PCR-based co-detection of respiratory bacterial pathogens among hospitalized COVID-19 patients: Early-pandemic data from Golestan Province, Iran
Eine retrospektive Studie an hospitalisierten COVID-19-Patienten in der Provinz Golestan im Iran ergab, dass bakterielle DNA verschiedener respiratorischer Pathogene in Proben der oberen Atemwege mittels PCR häufig nachgewiesen wurde, wobei insbesondere *Pseudomonas aeruginosa* mit schweren Krankheitsverläufen assoziiert war, wenngleich die Ergebnisse aufgrund methodischer Einschränkungen wahrscheinlich eher eine bakterielle Kolonisation als eine aktive Koinfektion widerspiegeln.
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Wenn ein Virus die Lunge angreift, bewirkt es mehr als nur Fieber und Husten; es kann die Abwehrkräfte des Körpers schwächen und die Tür für andere Eindringlinge öffnen. In den frühen Tagen der globalen Pandemie, die durch das SARS-CoV-2-Virus verursacht wurde, standen Ärzte vor einem schwierigen Rätsel: der Unterscheidung zwischen der durch das neue Coronavirus verursachten viralen Pneumonie und einer sekundären bakteriellen Infektion, die möglicherweise gleichzeitig angreift. Beide Zustände können auf einem Scan identisch aussehen und sich für den Patienten gleich anfühlen, erfordern jedoch unterschiedliche Behandlungen. Wenn ein Patient eine bakterielle Infektion hat, können Antibiotika sein Leben retten; wenn er keine hat, sind dieselben Medikamente nutzlos und können Schaden anrichten. Zu verstehen, wie häufig diese bakteriellen Koinfektionen auftraten und welche spezifischen Bakterien beteiligt waren, war entscheidend für die Steuerung der Pflege, insbesondere für diejenigen, die am schwersten erkrankt waren.
In der Provinz Golestan im Iran unternahm ein Team von Forschern den Versuch, diese Frage während der ersten Welle der Pandemie zwischen Juni und November 2020 zu untersuchen. Sie konzentrierten sich auf 254 Patienten, die mit bestätigter COVID-19 in das Krankenhaus eingeliefert worden waren. Anstatt darauf zu warten, dass Bakterien in einer Kulturschale wachsen – ein Prozess, der Tage dauern kann und oft das Ziel verfehlt –, verwendeten die Wissenschaftler einen hochsensiblen molekularen Test namens Polymerase-Kettenreaktion, oder PCR. Diese Technik fungiert wie ein mikroskopisches Suchscheinwerferlicht, das in der Lage ist, winzige Fragmente bakterieller DNA zu finden, selbst wenn die Bakterien nicht lebendig oder aktiv vermehrungsfähig sind. Die Forscher entnahmen Abstriche aus den Nasen und Rachen dieser Patienten und scannten nach acht verschiedenen Arten von Atemwegsbakterien, die Probleme in der Lunge verursachen können.
Die Ergebnisse zeigten ein komplexes Bild. Mehr als die Hälfte der hospitalisierten Patienten, genauer gesagt 60,6 Prozent, wies Anzeichen von bakterieller DNA in ihren oberen Atemwegen auf. Dies war eine hohe Zahl, was darauf hindeutete, dass Bakterien häufig neben dem Virus präsent waren. Die am häufigsten gefundenen Bakterien waren Staphylococcus aureus, Streptococcus pneumoniae und Stenotrophomonas maltophilia. Die Forscher waren jedoch sorgfältig darin, zu erklären, was diese hohe Zahl tatsächlich bedeutete. Da der Test mittels Abstrichen aus Nase und Rachen durchgeführt wurde und da PCR so empfindlich ist, dass es tote Bakterien oder eine harmlose Kolonisation erfassen kann, bedeuteten diese positiven Ergebnisse nicht zwangsläufig, dass jeder Patient eine aktive, gefährliche Infektion hatte. Es war möglich, dass die Bakterien einfach in der Nase lebten, ohne Schaden anzurichten, oder dass der Test Überreste von Bakterien detektierte, die durch Antibiotika oder das Immunsystem abgetötet worden waren.
Trotz dieser Vorsicht fand die Studie einen klaren Zusammenhang zwischen der Schwere der Erkrankung und der Präsenz bestimmter Bakterien. Als die Forscher die Daten genauer untersuchten, entdeckten sie, dass Patienten mit schwerer oder kritischer COVID-19-Erkrankung signifikant wahrscheinlicher Pseudomonas aeruginosa in ihren Proben nachweisen ließen als Patienten mit milden Verläufen. Dieses spezifische Bakterium wird oft mit im Krankenhaus erworbenen Infektionen in Verbindung gebracht und kann besonders gefährlich für Menschen mit geschwächtem Immunsystem sein. Der Zusammenhang blieb bestehen, selbst nachdem die Forscher andere Faktoren wie Alter und andere Gesundheitszustände berücksichtigt hatten. Umgekehrt fand die Studie keinen signifikanten Zusammenhang zwischen der Präsenz von Bakterien und dem Alter des Patienten, dem Geschlecht oder der Frage, ob er letztendlich überlebte, was darauf hindeutet, dass der bloße Nachweis bakterieller DNA in der Nase allein kein zuverlässiger Prädiktor für den Tod war.
Die Erkenntnisse hoben auch die Herausforderungen bei der Diagnose dieser Infektionen während einer Krise hervor. Die Studie merkte an, dass es, da die Proben zu unterschiedlichen Zeiten während der Krankenhausaufenthalte der Patienten entnommen wurden, unmöglich war festzustellen, ob die Bakterien bereits bei der Ankunft des Patienten vorhanden waren oder erst später im Krankenhaus erworbt wurden. Diese Ungewissheit bedeutete, dass die hohen Detektionsraten wahrscheinlich eine Mischung aus in der Gemeinschaft erworbenen Bakterien und solchen waren, die während des Krankenhausaufenthalts aufgenommen wurden. Die Forscher betonten, dass ihre Arbeit zwar eine Momentaufnahme dessen lieferte, was in den frühen Tagen der Pandemie in ihrer Region geschah, aber nicht beweisen konnte, dass die Bakterien den Zustand der Patienten verschlechterten. Um die Rolle dieser Bakterien wirklich zu verstehen, müssten zukünftige Studien tiefer in die Lungen blicken, traditionelle Kulturmethoden verwenden, um lebende Bakterien zu bestätigen, und genau verfolgen, wann die Patienten Antibiotika erhielten.
Letztendlich diente diese Forschung als wichtige Erinnerung daran, dass der menschliche Körper während einer Viruspandemie ein komplexes Ökosystem ist. Während das Virus die primäre Bedrohung darstellte, deutete die Präsenz bakterieller DNA in den Atemwegen von mehr als der Hälfte der hospitalisierten Patienten darauf hin, dass die Landschaft der Infektion überfüllt und schwierig zu navigieren war. Die Studie bot keine einfache Regel für die Behandlung jedes Patienten, aber sie lieferte wesentliche Daten, die zeigten, dass schwere Erkrankungen oft von spezifischen bakteriellen Signaturen begleitet wurden. Durch die Kartierung dieser Muster halfen die Forscher zu verdeutlichen, dass – obwohl Bakterien häufig präsent waren – die Unterscheidung zwischen einem harmlosen Passagier und einer tödlichen Koinfektion eine der schwierigsten Aufgaben der modernen Medizin bleibt.
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