Candida species im unteren Respirationstrakt

Die Isolation von Candida spp. aus Proben des Respirationstraktes wie endotracheales Aspirat oder bronchoalveoläre Lavage ist bei kritisch kranken Patienten häufig. Eine invasive pulmonale Candidiasis wird als sehr selten angesehen. Trotzdem wird bei kritisch kranken Patienten oft aufgrund der Isolation von Candida spp. aus dem Respirationstrakt eine präemptive antifungale Therapie eingeleitet. Die Nachteile dieses Vorgehens beinhalten den Selektionsdruck zur Entwicklung antimikrobieller Resistenz, ein potentielles Risiko für unerwünschte Arzneimittelreaktionen und unnötig hohe Behandlungskosten. Andererseits haben rezente Studien gezeigt, dass Candida spp. im unteren Respirationstrakt mit schlechten klinischen Ergebnissen, sowie mit erhöhter intrahospitaler Mortalität assoziiert war und dass die rasche Gabe einer geeigneten antifungalen Therapie ein wichtiger Prädiktor für den Behandlungserfolg von Patienten mit invasiven Pilzinfektionen war. Eine Candida Pneumonie wird derzeit durch histopathologischen Nachweis einer Invasion des Lungengebwebes mit begleitender Entzündungsreaktion nachgewiesen. Allerdings ist die Signifikanz von Candida spp. im Lungengewebe begleitet von histologischen Veränderungen einer Pneumonie jedoch ohne Nachweis einer Invasion unklar. Zusätzlich sind Lungenbiopsien bei intubierten und mechanisch beatmeten Patienten durch drohende Komplikationen sehr gefährlich und können daher nicht im klinischen Management von Patienten mit suspekter pulmonaler Candidiasis eingesetzt werden. Aktuelle mikrobiologische Methoden sind ebenso ungeeignet für die Differenzierung zwischen pulmonaler Candida Kolonisation oder Infektion. Daher müssen neue, auf pathogen- oder wirtsbezogenen Faktoren basierende Methoden für die Beurteilung der Signifikanz von Candida spp. im unteren Respirationstrakt etabliert werden. Das Ziel dieser Studie ist die Identifizerung von biologischen Markern zur Differenzierung zwischen pulmonaler Candida spp. Kolonisation oder Infektion des unteren Respirationstraktes in kritisch kranken, nicht- neutropenischen intubierten und mechanisch beatmeten Patienten. Dazu werden bei 4 unterschiedlichen Patientengruppen pathogen-bezogene Faktoren wie Candida Prävalenz, Candida Quantität, Phospholipasen, sezernierte Aspartat Proteinasen, Invasionseigenschaften, Chromosomen Längenpolymorphismen, Transkriptionsprofile, mRNA Nachweise von DFG16, SAP1-3 und SAP5 sowie menschliche Zell- und Serummarker wie Dectin1, Dectin Polymorphismen, CARD9, TLR-2, TLR-4, TNF- , IL-2, IL-10, IL-12 und (1?3) ß-D-Glucan, die standortheimische pulmonale bakterielle Flora und zugrundeliegende Risikofaktoren untersucht. Dies sollte zukünftig zu einer gezielteren antifungalen Therapie und einem besseren Behandlungserfolg sowie zu einer Reduktion von nicht notwendigen antimykotischen Behandlungen und zu einer Reduktion von Behandlungskosten führen.

Die Isolation von Sproßpilzen (Candida spp.) aus Proben des Atemwegstraktes und der Lunge ist bei kritisch kranken Patienten häufig. Eine tatsächliche Infektion der Lunge oder der tiefen Atemwege durch Candida (=invasive pulmonale Candidiasis) wird als sehr selten angesehen. Trotzdem wird bei kritisch kranken Patienten oft aufgrund der Isolation von Candida spp. aus dem Atemwegstrakt und der Lunge eine frühzeitige Therapie gegen diese Pilze eingeleitet. Die Nachteile dieses Vorgehens beinhalten den Druck zur Entwicklung von Resistenzen gegen Pilzmedikamente, ein Risiko für unerwünschte Arzneimittelreaktionen und unnötig hohe Behandlungskosten. Andererseits haben Studien gezeigt, dass das Vorhandensein von Candida spp. im Atemwegstrakt und der Lunge mit schlechteren Überlebenschancen verbunden war und dass die rasche Gabe einer geeigneten Pilztherapie ein wesentlicher Erfolgsfaktor bei tatsächlich vorhandener Pilzinfektion war. Bis zum Beginn des vorliegenden Projekts gab es kein in der klinischen Praxis anwendbares Verfahren, um eine Besiedelung von einer tatsächlichen Infektion des Atemwegstraktes und der Lunge durch Candida auseinanderzuhalten. Das Ziel dieser Studie war die Entdeckung von biologischen Markern zur Trennung zwischen Candida spp. Kolonisation oder Infektion des unteren Atemwegstraktes und der Lunge bei künstlich beatmeten Patienten auf der Intensivstation. Dazu wurden unterschiedliche Patientengruppen untersucht und biologische Marker bestimmt zur Trennung zwischen tatsächlich mit Candida infizierten Patienten und solchen mit Candida Besiedlung. Es konnte im Projekt ein automatisierbarer Test zum Nachweis von Pilzbestandteilen (automatisierter 1,3-Beta-D- Glukan Test) entwickelt werden, der mittlerweile in die klinische Routine übergegangen ist. Weiters konnten menschliche Botenstoffe identifiziert werden (Interleukin 17A, Kynurenine), mit denen eine Trennung zwischen Candida infizierten und kolonisierten Menschen möglich ist. Weiters wurden noch die bakterielle und Pilz-flora (Mikrobiom) mit neuen molekularbiologischen Methoden untersucht (Next generation sequencing) und die Veränderungen der Kolonisation in der Lunge als Voraussetzung für eine etwaige invasive Infektion untersucht. Es konnte nachgewiesen werden, dass Patienten auf der Intensivstation rasch (innerhalb von 2-3 Tagen) eine Zunahme der Kolonisation mit Candida in der Lunge zeigen. Die Veränderungen waren nicht bedingt durch eine antibiotische Therapie. Eine invasive Candida Infektion ausgehend von der Lunge konnte jedoch nicht festgestellt werden. Zusammengefasst konnte in diesem Projekt ein automatisierter Test für die Unterscheidung zwischen tatsächlich mit Candida infizierten Patienten und solchen mit Candida Besiedelung entwickelt werden. Weiters konnten weitere Biomarker für die Unterscheidung zwischen Candida Infizierten und Kolonisierten identifiziert werden, die jedoch in Folgeprojekten weiter analysiert werden müssen. Schließlich wurden Veränderungen im Lungen Bakterien- und Pilz-Mikrobiom analysiert, wodurch erstmalig dynamische Veränderungen im Lungenmikrobiom bei Patienten auf Intensivstationen nachgewiesen werden konnten. Die Projektdaten sollten bei Patienten auf Intensivststationen mit Risiko für invasive Candida Infektionen zu einer zielgerichteteren Therapie gegen Pilze führen.