Infektionsdiagnostik: Bakterien, Pilze, Viren und Parasiten

Infektionen sind in der Therapie maligner Erkrankungen eine häufige Komplikation, wobei eine Vielzahl unterschiedlicher Erreger ursächlich auftreten können. Die nachfolgende Darstellung kann daher nicht den Anspruch auf Vollständigkeit erheben und umfasst die Diagnostik von Erregern, die bei immunsupprimierten Patienten häufig anzutreffen sind oder die bei diesen Patienten schwerwiegende Infektionen verursachen. Weiterführende Informationen sind nicht nur in Publikationen, sondern auch über frei zugängliche, internetbasierte Angebote von Institutionen und Fachgesellschaften verfügbar. Das optimale diagnostische und auch therapeutische Vorgehen bei zahlreichen Infektszenarien bei immunsupprimierten Patienten (z. B. Fieber in der Neutropenie) ist durch Studien abgesichert und hat Eingang in Leitlinien gefunden. Bei selten auftretenden Infektionen und unklaren Krankheitszuständen, bei denen eine Infektion vermutet wird, empfiehlt sich die Hinzuziehung von Kollegen mit infektiologischer Expertise.

Eine langanhaltende Neutropenie bzw. Agranulozytose ist der am häufigsten anzutreffende Risikofaktor bei immunsupprimierten Patienten mit Infektionen und ist meist krankheitsbedingt (z. B. akute Leukämie) oder Ausdruck der Chemotherapietoxizität. Nicht nur die Tiefe der Neutropenie, sondern auch deren Dauer ist mit einem ansteigenden Infektionsrisiko assoziiert (Bodey et al. 1966). Neben der Neutropenie sind zelluläre Immundefekte, ein Antikörpermangelsyndrom sowie eine anatomische bzw. funktionelle Asplenie mit einem relevant erhöhten Infektionsrisiko korreliert, wobei eine gewisse Assoziation zwischen Art der Immunsuppression und bestimmten Infektionserkrankungen bzw. Erregern besteht (Tab. 1). Die Kenntnis dieser Assoziationen hat nicht nur zur Entwicklung von Prophylaxestrategien (z. B. antimykotische Primärprophylaxe bei Langzeitneutropenie; Cornely et al. 2007) sowie präemptiven Therapiekonzepten (z. B. antivirale Therapie nach allogener Blutstammstelltransplantation; Ullmann et al. 2016) geführt, sondern erlaubt auch eine gezieltere Diagnostik bei Patienten mit entsprechendem Risikoprofil.

Die Einführung neuer, zielgerichteter Substanzen („small molecules“ und Biologicals) hat die Therapiemöglichkeiten zahlreicher Malignome, insbesondere hämatologischer Neoplasien, wesentlich verbessert. Allerdings sind gehäuft Infektionen unter Therapie mit neuen, zielgerichteten Substanzen beobachtet worden, die nicht alleine durch vorangegangene bzw. gleichzeitig durchgeführte Therapien erklärt waren (Tab. 1; Reinwald et al. 2018). Insbesondere unter Therapie mit dem Bruton-Tyrosinkinase-Inhibitor Ibrutinib, dem PI3K-Inhibitor Idelalisib und JAK2-Inhibitoren wurden gehäuft invasive Mykosen beobachtet, wobei deren Genese durch Inhibition entscheidender Signalwege teilweise erklärbar ist (Lionakis et al. 2017; Lionakis und Levitz 2018). Da eine Zunahme des Einsatzes neuer, zielgerichteter Substanzen in den kommenden Jahren zu erwarten ist, dürfte sich die Zusammensetzung des Risikokollektivs weiter verändern und die Entwicklung von Prophylaxestrategien erforderlich machen.

Grundsätzlich muss zwischen De-novo-Infektionen und Reaktivierungen bei latenter Infektion unterschieden werden, was nicht nur Konsequenzen in Hinblick auf den Einsatz indirekter diagnostischer Verfahren (z. B. vorhandene „Seronarbe“ bei Reaktivierung) hat, sondern auch bezüglich des Einsatzes von Prophylaxestrategien. Die in Tab. 2 dargestellte Auswahl an Erregern können typischerweise unter immunsuppressiven Therapien reaktivieren.

Bei etwa der Hälfte der Patienten mit Fieber in der Neutropenie lässt sich klinisch kein Fokus oder ein klinisch relevantes Keimisolat nachweisen, d. h., es liegt definitionsgemäß Fieber unklarer Genese (FUO, „fever of unknown origin“) vor (Heinz et al. 2017).

Fieber ist nahezu regelhaft das erste Symptom einer Infektion und liegt vor, wenn bei einer oralen Messung eine Körpertemperatur ≥38,3 °C einmalig oder ≥38,0 °C (für eine Dauer ≥1 Std. oder zweimalig innerhalb von 12 Std.) festgestellt wird. Zu beachten ist, dass antipyretische Substanzen (z. B. Paracetamol, Metamizol, Steroide) dies maskieren können und Medikamente (z. B. Bleomycin) oder die Transfusion von Blutprodukten Fieber verursachen können.

Bei Auftreten von Fieber bei immunsupprimierten Patienten sollte eine Anamnese zur Erfassung richtungsweisender Beschwerden und Erfassung alternativer Fieberursachen (s. oben) erfolgen. Die klinische Untersuchung mit Erfassung der Vitalparameter (Puls, Blutdruck, Atemfrequenz, Sauerstoffsättigung) sollte unverzüglich und vollständig erfolgen, um mögliche Infektherde zu erfassen (Tab. 3).

Bei Symptomen oder klinischen Zeichen einer Atemwegsinfektion sollte eine Bildgebung des Thorax erfolgen. Die Sensitivität einer konventionellen Röntgenaufnahme des Thorax ist deutlich geringer im Vergleich zur Computertomografie (CT), sodass bei entsprechendem Verdacht eine CT erfolgen sollte (Maschmeyer und Donnelly 2016). Bei klinischen Zeichen einer Sinusitis sollte, insbesondere bei drohenden Komplikationen oder Infektionen mit Fadenpilzen (Aspergillus spp., Mucormykose), eine CT des Gesichtsschädels veranlasst werden. Falls Hinweise auf eine intraabdominelle Infektion vorliegen, sollte zumindest eine Ultraschalluntersuchung und ggf. eine ergänzende CT durchgeführt werden (Schmidt-Hieber et al. 2018). Bei Patienten mit Zeichen einer ZNS-Infektion, insbesondere bei invasiven Mykosen, sollte eine Magnetresonanztomografie (MRT) oder, falls diese nicht verfügbar sein sollte, eine CT erfolgen (Ruhnke et al. 2018). Bei klinischen Hinweisen auf eine Meningitis (z. B. Meningismus, Cephalgien oder fokale neurologische Symptome) sollte unverzügliche eine Liquordiagnostik erfolgen.

Neben den Blutbildparametern (großes Blutbild: Leukozyten- und Thrombozytenzahl mit Differenzierung, Erythrozytenzahl mit errechneten oder gemessenen Parametern) ist die Bestimmung weiterer Basislaborparameter (ASAT, ALAT, gGT, Bilirubin, alkalische Phosphatase, LDH, Kreatinin, Harnstoff, Quick, PTT, Fibrinogen, C-reaktives Protein, Na, K, Ca) sinnvoll, um Hinweise auf den Infektfokus zu gewinnen, schwerwiegende Organdysfunktionen frühzeitig zu erfassen und Ausgangswerte zur Verlaufsbeurteilung zu erhalten (Heinz et al. 2017).

Bei erhöhten Leberwerten sollte zeitnah, wenn noch nicht geschehen, eine Hepatitisserologie (Hepatitis A: Anti-HAV-IgG und -IgM; Hepatitis B: HBs-Antigen, Anti-HBc; Hepatitis C: Anti-HCV, auch Hepatitis-E-Antikörper) und in Zweifelsfällen eine entsprechende PCR veranlasst werden.

Procalcitonin wird bei bakteriellen Infektionen erhöht gemessen, schließt eine solche Infektion aber bei normalem Ergebnis auch nicht aus. Die meisten Studien hierzu sind allerdings bei Patienten ohne Neutropenie durchgeführt worden. Jedoch gibt es inzwischen vermehrt Hinweise, dass die Messung von Procalcitonin auch bei Malignompatienten aussagekräftig sein kann (Bruno et al. 2017).

Vor Beginn einer antibakteriellen Therapie ist die Entnahme von Blutkulturen obligat:

Ein rascheres Keimwachstum in Proben, die aus Venenkathetern entnommen wurden, im Vergleich zu zeitgleich durch Venenpunktion entnommenen Proben (≥2 Std.) sollte als Hinweis auf eine Katheterinfektion gewertet werden. Eine erweiterte Probenentnahme mit Beimpfung von dreimal zwei Blutkulturflaschen bzw. die getrennte Probenentnahme aus Schenkeln mehrlumiger Venenkatheter kann die diagnostische Aussagekraft verbessern (Heinz et al. 2017). Die Entnahme weiterer bakteriologischer Kulturen sollte in Abhängigkeit des klinischen Bildes vorgenommen werden (z. B. Wundabstriche, intraoperative Abstriche, Liquor, Galleaspirat).

Bei Erregern, die nicht in der Routinediagnostik anzüchtbar sind, können molekulare Tests (meist Polymerasekettenreaktion, PCR) hilfreich und diagnostisch entscheidend sein, wobei molekulare Testverfahren inzwischen allgemein kommerziell verfügbar sind. Ein molekularer Erregernachweis aus Blutproben ist mit kommerziell verfügbaren Testsystemen möglich und kann im Vergleich zur konventionellen Erregerkultur deutlich rascher Resultate liefern (Chen und Kontoyiannis 2010). Allerdings erfassen molekulare Nachweisverfahren häufig eine inzwischen fast uferlose Anzahl von Erregern, deren klinische Wertigkeit allgemein noch wenig belegt oder sogar weitgehend unbekannt ist. Erst Recht mangelt es immer noch an Erfahrungen bei immunsupprimierten Patienten (Elges et al. 2017). Man kann aber davon ausgehen, dass solche „neu entdeckten“, von bekannten Keimen abgetrennte Species insbesondere bei Immunsupprimierten im Zweifel von Relevanz sein können.

Eine Erregeridentifizierung mittels MALDI-TOF (Matrix-assisted laser desorption time of flight)Massenspektrometrie ist in der mikrobiologischen Routinediagnostik etabliert und erlaubt eine rasche und präzise Erregeridentifizierung, wobei der Erreger hierzu in Reinkultur vorliegen muss. Bei Verdacht auf Vorliegen einer Infektion mit Erregern, die nicht in der Routinediagnostik mittels Blutkultur anzüchtbar sind, sollte eine entsprechende Diagnostik in enger Abstimmung mit dem mikrobiologischen Labor erfolgen, das dann besser die Möglichkeit hat, dem Kliniker das geeignete Untersuchungsmaterial vorzuschlagen und die beste diagnostische Methode (u. a. Anzucht auf Spezialmedien, serologische und molekulare Testverfahren) auszuwählen. Zusätzlich sollten dem mikrobiologischen Labor patientenspezifische Informationen zu Diagnose, Art und Schwere der Immunsuppression sowie durchgeführten Antibiotikatherapien (z. B. Chinolonprophylaxe bei Neutropenie) mitgeteilt werden.

Die Diagnostik invasiver Pilzinfektionen erfordert nicht nur konventionelle Kulturtechniken, sondern auch den Einsatz bildgebender Verfahren, serologischer und molekularer Techniken sowie, soweit verfügbar, die histologische Untersuchung von Gewebeproben.

Die Blutkultur zeigt sich bei Infektionen mit Fadenpilzen (Aspergillose, Mucormykose) regelhaft negativ und kann nur bei Infektionen mit sehr selten auftretenden Fadenpilzinfektionen (Fusariose, Scedosporiose) ein Keimwachstum zeigen. Bei invasiver Candidose hingegen entspricht die Blutkulturdiagnostik dem Goldstandard (Tab. 4).

Für die Bildgebung, insbesondere bei pulmonalen Fadenpilzinfektionen, ist die CT der konventionellen Röntgendiagnostik überlegen (Maschmeyer und Donnelly 2016). Der Nachweis eines Halozeichens sollte als Hinweis auf eine invasive pulmonale Aspergillose und ein inverses Halozeichen als Hinweis auf eine invasive Mucormykose gewertet werden (Ruhnke et al. 2018).

Bei zytologischen Untersuchungen sollte der Fluoreszenzfarbstoff Calcofluor eingesetzt werden, da dieser die Darstellung von Pilzzellen erleichtert. Weitere Färbungen (PAS-Reaktion, Silberfärbung nach Grocott) können die diagnostische Aussagekraft bei zytologischen und histologischen Präparaten steigern (Ruhnke et al. 2018).

Spezifische serologische Tests sind für die Aspergillose, die Candidose und die Kryptokokkose verfügbar (Tab. 4). Der β-D-Glucan-Test kann insbesondere bei der Pneumozytose diagnostisch wegeweisend sein, ist aber jedoch nicht spezifisch und zeigt sich auch bei anderen Pilzinfektionen positiv (Ruhnke et al. 2018).

Der Nachweis pilzspezifischer DNA mittels PCR ist insbesondere bei Fadenpilzinfektionen und bei Candidose hilfreich und kann die diagnostische Aussagekraft steigern, wobei sehr unterschiedliche, kommerzielle und nicht-kommerzielle, PCR-Tests mit sehr variabler Aussagekraft verfügbar sind (Ruhnke et al. 2018).

Viren der Herpesgruppe zeigen ein hohes Reaktivierungspotenzial bei immunsupprimierten Patienten, insbesondere nach allogener hämatopoetischer Stammzelltransplantation (alloHSZT). Eine frühzeitige Erfassung einer Reaktivierung des Cytomegalievirus (CMV), des Epstein-Barr-Virus (EBV) und des Humanen Herpesvirus 6 ist zuverlässig mittels quantitativem pp65-Antigennachweis (CMV) oder quantitativer PCR in Blutproben möglich (Tab. 5). Bei positivem Nachweis von CMV und EBV ist die Einleitung einer präemptiven Therapie bei Patienten nach alloHSZT ein etabliertes Vorgehen (Ljungman et al. 2004; Styczynski et al. 2016).

Die Diagnose einer Reaktivierung oder selten auftretenden De-novo-Infektion mit dem Herpes-simplex-Virus oder Varizella-Zoster-Virus kann bei Vorliegen typischer klinischer Manifestation (z. B. mukokutaner ‚Lippenherpes‘, ‚Gürtelrose‘) gestellt werden und durch Nachweis virusspezifischer DNA im Bläscheninhalt von Haut-/Schleimhautläsionen mittels PCR gesichert werden (Tab. 5).

Von den humanpathogenen Hepatitisviren kann eine vorausgegangene Infektion mit Hepatitis. B (HBV) bei immunsupprimierten Patienten, insbesondere unter Therapie mit Rituximab, reaktivieren. Daher sollte bei Risikopatienten mit Nachweis von HBs-Antigen bzw. HBV-DNA eine antivirale Therapie erfolgen (Sandherr et al. 2015).

Eine Reaktivierung einer ausgeheilten einer ausgeheilten Hepatitis C Virus (HCV-) Infektion ist unter immunsuppressiver Therapie nicht zu erwarten. Da bei Patienten mit HCV-Infektion eine höhere Chemotherapietoxizität zu erwarten ist und effektive, Interferon-freie Therapieoptionen verfügbar sind, sollte ein Laborscreening (Serologie, Nachweis von HCV-RNA im Blut; Tab. 5) und ggf. eine Therapie der HCV-Infektion bei entsprechenden Patienten erfolgen (Sandherr et al. 2015).

Die Seropävalenz der Hepatitis E Virus (HEV) Infektion in Deutschland liegt nach Daten des Robert Koch-Instituts bei 16,8 % (vorwiegend zoonotische Infektion mit Genotyp 3). Infektionen mit HEV heilen bei immunkompetenten Personen nahezu immer spontan aus und können jedoch bei immunsupprimierten Patienten zu chronischen Infektionen mit Entwicklung einer Leberzirrhose bis hin zum Organversagen führen. Daher sollte bei allen immunsupprimierten Patienten mit unklarer Leberfunktionsstörung eine Untersuchung auf Vorliegern einer HEV-Infektion vorgenommen werden, wobei zum sicheren Ausschluss neben einer serologischen Untersuchung eine PCR zum Nachweis von HEV-RNA aus Blut- und Stuhlproben erfolgen sollte (European Association for the Study of the Liver 2018).

Eine Vielzahl respiratorischer Viren (Influenza, Parainfluenza, Respiratorisches Synzitial-Virus, Adenovirus) kann bei immunsupprimierten Patienten zu schwerwiegenden Infektionen, insbesondere der unteren Atemwege führen, wobei nicht nur ambulant erworbene Infektionen sondern auch nosokomial erworbene Infektionen im Rahmen von Ausbruchsszenarien auftreten können. Eine zuverlässige diagnostische Sicherung ist mit gezielter PCR oder Multiplex-PCR zur Erfassung der häufigsten respiratorischen Viren in Materialien aus dem Respirationstrakt möglich (Tab. 5; von Lilienfeld-Toal et al. 2016). Mit Beginn der COVID-19 Pandemie, bedingt durch den ‚Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2‘ (SARS-CoV-2), hat der Bedarf an virologischer Diagnostik dramatisch zugenommen. Entscheidend für das Management in der Pandemie war und ist eine zuverlässige Diagnostik deren Ergebnisse rasch verfügbar sind. Als Untersuchungsmaterialien eignen sich grundsätzlich alle Proben aus dem Respirationstrakt, wobei der Nasen- Rachenabstrich gut geeignet und einfach durchführbar ist. Der labordiagnostische Goldstandard ist die PCR, wobei diese auch eine Identifizierung der Virusvarianten erlaubt (Mögling 2022). Zahlreiche Antigentests sind entwickelt worden. Diese sind gut geeignet rasch Ergebnisse zu liefern, besitzen jedoch eine variable Sensitivität und Spezifität und erlauben keine Identifizierung von Virusvarianten (Dinnes 2021). Eine radiologische Diagnostik ist zur Diagnosesicherung einer SARS-Cov-2 Infektion nicht notwendig, jedoch ist eine Computertomografie (CT) des Thorax sensitiv in der Detektion pulmonaler entzündlicher Infiltrate. Außerdem erlaubt die CT bzw. die Morphologie der Infiltrate und deren Ausmaß eine Einschätzung zur Diagnosewahrscheinlichkeit, eine Beurteilung des Schweregrades sowie die Erkennung von Komplikationen (Simpson 2020).

Infektionen mit dem Norovirus (NV) sind hochkontagiös (u. a. Übertragung durch Inhalation von Viruspartikeln, die bei Emesis durch Aerosolbildung freigesetzt werden) und können bei immunsupprimierten Patienten zu schwerwiegenden Komplikationen und chronischer Diarrhö führen (Schwartz et al. 2011). Antigentests besitzen eine unzureichende Sensitivität, sodass zur Diagnosesicherung eine PCR zum Nachweis NV-spezifischer RNA eingesetzt werden sollte (Tab. 5).

Primäre Infektionen mit humanpathogenen Polyomaviren erfolgen meist in der Kindheit und können unter immunsuppressiven Therapien reaktivieren. Reaktivierungen des BK-Virus treten vor allem bei Patienten nach alloHSZT oder Organtransplantation auf und können eine hämorrhagische Zystitis, Ureterstenosen und Nephropathie verursachen (Pinto und Dobson 2014). Die Diagnose einer BK-Virus-Reaktivierung ist mittels PCR-basiertem Nachweis von BK-Virus-spezifischer DNA im Urin (plus ggf. Nachweis von Decoy-Zellen im Urinsediment) zu stellen (Tab. 5). Reaktivierungen des JC-Virus können insbesondere bei Patienten mit hämatologischen Neoplasien, nach alloHSZT oder Organtransplantation, Patienten mit Autoimmunopathien, Patienten mit unbehandelter HIV-Infektion oder Patienten mit immunmodulatorischen Therapien (z. B. Natalizumab bei multipler Sklerose) auftreten und führen typischerweise zur progressiven, multifokalen Leukenzephalopathie. Eine serologische Untersuchung zum Nachweis einer stattgehabten JC-Virus-Infektion empfiehlt sich insbesondere vor Einleitung einer immunsuppressiven oder immunmodulatorischen Therapie mit hohem JC-Virus-Reaktivierungsrisiko (z. B. Therapie mit Natalizumab). Der diagnostische Goldstandard ist die Hirnbiopsie, wobei die Diagnose mit hinreichender Sicherheit mittels Bildgebung (MRT) und Nachweis JC-Virus-spezifischer DNA gestellt werden kann (Tab. 5; Pinto und Dobson 2014).

Parasitäre Infektionen werden durch eine Vielzahl sehr unterschiedlicher Erreger (z. B. Protozoen, Helminthosen) verursacht und treten im Vergleich zu bakteriellen oder viralen Infektionen seltener bei immunsupprimierten Patienten auf. Aufgrund einer zunehmenden Zahl an Patienten mit Immunsuppression, zunehmenden Fernreiseaktivitäten sowie Migrationsbewegungen dürften Parasitosen in den kommenden Jahren auch bei immunsupprimierten Patienten zunehmend auftreten. Parasitosen stellen aufgrund der Vielfalt an Erregern und klinischer Manifestationen eine diagnostische Herausforderung dar.

Sowohl De-novo-Infektionen als auch Reaktivierungen und Übertragungen durch Blutprodukte oder Stammzellpräparate nach alloHSZT sind beobachtet worden (Fabiani et al. 2017).

Toxoplasmose, verursacht durch Toxoplasma gondii, ist eine weltweit auftretende Zoonose mit einer sehr hohen Seroprävalenz in Deutschland (>70 % oberhalb des 70. Lebensjahres). Erkrankungen, verursacht durch T. gondii, bei immunsupprimierten Patienten entstehen meist durch Reaktivierung, seltener durch eine De-novo-Infektion, können sich als Enzephalitis, Pneumonie oder Chorioretinitis manifestieren und gehören zu den am häufigsten auftretenden Parasitosen unter Immunsuppression. Die Diagnose basiert auf dem serologischen Nachweis von spezifischen Antikörpern, wobei dies meist keine Differenzierung zwischen stattgehabter und aktiver Infektion erlaubt, dem klinischen Erscheinungsbild sowie bildgebenden Verfahren (z. B. MRT bei Enzephalitis). Bei Vorliegen einer Enzephalitis kann der Nachweis Erreger-spezifischer DNA im Liquor mittels PCR diagnostisch entscheidend sein (Tab. 6).

Gastrointestinale Parasitosen zeigen meist eine weltweite Verbreitung, führen nahezu regelhaft zu Diarrhöen, selten zu anderen Organmanifestationen (z. B. Cholecystitis durch Cryptosporidium spp., Enzephalitis bei Microsporidiose), und die Diagnose kann mittels konventioneller Stuhlmikroskopie oder PCR von Stuhlproben gestellt werden (Tab. 6; Fabiani et al. 2017; Schmidt-Hieber et al. 2018).

Die Erreger der Leishmaniose kommen vor allem in wärmeren Regionen Asiens, Afrikas, Süd- und Mittelamerikas, aber auch in Europa in der Mittelmeerregion vor und führen zu mukokutanen (z. B. Orientbeule) oder viszeralen (Kala-Azar) Infektionen. Die Diagnosesicherung erfolgt mittels zytologischer, histologischer Untersuchung oder PCRgeeigneter Gewebeproben (z. B. Haut, Knochenmark; Tab. 6). Infektionen mit Erregern der Malaria werden typischerweise in tropischen Regionen erworben und sind gelegentlich nach alloHSZT beobachtet worden (Fabiani 2017). Die Diagnose und Erregersubtypisierung ist mittels Blutausstrichmikroskopie, Antigentests oder PCR zuverlässig möglich (Tab. 6).

Infektionen mit Strongyloides stercoralis treten bevorzugt in den Tropen, Subtropen, aber sporadisch auch außerhalb dieser Regionen auf und können unter Immunsuppression nach Jahrzehnten reaktivieren. Reaktivierungen unter Immunsuppression führen typischerweise zur Erregerdisseminierung (Hyperinfektion), die mit Bakteriämien intestinaler Erreger einhergehen können (Schneider et al. 2016). Da bei immunsupprimierten Patienten die sonst typischerweise vorhandene Eosinophilie fehlen kann und serologische Tests und Routinestuhluntersuchungen meist negativ ausfallen, sollten Stuhlproben gezielt nach Anreicherungsverfahren (z. B. Methode nach Baermann) untersucht werden.