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Aktuelles Highlight der Infektionsprävention und Klin. Mikrobiologie
Metagenomic analysis of microbial cell-free DNA from plasma of patients with suspected infections: performance and therapeutic impact in clinical routine
Jan Esse 1 , Johannes Träger 1 , Philipp Steininger 2 , Karl Bihlmaier 3 , Julia Fürst 4 , Zsofia Bardonicsek-Depnering 4 , Nora Naumann-Bartsch 5 , Patrick Morhart 6 , Ixchel Castellanos 7 , Stefan W Krause 8 , Larissa Herbst 3 , Richard Strauß 4 , Martin Chada 5 , Klaus Korn 2 , Giuseppe Valenza 1 , Daniel Teschner 9 , Christian Bogdan 10 , Jürgen Held 11
Clin Microbiol Infect. 2025 Feb 18:S1198-743X(25)00077-1.
doi: 10.1016/j.cmi.2025.02.016. Online ahead of print.
Link zum vollständigen Abstract: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39978635/
Jan Esse Jürgen Held
Abstract:
Objectives: The sensitivity of blood cultures (BCs) is limited, especially when antimicrobial therapy already has been administered or when non-culturable pathogens are causing the disease. Metagenomic next-generation sequencing of cell-free DNA from plasma has the potential to compensate for the disadvantages of BC diagnostics.
Methods: We conducted a retrospective study in patients with suspected infections over a period of 3 months. Cell-free DNA from plasma was analysed by metagenomic next-generation sequencing (Illumina NextSeq, 25 million reads per sample, read length 75 base pairs) and sequences were analysed with DISQVER®, a CE-IVDD-labelled software algorithm and curated database. The data were compared with findings obtained with simultaneously taken BC and other microbiological results (±7 days).
Results: DISQVER® analysis was performed on 190 samples from 147 patients (124 adult and 23 paediatric). The median time-to-result including transport was 2 days (interquartile range, 2-3; range, 2-8). DISQVER® detected 158 pathogens (103 bacteria, 49 viruses, 4 fungi, and 1 parasite) in 80 plasma samples (positivity rate 42.1%). The median number of pathogens per positive sample was one (interquartile range, 1-2; range, 1-10). The most common bacteria were Enterobacterales (30.1%; 31/103), anaerobic bacteria (18.4%; 19/103), and Enterococcus spp. (15.5%; 16/103); the most frequent viruses were Epstein-Barr virus (28.6%; 14/49), human herpesvirus 6B (18.4%; 9/49), and human cytomegalovirus (18.4%; 9/49). Mycobacterium avium, Legionella pneumophila, Tropheryma whipplei, Rhizomucor pusillus, and Leishmania infantum were detected in one sample each. Simultaneous BC were positive in only 10.2% (18/176) of the samples, but were mostly (68.2%; 120/176) collected under antibiotic therapy. DISQVER® analysis resulted in 24 treatment changes in 20 patients (13.6%; 20/147; 9 start/escalation, 10 stop/de-escalation, 2 catheter replacements, and 3 other).
Discussion: DISQVER® significantly increased the detection rate of pathogens, led to the diagnosis of serious infections that otherwise would have been missed, and possibly improved the treatment of more than 10% of patients.
Kommentar:
In der vorliegenden Arbeit wurden 202 Plasmaproben aus der klinischen Routine von 155 Patienten mit V.a. Sepsis oder mit persistierendem Fieber unter adäquater Antibiose mittels Metagenomanalyse (mNGS) zellfreier DNA (cfDNA) untersucht. Zur bioinformatischen Analyse wurde das kommerzielle DISQVER-System verwendet. Parallel zu jeder Plasmaprobe wurden Blutkulturen und weitere Materialien zur mikrobiologischen Analyse entnommen. Die mittels mNGS nachgewiesenen Erreger (Bakterien, Viren, Pilze, Parasiten) wurden hinsichtlich ihrer pathogenen Bedeutung analysiert und falls möglich durch konventionelle Methoden bestätigt. Weiterhin wurde die klinische Konsequenz des mNGS-Ergebnisses untersuch.
Studien zur Metagenomanalyse zellfreier DNA aus Plasmaproben von Patienten aus der klinischen Routine und die Analyse der klinischen Konsequenzen dieser Untersuchungen sind selten.
Wir konnten zeigten, dass mNGS die Nachweisrate von Krankheitserregern erheblich verbessert. Schwere Infektionen mit z.B. Mycobacterium avium, Legionella pneumophila, Tropheryma whipplei, Rhizomucor pusillus und Leishmania infantum konnten diagnostiziert werden, die mit herkömmlichen Methoden übersehen worden wären. Die mNGS-Analyse führte in 13,6 % der Patienten zu einer klinischen Konsequenz (9 Beginn/Eskalation der antimikrobiellen Therapie, 10 Abbruch/Deskalation der antimikrobiellen Therapie, 2 Katheterwechsel, 3 andere).
Die mNGS Analyse cfDNA wird in Zukunft ein fester Bestandteil der mikrobiologischen Diagnostik werden und hat das Potenzial die Prognose der Patienten entscheiden zu verbessern.
Kontakt:
Jürgen Held & Jan Esse
Mikrobiologisches Institut
Uniklinik Erlangen
Wasserturmstr. 3/5
91054 Erlangen
jurgen.held@uk-erlangen.de
Autor:inneninformationen:
1 Mikrobiologisches Institut-Klinische Mikrobiologie, Immunologie und Hygiene, Universitätsklinikum Erlangen und Friedrich-Alexander-Universität (FAU) Erlangen-Nürnberg, Erlangen, Germany.
2 Virologisches Institut-Klinische und Molekulare Virologie, Universitätsklinikum Erlangen und Friedrich-Alexander-Universität (FAU) Erlangen-Nürnberg, Erlangen, Germany.
3 Medizinische Klinik 4, Universitätsklinikum Erlangen und Friedrich-Alexander-Universität (FAU) Erlangen-Nürnberg, Erlangen, Germany.
4 Medizinische Klinik 1, Universitätsklinikum Erlangen und Friedrich-Alexander-Universität (FAU) Erlangen-Nürnberg, Erlangen, Germany.
5 Pädiatrische Onkologie und Hämatologie, Kinder- und Jugendklinik, Universitätsklinikum Erlangen und Friedrich-Alexander-Universität (FAU) Erlangen-Nürnberg, Erlangen, Germany.
6 Neonatologie, Kinder- und Jugendklinik, Universitätsklinikum Erlangen und Friedrich-Alexander-Universität (FAU) Erlangen-Nürnberg, Erlangen, Germany.
7 Anästhesiologische Klinik, Universitätsklinikum Erlangen und Friedrich-Alexander-Universität (FAU) Erlangen-Nürnberg, Erlangen, Germany.
8 Medizinische Klinik 5, Universitätsklinikum Erlangen und Friedrich-Alexander-Universität (FAU) Erlangen-Nürnberg, Erlangen, Germany.
9 Medizinischen Klinik II, Universitätsklinikum Würzburg, Würzburg, Germany.
10 Mikrobiologisches Institut-Klinische Mikrobiologie, Immunologie und Hygiene, Universitätsklinikum Erlangen und Friedrich-Alexander-Universität (FAU) Erlangen-Nürnberg, Erlangen, Germany; FAU Profile Center Immunomedicine, Friedrich-Alexander-Universität (FAU) Erlangen-Nürnberg, Erlangen, Germany.
11 Mikrobiologisches Institut-Klinische Mikrobiologie, Immunologie und Hygiene, Universitätsklinikum Erlangen und Friedrich-Alexander-Universität (FAU) Erlangen-Nürnberg, Erlangen, Germany.
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Lancet Microbe 2024 Oct 24:100934. doi: 10.1016/j.lanmic.2024.06.001.
Link zum vollständigen Artikel: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39491876/
EFFECT of daily antiseptic bathing with octenidine on ICU-acquired bacteremia and ICU-acquired multidrug-resistant organisms: a multicenter, cluster-randomized, double-blind, placebocontrolled, cross-over study
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Intensive Care Medicine, DOI: 10.1007/s00134-024-07667-2
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Carolin Hackmann1 , Antonia Genath1 , Désirée Gruhl1 , Anna Weber1 , Friederike Maechler1 , Axel Kola1 , Frank Schwab1 , Stefan Schwarz 2,3 , Antina Lübke-Becker2,3 , Thomas Schneider4 , Petra Gastmeier1 , Rasmus Leistner1,4
Euro Surveill. 2024 Sep;29(39)
Link zum vollständigen Artikel: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39328155/
Differential rates of Mycobacterium tuberculosis transmission associate with host-pathogen sympatry
Matthias I Gröschel #1,2 ,3 , Francy J Pérez-Llanos #4,5,6 , Roland Diel7,8 , Roger Vargas Jr9 , Vincent Escuyer10 , Kimberlee Musser10 , Lisa Trieu11 , Jeanne Sullivan Meissner11 , Jillian Knorr11 , Don Klinkenberg12 , Peter Kouw13 , Susanne Homolka14 , Wojciech Samek15 ,16 , Barun Mathema17 , Dick van Soolingen12 , Stefan Niemann#,4 ,18 , Shama Desai Ahuja11 , Maha R Farhat # 9 ,20
Nature Microbiology, 2024, Volume 9, Pages2 113–2127
Link zum vollständigen Artikel: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39090390/
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Gut Pathog. 2024 May 12;16:27.
Link zum vollständigen Artikel: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC11089716/
Emergence of OXA-48-like producing Citrobacter species, Germany, 2011 to 2022
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Eurosurveillance, 2024, 29(15): 9-20
Link zum vollständigen Artikel: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38606571/
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Infect Control Hosp Epidemiol. 2024, 1-8
Link zum vollständigen Artikel: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38351873/
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Flavia Reyer1, Martyna Olesiuk1, Florian Röttgerding2, Volker Fingerle3, Abdulrahman Adamu4, Dan Waithiru5, John Njeru5, Peter Kraiczy6
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Synthetic mRNA delivered to human cells leads to expression of Cpl-1 bacteriophage-endolysin with activity against Streptococcus pneumoniae
Moritz K. Jansson1, Dat Tien Nguyen1, Stefan Mikkat2, Carolin Warnke1, Marc Benjamin Janssen1, Philipp Warnke1, Bernd Kreikemeyer1,3 , and Nadja Patenge1,3
Molecular Therapy Nucleic Acids, 2024, Volume 35, Issue 1, 12 March 2024, 102145
Link zum vollständigen Artikel: https://doi.org/10.1016/j.omtn.2024.102145
Ralstonia pickettii bloodstream infections with potential genomic link to internationally distributed contaminated saline solution, Germany, October 2023
Manuel Krone1,2, Vera Rauschenberger1,2, Vera Blaschke1,2, Heike Claus2, Oliver Kurzai2,3, Stefanie Kampmeier1,2
Euro Surveill. 2024 Jan;29(3):2400010.
Linkm zum vollständigen Artikel: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38240062/
Drug monitoring during ciprofloxacin prophylaxis of allogeneic stem cell transplant patients: associations with bacterial infections through a monocentric observational prospective study
H E J Kaba1 , J Hasenkamp 2 , H Tas 3 , M Schulz 1, F Streit 4 , H Eiffert 5, G Wul 2 , L Truemper 2, L Binder 4, M Kaase1 , S Scheithauer6
Journal of Hospital Infection (JHI), 2024, 143,160 -167
Link zum vollständigen Artikel: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37939885/
Convergent Klebsiella pneumoniae strains belonging to a sequence type 307 outbreak clone combine cefiderocol and carbapenem resistance with hypervirulence
Katharina Schaufler, Thaddäus Echelmeyer, Michael Schwabe, Sebastian Guenther, Jürgen A. Bohnert, Karsten Becker, Helmut Fickenscher, Aike Bueter, Gregor Maschkowitz, Andi Krumbholz, Dennis Nurjadi, Stefan E. Heiden, Elias Eger
Emerging Microbes and Infections 2023
Link zum vollständigen Artikel: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37842870/
Detailed β-(1→3)-D-glucan and mannan antigen kinetics in patients with candidemia
Johannes Träger1 , Sarah Dräger2 , Sidonia Mihai3 , Franziska Cipa3 , Andrea Busse Grawitz4, Thomas Epting4 , Renate Meyer5 , Elfriede Rappold5 , Jürgen Held1
J Clin Microbiol, 2023 Oct 12:e0059823. doi: 10.1128/jcm.00598-23
Link zum vollständigen Artikel: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37823667/
Proteus mirabilis – analysis of a concealed source of carbapenemases and development of a diagnostic algorithm for detection
Axel Hamprecht1, Janko Sattler2, Janina Noster3, Yvonne Stelzer3, Frieder Fuchs4, Vivien Dorth5, Sören G Gatermann6, Stephan Göttig5
Clinical Microbiology and Infection, 2023, Volume 29, Issue 9
Link zum vollständigen Artikel: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37271195/
O-Antigen Diversification Masks Identification of Highly Pathogenic Shiga Toxin-Producing Escherichia coli O104:H4-Like Strains
Christina Lang1 , Angelika Fruth1 , Ian W Campbell2 , Claire Jenkins3 , Peyton Smith4 , Nancy Strockbine4 , François-Xavier Weill5 , Ulrich Nübel6,7,8 , Yonatan H Grad9 , Matthew K Waldor2,9,10, Antje Flieger1
Microbiol Spectr. 2023 Jun 15;11(3):e0098723.
doi: 10.1128/spectrum.00987-23. Epub 2023 May 22.
Link zum vollständigen Artikel: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37212677/
Hospital sanitary facilities on wards with high antibiotic exposure play an important role in maintaining a reservoir of resistant pathogens, even over many years
Claudio Neidhöfer1, Esther Sib 2, Marcel Neuenhoff 3 4 , Oliver Schwengers 4 , Tobias Dummin3, Christian Buechler 3 , Niklas Klein 3 5 , Julian Balks 3 , Katharina Axtmann 3, Katjana Schwab6, Tobias A W Holderried 6, Georg Feldmann 6, Peter Brossart 6, Steffen Engelhart 2 , Nico T Mutters 2 , Gabriele Bierbaum 3, Marijo Parčina3
Antimicrobial Resistance and Infection Control, 2023, 12, 33 (IF 6.456)
Link zum vollständigen Artikel: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37061726/
Bedaquiline and clofazimine resistance in Mycobacterium tuberculosis: an in-vitro and in-silico data analysis
Lindsay Sonnenkalb, Joshua James Carter, Andrea Spitaleri, Zamin Iqbal, Martin Hunt, Kerri Marie Malone, Christian Utpatel, Daniela Maria Cirillo, Camilla Rodrigues, Kayzad Soli Nilgiriwala, Philip William Fowle , Matthias Merker, Stefan Niemann
Lancet Microbe, 2023, Mar 29, ;S2666-5247(23)00002-2
Link zum vollständigen Artikel: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37003285/
Environmental cleaning to prevent hospital-acquired infections on non-intensive care units: a pragmatic, single-centre, cluster randomized controlled, crossover trial comparing soap-based, disinfection and probiotic cleaning
Rasmus Leistner, Britta Kohlmorgen, Annika Brodzinski, Frank Schwab, Elke Lemke, Gregor Zakonsky, Petra Gastmeier
Lancet eClinical Medicine, VOLUME 59, 101958, MAY 2023
Link zum vollständigen Artikel: https://doi.org/10.1016/j.eclinm.2023.101958
Molecular surveillance of multidrug-resistant Gram-negative bacteria in Ukrainian patients, Germany, March to June 2022
Eurosurveillance, Volume 28, Issue 1, 05/Jan/2023
Link zum vollständigen Artikel: https://www.eurosurveillance.org/content/10.2807/1560-7917.ES.2023.28.1.2200850
Increase in NDM-1 and NDM-1/OXA-48-producing Klebsiella pneumoniae in Germany associated with the war in Ukraine, 2022Eurosurveillance, 2022, Volume 27, Issue 50
Link zum vollständigen Artikel: https://www.eurosurveillance.org/content/10.2807/1560-7917.ES.2022.27.50.2200926#html_fulltext
The acquisition of transferable extrachromosomal fec operon is associated with a cefiderocol MIC increase in EnterobacteralesKaan Kocer 1 , Sébastien Boutin 1 2 3 , Klaus Heeg 1 , Dennis Nurjadi 1 3
Journal of Antimicrobial Chemotherapy, 2022 Nov 28;77(12):3487-3495
Link zum vollständigen Artikel: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36245258/
Virus variant specific clinical performance of SARS-CoV-2 rapid antigen tests in point-of-care use, November 2020 to January 2022
Clinical Microbiology and Infection, 2022
Link zum vollständigen Artikel: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36028089/
Molecular assessment of Staphylococcus aureus strains in STAT3 Hyper-IgE syndrome patients
Vera Schwierzeck1,2,3 Renate Effner1,2,Felicitas Abel1,2,Matthias Reiger2,5,Gundula Notheis1,2, Jürgen Held6,Valeska Simon7, Sebastian Dintner8, Reinhard Hoffmann7, Beate Hagl1,2, Johannes Huebner4, Alexander Mellmann3,4, Ellen D Renner1,2,9
J Clin Immunol. 2022 Jun 2.
Link zum vollständigen Artikel: link.springer.com/article/10.1007/s10875-022-01293-7
Extensively Drug-Resistant Klebsiella pneumoniae Counteracts Fitness and Virulence Costs That Accompanied Ceftazidime-Avibactam Resistance Acquisition
Elias Eger1 , Michael Schwabe1 , Lukas Schulig2 , Nils-Olaf Hübner3 , Jürgen A Bohnert4 , Uwe T Bornscheuer5 , Stefan E Heiden1 , Justus U Müller1 , Fazal Adnan6 , Karsten Becker4 , Carlos L Correa-Martinez7 , Sebastian Guenther8 , Evgeny A Idelevich4,9 , Daniel Baecker2 , Katharina Schaufler1,10
Microbiology Spectrum, 2022, 18.04.22
Link zum voständigen Artikel: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35435751/
A strict mask policy for hospital staff effectively prevents from nosocomial influenza infections and mortality: monocentric data from five consecutive influenza seasons
Ambrosch, Andreas*¹, Luber, Doris¹, Klawonn, Frank2,3 , Kabesch, Michael4,5
J Hospital Infection 2021 Dec 18;121:82-90. doi: 10.1016/j.jhin.2021.12.010
Link zum vollständigen Artikel: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34929232/
Molecular Surveillance of Carbapenem-Resistant Gram-Negative Bacteria in Liver Transplant
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Tilman G. Schultze, Philip G. Ferstl, David Villinger, Michael Hogardt, Wolf O. Bechstein, Stephan Göttig, Thomas A. Wichelhaus, Stefan Zeuzem, Jonel Trebicka, Oliver Waidmann, Martin-Walter Welker* and Volkhard A. J. Kempf*
Front. Microbiol., 22 November 2021
Link zum vollständigen Artikel: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmicb.2021.791574/full
Genomic Investigation and Successful Containment of an Intermittent Common Source Outbreak of OXA-48-Producing Enterobacter cloacae Related to Hospital Shower Drains
Microbiol Spectr 2021 Dec 22;9(3):e0138021
Link zum vollständigen Artikel: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34817232/
Development and Validation of a Tool for the Prediction of Vancomycin–Resistant Enterococci Colonization Persistence –the PREVENT Score
Christian Boeing, Carlos L Correa-Martinez , Franziska Schuler, Alexander Mellmann, André Karch, Stefanie KampmeierMicrobiology Spectrum, 2021, 9 (2): e00356-21
Link zum vollständigen Artikel: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34523992/
Surveillance for Colonization, Transmission, and Infection with Methicillin-Susceptible Staphylococcus aureus in a Neonatal Intensive Care Unit
JAMA Network Open. 2021 Sep 1;4(9):e2124938
Link zum vollständigen Artikel: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34515783/
Performance of Three SARS-CoV-2 Immunoassays, Three Rapid Lateral Flow Tests, and a Novel Bead-Based Affinity Surrogate Test for the Detection of SARS-CoV-2 Antibodies in Human Serum
Manuel Krone, Julia Gütling, Johannes Wagener, Thiên-Trí Lâm, Christoph Schoen, Ulrich Vogel, August Stich, Florian Wedekink, Jörg Wischhusen, Thomas Kerkau, Niklas Beyersdorf, Silvana Klingler, Simone Backes, Lars Dölken, Georg Gasteiger, Oliver Kurzai, Alexandra Schubert-Unkmeir
Journal of Clinical Microbiology 2021, 59(8): e00319-21
Link zum vollständigen Artikel: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33962959/
Global Distribution Patterns of Carbapenemase-Encoding Bacteria in a New Light: Clues on a Role for Ethnicity
Claudio Neidhöfer1, Christian Buechler1, Guido Neidhöfer2, Gabriele Bierbaum1, Irene Hannet3 , Achim Hoerauf1, Marijo Parčina1
Frontiers in Cellular and Infection Microbiology, 2021, Volume 11, p. 532-550, doi: 10.3389/fcimb.2021.659753
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Clinical performance evaluation of SARS-CoV-2 rapid antigen testing in point of care usage in comparison to RT-qPCR
Isabell Wagenhäuser, Kerstin Knies, Vera Rauschenberger, Michael Eisenmann, Miriam McDonogh, Nils Petri, Oliver Andres, Sven Flemming, Micha Gawlik, Michael Papsdorf, Regina Taurines, Hartmut Böhm, Johannes Forster, Dirk Weismann, Benedikt Weißbrich, Lars Dölken, Johannes Liese, Oliver Kurzai, Ulrich Vogel, Manuel Krone
EBioMedicine 2021, 69: 103455
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Pet husbandry as a risk factor for colonization or infection with MDR organisms: a systematic meta-analysis
J Antimicrob Chemother. 2021 May 12;76(6):1392-1405.doi: 10.1093/jac/dkab058.Link zum vollständigen Artikel: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33864082/
Prevalence of SARS-CoV-2 IgG antibodies in a large prospective cohort study of elite football players in Germany (May-June 2020): implications for a testing protocol in asymptomatic individuals and estimation of the rate of undetected cases
(*are joint first authors)
Clinical Microbiology and Infection 202. Mar;27(3):473.e1-473.e4.
Link zum vollständigen Artikel: pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33285279/
“A Klebsiella pneumoniae ST307 outbreak clone from Germany demonstrates features of extensive drug resistance, hypermucoviscosity, and enhanced iron acquisition”
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Genome Medicine, 2020, 12:113
Link zum vollständigen Artikel: pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33298160/