erfassung eines breiten Erregerspektrums, sei es für die steigende Zahl an SCCmec-Typen und -Subtypen. Die PCR-Tests von R-Biopharm sind auf Thermo­cyclern unterschiedlicher Hersteller einsetzbar und bieten ein breites Spektrum von Subtypen an. Hain ist mit seinem geschlossenen, kontaminationsfreien System ähnlich breit aufgestellt und bietet Reagenz, Gerät und Service aus einer Hand. bioMérieux ist seit Langem mit einem breiten Produktport­folio im Markt, insbesondere mit dem Voll­automaten Vitek 2, der durch Kombination mit dem MALDI-TOF-Massenspektrometer von Shimadzu den neuesten Stand der Technik widerspiegelt. Die zusätzlich angebotene Hochdurchsatzsequenzierung ist als Service nicht nur für Grundlagenforscher und Epidemiologen interessant, sondern zunehmend auch für Krankenhäuser, insbesondere zur schnellen Aufklärung eines Ausbruchsgeschehens.

POCT-Anwendungen

Cepheid hat im POCT-Bereich Pionierarbeit geleistet und profitiert weiterhin von seiner langen Expertise, zum Beispiel bei der gezielten Optimierung unterschiedlicher Testsysteme für Nasen- und Wundabstriche. Bei Sepsisverdacht liefert die isothermale Amplifikation von Amplex besonders schnelle Ergebnisse aus der Blutkultur ohne Anzucht auf der Agarplatte. Beim Chip­system von FRIZ Biochem ist schließlich als interessanter Teilaspekt das geschlossene Design von Abstrichtupfer und Multiplex-PCR-System hervorzuheben, das ohne jegliche Berührung mit der Außenwelt ins Gerät eingesetzt werden kann.  

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