Zerebrale Veränderungen bei tödlich verlaufenden Endokarditiden: eine Autopsiestudie

Abstract

Ziel dieser Arbeit war es, zu untersuchen, inwieweit bei der aktiven Infektiösen Endokarditis (AIE) eine zerebrale Beteiligung auftritt und in welchem Zusammenfassung die postoperative Mortalität hinsichtlich des verwendeten Materials der implantierten Herzklappe, zu den möglichen Prädispositionen und zum Patientenkollektiv steht. Trotz des zahlreichen Vorkommens zerebraler Ereignisse lässt sich eine Beteiligung im ZNS nicht eindeutig auf die aktive Infektiöse Endokarditis zurückzuführen. Allerdings sind ausreichende Resultate vorhanden, die auf einen Zusammenhang im Rahmen einer AIE hinweisen. 1\. Gesamtpopulation: Aufgeführt wurden bei 56 zerebralen Autopsien insgesamt 180 hinweisgebende ZNS-Komplikationen. Viele der Befunde traten gleichzeitig bei einem einzelnen Patienten auf. Neben einer großen Anzahl von Infarkten und Nekrosen, Hämorrhagien wie die Subarachnoidalblutung als Leitsymptom der septischen Embolie im ZNS, Herdenzephalitiden, Abszessen sowie 5 Erregernachweisen, zeigte sich bei mehreren Patienten ein erhöhter Gehirndruck. Nur bei 8 von 56 Verstorbenen (14.3%) konnten keine zerebralen pathologischen Befunde nachgewiesen werden. Infarkte ereigneten sich insbesondere an multiplen Stellen. Überwiegend im Gebiet der Arteria cerebri media traten Makro- und Mikrohämorrhagien auf. Die SAB wurde parietal lokalisiert im ZNS nachgewiesen. Dennoch zeigten die Patienten mit zerebralen Komplikationen keine höhere Sterblichkeit bezüglich eines postoperativen Zeitintervalls von 30 Tagen. Nur bei dem Auftreten der SAB, dem Leitsyndrom der AIE bei einer septischen Embolie im ZNS, ist von einer kürzeren postoperativen Mortalität als Zeichen eines fulminanteren Verlaufes auszugehen. Die embolischen Ereignisse stellen eine weitere schwerwiegende Komplikation dar, die sich vorrangig im ZNS (23%), gefolgt von der Milz (12%) und den Akren (10%) abspielen. Im Gesamtkollektiv (n=330) dominierten mit 55.9% Todesursachen, die nicht im unmittelbaren Zusammenhang mit der AIE stehen. Der Großteil der Patienten, die einen operativen Herzklappenersatz aufgrund einer diagnostizierten aktiven Infektiösen Endokarditis erhielten, starb nicht an den Folgen der AIE. Das hebt die Bedeutung der operativen Sanierung hervor. Als zweithäufigste Todesursache dominierte das septische Multiorganversagen (31.8%), gefolgt von dem myokardialen Versagen (14.5%). Die klinisch festgestellten Todesursachen der Krankenakten stimmen mit den Sterbensgründen auf den Autopsieberichten überein. Dieses Ergebnis basiert auf der Gegenüberstellung der Totenscheine sowie der Krankenakten jedes einzelnen Patienten in der Studie. Das linke Herz, insbesondere die Aortenklappe (75%), war dominant und fast ausschließlich von einer AIE betroffen. Dort wurden intraoperativ die meisten Abszesse (56%) nachgewiesen. Bei bereits vorangegangenen herzchirurgischen Herzklappenoperationen, die Endokarditis bedingt waren, wurden überwiegend mechanische Herzklappen eingesetzt. Somit besteht der Verdacht, dass womöglich am ehesten mechanische Klappen in Aortenposition erneut von einer AIE betroffen sind und eine erhöhte Letalität verursachen. Insgesamt wurde bei 67.4% der 330 Patienten eine Notfalloperation eingeleitet. In der Blutkultur bzw. im Abstrich des Endokards wurden 261 (79.1%) Mikroorganismen identifiziert, wobei vorrangig Staphylococcus aureus, gefolgt von Streptococcus spp. nachgewiesen wurden. Im ZNS wurden 5 korrelierende Erreger nachgewiesen. Bei 13.6% (n=45) Patienten wurden keine Bakterienarten in der Blutkultur bzw. im Abstrich des Endokards gefunden. Im ZNS wurden bei 91.1% (n=51) keine Erreger nachgewiesen. Das Erregerspektrum war bei den Patienten mit einer Überlebenszeit kleiner bzw. größer 30 Tagen gleich. Staphylokokken (insbesondere Staphylococcus aureus), Streptokokken und Enterkokken waren dabei die dominierenden Erreger. S. aureus stach durch seine Pathogenität bezüglich embolischer Ereignisse ins zentrale Nervensystem und durch besondere Letalität hervor. Wenn Erreger das Gehirn bereits septisch infiltriert haben, ist das postoperative Outcome schlecht. Keiner der Patienten überlebte mehr als 30 Tage. Bei allen Patienten bis auf 2.4 % (n=8) trat das Metabolische Syndrom mit besonderem Augenmerk auf die Arterielle Hypertonie (37%) und Diabetes mellitus (35%) auf und scheint zusammen mit der chronischen Niereninsuffizienz (65%) und der KHK (23%) eine prädispositionierende Rolle bei der Entwicklung einer AIE zu spielen. 2\. Vergleich Prothesenklappen- und Nativklappenendokarditis Das Risiko, an einer AIE zu erkranken, lag bei Patienten mit einer Nativklappe doppelt so hoch wie bei Patienten mit einer Prothesenklappe. Patienten mit PKE erlitten einen fulminanteren und schwereren Verlauf mit dem Septischen Multiorganversagen als häufigste Todesursache, des vermehrten Auftretens eines Septischen Schocks sowie einer erhöhten Anzahl einer Embolie ins ZNS, zerebraler Infarkte und Mikrohämorrhagien (als Hinweis auf eine Sepsis mit Petechien) sowie ein dominanterer Befall der Aortenklappe und weitaus mehr Abszessen des endokardialen Klappenapparates. Prädisponierende Begleiterkrankungen wie die chronische Niereninsuffizienz und die Arterielle Hypertonie lagen bei der PKE leicht über den Werten der NKE. 3\. Patientengut und Geschlechtsdifferenzierung Insbesondere Männer im Alter von durchschnittlich 59 (Medianwert 61 Jahre) Jahren waren häufiger von einer Endokarditis betroffen als Frauen. Bei Frauen hingegen scheint die Erkrankung aggressiver zu sein. Die postoperative Überlebenszeit war kürzer und die Indikation Notfall-Operation aufgrund einer AIE wurde öfter gestellt. Die Todesursachen Septisches MOV und die Zerebrale Blutung dominierten. Auch embolische Ereignisse im ZNS, sowie zerebrale Komplikationen wie Infarkte, Hypoxiezeichen und Nekrosen, SAB und SDB traten bei den Frauen häufiger als bei Männern auf. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass eine sofortige und leitliniengerechte Diagnostik und daraus resultierend ein adäquates Therapieregime unter Einbeziehung einer rechtzeitigen operativen kardiochirurgischen Sanierung von Relevanz sind, um die Prognose dieser häufig letalen Erkrankung zu verbessern. Ein wesentlicher Therapieansatz besteht in der rechtzeitigen Identifizierung von Patienten, die einer dringenden herzchirurgischen Intervention bedürfen. Hinsichtlich der mikrobiologischen Nachweismethoden und Therapiemöglichkeiten ist die Bedeutung neuer Keime umfangreicher zu gewichten.

The aim of this study is to examine the cerebral damages caused by active bacterial endocarditis, as well as the rate of postoperative mortality rate in relation to the type of implanted valves, taking into account the role played by the prediposing factors. It is not certain that a direct cause-effect relationship exist between the cerebral damages observed during the course of an active bacterial endocarditis and the endocarditis itself. Nevertheless, the findings of our study point to a definite link between the two entities. The medical files as well as the death certificates of 330 deceased patients were revisited: 56 post mortem brain autopsies were carried out. In most cases the findings of the brain autopsies correlated with the cause of death mentioned in the medical files and the death certificates. The findings of our study are the follows: 1\. General findings in the overall study population 180 cerebral complications were noted, in many cases occuring simultaneously in the same patient: these complications ranged from cerebral infarcts, necrosis, encephalitis, cerebral abcesses, to cerebral hemorrhages and subarachnoidal hemorrhages (a prime symptome of septic embolism of the brain). In some cases only an increase in the intracranial pressure was noted. Only in 8 (14.3%) of the studied brain autopsies no cerebral pathology was detected. Cerebral infarcts occured in multiple areas of the brain. Micro and macro hemorrhages were noted in the area of the median cerebral artery. The subarachnoidal hemorrhage was reported in the parietal area of the brain. Patients who showed cerebral complications did not suffer a highrate of mortality in the postoperative period of 30 days. Only in the event of subarachnoidal hemmorrhage was the rate of mortality higher in the postoperative period of 30 days, indicative of septic embolism of the brain caused by a fulminant course of bacterial endocarditis. septic embolism occured in the brain (23% of the cases), followed by 12 % in the spleen and 10% in the peripheral capillary system. From the 330 revisited medical files was the cause of death in 55.9% of the cases not directly related to the bacterial endocarditis. In 31.8% of causes it was related to multiple organ failure and in 14.5% of the cases in heart failure. The bacterial endocarditis has effected in most cases the left ventricle and especially the aortic valves (75% of the cases): in 56% of the cases, intraoperative abcesses were noted. In patients who underwent valve replacement procedure due to an initial endocarditis, were mechanical valves in most cases used, and these were again the culprit in the reoccurance of fulminant bacterial endocarditis leading to a high rate of mortality. From the 330 revisited medical files was in 67.4% of the cases an emergency operation performed. The laboratory results of blood culture and valves swabs performed on the 330 patints, showed that in 13.6% of the cases no microorganisms was found. In 79.1% (261 cases) microorganisms were isolated predominantly Staphylococcus aureus, followed by Streptococci. In the brain were 5 identical microorganisms simultaneosly isolated and only in 5 autopsied brains the microorgansims were found. The culprit microorganisms ranged from Staphylococci to Streptococci an Enterococci. The 30 days postoperative survival of the patients infected with these microrganisms was comparable: only in the event of infection with Staphylococcus aureus was the survival rate shorter - indicative of the high pathogenicity of this bacteria causing severe cerebral septic embolisms, leading to a high rate of mortality. Predisposing factors contributing to the occurance of bacterial endocarditis were noted in 97.6% of the cases: they consisted of chronic renal failure (65%), hypertension (37%), Diabetes mellitus (35%) and chronic heart desease (23%). 2\. Native valves endocarditis and prosthetic valves endocarditis Endocarditis occurance ratio: native valves/prosthetic valves 2:1 Prosthetic valve endocarditis: these patients suffered a higher rate of septic multiple organ failure, septic shocks, septic cerebral emboli, cerebral infarcts and microhemmorrhages. The aortic valves were mostly involved. Predisposing factors played a lesser role in the prosthetic valve endocarditis then the native valve endocarditis 3\. Study population and sex differentiation Males with an average age of 59 years were more affected than females. The severity of the endocarditis was more pronounced with the females: the postoperative survival rate was shorter and the indication for an emergency operation was higher. Septic multiple organ failure and cerebral bleeding dominated as the cause of death. Cerebral complications like infarcts, hypoxia, embolism, subarachnoidal and subdural hemorrhages were more noted in females than in males. Summary Early diagnosis coupled with adequate antibiotic therapy as well as early surgical procedures are paramount to improve the outcome of the bacterial endocarditis. Efficient therapeutic model consists of an early identification of patients who require an urgent surgical intervention, coupled with early identification of the microorganism involved and an early start of antibiotic therapy. More sensitive detection methodes are necessary to analyse new particular bacteria.