Nachweis und Charakterisierung antimikrobieller Resistenzen
Der Nachweis und die Charakterisierung antimikrobieller Resistenzen ist der Bereich der diagnostischen Mikrobiologie, der sich mit der Bestimmung befasst, ob ein Mikroorganismus gegenüber antimikrobiellen Wirkstoffen empfindlich oder resistent ist, und mit der Identifizierung der verantwortlichen Mechanismen. Er umfasst phänotypische Methoden, die das Wachstum in Gegenwart des Medikaments messen, gezielte Assays, die spezifische Resistenzphänotypen kennzeichnen, und molekulare Methoden, die die zugrunde liegenden Resistenzgene und Mutationen nachweisen.
Definition
Die systematische Laborbestimmung der Reaktion eines Organismus auf antimikrobielle Wirkstoffe und der genetischen und biochemischen Mechanismen, die einer verminderten Empfindlichkeit zugrunde liegen, unter Verwendung phänotypischer und molekularer Methoden, die anhand standardisierter Grenzwerte interpretiert werden.
Scope
Dieser Bereich führt den Leser durch drei komplementäre Ansätze: die standardisierte antimikrobielle Empfindlichkeitsprüfung, die eine empfindlich-intermediär-resistent-Interpretation liefert, den phänotypischen Nachweis klinisch wichtiger Resistenzmuster wie der Beta-Laktamase-Produktion und den molekularen Nachweis von Resistenzdeterminanten. Er beschreibt, wie Labore die Empfindlichkeitsdaten generieren, die in der Patientenversorgung, Überwachung und im Stewardship verwendet werden, ohne Behandlungsanweisungen zu geben.
Sub-topics
Core questions
- Ist dieser Organismus gegenüber einem bestimmten antimikrobiellen Wirkstoff empfindlich oder resistent, und wie wird dieses Urteil standardisiert?
- Welcher Resistenzphänotyp liegt vor, und welcher Mechanismus erklärt ihn?
- Welche Resistenzgene oder Mutationen sind nachweisbar, und wie verhalten sich Genotyp und Phänotyp zueinander?
Key concepts
- Minimale Hemmkonzentration (MHK)
- Klinische Grenzwerte und S-I-R-Interpretation
- Phänotypischer versus genotypischer Nachweis
- Beta-Laktamase- und Carbapenemase-Produktion
- Erworbene Resistenzgene und chromosomale Mutationen
- Genotyp-Phänotyp-Konkordanz
- Standardisierung (CLSI, EUCAST)
Mechanisms
Phänotypische Methoden setzen ein standardisiertes Inokulum des Organismus definierten antimikrobiellen Konzentrationen aus und lesen die Wachstumshemmung ab, zusammengefasst als MHK oder Hemmhofdurchmesser und interpretiert anhand von Grenzwerten, die von Standardisierungsorganisationen wie CLSI und EUCAST festgelegt wurden (jorgensen-2009; clsi-m100). Gezielte phänotypische Assays weisen ein spezifisches Resistenzmerkmal nach, zum Beispiel die Hydrolyse eines Beta-Laktams durch eine Beta-Laktamase. Molekulare Methoden weisen stattdessen den genetischen Determinanten direkt nach, indem sie erworbene Resistenzgene oder resistenzassoziierte Mutationen identifizieren; die Ganzgenomsequenzierung ermöglicht zunehmend eine umfassende Charakterisierung, obwohl die Genotyp-Phänotyp-Vorhersage unvollkommen bleibt (ellington-2017). Expertenregeln kodieren bekannte Beziehungen zwischen Mechanismen und erwarteter Empfindlichkeit, um die Interpretation zu verbessern und inkonsistente Ergebnisse zu kennzeichnen (leclercq-2013).
Clinical relevance
Die Charakterisierung von Empfindlichkeit und Resistenz untermauert die Evidenz, die im Management von Infektionskrankheiten, im antimikrobiellen Stewardship, in der Infektionskontrolle und in der Resistenzüberwachung verwendet wird. Als Referenzbereich beschreibt sie, wie Labore diese Daten produzieren und interpretieren; sie bietet keine diagnostische oder verschreibende Anleitung für einzelne Patienten.
Epidemiology
Standardisierte Empfindlichkeitsprüfungen und Resistenzcharakterisierungen generieren die Daten, die in lokale Antibiogramme sowie nationale und internationale Überwachungssysteme einfließen, die das Auftreten und die Ausbreitung resistenter Organismen und Resistenzmechanismen im Laufe der Zeit verfolgen.
History
Die antimikrobielle Empfindlichkeitsprüfung entwickelte sich parallel zur Antibiotika-Ära Mitte des 20. Jahrhunderts, wobei Diffusions- und Dilutionsmethoden durch Organisationen wie CLSI und EUCAST standardisiert wurden. In den folgenden Jahrzehnten wurden dem Bereich gezielte phänotypische Tests für neu auftretende Resistenzmechanismen und in jüngerer Zeit molekulare und sequenzierungsbasierte Nachweise von Resistenzdeterminanten hinzugefügt (jorgensen-2009; ellington-2017).
Debates
- Inwieweit kann der Genotyp den Phänotyp ersetzen?
- Molekulare und Sequenzierungsmethoden weisen Resistenzdeterminanten schnell nach, sagen den Phänotyp jedoch nicht immer zuverlässig voraus; das Ausmaß, in dem die genotypische Vorhersage die phänotypische Empfindlichkeitsprüfung ersetzen kann, bleibt eine offene Frage.
Related topics
Seminal works
- jorgensen-2009
- leclercq-2013
- ellington-2017
Frequently asked questions
- Was ist der Unterschied zwischen dem phänotypischen und molekularen Nachweis von Resistenzen?
- Phänotypische Methoden beobachten, ob der Organismus in Gegenwart eines Medikaments wächst oder ein spezifisches Resistenzmerkmal exprimiert, während molekulare Methoden das Resistenzgen oder die Mutation direkt nachweisen; die beiden sind komplementär und stimmen nicht immer überein.
- Warum sind standardisierte Grenzwerte erforderlich?
- Grenzwerte von Standardisierungsorganisationen wie CLSI und EUCAST übersetzen eine gemessene MHK oder einen Hemmhofdurchmesser in eine empfindliche, intermediäre oder resistente Kategorie, sodass die Ergebnisse zwischen den Laboren vergleichbar sind.