Evaluierung des SeptiFast-Testsystems bei hämatologischen Patienten nach Stammzelltransplantation/ Knochenmarktransplantation im Vergleich zur Blutkultur und einem alternativen PCR-System

Abstract

Die im Rahmen allogener Stammzelltransplantationen (allo-SZT) bei Patienten mit hämatologisch-onkologischen Erkrankungen therapeutisch induzierte Immunsuppression geht als Komplikation häufig mit Infektionen durch Bakterien und Pilze einher. Als Goldstandard der Erregerdiagnostik gilt die Blutkultur (BK), wobei hier nur in etwa einem Viertel der Blutproben von Patienten mit Fieber in der Phase der Granulozytopenie Erreger nachweisbar sind. Ziel dieser Studie war die prospektive Evaluation des LightCycler® SeptiFast Tests (SF- Test), eines kommerziell erhältlichen Multiplex-PCR-Verfahrens zum Nachweis der 25 häufigsten Sepsiserreger (Bakterien und Pilze) aus dem Vollblut, bei hämatologisch-onkologischen Patienten nach allo-SZT im Vergleich zur BK und einer pilzspezifischen Inhouse-PCR-Methode (IH-Methode). Von 104 Patienten nach allo-SZT wurden insgesamt 847 Blutproben (225 Proben bei Fieber, 622 wöchentliche Routineproben) gewonnen und mittels SF-Test und IH-Methode untersucht sowie 205 bei Fieber angelegte Blutkulturen analysiert. Bei Fieber war der SF-Test in 26,2% (59/225), die BK in 19,2 % (38/198) der Fälle positiv. Insgesamt waren 74 Erreger mittels SF-Test und/oder BK nachweisbar (SF-Test + BK: n=24, nur SF-Test: n=34, nur BK: n=16). Beide Methoden detektierten jeweils am häufigsten die bakteriellen Erreger CoNS und Escherichia coli, polymikrobielle Infektionen waren mittels BK bei einem, mittels SF-Test bei vier septischen Patienten nachweisbar. Bei kulturell gesicherter bakterieller Sepsis war der SF-Test in fünf Fällen falsch negativ. Die Übereinstimmungsrate von SF-Test und BK lag bei 86,6 %. Im Vergleich zur BK als Goldstandard erreichte der SF-Test eine Sensitivität von 66 %, eine Spezifität von 91 %, einen positiven Vorhersagewert (PPV) von 62 % und einen negativen Vorhersagewert (NPV) von 92 %. Während die BK für Pilze negativ ausfielen, waren mittels SF-Test und/oder IH-Methode bei Fieber 28 Pilze (SF- Test + IH-Methode: n=2, nur SF-Test: n=20, nur IH-Methode: n=6) und im Rahmen der Routineproben (kein Fieber) 60 Pilze (SF-Test + IH-Methode: n=0, nur SF- Test: n=8, nur IH-Methode: n=52), vorwiegend Candida albicans, nachweisbar. Nach EORTC-MSG-Diagnosekriterien wiesen 15/104 Patienten (6,9 %) eine wahrscheinliche (n=2) oder mögliche (n=13) invasive Mykose (IFD) auf. SF-Test (n=9) und IH-Methode (n=1) bestätigten eine der beiden wahrscheinlichen IFD (invasive pulmonale Aspergillose). SF-Test und IH-Methode zeigten (gegenüber den EORTC-MSG-Kriterien) mit 98,3% bzw. 97,2 % einen hohen NPV und mit 99,3 % bzw. 93,4 % eine hohe Spezifität. PPV (60,0 %) und Sensitivität (39,1 %) des SF-Tests waren mäßig, PPV und Sensitivität der IH-Methode gering (PPV=1,9 %, Sensitivität=4,3 %). Zusammenfassend bietet der SF-Test eine schnelle Möglichkeit der Erregerdetektion aus dem Vollblut und stellt damit eine sinnvolle ergänzende Methode, insbesondere zur Identifikation polymikrobieller und fungaler Infektionen, bei hämatologisch-onkologischen Patienten nach allo- SZT dar.

The therapeutically induced immuosuppression within the context of allogeneic stem cell transplantation (allo-SCT) in patients with haematological/oncological diseases is frequently accompanied as a complication by bacterial and fungal infections. Blood culture (BC) is considered the gold standard in pathogen diagnostics, though pathogens are detectable in this case in only approximately a quarter of blood samples from patients with fever in the granulocytopenic phase. The aim of this study was prospective evaluation of the LightCycler® SeptiFast Test (SF-Test), a commercially available Multiplex PCR method for detecting the 25 most frequent sepsis-causing pathogens (bacteria and fungi) from whole blood, in oncohaematological patients undergoing allo-SCT compared to BC and a fungus- specific in-house PCR method (IH-Method). A total of 847 blood samples were obtained from 104 patients undergoing allo-SCT (225 samples during fever, 622 weekly surveillance samples) and were analyzed using the SF-Test and IH- Method; in addition, 205 BC were taken and analyzed when fever occurred. During fever, the SF-Test was positive in 26.2% (59/225) of cases and BC in 19.2 % (38/198) of cases. A total of 74 pathogens were detectable using the SF-Test and/or BC (SF-Test + BC: n=24, only SF-Test: n=34, only BC: n=16). Both methods respectively most frequently detected the bacterial pathogens CoNS and Escherichia coli; polymicrobial infections were detectable in one septic patient by BC and in four by SF-Test. In bacterial sepsis confirmed by culture, the SF-Test was falsely negative in five cases. The concordance rate of the SF-Test and BC was 86.6%. In comparison to BC as the gold standard, the SF-Test achieved a sensitivity of 66%, a specificity of 91%, a positive predictive value (PPV) of 62% and a negative predictive value (NPV) of 92%. Whereas the BC were negative for fungi, 28 fungi were detectable during fever using SF-Test and/or IH-Method (SF-Test + IH-Method: n=2, only SF-Test: n=20, only IH-Method: n=6) and 60 fungi during surveillance (SF-Test + IH-Method: n=0, only SF-Test: n=8, only IH-Method: n=52), predominately Candida albicans. According to EORTC/MSG diagnostic criteria, 15/104 patients (6.9 %) presented with a probable (n=2) or possible (n=13) invasive mycosis (IFD). SF-Test (n = 9) and IH-Method (n = 1) confirmed one of two probable IFDs (invasive pulmonary aspergillosis). SF-Test and IH-Method showed (with regard to EORTC/MSG criteria) with respectively 98.3% and 97.2% a high NPV and with 99.3% and 93.4% a high specificity. PPV (60.0 %) and sensitivity (39.1 %) of the SF-Test were moderate; PPV and sensitivity of the IH-Method were low (PPV=1.9 %, sensitivity =4.3 %). In summary, the SF-Test offers a rapid possibility for pathogen detection based on whole blood and therefore represents a useful supplementary method, particularly for identification of polymicrobial and fungal infections in oncohaematological patients undergoing allo-SCT.