Antimikrobielle Empfindlichkeitsprüfung

Die antimikrobielle Empfindlichkeitsprüfung (AST) ist die Labormessung, ob und bei welcher Konzentration das Wachstum eines Mikroorganismus durch ein antimikrobielles Mittel gehemmt wird. Indem ein Isolat definierten Wirkstoffkonzentrationen ausgesetzt und das Ergebnis anhand etablierter Grenzwerte abgelesen wird, kategorisiert das Labor den Organismus als empfindlich (susceptible), intermediär (oder empfindlich-dosisabhängig) oder resistent.

Definition

Die antimikrobielle Empfindlichkeitsprüfung ist die In-vitro-Bestimmung der Aktivität antimikrobieller Mittel gegen einen Mikroorganismus, typischerweise ausgedrückt als minimale Hemmkonzentration und interpretiert anhand standardisierter Grenzwerte als empfindlich, intermediär oder resistent.

Scope

Der Eintrag behandelt die Prinzipien der Verdünnungs- und Diffusionstests, die minimale Hemmkonzentration, interpretative Grenzwerte und deren Kategorien, den Nachweis klinisch wichtiger Resistenzmechanismen sowie die Rolle von Empfindlichkeitsdaten bei der Resistenzüberwachung. Er wird als Labormethodik dargestellt; er gibt keine Wirkstoffauswahl oder Dosierungsempfehlungen für Patienten.

Core questions

• Wird das Wachstum dieses Organismus durch ein bestimmtes antimikrobielles Mittel gehemmt, und bei welcher Konzentration?
• Wie wird die minimale Hemmkonzentration gemessen und anhand von Grenzwerten interpretiert?
• Welche Methoden – Bouillon- oder Agarverdünnung, Agardiffusion, Gradientenstreifen, automatisierte Systeme – werden verwendet, und welche Kompromisse sind damit verbunden?
• Wie werden spezifische Resistenzmechanismen nachgewiesen und gemeldet, und wie fließen Empfindlichkeitsdaten in die Überwachung ein?

Key concepts

• Minimale Hemmkonzentration (MHK)
• Interpretative Grenzwerte
• Empfindliche / intermediäre / resistente Kategorien
• Bouillon- und Agarverdünnungsmethoden
• Agardiffusion und Gradientendiffusion
• Automatisierte Empfindlichkeitssysteme
• Resistenzmechanismen und deren Nachweis
• Überwachung der antimikrobiellen Resistenz

Mechanisms

Die Empfindlichkeitsprüfung setzt ein standardisiertes Inokulum des Organismus einer Reihe antimikrobieller Konzentrationen aus und liest die Wachstumshemmung ab. Verdünnungsmethoden bestimmen die minimale Hemmkonzentration (MHK), die niedrigste Konzentration, die sichtbares Wachstum verhindert; Diffusionstests lesen eine Zone der Wachstumshemmung um eine wirkstoffhaltige Scheibe oder einen Gradientenstreifen ab und setzen deren Größe in Beziehung zur Empfindlichkeit. Die Ergebnisse werden anhand von Grenzwerten – Konzentrationsschwellen, die von Standardisierungsorganisationen festgelegt wurden – interpretiert, um die Kategorien empfindlich, intermediär oder resistent zuzuordnen (Jorgensen & Ferraro, 2009). Einige Arbeitsabläufe detektieren zusätzlich spezifische Resistenzdeterminanten, da Resistenzen durch Mechanismen wie enzymatische Wirkstoffmodifikation, Zielstrukturveränderung, Efflux oder übertragbare plasmidkodierte Gene entstehen können (Strahilevitz et al., 2009), und Resistenzmerkmale auf komplexe Weise mit bakterieller Virulenz und Fitness interagieren (Beceiro et al., 2013). Schnellere und informativere Empfindlichkeitsprüfungen sind Teil der umfassenderen Agenda für verbesserte Diagnostika von Infektionskrankheiten (Caliendo et al., 2013).

Clinical relevance

Empfindlichkeitsergebnisse sind ein wichtiger Beitrag zur klinischen Entscheidungsfindung bei der Behandlung einer Infektion und zum antimikrobiellen Stewardship, aber ihre Interpretation hängt vom Infektionsort, dem Wirkstoff und patientenbezogenen Faktoren ab. Dieser Eintrag erklärt, wie die Empfindlichkeit gemessen und kategorisiert wird; er ist Referenzmaterial und keine Quelle für Wirkstoffauswahl oder Dosierungsempfehlungen für Einzelpersonen.

Epidemiology

Aggregierte Empfindlichkeitsergebnisse sind eine primäre Datenquelle für die Überwachung der antimikrobiellen Resistenz, die verfolgt, wie Resistenzen in Populationen und Gesundheitseinrichtungen entstehen und sich ausbreiten. Die Erkenntnis, dass Resistenzen auf mobilen genetischen Elementen getragen werden können (Strahilevitz et al., 2009) und mit der Virulenz kovariieren können (Beceiro et al., 2013), untermauert die Aufmerksamkeit der öffentlichen Gesundheit auf Labordaten zur Resistenz.

History

Die standardisierte Empfindlichkeitsprüfung entwickelte sich im Laufe des zwanzigsten Jahrhunderts von ad-hoc-Beobachtungen der Wachstumshemmung zu definierten Verdünnungs- und Diffusionstests mit Referenzstandards und interpretativen Grenzwerten, später ergänzt durch automatisierte Systeme und den molekularen Nachweis von Resistenzgenen. Übersichten über allgemeine Prinzipien und die aktuelle Praxis beschreiben, wie diese Methoden und ihre interpretativen Rahmenwerke standardisiert wurden (Jorgensen & Ferraro, 2009).

Seminal works

• jorgensen-2009
• strahilevitz-2009
• beceiro-2013

Frequently asked questions

Was sagt Ihnen eine minimale Hemmkonzentration (MHK)?

Die MHK ist die niedrigste Konzentration eines Antimikrobikums, die das sichtbare Wachstum des Organismus in vitro verhindert. Im Vergleich zu standardisierten Grenzwerten wird sie verwendet, um den Organismus als empfindlich, intermediär oder resistent zu kategorisieren (Jorgensen & Ferraro, 2009).

Warum gibt es verschiedene Methoden zur Empfindlichkeitsprüfung?

Verdünnungsmethoden liefern eine numerische MHK, während Diffusionstests (Scheiben- oder Gradiententests) die Empfindlichkeit aus einer Hemmzone ableiten; automatisierte Systeme beschleunigen den Durchsatz. Labore wählen zwischen ihnen basierend auf dem Organismus, den Medikamenten und dem Bedarf an einem numerischen Ergebnis im Vergleich zur Geschwindigkeit.