Infektionen des diabetischen Fußsyndroms: Umfassende Mikrobiom-Analyse mittels Bakterien-Kultur, quantitativer Real-Time-PCR, PCR/DHPLC und Evaluation der Biofilmbildung ausgewählter Bakterienisolate
| dc.contributor.author | Exner, Katharina | |
| dc.date.accessioned | 2023-03-16T20:20:22Z | |
| dc.date.available | 2020-11-05T15:58:33Z | |
| dc.date.available | 2023-03-16T20:20:22Z | |
| dc.date.issued | 2019 | |
| dc.identifier.uri | http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:hebis:26-opus-156333 | |
| dc.identifier.uri | https://jlupub.ub.uni-giessen.de//handle/jlupub/15474 | |
| dc.identifier.uri | http://dx.doi.org/10.22029/jlupub-14856 | |
| dc.description.abstract | Das diabetische Fußsyndrom ist eine weit verbreitete Komplikation des Diabetes mellitus mit steigender Prävalenz, was das Gesundheitswesen vor vielfältige neue Herausforderungen stellt. Vor allem Infektionen von diabetischen Fußulcera schränken die Lebensqualität der betroffenen Patienten ein, und gehen mit Amputationen, Sepsis und einer erhöhten Letalität einher. Sowohl für die Therapie dieser Infektionen als auch für deren Prävention ist die Kenntnis des verursachenden Erregerspektrums essenziell. Da der kulturelle Erregernachweis mit einer Reihe von Einschränkungen einhergeht, und mit dieser Methode allein nur ein unvollständiges Erregerspektrum detektiert werden kann, rücken molekulargenetische Verfahren auch in der Routinediagnostik immer mehr in den Fokus.In dieser Arbeit wurden 286 Abstriche von 159 Patienten mit DFIs des Universitätsklinikums Gießen (UKGM) mittels Bakterien-Kultur, quantitativer Real-Time-PCR und PCR/DHPLC mit dem Ziel untersucht, ein möglichst umfassendes Bild der Mikrobiota diabetischer Fußinfektionen zu generieren.Die Auswertung der Ergebnisse ergab einen deutlich höheren Nachweis anaerober Bakterien mittels molekulargenetischer Verfahren (Kultur 1 % vs. Real-Time-PCR 25 %). Auch die durchschnittliche Anzahl der nachgewiesenen Bakterien je Probe fiel mittels Real-Time-PCR höher aus als beim kulturellen Nachweis (Kultur 1-2 vs. Real-Time-PCR 3-4). Am häufigsten konnte mit allen Methoden Staphylococcus aureus nachgewiesen werden (Kultur 21 %, Real-Time-PCR 17 %, PCR/DHPLC 22 %), aber auch Gram-negative Spezies wie Pseudomonas aeruginosa, Acinetobacter baumannii und Proteus mirabilis waren oft vertreten. Insgesamt präsentierte sich ein polymikrobielles Bild diabetischer Fußinfektionen, in dem die einzelnen Erreger oftmals zur Bildung von Biofilmen in der Lage waren. Trotz dieser teils symbiotischen Existenz in einer Mischflora ergab die quantitative Analyse via Real-Time-PCR in über der Hälfte der Proben die eindeutige Dominanz (> 90 %) einer einzelnen Art. Eine exemplarische Auswertung von Follow-Up- Proben zeigte überdies die zeitliche Konstanz der dominierenden Bakterien im weiteren Verlauf, was zusammengenommen Rückschlüsse auf die Rolle eines Erregers als wahrer Pathogen zulässt.Die Ergebnisse dieser Forschung können unter Berücksichtigung der Resultate anderer Arbeitsgruppen zur Etablierung eines Screening-Arrays via Real-Time-PCR zu Diagnostikzwecken im klinischen Alltag genutzt werden. Für Aussagen zur Resistenzlage und anderen Virulenzfaktoren eignet sich dieses Verfahren jedoch nicht. Diesbezüglich bleiben die Entwicklungen auf dem Gebiet des Second- und Third-Generation-Sequencing abzuwarten, welches sich noch nicht für den flächendeckenden Einsatz in der Routinediagnostik eignet. | de_DE |
| dc.description.abstract | The diabetic foot syndrome is a common complication of diabetes mellitus with increasing prevalence, raising a variety of new challenges for the healthcare system. Especially infections of diabetic foot ulcers cause decreased quality of life and are associated with amputations, sepsis and increased lethality. Knowledge of the causative pathogen spectrum is essential both for the therapy of these infections and for their prevention. Since the cultural methods for detection of microorganisms come with a number of limitations and the pathogen spectrum detected with these methods alone remains incomplete, molecular genetic methods are receiving more and more attention in routine diagnostics as well.In this study, 286 smears from 159 patients with diabetic foot infections of the University Hospital of Giessen (UKGM) were examined by means of culture, quantitative Real- Time-PCR and PCR/DHPLC in order to get a comprehensive picture of the microbiota of diabetic foot infections.The evaluation of the results showed a more frequent detection of anaerobic bacteria by molecular genetic methods (culture 1 % vs. Real-Time-PCR 25 %). The average number of bacteria detected per sample was also higher by Real-Time-PCR than by culture (culture 1-2 vs. Real-Time-PCR 3-4). The bacterium most frequently found by all methods was Staphylococcus aureus (culture 21 %, Real-Time-PCR 17 %, PCR/DHPLC 22 %), but Gram-negative species such as Pseudomonas aeruginosa, Acinetobacter baumannii and Proteus mirabilis were also commonly detected. Overall, diabetic foot infections were found to be polymicrobial. The cultured bacteria were often able to form biofilms and to live together in a symbiotic collective, but despite their existence in a mixed flora, quantitative analysis via Real-Time-PCR showed in more than half of the samples that a single species makes up more than 90 % of all microorganisms. These dominant bacteria were also constantly detected in some follow up samples, which, taken together, allows conclusions to be drawn about their role as a true pathogen.The results of this study in combination with the findings of other research groups can be used to establish a screening array via Real-Time-PCR for diagnostic purposes in everyday clinical practice. However, this method is not suitable for assessing the antimicrobial resistance or other virulence factors. In this regard, developments in the field of second- and third-generation sequencing, which are not yet suitable for common use in routine diagnostics, remain to be seen. | en |
| dc.language.iso | de_DE | de_DE |
| dc.rights | In Copyright | * |
| dc.rights.uri | http://rightsstatements.org/page/InC/1.0/ | * |
| dc.subject | diabetisches Fußsyndrom | de_DE |
| dc.subject | Infektion | de_DE |
| dc.subject | Mikrobiota | de_DE |
| dc.subject | Mikrobiom-Analyse | de_DE |
| dc.subject | Biofilm | de_DE |
| dc.subject | diabetic foot syndrome | en |
| dc.subject | infection | en |
| dc.subject | microbiota | en |
| dc.subject | biofilm | en |
| dc.subject.ddc | ddc:610 | de_DE |
| dc.title | Infektionen des diabetischen Fußsyndroms: Umfassende Mikrobiom-Analyse mittels Bakterien-Kultur, quantitativer Real-Time-PCR, PCR/DHPLC und Evaluation der Biofilmbildung ausgewählter Bakterienisolate | de_DE |
| dc.title.alternative | Infections of the diabetic foot syndrome: Comprehensive analysis of the microbiom by use of bacterial culture, quantitative Real-Time-PCR, PCR/DHPLC and evaluation of the biofilm build-up of selected isolates | en |
| dc.type | doctoralThesis | de_DE |
| dcterms.dateAccepted | 2020-09-10 | |
| local.affiliation | FB 11 - Medizin | de_DE |
| thesis.level | thesis.doctoral | de_DE |
| local.opus.id | 15633 | |
| local.opus.institute | Institut für medizinische Mikrobiologie | de_DE |
| local.opus.fachgebiet | Medizin | de_DE |
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