Bakteriophagen-Therapie für kritische Infektionen im Zusammenhang mit der Herz-Thorax-Chirurgie

Die bakterielle Resistenz gegen konventionelle Antibiotika-Therapie stellt weltweit eine zunehmend wichtige Herausforderung für die menschliche Gesundheit dar. Es soll untersucht werden, ob die Bakteriophagentherapie die konventionelle Antibiotikatherapie in kritischen Fällen bakterieller Infektionen im Zusammenhang mit kardiothoraxchirurgischen Eingriffen ergänzen oder eine gangbare Alternative zu ihr darstellen könnte.

Seit September 2015 wurden acht Patienten mit multiresistenten oder besonders hartnäckigen Infektionen mit Staphylococcus aureus, Enterococcus faecium, Pseudomonas aeruginosa, Klebsiella pneumoniae und Escherichia coli mit Bakteriophagenpräparaten als letzte Möglichkeit der Therapie gemäß Artikel 37 der Deklaration von Helsinki behandelt. Die Patienten hatten Infektionen, die mit einer Immunsuppression nach Organtransplantationen einhergingen, oder hatten Infektionen von Gefäßtransplantaten, implantierten medizinischen Geräten und Operationswunden. Individualisierte Phagenpräparate wurden je nach Fall lokal, oral oder durch Inhalation für unterschiedliche Dauer verabreicht. Alle Patienten erhielten während der Behandlung mit Bakteriophagen weiterhin konventionelle Antibiotika.

Ergebnisse: Die Patienten reichten im Alter von 13 bis 66 Jahren (durchschnittlich 48,5 ± 16,7) mit sieben Männern und einer Frau. Die Eradikation der Zielbakterien wurde bei sieben von acht Patienten erreicht. Es wurden keine schweren unerwünschten Nebenwirkungen beobachtet. (4) Schlussfolgerungen: Die Phagentherapie kann bakterielle Infektionen im Zusammenhang mit der Herz-Thorax-Chirurgie wirksam behandeln, wenn die konventionelle Antibiotikatherapie versagt.
Schlüsselwörter: Phagentherapie; bakterielle Infektion; Herz-Thorax-Chirurgie; Implantat-assoziierte Infektion; Transplantat-assoziierte Infektion; Infektion der Operationsstelle

Patienten, die sich einer kardiothorakalen Operation unterzogen haben, haben ein besonders hohes Risiko für lebensbedrohliche infektiöse Komplikationen. Infektionen an der Operationsstelle tragen wesentlich zur postoperativen Morbidität und Mortalität bei.
Implantat-assoziierte Infektionen werden oft chronisch, da Bakterien, die auf künstlichen Oberflächen wachsen, dazu neigen, Biofilme zu bilden, die sehr tolerant gegenüber Antibiotika sind. Darüber hinaus macht die medikamenteninduzierte Immunsuppression Herz- und Lungentransplantationspatienten besonders anfällig für lebensbedrohliche Infektionen. Angesichts dieser Herausforderungen und der weltweit zunehmenden bakteriellen Resistenz gegen herkömmliche Antibiotika besteht ein dringender Bedarf an neuen antibakteriellen Wirkstoffen und Strategien.
Bakteriophagen (oder Phagen) sind Viren, die Bakterien spezifisch infizieren. Mit dem Aufkommen von Antibiotika wurde der Gedanke, Bakteriophagen zur Behandlung klinischer Infektionen einzusetzen, fast ein Jahrhundert lang vernachlässigt, ausser in einigen osteuropäischen Ländern und der ehemaligen UdSSR [1,2]. In den letzten Jahren hat die Wiederbelebung des Einsatzes lytischer Phagen bei schwer zu behandelnden bakteriellen Infektionen erheblich an Interesse gewonnen, jedoch haben relativ wenige Phagen eine klinische Wirksamkeit gezeigt. Nichtsdestotrotz haben mehrere neuere Fallstudien über Erfolge bei der lokalen [3] und parenteralen [4] Phagentherapie mit natürlichen Bakteriophagen sowie mit den gentechnisch veränderten Bakteriophagen berichtet [5].
Hier berichten wir über eine Fallserie von implantat- und transplantat-assoziierten multiresistenten oder widerspenstigen Infektionen, die erfolgreich mit individualisierten Bakteriophagen behandelt wurden. Die aktuelle Fallserie umfasst Patienten, die mit unserer kürzlich beschriebenen Strategie der Phagenapplikation in Kombination mit Fibrinkleber behandelt wurden. Fibrinkleber ist ein Zweikomponenten-Hämostat, Versiegelungsmittel und Gewebekleber, der aus Fibrinogen und Thrombin besteht. In diesem Fall wird die Hälfte der Thrombinlösung durch Phagensuspension [6] ersetzt und die Mischung intraoperativ appliziert, um als phagenhaltiges biokompatibles Gerüst oder Beschichtung zu wirken. Dieser einzigartige Ansatz ermöglicht die anhaltende Freisetzung von Phagen an infizierten Stellen. Diese Ergebnisse zeigen, dass die moderne Phagentherapie bei schweren Infektionen eine wirkungsvolle Alternative oder tragfähige Unterstützung zur Standard-Antibiotikatherapie darstellt.

Klinisches Ergebnis

Patient 1: Nach der zweiten Phagenapplikation wurden Staphylococcus aureus, Enterococcus faecium und Pseudomonas aeruginosa nicht mehr nachgewiesen und die Phagentherapie wurde gestoppt. Die Bakterien wurden 16 Tage lang nach der letzten Phagenapplikation nicht mehr nachgewiesen und die Phagentherapie wurde beendet. Leider entwickelte der Patient 17 Tage nach der Phagentherapie eine Folgeinfektion durch P. aeruginosa und E. coli, die erst einen Monat später in einem anderen Krankenhaus mit einer konventionellen Antibiotikatherapie behandelt wurde. Es ist nicht bekannt, ob das zweite P. aeruginosa-Isolat mit dem ersten P. aeruginosa-Isolat identisch war, jedoch hatte es ein anderes Antibiogramm als das erste Isolat, was auf eine eigenständige Infektion hindeuten würde.

Patient 2: Nach der Phagentherapie wurde Klebsiella pneumoniae in Bronchiallavage-Proben nicht nachgewiesen, wohl aber in Stuhlproben. Im Gegensatz zu dem panresistenten Stamm, der die Lungeninfektion verursachte, war der aus dem Stuhl des Patienten isolierte K. pneumoniae-Stamm jedoch anfällig für Antibiotika.

Patient 3: Nach der letzten Phagenapplikation waren die Blutkulturproben frei von S. aureus. Eine Positronen-Emissions-Tomographie/Computertomographie (PET-CT), die sieben Monate nach der Phagentherapie durchgeführt wurde, zeigte keine Anzeichen einer Transplantatinfektion
Antibiotika 09 00232 g001 550Abbildung 1. PET-CT-Scans von Patient 3 vor (A) und sieben Monate nach (B) der Phagentherapie im Bereich des Aortatransplantats und von Patient 4 vor (C) und zwei Monate nach (D) der Phagentherapie im Bereich des linksventrikulären Assistenzgeräts (LVAD) und des Pleurahöhlenempyems. Die gelbe Emission zeigt den Grad der Anreicherung der Tracersubstanz (2-[18F]Fluoro-2-desoxy-D-glucose), was einer Entzündung entspricht.

Patient 4: Nach der Phagentherapie wurden in Wundabstrichen keine Bakterien nachgewiesen. Das linksventrikuläre Assistenzgerät (LVAD) war nicht infiziert, was sich auf einem PET-CT-Scan zwei Monate nach der Phagentherapie zeigte (Abbildung 1D). Patient 4 zeigte keine weiteren Anzeichen einer bakteriellen Infektion, jedoch starb dieser Patient 20 Monate nach Beendigung der Phagentherapie an den Folgen eines Transplantatversagens. Es ist äußerst unwahrscheinlich, dass das Transplantatversagen und der anschließende Tod mit der zuvor beendeten Infektion oder mit der Phagentherapie in Zusammenhang stand.

Patient 5: Die In-vitro-Aktivität der Phagen wurde während der Phagentherapie getestet, und es gab keine Hinweise auf eine bakterielle Resistenz gegen die verwendeten Bakteriophagenstämme. Nach der ersten Dosis wurden in der Drainageflüssigkeit konsistent lebensfähige Phagen nachgewiesen (≥104 pfu/mL), bevor nachfolgende Phagenapplikationen vorgenommen wurden. Bis zu zwei Wochen nach der Phagenapplikation gab es im Serum des Patienten keine Anzeichen von bakteriophagenneutralisierenden Antikörpern. Dennoch wurden mäßige, aber gleichmäßige Konzentrationen von S. aureus in der Drainageflüssigkeit festgestellt. Um die Zufuhr der Phagen an die Infektionsstelle möglicherweise zu verbessern, wurde ein chirurgischer Eingriff angeboten, der jedoch vom Patienten abgelehnt wurde.
Bei den Patienten 6-8 führte die intraoperative Applikation von Fibrinkleber-Bakteriophagen-Präparaten auf Zielvorrichtungen oder Gewebe zur anhaltenden Freisetzung von Bakteriophagen.

Patient 6: S. aureus wurde nach der Phagentherapie nicht nachgewiesen. Die Beobachtung der Pumpe 1,5 Monate nach Phagenapplikation zeigte keine Anzeichen einer Infektion oder Reste des Fibrinklebers.

Patient 7: Die Wunde heilte vollständig ab und E.coli wurde nach der Phagentherapie nicht mehr nachgewiesen.

Patient 8: Die Wunde heilte vollständig ab, und P. aeruginosa wurde nach der Phagentherapie nicht mehr nachgewiesen.

Details unter: https://www.mdpi.com/2079-6382/9/5/232/htm

maschinelle Übersetzung der Quelle: Bacteriophage Therapy for Critical Infections Related to Cardiothoracic Surgery