Im Namen der Diagnose

Kompakte NAT-Automaten für die Mikrobiologie

Trillium Diagnostik 2018; 16(4): 257-260

Der Grundsatz, dass jede Therapie auf Basis einer gesicherten Diagnose erfolgen sollte, konnte in der medizinischen Mikrobiologie bisher oft nicht erfüllt werden, weil die klassisch-mikrobiologische Diagnostik sehr zeitaufwendig ist und die Therapie häufig nicht warten kann, bis die genaue Erregerspezies inklusive Anti­biogramm feststeht. Stattdessen wird in der Regel empirisch eine Verdachtsdiagnose festgelegt und für die Therapie eine „kalkulierte Antibiose“ aufgrund klinischer und statistischer Erwartungen gestartet. Die daraus resultierenden Probleme hinsichtlich Entwicklung von Resistenzen sind in dieser Ausgabe ausführlich geschildert.

Die hier vorgestellten kompakten NAT-Geräte tragen mit ihren vorgefertigten Testkits dazu bei, den auf die Bakterien wirkenden Selektionsdruck zur Entwicklung von Antibiotika-Resistenzen zu verringern. Sie arbeiten schnell und binden wenig Personal. Dadurch schließen sie eine Lücke der mikrobiologischen Diagnostik: Selbst kleinere Krankenhäuser ohne eigenes mikrobiologisches Labor erhalten durch kompakte und sehr einfach zu bedienende Geräte die Chance, schnelle orientierende Informationen über möglicherweise vorliegende pathogene Keime zu bekommen und frühzeitiger gezielt zu behandeln. Zudem können potenziell infektiöse Patienten zum Schutz nicht Infizierter zeitnah isoliert werden.

Trotzdem bleibt die klassische Bestimmung von „Erreger und Resistenz“, besonders auch die phänotypische Antibiotikaresistenztestung, nach wie vor der diagnostische Goldstandard. 

Zwei Geräte ermöglichen es, vorgefertigte Testkits und selbst entwickelte Inhouse-Tests parallel abzuarbeiten. Für den unten gezeigten Vollautomaten steht ein besonders großes Testportfolio zur Speziesbestimmung und zum Nachweis von Antibiotikaresistenzen zur Verfügung. 

Das zweite System, das auch selbst entwickelte Tests unterstützt (siehe unten), basiert auf einer schnell erlernbaren Kartuschentechnik. Über eine spezielle Middleware steuert es auch die Auftrags- und Befundweiterleitung zwischen verschiedenen Laboren im Verbund.

Allen vorgestellten Kompaktsystemen ist gemeinsam, dass Nukleinsäure-Aufreinigung, Vorbereitung des Mastermixes und Amplifikation innerhalb des Gerätes in strikt getrennten Kompartimenten stattfinden, sodass die geforderte Verschleppungs­sicherheit durch „Drei-Raum-Technik“ nach wie vor gewährleistet ist. 

Nachweis aus Primärmaterial

Der größte Zeitaufwand in der Mikro­biologie ist durch die Anzucht der Bakterien bedingt. Hier verspricht die auf S. 259 oben beschriebene Methode Abhilfe, bei der die humane DNA gezielt abgebaut wird, sodass sich die DNA von Bakterien bzw. Pilzen anreichert. Dieses Verfahren eignet sich für Primärmaterialien wie etwa Abstriche, Gewebeproben oder normalerweise sterile Körperflüssig­keiten, sowie für andere Untersuchungsmaterialien, bei denen die Anzucht erfolglos bleibt. An die Extraktion schließt sich eine Breitband-PCR des 16S- und des 18S-rRNA-Gens mit anschließender Sanger-Sequenzierung an. Die Auswertung erfolgt durch Vergleich mit einer Datenbank bekannter Keime.

Respiratorische Erkrankungen

Bei den beiden Point-of-Care-Geräten auf der nächsten Seite unten und der übernächsten Seite liegt der Fokus – passend zur kalten Jahreszeit – auf der schnellen Diagnostik bei Virusinfektionen des Respirationstrakts. Für die Bedienung reicht eine kurze Schulung des Personals vollkommen aus. Die nebenstehende PCR-Methode liefert Resultate für Influenza A und B sowie RSV innerhalb von 15–30 Minuten. 

Isotherme Amplifikation

Die Assays auf der Folgeseite basieren als einzige nicht auf der PCR, sondern auf einem isothermen Verfahren zur Nuklein­säure-Amplifikation, sodass hier der Thermocycler entfällt. Neben den oben genannten Viren können weitere Erreger akuter respiratorischer Erkrankungen (ARI) getestet werden. Die Assays erfüllen die strengen Rili-BÄK-Kriterien für echte POC-Tests nicht ganz, eignen sich aber zum Beispiel gut für Bereitschaftszeiten im Labor.    

Dr. Gabriele Egert