ArchivDeutsches Ärzteblatt8/2018MDR-Tuberkulose: Mit Komplettgenomsequenzierung sind neue Erreger zeitnah identifizierbar

MEDIZINREPORT: Studien im Fokus

MDR-Tuberkulose: Mit Komplettgenomsequenzierung sind neue Erreger zeitnah identifizierbar

Dtsch Arztebl 2018; 115(8): A-339 / B-289 / C-289

Siegmund-Schultze, Nicola

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Foto: Dr_Microbe/iStockphoto
Foto: Dr_Microbe/iStockphoto

Deutschland gehört bei den Tuberkuloseerkrankungen zu den Niedriginzidenzländern, für die laut Welt­gesund­heits­organi­sation eine Elimination bis zum Jahr 2050 anvisiert werden sollte (< 1 Erkrankung/1 Mio. Einwohner). Noch aber ist das Ziel nicht in Sicht. Im Jahr 2016 wurden 5 915 Erkrankungen gemeldet, die Inzidenz war von 5,2/100 000 Einwohnern in 2012 auf 7,2/100 000 Einwohner gestiegen (1). Eine Ursache sind Migrationsbewegungen.

Um größere Ausbrüche zu vermeiden, ist eine rasche Identifikation der Erreger und der Infektionsquellen erforderlich. Wie sich die neuen Verfahren der Genomseqenzierung in die Abläufe integrieren lassen, belegt eine Studie eines europäischen Forschungskonsortiums (2). Nationale Referenzzentren für Mykobakterien in der Schweiz und in Deutschland hatten im April und Mai 2016 Untersuchungen von Tuberkuloseausbrüchen begonnen, nachdem bei 4 Patienten Infektionen durch einen neuen multiresistenten Erreger festgestellt worden waren. Die phänotypische Resistenz betraf Isoniazid, Rifampicin, Ethambutol, Pyrazinamid und Capreomycin, die entsprechenden genotypischen Korrelate wurden nachgewiesen. In Zusammenarbeit mit Universitäten und nationalen und europäischen Public-Health-Institutionen wurden die kompletten Genome der Bakterienstämme sequenziert. Nach Abgleich mit entsprechenden Datenbanken fand sich bis zum April letzten Jahres ein Cluster von 29 Patienten in 7 europäischen Ländern, deren Infektionen auf denselben Ausbruchsstamm zurückzuführen waren. Dieser Stamm war definiert als ein Erreger mit maximal 5 Abweichungen in Einzelnukleotid-Polymorphismen (SNPs). Alle Patienten stammten aus Ländern um das Horn von Afrika oder Sudan. 14 Patienten waren nach Deutschland eingereist.

Aus den Genomdaten wurde die Phylogenese des Ausbruchsstamms rekonstruiert mit einer Antibiotikaresistenzmutation im tlyA-Gen als gemeinsamem genetischen Marker des Ausgangsklons. Nach Befragungen der Flüchtlinge ließ sich die wahrscheinliche Infektionskette nachvollziehen: Sie hatte vor der Ankunft in Europa in einem libyschen Flüchtlingscamp begonnen.

Fazit: Ein Abgleich der Genome mit aktuellen internationalen Gendatenbanken ist in kurzer Zeit länderübergreifend möglich und erlaubt die eindeutige Zuordnung oder den Ausschluss eines Tuberkuloseerregers zu einem Ausbruchstamm.

„Die Ergebnisse der Studie belegen das Potenzial des aktuell noch kostenintensiven und nur in spezialisierten Zentren durchführbaren Whole-Genome Sequencing bei der Untersuchung von Infektionspfaden und Ausbruchsituationen“, kommentiert Prof. Dr. med. Roland Diel, Deutsches Zentrum für Lungenforschung, LungenClinic Grosshansdorf, Mitglied des Präsidiums des Deutschen Zentralkomitees zur Bekämpfung der Tuberkulose. „Das Vorliegen eines Clusters von Tuberkulosepatienten mit einem identischen MIRU-VNTR-Profil bedeutet nicht automatisch, dass sich diese Patienten untereinander angesteckt hätten“, so Diel. „Daher ist vor allem die Bestimmung eventueller Abweichungen von Einzelnukleotid-Polymorphismen zwischen den Clusterpatienten hilfreich, um frische, also zeitnahe Übertragungen von zufälligen Übereinstimmungen zu unterscheiden. Übereinstimmungen können zustande kommen, wenn ein Tuberkulosestamm lokal im Heimatland unter Umständen schon viele Jahre zirkuliert und dann „importiert“ wird, ohne dass die Patienten direkt miteinander Kontakt hatten.“

Das neue Verfahren sei unverzichtbar zur Hypothesenbildung bei internationalen Clustern, wo die Übertragungswege nicht wie in Deutschland im Rahmen einer gut etablierten Umgebungsuntersuchung identifiziert werden können.

Dr. rer. nat. Nicola Siegmund-Schultze

  1. Robert Koch-Institut Berlin, 2017; http://www.rki.de/tuberkulose.
  2. Walker TM, Merker M, Knoblauch AM, et al.: A cluster of multidrug-resistant Mycobacterium tuberculosis among patients arriving in Europe from the Horn of Africa: a molecular epidemiological study. Lancet Infect Dis 2018; http://dx.doi.org/10.1016/S1473–3099(18)30004–5.

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