Sepsis

Erreger:Bakterien →grampositive Kokken →Streptococcus pyogenes
Übertragung:Über die Atemwege oder bei Kontakt von Schleimhäuten mit kontaminierten Oberflächen
Geographische Verbreitung:Weltweit
Häufigkeit:1,5 Millionen Sepsis-Fälle im Jahr in Europa und Nordamerika (von anderen Kontinenten liegen keine Daten vor)

Fallgeschichte

Ein 65-jähriger Patient wird wenige Tage nach Implantation einer Hüftgelenkendoprothese auf die Intensivstation eingewiesen. Nach leichter postoperativer Erholung auf der chirurgischen Station plötzliche Verschlechterung seines Gesundheitszustands. Die umgehende Messung seiner Vitalzeichen ergibt: Herzfrequenz = 98/Min., Atemfrequenz = 24/Min., Körpertemperatur = 38,2 °C, systolischer Blutdruck = 110. Da diese Werte auf eine beginnende Sepsis hinweisen, fordert der Arzt umgehend ein Blutbild, eine Laktatspiegel-Bestimmung und eine mikrobiologische Blutuntersuchung zur weiteren Abklärung an.

Sepsis: Pathophysiologie und Diagnostik

Die Sepsis ist eine lebensbedrohliche Krankheit, ausgelöst durch die Immunreaktion des Körpers auf eine Infektion mit Krankheitserregern. Meist handelt es sich hierbei um Bakterien, aber auch Viren, Pilze oder Parasiten können eine Sepsis auslösen. Die am häufigsten von einer Primärinfektion betroffenen Organe sind Lungen, Gehirn, Harntrakt und Bauchorgane. Besonders groß ist die Gefahr einer Sepsis bei sehr jungen sowie sehr alten Menschen oder einem geschwächten Immunsystem, zum Beispiel bei Krebserkrankungen oder Diabetes oder infolge schwerer Verletzungen oder Verbrennungen (1). Typische Zeichen einer schweren Sepsis sind Organdysfunktion, Hypotonie, erhöhte Herz- und Atemfrequenz sowie erhöhte Laktatwerte.

Eine Sepsis wird stets durch eine Kombination aus mehreren Faktoren ausgelöst, die mit den spezifischen, in den Körper eingedrungenen Mikroorganismen und dem Immunstatus des Patienten zusammenhängen. Auf die frühe Phase der Sepsis – gekennzeichnet durch überschießende Entzündungsreaktionen – kann eine längere Phase der verminderten Reaktivität des Immunsystems (Immunparalyse) folgen. Es gibt verschiedene mikrobielle Faktoren, die die septische entzündliche Reaktion auslösen können. Das Immunsystem erkennt ein in den Körper eingedrungenes Pathogen anhand seiner Pathogen-assoziierten molekularen Muster (PAMPs, z. B. Lipopolysaccharide und Flagellin bei gramnegativen Bakterien, Lipoteichonsäure und Muramyldipeptid bei grampositiven Bakterien). Pattern-Recognition-Rezeptoren des angeborenen Immunsystems, kurz PRRs (z. B. Toll-like Rezeptoren und NOD-like-Rezeptoren), erkennen die Pathogene anhand ihrer spezifischen PAMPs. Diese Rezeptoren leiten eine intrazelluläre Signalkaskade ein, die schließlich zur Ausschüttung von proinflammatorischen Zytokinen führt (z. B. Interleukin 6, Tumornekrosefaktor). Diese Zytokine können Gerinnungsfaktoren aktivieren und so Schäden am Endothel der Blutgefäße verursachen. Dadurch können in kleineren Gefäßen intravaskuläre Blutgerinnsel entstehen, die letztendlich zu Organversagen führen können (2).

Entscheidend für die erfolgreiche Behandlung einer Sepsis ist eine frühe Diagnose. Die frühzeitige Einleitung einer zielgerichteten Antibiotikatherapie ist ein wichtiger Faktor, um die Mortalität zu senken. Im Allgemeinen liegt eine gesicherte Diagnose vor, wenn mindestens zwei der Kriterien für das systemische inflammatorische Response-Syndrom (SIRS) erfüllt sind und bei dem Patienten eine Infektion nachgewiesen wurde oder der begründete Verdacht auf Infektion besteht (3). In diesem Zusammenhang ist wichtig zu wissen, dass die kürzlich veröffentlichte neue Sepsis-Definition „The Third International Consensus Definitions for Sepsis and Septic Shock (Sepsis-3)“ für die Diagnose den „qSOFA“ (Quick SOFA – Sequential Organ Failure Assessment) verwendet, einen Score für die frühe und schnelle Beurteilung von Sepsis-bedingtem Organversagen. Der Score beurteilt den Sepsis-Status eines Patienten anhand von lediglich drei Symptomen (von denen zwei erfüllt sein müssen): veränderter Mentalstatus, erhöhte Atemfrequenz und niedriger systolischer Blutdruck.Weitere bisher verwendete Definitionen und Benennungen für Sepsis, schwere Sepsis, septischer Schock und Organdysfunktion wurden ebenfalls überarbeitet (4).

Eine unbehandelte septische Phase kann schnell zu einer schweren Sepsis führen – typischerweise mit Zeichen von Sepsis-induziertem Endorganversagen. Eine persistierende schwere Sepsis kann einen septischen Schock auslösen (5).

Die Differentialdiagnose zum Nachweis einer Sepsis ist komplex. Nichtinfektiöse Prozesse, die SIRS-Zeichen auslösen können, z. B. akute Pankreatitis, Verbrennungen, Anaphylaxie, Herzversagen etc., müssen ausgeschlossen werden. In den vergangenen Jahren wurden verschiedene individuelle biochemische Marker identifiziert und in der wissenschaftlichen Literatur beschrieben. Aufgrund der komplexen Pathophysiologie der Sepsis gibt es bisher jedoch keinen Biomarker mit nachgewiesenem klinischen Nutzen, der in vollem Umfang akzeptiert ist und in der Diagnostik breite Anwendung findet. In der Regel sind die klinischen Zeichen des Patienten nach wie vor die wichtigsten Kriterien für den Kliniker, um eine Sepsis zu diagnostizieren.

Laborergebnisse

 

Fallinterpretation

Die XN-Analysenergebnisse des 65-jährigen Patienten, der auf die Intensivstation verlegt wurde, zeigten einen normalen Leukozytenwert, jedoch mit einem stark erhöhten Neutrophilen-Lymphozyten-Verhältnis (NEUT/LYMPH = 17). Dieses hohe N/L-Verhältnis weist auf eine Aktivierung der angeborenen Immunantwort hin. Ursache dafür könnte in diesem Fall eine bakterielle Infektion sein oder eine nichtinfektiöse Immunantwort, z. B eine Überempfindlichkeitsreaktion auf eines oder mehrere der Implantatmaterialien. Abgesehen von dem im Normbereich liegenden Leukozytenwert waren drei Kriterien für SIRS (Körpertemperatur, Herz- und Atemfrequenz) erfüllt. Aufgrund der Operation, der sich der Patient wenige Tage zuvor unterzogen hatte, war eine Infektion als septische Ursache der systemisch-inflammatorischen Response sehr wahrscheinlich. Eine solche muss vor der Einleitung einer Therapie mit Breitspektrumantibiotikum jedoch zweifelsfrei oder zumindest mit hoher Wahrscheinlichkeit bestätigt werden.

Für die Beurteilung der angeborenen Immunantwort zur Abwehr einer Infektion wurden bei der Diagnose mehrere indikative Parameter der XN-Analyse berücksichtigt. Die im WDF-Kanal gemessene Neutrophilenpopulation zeigte eine stark erhöhte Aktivität (erhöhte Fluoreszenzintensität NEUT-RI = 64,8 FI, Normbereich 42 – 50 FI), die in Kombination mit einer signifikant erhöhten Monozytenaktivität (erhöhte Fluoreszenzintensität MONO-SFL = 151,4 FI) und einem leicht erhöhten Parameter AS-LYMPH = 0,5 % (Antikörper-synthetisierende Lymphozyten, T-Zell-unabhängige aktivierte B-Lymphozyten) auf die Frühphase einer schweren bakteriellen Infektion hindeuten könnte, da erhöhte Werte dieser Parameter typisch für eine erste Reaktion des angeborenen Immunsystems zur Abwehr bakterieller Pathogene ist. Der normale Leukozytenwert und der nur leicht erhöhte IG-Wert von 0,6 % (unreife Granulozyten) deuten darauf hin, dass die Blutwerte zu einem Zeitpunkt  gemessen wurden, bevor der für die nächste Phase einer Infektion typisch erhöhte Neutrophilenumsatz (hohe Anzahl von aus dem Knochenmark ins periphere Blut ausgeschwemmten unreifen Granulozyten und hohe Anzahl von reifen Granulozyten im peripheren Blut) im peripheren Blut nachweisbar ist. Das Fehlen eosinophiler Granulozyten unterstützt den Verdacht auf eine bakterielle Infektion gegenüber einer nichtinfektiösen inflammatorischen Immunantwort.

Im PLT-F-Kanal wurden eine schwere Thrombozytopenie und eine erhöhte unreife Thrombozytenfraktion (IPF = 10,3 %) detektiert. Diese Beobachtung könnte die Differentialdiagnose einer Sepsis unterstützen, da schwere Infektionen eine Thrombozytopenie verursachen können, nämlich infolge eines erhöhten Thrombozytenabbaus durch disseminierte intravasale Gerinnung, Endothelschädigung oder Thrombozytenaggregation, ausgelöst durch bakterielle Endotoxine, die an die Plättchenmembranen binden.

Die Analyse im RET-Kanal ergab eine Störung der Erythrozytopoese, die sich durch einen negativen Delta-He-Wert (-1,1 pg) zeigte. Unter normalen physiologischen Bedingungen ist der Parameter Delta-He ein positiver Wert. Der negative Delta-He-Wert deutet auf eine akute Infektion hin. Eisensequestration durch Bindung von Eisen an das Ferritin in Makrophagen begrenzt die Verfügbarkeit von Eisen für extrazelluläre Pathogene. Durch die Bindung von Eisen in den Makrophagen hemmt dieser Mechanismus die Bereitstellung von Eisen für die Erythropoese. Ein niedriger Serumeisenspiegel führt schnell zu einer Eisenmangelanämie, ein funktionelles Eisendefizit im Knochenmark zu einem erniedrigten RET-He-Wert und in der Folge zu einem negativen Delta-He-Wert.

Die zum Zeitpunkt der Einweisung des Patienten auf die Intensivstation gemessene Laktatkonzentration lag bei 4,2 mmol/l.

Die Blutbilddaten der XN-Analyse schließen aufgrund des beobachteten Musters einer frühen Pathogen-bedingten Immunantwort mit hoher Wahrscheinlichkeit eine nichtinfektiöse Ursache für das systemische inflammatorische Response-Syndrom (SIRS) aus. Eine positive Blutkultur mit Streptococcus pyogenes bestätigte die Diagnose Sepsis durch bakterielle Infektion (zwei Tage nach Einweisung auf die Intensivstation). Die Antibiotikatherapie wurde jedoch bereits 2 Stunden nach Einweisung des Patienten eingeleitet, da dringender Verdacht auf eine Sepsis bestand und der Zustand des Patienten sich nach intravenöser Flüssigkeitszufuhr und weiteren medizinischen Interventionen weiter verschlechterte.

Literatur

  1. Sepsis Questions and Answers. Centers for Disease Control and Prevention (CDC). 22. Mai 2014.
  2. Nimah M & Brilli RJ (2003): Coagulation dysfunction in sepsis and multiple organ system failure. Crit Care Clin. Jul;19(3):441-58
  3. American College of Chest Physicians/Society of Critical Care Medicine Consensus Conference: definitions for sepsis and organ failure and guidelines for the use of innovative therapies in sepsis. (1992): Crit Care Med. Jun;20(6):864-74.
  4. Singer M, Deutschman CS, Seymour CW, Shankar-Hari M, Annane D, Bauer M, Bellomo R, Bernard GR, Chiche JD, Coopersmith CM, Hotchkiss RS, Levy MM, Marshall JC, Martin GS, Opal SM, Rubenfeld GD, van der Poll T, Vincent JL, Angus DC. (2016): The Third International Consensus Definitions for Sepsis and Septic Shock (Sepsis-3). JAMA. Feb 23;315(8):801-10.
  5. Dellinger RP, Levy MM, Rhodes A, Annane D, Gerlach H, Opal SM, Sevransky JE, Sprung CL, Douglas IS, Jaeschke R, Osborn TM, Nunnally ME, Townsend SR, Reinhart K, Kleinpell RM, Angus DC, Deutschman CS, Machado FR, Rubenfeld GD, Webb SA, Beale RJ, Vincent JL, Moreno R (2013): Surviving sepsis campaign: international guidelines for management of severe sepsis and septic shock: 2012. Crit Care Med. Feb;41(2):580-637.

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