Tuberkulose: Neuer Genomtest deckt unerkannte arzneimittelresistente Erkrankung auf

Mithilfe gezielter Genomsequenzierung haben Forschende medikamentenresistente Tuberkulose-Stämme nachweisen können, die von herkömmlichen Tests bislang übersehen werden.

Die in der Zeitschrift „Nature Communications“ veröffentlichten Ergebnisse stammen von Wissenschaftlern aus Eswatini und einem internationalen Konsortium. Sie zeigen laut dem Forschungszentrum Borstel, Leibniz Lungenzentrum, eine bislang unterschätzte Lücke in der Tuberkulosebekämpfung im südlichen Afrika auf und eröffnen neue Möglichkeiten für eine bessere Behandlung betroffener Patienten.

Unterschätzung von Medikamentenresistenzen

In der Studie wurde der Einsatz der Targeted Next-Generation-Sequenzierung (tNGS) als Bestandteil der routinemäßigen Tuberkuloseversorgung in Eswatini untersucht, einem Land, in dem die Belastung durch multiresistente Tuberkulose (MDR-TB) hoch ist. Das Verfahren ermöglicht eine detaillierte Analyse der genetischen Eigenschaften von Erregern direkt aus Patientenmaterial und liefert dadurch deutlich umfassendere Informationen zu Arzneimittelresistenzen als Standardtests.

Die Ergebnisse zeigen, dass insbesondere eine problematische Form der Rifampicin-resistenten Tuberkulose, verursacht durch die Mutation rpoB I491F, von routinemäßigen Diagnosetests häufig nicht erkannt wird. Dies führt zu einer erheblichen Unterschätzung von Medikamentenresistenzen und birgt ein großes Risiko einer nicht adäquaten Therapie.

„Eine genaue Resistenzdiagnostik ist die Grundlage jeder erfolgreichen TB-Behandlung“, betont Prof. Stefan Niemann, Programmdirektor des Programmbereiches Infektionen am Forschungszentrum Borstel, Leibniz Lungenzentrum, und Koordinator des Projektes. „Unsere Ergebnisse zeigen, dass viele Patientinnen und Patienten, die zunächst als weniger stark resistent eingestuft wurden, tatsächlich multiresistente Stämme aufwiesen, die mit konventionellen Diagnoseverfahren nicht erkannt wurden.“

Verborgene Resistenzen aufgedeckt

Zwischen Juni 2021 und Dezember 2024 analysierten Forschende 234 Patientenproben von Personen mit Verdacht auf arzneimittelresistente Tuberkulose oder Therapieversagen. Mithilfe von tNGS identifizierte das Team in 159 Tuberkulose-Stämmen eine Rifampicin-Resistenz. Als bemerkenswert unterstreichen die Forschenden, dass nahezu zwei Drittel dieser Stämme die Rifampicin Resistenzmutation rpoB I491F trugen, eine bekannte „diagnostic escape“-Mutation, die von mehreren weit verbreiteten Testverfahren nur unzureichend erfasst wird.

Als noch besorgniserregender bezeichnet das Forschungszentrum Borstel, Leibniz Lungenzentrum, die Ergebnisse zur Resistenz gegenüber Bedaquilin, einem der wichtigsten Medikamente in modernen MDR-TB-Behandlungsregimen. Genetische Marker für Bedaquilin-Resistenz wurden in mehr als der Hälfte aller Rifampicin-resistenten Stämme sowie in 85 Prozent der Stämme mit der rpoB I491F-Mutation nachgewiesen.

„Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass ein erheblicher Anteil der Patientinnen und Patienten möglicherweise Behandlungsregime erhält, die Medikamente enthalten, gegen die ihre Erreger bereits resistent sind“, erläutert Debrah Vambe, Erstautorin der Studie und Hauptprüferin in Eswatini.

Die Einführung von tNGS hatte unmittelbare Auswirkungen auf die Versorgung, wie das Forschungszentrum Borstel, Leibniz Lungenzentrum, betont: In mehr als der Hälfte der Fälle mit verfügbaren klinischen Daten führte die Sequenzierung zu einer Anpassung der Therapie. Trotz komplexer Resistenzmuster wurde die Behandlung bei 88 Prozent dieser Patienten erfolgreich abgeschlossen.

Bedeutung für die globale Tuberkulosekontrolle

Nach Auffassung des Forschungszentrums Borstel, Leibniz Lungenzentrum, werfen die Ergebnisse grundlegende Fragen zur Aussagekraft routinemäßiger Diagnostik bei arzneimittelresistenter Tuberkulose auf. Da insbesondere I491F-assoziierte Rifampicin Resistenzen häufig übersehen würden, bestehe das Risiko für eine fehlerhafte Resistenzdiagnostik und eine unzureichende Behandlung. Zudem stelle die gleichzeitige Resistenz gegenüber Rifampicin und Bedaquilin die Wirksamkeit standardisierter Regime wie BPaLM in betroffenen Regionen infrage.

Die Forschenden betonen, dass eine breitere Anwendung sequenzierungsbasierter Diagnostik entscheidend sein könnte, um Resistenzlücken zu schließen, Therapieversagen zu reduzieren und die weitere Ausbreitung resistenter Erreger einzudämmen. Die Erfahrungen aus Eswatini zeigten, wie die Genomsequenzierung zentrale diagnostische Lücken schließen und eine präzisere, personalisierte Tuberkuloseversorgung unterstützen könne.


An der Studie waren Forschende der Baylor College of Medicine Children’s Foundation Eswatini (Mbabane), des Baylor College of Medicine (Houston, USA), des Global TB Program des Baylor College of Medicine (Houston, USA), des National Tuberculosis Reference Laboratory, Eswatini Health Laboratory Services, Ministry of Health (Mbabane, Eswatini), des National TB Control Program (Manzini, Eswatini) sowie des Forschungszentrums Borstel, Leibniz-Lungenzentrums beteiligt. Die Arbeiten wurden zudem durch ein internationales Konsortium von Partnerinstitutionen aus Eswatini, Europa und den USA unterstützt.

Die Studie wurde finanziert durch das Bundesministerium für Gesundheit (Global Health Protection Programme), das Deutsche Zentrum für Infektionsforschung (DZIF), die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG), das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) sowie die US National Institutes of Health (NIH).