Superrechner gegen Supererreger

24. Mai 2007
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Für Epidemiologen und Krankenhausmedizinern ist es ein Novum - und womöglich ein vollkommen neuer Ansatz im Kampf gegen zunehmende Resistenzen: Erstmals soll eine netzwerkbasierte Software zur Überwachung Antibiotika-resistenter Bakterien zum Einsatz kommen. Superrechner gegen Supererreger heißt die Devise.

Die Publikation gilt unter Medizinern als Sensation – zumindest unter jenen, die den Titel als sprachliche Barriere überwinden: "Effiziente Infektionsprävention und Kostenreduktion im Krankenhaus durch die Computer-basierte MRSA-Surveillance METHIOS – Methicillin-resistant Staphylococcus aureus Intelligent Operating System" heißt das Papier, und erinnert mit diesem Titel auf ersten Blick an kryptischer Grundlagenforschung.

In Wirklichkeit aber ist das, was Oberarzt Udo Geipel vom Institut für Medizinische Mikrobiologie und Hygiene des Universitätsklinikums des Saarlandes gemeinsam mit Christian Krickhahn erarbeitete, ein Meilenstein auf dem Weg zum virtuellen Kampf gegen resistente Supererreger. Denn erstmals kreierten Mediziner eine Netzwerk-basierte Software zur Überwachung Antibiotika-resistenter Bakterien, vor allem des weltweit gefürchteten Methicillin-resistenten Staphylococcus aureus (MRSA).

Die Station als Seuchengebiet

Der Winzling gehört zu den Hautbakterien, die beispielsweise den Nasen-Rachenbereich besiedeln können – und trotzt faktisch allen üblichen Antibiotika. Intensivpatienten, Patienten mit großflächigen Wunden, Diabetiker und Patienten aus Alters- oder Pflegeheimen sind besonders häufig betroffen. Ihre Behandlung kann sehr problematisch verlaufen, weil die Infektion ungehemmt voranschreitet. Zwar ist man als Gesunder durch MRSA nicht unmittelbar gefährdet, doch schon Menschen mit offenen Wunden, Hauterkrankungen oder geschwächter Immunabwehr tragen ein deutlich erhöhtes Infektionsrisiko. Für Krankenhausärzte ergibt sich ein ganz besonderes Dilemma: Vor allem die stationäre Vorsorgung von MRSA-Patienten übertragen den Erreger auf weitere Patienten. Die eigene Station kann auf diese Weise schnell zum Seuchengebiet mutieren – und der Erreger lässt sich dann kaum noch stoppen.

Mediziner setzen daher auf die rechtzeitige Erkennung der unauffälligen Keimträger. Nur: Die vorbeugenden Maßnahmen gegen das Bakterium funktionieren nur dann, wenn die Präanalytik auf der Station mit der Analytik im mikrobiologischen Labor koordiniert werden kann. Zudem muss eine zeitnahe Ergebnisübermittlung und die Umsetzung prophylaktischer und therapeutischer Verfahren der Infektionskontrolle erfolgen – für ohnehin unter Zeitdruck stehende Kliniker bislang eher eine Horrorvision in Sachen Management.

Netzwerke zur Eindämmung

Das soll sich in Zukunft dank der Software METHIOS ändern. Der Clou: Der intelligente Helfer aus Bits und Bytes "gewährt einen schnellen beidseitigen Informationsfluss zwischen den behandelnden Ärzten, dem Pflegepersonal und dem mikrobiologischen Labor", wie die Wissenschaftler die Vorzüge des Systems erläutern.

Das Prinzip ist einfach. Aus den medizinischen Patientendaten erstellt METHIOS individuelle und an die jeweilige Situation angepasste Vorgaben zu MRSA-Nachweis und der MRSA-Therapie. Aus den Daten erstellt das Programm die nötigen Konzepte, liefert also die Anweisungen für die Isolierung, Umgebungsprophylaxe und Desinfektion – und beachtet dabei sogar die DRG-Relevanz der Maßnahmen. "Zudem besitzt die Software Auswertungs- und Alarmmodule, die auf den betreffenden Stationen und in der Abteilung für Krankenhaushygiene das Auftreten von MRSA-Patienten, Clusterbildungen und daraus resultierend durchzuführende Maßnahmen anzeigen und überwachen", so Krickhahn. Die Übernahme der Logistik durch die Software soll schließlich die Ausbreitung der Erreger "signifikant reduzieren". Damit nicht genug. Auch klinikübergreifende MRSA-Netzwerke, die den schnellen Datenaustausch und die Übermittlung von Befunden und Therapievorgaben an angebundenen Kliniken ermöglichen, rücken dank METHIOS mit einem Mal in greifbare Nähe.

Supersoftware gegen Supererreger

Die Idee, Software gegen Supererreger einzusetzen, ist indes nicht neu. So warteten Wissenschaftler um Dag Harmsen am Universitätsklinikum Münster (UKM) in Kooperation mit Ralf Reintjes von der Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg (HAW Hamburg) bereits im vergangenen Jahr mit einem spektakulären automatisierten Frühwarnsystem gegen MRSA auf.

Wie die Forscher in ihrem Artikel in der internationalen biowissenschaftlich-medizinischen Zeitschrift "PloS Medicine" berichteten, erlaubt die spezielle Software die automatisierte Analyse von Patientenmaterialien auf charakteristische Gensequenzen unterschiedlicher MRSA-Bakterienstämme. In das Programm integriert ist eine Datenbank mit epidemiologischen Informationen, die sämtliche Angaben über das bisherige Auftreten und die Gefährlichkeit von MRSA-Stämmen enthält.

Die Ergebnisse der molekulargenetischen Analyse werden dabei automatisch mit der Datenbank abgeglichen. Bei dem Verdacht eines Ausbruchs löst das System sofort Alarm aus. Im Gegensatz zum konventionellen Vorgehen verknüpft diese Technologie die molekulargenetische Analyse mit medizinischer Hintergrundinformation und liefert dabei nicht nur exaktere Ergebnisse. Das Programm ist auch deutlich schneller – und kostengünstiger – als klassische Bekämpfungsverfahren.

Bislang ratlos gegen die Erreger

Die sind ohnehin recht ineffektiv, wie Peter Wilson, Geoff Bellingan und ihre Kollegen von den University College London Hospitals unlängst anhand einer prospektiven Ein-Jahres-Studie auf den Intensivstationen zweier Londoner Lehrkrankenhäuser zeigten. Schockierende Erkenntnis: Der weit verbreitete Ansatz der Isolierung von mit MRSA infizierten Intensiv-Patienten verhindert die Übertragung der Infektion nicht. Zwar warnten die Autoren der Studie, dass sich die Resultate nicht auf normale Krankenstationen übertragen lassen – doch scheint klar, dass sich die Erreger extrem schnell an ihre Umgebung anpassen und ihnen die schlichte Isolation ohne unterstützende Maßnahmen kaum schadet.

Trotz solcher Erkenntnisse müssen Mediziner bislang auf die klassischen Methoden setzen. "Patienten, bei denen MRSA festgestellt wird, sollten umgehend isoliert werden", forderte beispielsweise Volker Bühren, Ärztlicher Direktor der Berufsgenossenschaftlichen Unfallklinik Murnau, im Vorfeld des 124. Kongresses der Deutschen Gesellschaft für Chirurgie (DGCH) in München Anfang dieses Monats.

Mit geballter Rechenpower gegen die Superbakterien vorzugehen scheint hingegen die effektivere Variante zum herkömmlichen Präventionsmuster zu sein. Die vernetzte Schnelligkeit der Rechner im Verbund mit Datenbanken nämlich kann im Vergleich zu isolierten Einzelentscheidungen den rasanten Vorstoß der Erreger stoppen. Die Zeit für die Etablierung der rettenden Softwaresysteme freilich wird knapp. So beträgt der Anteil der Killer-Bakterien in Großbritannien mittlerweile 60 Prozent. Auch die Zahlen für Deutschland dürften in Zukunft den virtuellen Kampf vorantreiben: In den letzten Jahren explodierte der MRSA-Anteil von drei auf über 25 Prozent.

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