Atemtest weist Lungeninfektion durch Pilze nach

Die chemische Signatur der ausgeatmeten Luft lässt eine lebensbedrohliche Infektion durch den Schimmelpilz Aspergillus fumigatus besser erkennen
Hyphen und Sporen von Aspergillus fumigatus
Hyphen und Sporen von Aspergillus fumigatus
© CDC/Dr. Libero Ajello (PHIL #4297), 1963
Boston (USA) - Eine durch Schimmelpilze verursachte Lungeninfektion ist schwierig zu diagnostizieren und wird oft zu spät richtig behandelt. Jetzt haben amerikanische Mediziner ein Testverfahren entwickelt, um den häufigsten dieser Erreger, Aspergillus fumigatus, schnell und zuverlässig nachzuweisen. Der Pilz setzt artspezifische leicht flüchtige Stoffe frei, die in der ausgeatmeten Luft messbar sind, berichten die Forscher im Fachblatt „Clinical Infectious Diseases”. Eine Weiterentwicklung der Analysetechnik könnte es erlauben, auch Infektionen durch andere Pilze oder durch Bakterien frühzeitig zu erkennen.

„Unsere Ergebnisse zeigen, dass es prinzipiell möglich ist, durch den Nachweis spezieller Stoffwechselprodukte die genaue mikrobielle Ursache einer Pneumonie zu ermitteln”, sagt Sophia Koo vom Brigham and Women's Hospital in Boston. Bisher gelänge das – wenn überhaupt – häufig nur durch eine riskante Lungenbiopsie. An Lungeninfektionen durch Aspergillus-Arten oder andere Pilze erkranken hauptsächlich abwehrgeschwächte Menschen, beispielsweise Patienten nach einer Organ- oder Knochenmarkstransplantation. Mehr als ein Viertel der Betroffenen sterben, weil die Krankheitsursache nicht rechtzeitig erkannt und wirksame Medikamente zu spät eingesetzt werden, so die Autoren. DNA-Tests sind in diesen Fällen unzuverlässig, da Aspergillus-Sporen häufig in der Umgebungsluft vorhanden sind und eingeatmet werden. Dann kann der Pilz die Atemwege vorübergehend besiedeln, auch ohne in das Lungengewebe einzudringen.

Die Forscher analysierten zunächst, welche leicht flüchtigen Stoffwechselprodukte Laborkulturen von Aspergillus fumigatus und andere Aspergillus-Arten produzieren. Eine Kombination aus Gaschromatographie und Massenspektrometrie erlaubte es, diese Substanzen zu identifizieren. Dabei ergab sich eine chemische Signatur, durch die sich A. fumigatus von den übrigen Arten unterscheiden ließ. Typisch war unter anderem eine starke Produktion von Bergamottin, einer Substanz aus der chemischen Stoffklasse der Terpene. Schließlich untersuchten die Wissenschaftler das Spektrum sämtlicher chemischer Substanzen in der ausgeatmeten Luft von 64 Patienten, bei denen der Verdacht auf eine invasive Aspergillose bestand. Anhand der Messwerte entschieden sie, ob eine A. fumigatus-Infektion vorlag oder nicht. Dieses Ergebnis verglichen sie dann mit der späteren Diagnose.

Der Atemtest bestätigte 94 Prozent der 34 A. fumigatus-Infektionen. Nur bei 7 Prozent der Patienten mit anderen Infektionen lagen die Forscher mit ihrem Ergebnis falsch. Bestandteile der zuletzt eingenommenen Mahlzeit und Tabakkonsum beeinflussten die chemische Atemanalyse nicht. Vor einem routinemäßigen klinischen Einsatz seien weitere Studien nötig, um das Verfahren zu optimieren, schreiben die Autoren. Vorläufige weitere Resultate zeigen, dass im Verlauf der erfolgreichen Behandlung mit einem Antimykotikum die Stärke der chemischen A. fumigatus-Signatur immer schwächer wird. Es sollte auch geprüft werden, ob ein direkter Zusammenhang zwischen der Schwere der Lungeninfektion und dem Gehalt an Bergamottin und anderer Terpene in der Atemluft besteht.

„Wahrscheinlich können wir chemische Profile flüchtiger Stoffwechselprodukte auch einsetzen, um die Ursache anderer, häufigerer Formen von Pneumonien zu erkennen”, sagt Koo. Aber schon eine Unterscheidung zwischen Infektionen durch Bakterien oder Pilze wäre hilfreich, da diese beiden Erregergruppen mit ganz verschiedenen Medikamenten behandelt werden müssen.

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