Verbesserte Diagnose der Peritonealdialyse-Peritonitis durch Kalorimetrie

Hintergrund:

Peritonitis gilt immer noch als die wichtigste Komplikation der Peritonealdialyse (PD), die mit hoher Mortalität, Therapieversagen und Gesundheitskosten verbunden ist. Wir haben kürzlich gezeigt, dass Peritonitis nach wie vor die häufigste Ursache für technisches Versagen bei PD ist und gleichermaßen zu frühem und spätem Versagen beiträgt; 12 von 279 Patienten starben an den Folgen einer PD-assoziierten Peritonitis. Die Diagnose einer Peritonitis basiert typischerweise auf klinischen Symptomen, die einen bereits fortgeschrittenen Entzündungs- und Krankheitszustand widerspiegeln. Seit der Einführung des Blutkultursystems zum Nachweis des Bakterienwachstums im PD-Abwasser vor mehr als zehn Jahren wurden keine nennenswerten Fortschritte bei der Verbesserung der Diagnose der PD-assoziierten Peritonitis erzielt. In unserer eigenen PD-Population waren 36 von 219 (16 %) Episoden einer infektiösen Peritonitis kulturnegativ. Normalerweise dauert der Nachweis von Mikroorganismen mindestens 12 Stunden und die Zeit bis zur Identifizierung von Krankheitserregern mehr als 48 Stunden. Sich schnell teilende Zellen wie Bakterien erzeugen Wärme, die kalorimetrisch gemessen werden kann. Wie unsere Forschungsgruppe kürzlich gezeigt hat, ermöglicht die Kalorimetrie eine schnelle und genaue Diagnose des Bakterienwachstums bei Meningitis und kontaminierten Blutplättchen. In Pilotversuchen konnten wir das Potenzial und die Machbarkeit der Kalorimetrie für den frühen und genauen Nachweis von Mikroorganismen in PD-Flüssigkeit zeigen.

Hypothese und Ziele:

Wir gehen davon aus, dass die Kalorimetrie des PD-Abwassers die Diagnose einer PD-assoziierten Peritonitis durch die frühzeitige und genaue Erkennung von Krankheitserregern erheblich verbessern kann. Im Vergleich zu herkömmlichen Kulturmethoden kann die Kalorimetrie (i) eine kürzere Zeit bis zur Positivität und (ii) eine höhere Empfindlichkeit ohne Verlust der Spezifität aufweisen. Konkrete Ziele bestehen darin, zu evaluieren, ob die Kalorimetrie (i) bei der Erkennung von Mikroorganismen im Vergleich zu herkömmlichen Blutkulturen schneller ist, (ii) hinsichtlich Sensitivität und Spezifität bei der Erkennung von PD-assoziierter Peritonitis im Vergleich zum Standard-Blutkultursystem überlegen ist und ( iii) ist ein wertvolles Werkzeug zur Identifizierung von Krankheitserregern anhand spezifischer Wärmesignal-„Signaturen“, die durch Kalorimetrie empfangen werden. Der primäre Endpunkt ist die Zeit bis zum positiven Bakterienwachstum durch Kalorimetrie und konventionelle Blutkulturen. Die sekundären Endpunkte sind die Genauigkeit (d. h. Sensitivität und Spezifität) der Nachweisraten von Mikroorganismen in PD-Flüssigkeit und der Konsistenzrate der Pathogenidentifizierung zwischen Kalorimetriekurven und herkömmlichen mikrobiologischen Methoden.

Forschungsplan:

Nach Einholung der Einverständniserklärung werden wir in diese offene Vergleichsstudie voraussichtlich alle Patienten ab 16 Jahren einbeziehen, die im Zeitraum von Januar 2009 bis Dezember 2011 eine Parkinson-Krankheit am Universitätsklinikum durchführen. PD-Flüssigkeit wird während des Routinebesuchs zur konventionellen Screening-Untersuchung (Zellzahl und Differential) und Kalorimetrie (steriles MonovetteR-Röhrchen) eingereicht. Bei Verdacht auf PD-Peritonitis wird PD-Flüssigkeit auch in aerobe und anaerobe Kulturflaschen am Krankenbett unter sterilen Bedingungen inokuliert, wobei jede Flasche 10 ml PD-Flüssigkeit enthält. Für die Kalorimetrie wird 1 ml PD-Flüssigkeit bei 37 °C in den Kalorimeterröhrchen kultiviert, die 2 ml Trypticase-Soja-Brühe (TSB) enthalten. Herkömmliche Kulturflaschen und Kalorimeterröhrchen werden insgesamt 6 Tage lang inkubiert, danach gelten Kultur und/oder Kalorimetrie als negativ. Medizinische Aufzeichnungen werden prospektiv nach demografischen Merkmalen, klinischen, radiologischen, Labor- und mikrobiologischen Daten mithilfe eines standardisierten Fallberichtsformulars abstrahiert. Die Berechnung der Stichprobengröße wurde für primäre und sekundäre Endpunkte getrennt mit den folgenden Einstellungen durchgeführt: 0,05, Trennschärfe 80 %, zweiseitiger Test. Um statistisch signifikante Unterschiede für den primären Endpunkt zu erreichen, sind für die Studie 286 Proben erforderlich. Für den sekundären Endpunkt mit p0 = 80 % (Sensitivität konventioneller Blutkulturen), p1 = 95 % (Sensitivität kalorimetrischer Kulturen) sind 255 Proben erforderlich. Bei einer erwarteten Drop-out-Rate von 5 % werden etwa 300 Proben benötigt. Bei erwarteten 120–180 Proben pro Jahr ist eine Studiendauer von etwa 2,5 bis 3 Jahren erforderlich.

Erwartetes Ergebnis:

Wir gehen davon aus, dass die Kalorimetrie die Diagnose der PD-assoziierten Peritonitis deutlich verbessern wird. Erstens (primärer Endpunkt) sagen wir einen früheren Erregernachweis durch Kalorimetrie voraus; Zweitens (sekundärer Endpunkt) erwarten wir eine Steigerung der Sensitivität um 15 % ohne Verlust der Spezifität (>90 %). Darüber hinaus gehen wir davon aus, dass die wichtigsten in unserer PD-Population vorkommenden Krankheitserreger (d. h. S. aureus, Koagulase-negative Staphylokokken, Streptokokken, Enterobacteriaceae) innerhalb von 12 Stunden (im Vergleich zu > 48 Stunden mit herkömmlichen mikrobiologischen Methoden) mit hoher Genauigkeit identifiziert werden können von 80 %. Die hochempfindliche Kalorimetrietechnik kann PD-assoziierte Peritonitis in einem frühen Krankheitsstadium mit hoher Genauigkeit diagnostizieren. Dies wäre die Grundlage für eine schnelle und gezielte Antibiotikatherapie, die das Ergebnis dieser Patienten erheblich beeinflussen könnte.