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- URN to cite this document:
- urn:nbn:de:bvb:355-epub-532645
- DOI to cite this document:
- 10.5283/epub.53264
| Item type: | Thesis of the University of Regensburg (PhD) |
|---|---|
| Open Access Type: | Primary Publication |
| Date: | 28 November 2022 |
| Referee: | Prof. Dr. Wulf Schneider |
| Date of exam: | 7 November 2022 |
| Institutions: | Medicine > Abteilung für Krankenhaushygiene und Infektiologie |
| Keywords: | VRE; E. faecium; FTIR; FTIR-Spektroskopie; nosokomial; Hygiene; Typisierung; Sub-Spezies-Level; typing; nosocomial pathogens; Übertragung; transmission |
| Dewey Decimal Classification: | 600 Technology > 610 Medical sciences Medicine |
| Status: | Published |
| Refereed: | Unknown |
| Created at the University of Regensburg: | Yes |
| Item ID: | 53264 |
Abstract (German)
Die Behandlung bakterieller Infektionen mithilfe von Antibiotika ist ein elementarer Bestandteil moderner Medizin. Daher stellt die Zunahme von Resistenzen gegen verschiedene Wirkstoffklassen ein großes Problem im klinischen Alltag dar. Auch der Nachweis Vancomycin-resistenter Enterokokken (VRE) steigt und ist deshalb Gegenstand intensiver Forschung. Da durch VRE ausgelöste Infektionen schwerer ...
Abstract (German)
Die Behandlung bakterieller Infektionen mithilfe von Antibiotika ist ein elementarer Bestandteil moderner Medizin. Daher stellt die Zunahme von Resistenzen gegen verschiedene Wirkstoffklassen ein großes Problem im klinischen Alltag dar. Auch der Nachweis Vancomycin-resistenter Enterokokken (VRE) steigt und ist deshalb Gegenstand intensiver Forschung. Da durch VRE ausgelöste Infektionen schwerer zu therapieren sind, kommt der Prävention eine besondere Rolle zu. Um Übertragungswege identifizieren und unterbinden zu können, aber auch um Ressourcen effizient zu nutzen, ist die Typisierung von VRE-Stämmen wichtig. Hierdurch lassen sich besonders an das Krankenhausmilieu adaptierte Linien identifizieren und damit Ausbruchsgeschehen von zufälligen Häufungen von Nachweisen unterscheiden.
Zur Typisierung von VRE können verschiedene Verfahren genutzt werden. Die aktuell üblicherweise verwendeten Methoden beruhen dabei auf einer direkten oder indirekten Analyse des Genoms. Im Rahmen dieser Dissertation wurde als neue Methodik die Analyse mittels FTIR-Spektroskopie erprobt, bei der alle Bakterienbestandteile Einfluss auf die Messung und Typisierung haben.
Typisierung von VRE mittels FTIR
Der erste Teil der Dissertation war der methodischen Etablierung der FTIR-Spektroskopie für die Typisierung von VRE sowie dem Vergleich mit bestehenden Typisierungsverfahren gewidmet. Dazu wurden 30 Teststämme aus der Stammsammlung des UKR mit bekanntem PFGE-, MLST- und WGS-Typ repetitiv gemessen. Im ersten Schritt konnte Müller-Hinton-Agar als bester Nährboden für die Messungen ermittelt werden.
In einer weiteren Untersuchung mithilfe der Teststämme konnte festgestellt werden, dass die Verwendung herkömmlicher Suspensionsröhrchen sowie eigener Referenzstämme, anstatt der über den Hersteller bezogenen Materialien, nicht zu signifikant schlechteren Ergebnissen bezüglich der Messbarkeit der Proben führte.
Für die spätere Auswertung der Daten des UKR war zudem noch die Festlegung des Cut-off-Wertes für die Identifizierung der Cluster und das Vorgehen zur Aussortierung unplausibler Messergebnisse wichtig. Als Maßgabe diente hierbei der vom Hersteller für Enterokokken vorgegebene Bereich für den Cut-off-Wert von 0,15 bis 0,2. Die eigenen Untersuchungen zeigten, dass kein fester Cut-off-Wert für VRE empfohlen werden kann, sondern die Einteilung der Isolate in Cluster innerhalb der oben genannten Grenzen anhand der Plausibilitätskontrolle individuell erfolgen muss.
Ein Kernelement dieses ersten Teils der Dissertation war der anschließende Ver-gleich der FTIR-Spektroskopie mit den übrigen gängigen Typisierungsverfahren. Es konnte mithilfe des Simpson‘s diversity index (SDI) gezeigt werden, dass die FTIR-Typisierung eine ähnliche Auflösung erreicht wie die Typisierung mittels PFGE, während die MLST- und WGS-Bestimmung die Gruppen an Isolaten noch feiner aufschlüsselten. Durch die Bestimmung des adjustierten Rand-Index und des ad-justierten Wallace-Koeffizienten konnte nachgewiesen werden, dass die Clustereinteilung mittels FTIR-Spektroskopie nicht mit den Einteilungen durch die anderen Verfahren korreliert. Dies bedeutet, dass sich das Verfahren nicht eignet, um gene-tische Verwandtschaft nachzuweisen. Eine Relevanz im Nachweis von Übertragungsereignissen im Krankenhaus, bei denen auch die Transmission von mobilen Elementen und damit phänotypischen Eigenschaften eine Rolle spielen kann, ist dennoch möglich.
VRE am UKR von April 2016 bis März 2017
Im zweiten Teil dieser Dissertation wurden die in der Stammsammlung asservierten VRE-Isolate aller 176 Patienten aus dem Zeitraum von April 2016 bis zum März 2017, bei denen zum ersten Mal ein VRE isoliert worden war, nach dem zuvor etablierten Vorgehen typisiert. Es handelte sich hierbei ausschließlich um E. faecium. Durch eine Aufschlüsselung der Erstnachweise nach Stationen und in zwei Fällen zusätzlich nach Abteilungen konnten im angegebenen Zeitraum insgesamt 23 mögliche Transmissionen identifiziert werden. Die Auswertung erfolgte hierbei durch grafische Darstellung der Aufenthalte der Patienten, was zusätzlich einen Überblick über die Dynamik der Ausbreitung auf den Stationen ermöglichte.
Aufgrund der weiter oben erwähnten fehlenden Korrelation zu anderen Typisierungsverfahren sind die Ergebnisse mit Vorsicht zu betrachten, zeigen aber möglicherweise dennoch einen neuen Weg auf, Transmissionen von VRE in der Krankenhausumgebung sichtbar zu machen.
Translation of the abstract (English)
Treatment of bacterial infections with antibiotic agents is a crucial part of modern medicine. Therefore, the increasing appearance of resistances in bacteria against different classes of antibiotics is becoming a growing problem for physicians. As a part of this the rate of vancomycin-resistant enterococci (VRE) is rising and has become the subject of intensive research. As infections due to VRE ...
Translation of the abstract (English)
Treatment of bacterial infections with antibiotic agents is a crucial part of modern medicine. Therefore, the increasing appearance of resistances in bacteria against different classes of antibiotics is becoming a growing problem for physicians. As a part of this the rate of vancomycin-resistant enterococci (VRE) is rising and has become the subject of intensive research. As infections due to VRE are more difficult to treat, prevention of infection and colonisation is of great importance. In order to identify and stop paths of transmission but also to use resources more efficiently, the typing of VRE-strains is a key issue. This makes the identification of hospital-adapted lines and the distinction between outbreaks and random clusters of positive samples possible. Different methods can be used for the typing of VRE. Now most of these rely on direct or indirect analysis of the genome. The goal of this dissertation was to test the FTIR-spectroscopy as a means of typing using information gained from all parts of the pathogen.
Typing of VRE using FTIR
The goal of the first part of this thesis was to establish the methodology of FTIR-spectroscopy for typing of VRE as well as the comparison of this technique with methods already in use. For these 30 strains from the archives of the institute were typed using PFGE, MLST, WGS and FTIR-spectroscopy. In a first step Müller-Hinton-agar was identified as best suited for the growing prior to the typing and that it was possible to use material not provided by the producer of the typing machine. It was also possible to show, that the Cut-off-value is best determined by using the margin provided by the manufacturer and selecting the probes by plausibility.
The comparison to the other typing-methods showed no correlation regarding the clustering of seemingly related isolates.
VRE at the UKR from April 2016 to March 2017
For the second part of this thesis 176 isolates from one year at the hospital were typed using FTIR-spectroscopy. A total of 23 possible events of transmission could be identified using a graphic presentation of the data and highlighting the dynamics of VRE during the period. Due to the lack of correlation with other typing-techniques the results have to be looked at with caution, but may show a new way of making transmission of VRE in the hospital-setting visible.
Metadata last modified: 28 Nov 2022 05:50
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