Mit digitaler Präzisionsdiagnostik die Sepsis-Behandlung verbessern

10.09.2021
von: Universität Bielefeld

Eine Sepsis ist eine lebensbedrohliche Erkrankung, die jährlich mehr als 75.000 Todesfälle in Deutschland verursacht. Entscheidend für eine erfolgreiche Therapie ist es, den Erreger frühzeitig und zuverlässig zu identifizieren – dies wird mit dem Anlegen einer Blutkultur, dem aktuellen Goldstandard, häufig nicht erreicht. Abhilfe könnten neue digitale Methoden zur Erregerbestimmung schaffen, die Genomik und Bioinformatik kombinieren. Wird die Diagnostik durch sie präziser und zuverlässiger? Verbessert sich die Therapie und lässt sich sogar die Sterblichkeit senken? Diese Fragen untersucht das Forschungsprojekt „DigiSep“, an dem Forschende der Universität Bielefeld und sechs weitere Partnereinrichtungen beteiligt sind. Das Projekt ist im September 2021 gestartet und soll zum Welt-Sepsis-Tag am 13. September in den Fokus gerückt werden.

Geleitet wird das Forschungskonsortium von der Klinik für Anästhesiologie und Intensivmedizin am Universitätsklinikum Essen. DigiSep wird vom Innovationsausschuss des Gemeinsamen Bundesausschusses für drei Jahre mit insgesamt circa 3,1 Millionen Euro gefördert.

Um die Wirksamkeit neuer digitaler Diagnostikmethoden zu untersuchen, plant die DigiSep-Forschungsgruppe eine Studie mit 410 zufällig ausgewählten, schwer erkrankten Sepsis-Patient*innen in rund 20 deutschen Kliniken. Bei 205 der Erkrankten wird das Blut sowohl mit Standard- als auch mit digitaler Präzisionsdiagnostik untersucht, die innerhalb von 24 Stunden mehr als 1.500 Keime (Bakterien, DNA-Viren, Pilze und Parasiten) erkennen kann.

Symbolfoto zu Next-Generation Sequencing
Bei digitaler Präzisionsdiagnostik werden Blutproben mit Next-Generation Sequencing, einer schnelle Methode zur DNA-Analyse untersucht. Bioinformatische Algorithmen gleichen diese Informationen mit einer klinischen Genom-Datenbank ab. Innerhalb weniger Stunden liegt so ein Report über alle in der Probe nachweisbaren Keime vor. Foto: Noscendo

Dafür wird die zellfreie DNA, also Teile des spezifischen Erbguts des Erregers, in der Blutprobe der Patientin oder des Patienten mittels Next-Generation Sequencing untersucht – einer neuen, besonders schnellen Methode zur DNA-Analyse. Bioinformatische Algorithmen gleichen diese Informationen mit einer großen klinischen Genom-Datenbank ab. Innerhalb weniger Stunden liegt so ein Bericht über alle im Blut nachweisbaren Keime vor, was eine gezieltere Therapie ermöglichen soll. Zusätzlich werden die behandelnden Ärztinnen und Ärzte von einem Gremium aus Expert*innen unterstützt, mit dem Befunde und Therapieentscheidungen besprochen werden können. Bei den übrigen 205 Personen der Vergleichsgruppe kommt die derzeitige Standarddiagnostik, also die zeitaufwendige Anzüchtung der Erreger in einer Blutkultur, zum Einsatz.

Der Rekrutierungsbeginn ist für Januar 2022 geplant, der Beobachtungszeitraum beträgt insgesamt 180 Tage. Im Anschluss werden unter anderem die Verweildauer auf der Intensivstation, die Dauer einer Antibiotika-Therapie und die Sterblichkeit der Teilnehmer*innen ausgewertet. „Wir untersuchen, ob die Kombination aus Standarddiagnostik, digitaler Präzisionsdiagnostik und Expertenaustausch eine schnellere, zielgerichtete und damit bessere Therapie ermöglicht als die reine Standarddiagnostik allein. Im Erfolgsfall trägt das DigiSep-Projekt dazu bei, die Versorgung von Patientinnen und Patienten mit Sepsis und septischem Schock zu verbessern. Für die Patientinnen und Patienten könnte dies einen kürzeren Aufenthalt auf der Intensivstation beziehungsweise im Krankenhaus, weniger Spätfolgen und mehr Lebensqualität bedeuten“, erklärt Professor Dr. Thorsten Brenner, Leiter des Forschungsprojekts und Direktor der Klinik für Anästhesiologie und Intensivmedizin am Universitätsklinikum Essen.

Durchgeführt wird das Projekt DigiSep von der Klinik für Anästhesiologie und Intensivmedizin am Universitätsklinikum Essen als Konsortialführer in Zusammenarbeit mit der Arbeitsgruppe für Gesundheitsökonomie und Gesundheitsmanagement der Universität Bielefeld, dem Koordinierungszentrum für Klinische Studien (KKS) und dem Institut für Medizinische Biometrie (IMBI) am Universitätsklinikum Heidelberg sowie mit den Krankenkassen AOK Rheinland/Hamburg, BARMER und der Techniker Krankenkasse. Das Diagnostikunternehmen Noscendo steuert als technischer Partner seinen digitalen Präzisionstest DISQVER bei, der eine CE-Kennzeichnung für In-vitro-Diagnostika (IVD) besitzt. Das Projekt vom Innovationsausschuss des Gemeinsamen Bundesausschusses (G-BA) gefördert. Der G-BA ist das höchste Beschlussgremium der gemeinsamen Selbstverwaltung im deutschen Gesundheitswesen. Er entscheidet darüber, welche Leistungen gesetzlich Krankenversicherte in Anspruch nehmen können.

Sepsis und der Welt-Sepsis-Tag am 13. September

Bei einer Sepsis, umgangssprachlich auch Blutvergiftung genannt, kann die körpereigene Abwehrreaktion auf eine Infektion mit zum Beispiel Bakterien oder Viren so heftig ausfallen, dass Organe und Gewebe massiv geschädigt werden oder gar ganz versagen. Das macht die Erkrankung lebensbedrohlich. In Deutschland erleiden jährlich bis zu 300.000 Menschen eine Sepsis; rund 75.000 von ihnen versterben. Für eine erfolgreiche Therapie ist es entscheidend, den jeweiligen Erreger frühzeitig und zuverlässig zu identifizieren. Mit den bisher üblichen Methoden gelingt dieser Nachweis allerdings häufig nicht: Hier wird in maximal 30 Prozent der Fälle ein Erreger identifiziert, bei bereits unter antibiotischer Behandlung stehenden Sepsis-Patient*innen oftmals nur bei weniger als 10 Prozent der Fälle. Der Welt-Sepsis-Tag findet jedes Jahr am 13. September statt. Er soll helfen, Sepsis bekannter zu machen und so eine frühe Erkennung und erfolgreichere Behandlung zu ermöglichen.

Die Pressemitteilung des Universitätsklinkums Essen ist hier zu finden.