Sepsiserreger P. aeruginosa wandert von der Lunge in den Darm

Neue Forschungsergebnisse zeigen, dass das Bakterium Pseudomonas aeruginosa, das schwere nosokomiale Infektionen verursacht, bei ein und demselben Patienten von der Lunge in den Darm wandern und so das Risiko für eine lebensbedrohliche Sepsis erhöhen kann.

Forschende vom Wellcome Sanger Institute analysierten DNA-Daten von Krankenhauspatienten, um zu untersuchen, wie sich P. aeruginosa im Körper ausbreitete. Die Veröffentlichung in „Nature Communications“ liefert neue Erkenntnisse dazu.

Die Arbeit verdeutlicht, wie Lungeninfektionen zur Ausbreitung eines wichtigen Krankheitserregers in verschiedene Regionen des Körpers führen und das Sepsisrisiko bei besonders gefährdeten Patienten erhöhen können. Die Erkenntnisse der Studie könnten Einfluss darauf haben, wie Krankenhäuser in Zukunft Sepsis-bedingte Todesfälle erfassen und vermeiden, glauben die Autoren.

Keine wiederholten Infektionen, sondern Ausbreitung eines einzigen Klons

In einer älteren Studie hatten deren Verfasser gezeigt, dass P. aeruginosa bei einem Patienten auf der Intensivstation vom Darm in die Lunge wanderte. Dies verdeutlichte bereits, dass das Bakterium sich ausbreiten und andere Körperregionen besiedeln kann. Wie häufig dies geschieht und in welche Richtung sich die Bakterien ausbreiten, war jedoch bisher unklar.

In einer neuen Studie analysierten Forscher des Sanger Institute metagenomische Sequenzierungsdaten von 256 Krankenhauspatienten in Italien. Mithilfe dieser Daten untersuchten sie, wo P. aeruginosa mit der Besiedlung beginnt und in welche Richtung sich das Bakterium im Körper ausbreitet.

Von den 84 Patienten, bei denen das Genom von P. aeruginosa gewonnen werden konnte, fand das Team in 27 Fällen denselben Bakterienklon (Zellen mit identischer DNA) an mehreren Körperstellen. Dies deutet darauf hin, dass die meisten dieser Infektionen nicht wiederholt im Krankenhaus erworben wurden, sondern sich im Laufe der Zeit durch einen einzigen Klon etablierten und im Körper des Patienten ausbreiteten. Zudem beobachteten die Studienautoren, dass die P.-aeruginosa-Infektion bei Intensivpatienten deutlich häufiger auftrat als bei Patienten auf anderen Krankenhausstationen.

Wanderung von der Lunge in den Darm

Durch die Erstellung von Stammbäumen der P.-aeruginosa-Genome sagte das Team voraus, dass die meisten sich ausbreitenden Stämme ihren Ursprung in der Lunge haben. Dies legt nahe, dass Infektionen höchstwahrscheinlich von der Lunge in den Darm wandern, wo sich P. aeruginosa langfristig ansiedeln kann. Die Wissenschaftler vermuten, dass das natürliche Verschlucken von Sputum, das P. aeruginosa enthalten kann, ein wahrscheinlicher Weg der Darmbesiedlung ist. Sie fanden P. aeruginosa auch nicht ausschließlich in Nasenproben, was darauf hindeutet, dass das Bakterium zunächst an anderer Stelle im Körper vorhanden sein muss und die Nase eher als Ausgangspunkt für die Ausbreitung denn als stabiler Koloniestandort dient.

Die Forscher stellten zudem häufige DNA-Veränderungen in Genen fest, die mit Antibiotikaresistenzen (AMR) assoziiert sind ‒ unabhängig davon, wo sich die Bakterien im Körper befinden. Diese DNA-Veränderungen erschweren die Behandlung erheblich.

Letztendlich haben die Ergebnisse die bisherigen Kenntnisse über die Ausbreitung dieses gefährlichen Bakteriums im Körper deutlich erweitert, meinen die Autoren. Die Besiedlung der Lunge mit P. aeruginosa sollte daher bei besonders anfälligen Patienten als Risikofaktor für eine Sepsis, die im Darm beginnt, betrachtet werden.

Dr. Lewis Fisher, Erstautor am Wellcome Sanger Institute, erklärt: „Wir stellten fest, dass die meisten Patienten in mehreren Proben denselben Stamm von P. aeruginosa aufwiesen. Dies zeigt, dass sich dieses Bakterium nach seiner Etablierung eher hartnäckig hält, anstatt durch Neuinfektionen verdrängt zu werden. Diese Persistenz hilft zu erklären, warum der Erreger im Krankenhausumfeld so schwer zu eliminieren ist.“

Prof. Jukka Corander, Koautor und sowohl am Wellcome Sanger Institute als auch an der Universität Oslo (Norwegen) tätig, ergänzt: „Wir beobachteten außerdem rasche genetische Veränderungen in AMR-Genen, unabhängig davon, wo sich das Bakterium im Körper befand. Dies verdeutlicht, wie schnell sich P. aeruginosa anpassen kann, was die Behandlung und Kontrolle auf Intensivstationen zunehmend erschwert.“

(ac/BIERMANN)