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Veränderungen im intestinalen Mikrobiom bei Patienten mit akuter Leukämie im longitudinalen Verlauf
(2020)
In der vorliegenden Studie wurden Veränderungen des Darmmikrobioms anhand von Stuhlproben von Patienten mit akuter Leukämie longitudinal untersucht. Die Patienten wurden mit intensiver Chemotherapie behandelt. Die Therapie als auch die Erkrankung selbst führte zu einer erheblichen Immunsuppression der Patienten. Prophylaktisch und therapeutisch wurden intensive Antibiotikatherapien bei allen Patienten durchgeführt.
Das Mikrobiom wurde quantitativ und qualitativ analysiert. Die Bakterienmenge der Stuhlproben wurde mittels quantitativer Polymerase-Kettenreaktion und die Diversität des Mikrobioms mittels 16s rDNA Sequenzierung aufgezeigt. Zusätzlich dazu fand eine mikrobiologische Kultivierung von Bakterien in Rektalabstrichen statt, um multiresistente Keime nachzuweisen. Ebenso wurde der klinische Verlauf der Patienten dokumentiert.
Insgesamt wurde das Mikrobiom von drei verschiedenen Studiengruppen untersucht: Patienten mit akuter Leukämie, Patienten, die mit multiresistenten Keimen besiedelt waren und sich in der Nachsorge der Würzburger interdisziplinären onkologischen Tagesklinik befanden sowie gesunde Probanden.
Im Mikrobiom der Patienten mit akuter Leukämie war eine deutlich geringere Diversität sowie eine deutlich geringere Bakterienmenge im Vergleich zu beiden anderen Studiengruppen festzustellen. Das Mikrobiom änderte sich während des Therapieverlaufs erheblich und am Beispiel von einigen Patienten konnte gezeigt werden, dass einzelne Bakterien das Mikrobiom dominierten. Des Weiteren waren im Mikrobiom der Patienten mit akuter Leukämie mehr potenziell pathogene sowie weniger potenziell protektive Bakterien im Vergleich zur Kontrollgruppe vorhanden.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass sich das Mikrobiom der Patienten mit akuter Leukämie deutlich von dem der anderen Studiengruppen unterscheidet. Um die Daten zu validieren und einen eventuellen Einfluss des Mikrobioms auf das Überleben der Patienten zu identifizieren, sollten die Untersuchungen an einer deutlich größeren Studienpopulation wiederholt werden.
Background:
We assessed the diagnostic value of standard clinical methods and combined biomarker testing (galactomannan assay and polymerase chain reaction screening) in a prospective case-control study to detect invasive pulmonary aspergillosis in patients with hematological malignancies and prolonged neutropenia.
Methods:
In this observational study 162 biomarker analyses were performed on samples from 27 febrile neutropenic episodes. Sera were successively screened for galactomannan antigen and for Aspergillus fumigatus specific nucleic acid targets. Furthermore thoracic computed tomography scanning was performed along with bronchoscopy with lavage when clinically indicated. Patients were retrospectively stratified to define a case-group with "proven" or "probable" invasive pulmonary aspergillosis (25.93 %) and a control-group of patients with no evidence for of invasive pulmonary aspergillosis (74.07 %). In 44.44 % of episodes fever ceased in response to antibiotic treatment (group II). Empirical antifungal therapy was administered for episodes with persistent or relapsing fever (group I). 48.15 % of patients died during the study period. Postmortem histology was pursued in 53.85 % of fatalities.
Results:
Concordant negative galactomannan and computed tomography supported by a polymerase chain reaction assay were shown to have the highest discriminatory power to exclude invasive pulmonary aspergillosis. Bronchoalveolar lavage was performed in 6 cases of invasive pulmonary aspergillosis and in 15 controls. Although bronchoalveolar lavage proved negative in 93 % of controls it did not detect IPA in 86 % of the cases. Remarkably post mortem histology convincingly supported the presence of Aspergillus hyphae in lung tissue from a single case which had consecutive positive polymerase chain reaction assay results but was misdiagnosed by both computed tomography and consistently negative galactomannan assay results. For the galactomannan enzyme-immunoassay the diagnostic odds ratio was 15.33 and for the polymerase chain reaction assay it was 28.67. According to Cohen's kappa our in-house polymerase chain reaction method showed a fair agreement with the galactomannan immunoassay. Combined analysis of the results from the Aspergillus galactomannan enzyme immunoassay together with those generated by our polymerase chain reaction assay led to no misdiagnoses in the control group.
Conclusion:
The data from this pilot-study demonstrate that the consideration of standard clinical methods combined with biomarker testing improves the capacity to make early and more accurate diagnostic decisions.