Erweiterung der etablierten Diagnostik bei neonataler Sepsis durch Sequenzierung mikrobieller zellfreier DNA

Abstract

<strong>Hintergrund: </strong> Blutstrominfektionen stellen weiterhin eine Herausforderung für Neonatologen dar, da herkömmliche, kulturbasierte Nachweismethoden zeitaufwendig sind und eine ausreichende Blutmenge benötigen. Next-Generation-Sequencing (NGS) bietet eine vielversprechende Alternative, da die Sequenzierung mikrobieller zellfreier DNA (mcfDNA) rasch und aus einer vergleichsweise geringen Blutmenge eine Erregerbestimmung ermöglicht. Ziel dieser Studie war es, die diagnostische Leistungsfähigkeit von DISQVER^®-NGS im Vergleich zur Blutkultur bei Neugeborenen mit Verdacht auf Sepsis zu untersuchen. <br /> <strong>Methoden: </strong> Bei Neugeborenen mit Sepsisverdacht wurden sowohl Blutkulturen als auch Proben für NGS prospektiv entnommen. Die Patienten wurden in vier Gruppen eingeteilt: 1) Sepsis mit positiver Blutkultur, 2) klinische Sepsis mit negativer Blutkultur, 3) Verdacht auf Sepsis, 4) Validierungskohorte. <br /> <strong>Ergebnisse: </strong> In 24 von 82 Proben konnte mithilfe von NGS bakterielle, virale oder fungale mcfDNA nachgewiesen werden. Blutkulturen wurden bei 46 von 84 Patienten entnommen, von denen 15 positiv ausfielen. DISQVER^® erkannte die Erreger in 9 von 15 Fällen mit positiver Blutkultur korrekt, darunter zwei mit einer intrinsischen Resistenz gegen das gewählte Antibiotikaregime. In sieben Proben wurde mcfDNA von Bakterien nachgewiesen, die theoretisch in Blutkulturen hätten wachsen können, aber nicht detektiert wurden. <br /> <strong>Zusammenfassung: </strong> NGS hat durch den Nachweis mikrobieller zellfreier DNA das Potential die Sensitivität in der Sepsisdiagnostik bei Neugeborenen mit Sepsisverdacht zu verbessern. Um die Ergebnisse richtig zu interpretieren und eine umfassende Einschätzung des Gesundheitszustands des Patienten zu ermöglichen, ist jedoch eine sorgfältige Korrelation mit klinischen Befunden, Laborwerten und weiteren mikrobiologischen Befunden erforderlich.

<strong>Microbial cell-free DNA-sequencing as an addition to conventional diagnostics in neonatal sepsis</strong> <br /> <strong>Background: </strong> Bloodstream infections remain a challenge for neonatologists, as traditional culture-based methods are time-consuming and rely on adequate blood volume. Next-generation sequencing (NGS) offers an alternative, as it can identify microbial cell-free DNA (mcfDNA) in a small blood sample, providing rapid pathogen detection. This study aimed to assess the diagnostic performance of DISQVER^®-NGS compared to blood cultures in neonatal patients with suspected sepsis. <br /> <strong>Methods: </strong> In neonates with suspected sepsis, blood cultures and samples for NGS were prospectively collected. Patients were divided into four categories: 1) sepsis, blood culture positive, 2) clinical sepsis, culture negative, 3) suspected sepsis, 4) validation cohort. <br /> <strong>Results: </strong> NGS detected bacterial, viral or fungal mcfDNA in 24 of 82 samples. Blood cultures were collected in 46 of 84 patients (15/46 positive). DISQVER^® correctly identified pathogens in 9/15 patients with a positive blood culture, two with intrinsic resistance to their antibiotic regimen. In seven samples NGS reported the mcfDNA of bacteria that could have theoretically grown in culture but did not. <br /> <strong>Conclusions: </strong> NGS may enhance sensitivity in sepsis diagnostics by detecting mcfDNA in neonates with suspected sepsis. Interpreting NGS results requires correlation with clinical data, laboratory values, and routine microbiological tests for a comprehensive understanding of the patient’s condition.