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Tödliche Bakterien Gensequenz verrät Infektionsweg

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Bakterienkulturen: Auch am Universitätsklinikum Leipzig gab es seit 2010 zahlreiche bakterielle Infektionen. Insgesamt steckten sich 58 Menschen mit dem Keim KPC (Klebsiella pneumoniae) an, der gegen viele Antibiotika resistent ist.

(Foto: picture alliance / dpa)

Eine Horrorvorstellung: In einem US-Krankenhaus breitet sich ein gegen fast alle Antibiotika resistentes Bakterium aus. Über Monate hinweg werden immer neue Patienten infiziert, aller Vorsicht zum Trotz. Ihre Zahl steigt auf 18. Von ihnen sterben elf. Nachweislich erliegen sechs dem Keim, die übrigen ihrem ursprünglichen Leiden. Erst nach Wochen haben die Ärzte das Problem mit vielen Kontrollen im Griff – mit Hilfe der Genetik.

Um den Infektionsweg vom ersten Patienten über das Hilfspersonal zu den nächsten Betroffenen zu verfolgen, hat ein Team um Tara Palmore von den National Institutes of Health in Bethesda (US-Staat Maryland) die Bakterien aus einzelnen Patienten sequenziert. Die dabei aufgedeckten wenigen Mutationen bergen eine Art Zeitstempel, mit dem sich die Infektionsreihenfolge und damit der Infektionsweg verfolgen lassen. Die Ergebnisse sind im Journal "Science Translational Medicine" veröffentlicht.

Der Keim Klebsiella pneumoniae löst viele ernste Infektionen aus, besonders bei Menschen mit geschwächtem Immunsystem. Manche der Stämme haben die Fähigkeit erworben, mit etlichen Antibiotika fertig zu werden. Sie lassen sich daher kaum noch mit herkömmlichen Mitteln bekämpfen. Das war auch bei einer 43 Jahre alten Patientin der Fall, die am 13. Juni 2011 ins NIH-Krankenhaus eingeliefert wurde. Trotz ihrer sofortigen Isolierung kam es zu immer neuen Fällen, die die Ärzte schließlich durch Abschottung und strenge Kontrollen in den Griff bekamen.

Suche nach dem Übertragungsweg

Später sequenzierte das Team die aus den Patienten isolierten Bakterien. Das Genom von Klebsiella umfasst etwa sechs Millionen Bausteine. Bei der Zellteilung kommt es – natürlicherweise – zu spontanen Mutationen, die an die Nachkommen weitergegeben werden. Aus der Verteilung der Mutationen in den Genomen der Bakterien aus den Patienten lässt sich eine Reihenfolge ableiten. Sie zeigt, welcher Patient welchen Keim weitergegeben hat. Und das wiederum hilft bei der Fahndung nach dem Übertragungsweg: Welcher Pfleger hat wann welche Patienten betreut, wer hatte Kontakt zu wem?

Patient 1 gab den Keim demnach an Patient 3 weiter. Von ihm aus geriet er an Patient Nummer 2, der ein schwaches Immunsystem hatte und daher schneller erkrankte als Patient 3. Die Infektion von Patient 4 ging direkt auf den Patienten mit der Nummer 1 zurück.

Der Erregerstamm wurde unter anderem in Proben aus sechs Abflüssen und einem gründlich gereinigten Ventilator isoliert, berichten die Autoren. Besonders letzterer Fund war verstörend. "Diese Studie gibt uns einen Einblick, wie genomische Methoden unseren Umgang mit mikrobiellen Epidemien in der Zukunft verändern werden", erklärte Eric Green, Direktor des National Human Genome Research Institute, das die Sequenzierung vorgenommen hatte.

Quelle: ntv.de, dpa

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