Pneumonia is considered to be one of the leading causes of death worldwide. The outcome depends on both, proper antibiotic treatment and the effectivity of the immune response of the host. However, due to the complexity of the immunologic cascade initiated during infection, the latter cannot be predicted easily. We construct a biomathematical model of the murine immune response during infection with pneumococcus aiming at predicting the outcome of antibiotic treatment. The model consists of a number of non-linear ordinary differential equations describing dynamics of pneumococcal population, the inflammatory cytokine IL-6, neutrophils and macrophages fighting the infection and destruction of alveolar tissue due to pneumococcus. Equations were derived by translating known biological mechanisms and assuming certain response kinetics. Antibiotic therapy is modelled by a transient depletion of bacteria. Unknown model parameters were determined by fitting the predictions of the model to data sets derived from mice experiments of pneumococcal lung infection with and without antibiotic treatment. Time series of pneumococcal population, debris, neutrophils, activated epithelial cells, macrophages, monocytes and IL-6 serum concentrations were available for this purpose. The antibiotics Ampicillin and Moxifloxacin were considered. Parameter fittings resulted in a good agreement of model and data for all experimental scenarios. Identifiability of parameters is also estimated. The model can be used to predict the performance of alternative schedules of antibiotic treatment. We conclude that we established a biomathematical model of pneumococcal lung infection in mice allowing predictions regarding the outcome of different schedules of antibiotic treatment. We aim at translating the model to the human situation in the near future.

Nosokomiale Infektionen (NKI) gehören zu den häufigsten Komplikationen eines Krankenhausaufenthaltes, insbesondere auf Intensivstationen mit einer Prävalenz von rund 18,65%. Die Folgen sind eine längere Verweildauer, erhöhte Morbidität und Letalität sowie höhere Kosten für das Gesundheitssystem. Die Erfassung NKI stellt einen wichtigen Qualitäts- Parameter für Intensivstationen dar. Ziel dieser Arbeit war es, die Übereinstimmung von nur nach KISS (Krankenhaus-InfektionsSurveillance System)- Definitionen erfassten Infektionen mit der klinisch diagnostizierten nosokomialen Infektion zu prüfen und den Zusammenhang zwischen ärztlicher Diagnose und den laborchemischen und klinisch erhobenen Kriterien darzustellen. Hierfür wurden auf einer interdisziplinären operativen Intensivstation nosokomiale Infektionen sowohl nach ITS- KISS (VAP, ZVK- assoziierte Infektionen und HWI), als auch nach ärztlicher Diagnose plus Beginn oder Eskalation einer Antibiotikatherapie erfasst. Zusätzlich zu den KISS-Parametern wurden laborchemische Entzündungsparameter (CRP und PCT) registriert. Es traten 32 Infektionen nach ITS- KISS und 69 Infektionen nach ärztlicher Diagnose auf. Acht Infektionen wurden ausschließlich nach KISS und 45 ausschließlich nach der ärztlichen Diagnose erfasst. Die Infektionsrate nach KISS für VAP lag bei 20,6, für ZVK bei 5,9 und für HWI bei 2 Infektionen, jeweils pro 1000 Devicetage. Spezifität und positiv prädiktiver Wert hinsichtlich der Vorhersage einer ärztlich diagnostizierten Infektion waren gering. Auch durch Kombination verschiedener Parameter wurden keine höheren prädiktiven Werte erreicht. Die geringe Übereinstimmung der beiden Methoden legt nahe, dass KISS die klinisch relevanten Infektionen nicht wesentlich erfasst und relevante Infektfoci nicht berücksichtigt werden, beispielsweise abdominelle Infektionen. Zudem erlauben die erfassten Laborparameter keine zuverlässige Diagnose bzw. Prädiktion einer nosokomialen Infektion. Die ärztliche Diagnose in Verbindung mit dem Beginn oder der Eskalation einer Antibiotikatherapie könnte eine vereinfachte Methode zur Surveillance nosokomialer Infektionen darstellen.

Nosokomiale Infektionen bei Früh- und Neugeborenen stellen aufgrund ihrer hohen Inzidenz und Mortalität eine große Herausforderung für die moderne Versorgung dar. Außerdem sind sie Indikatoren für die Pflegequalität, wie auch Verletzungen und Gefäßschädigungen. In dieser retrospektiven Querschnittsstudie wurden die epidemiologische Situation nosokomialer Infektionen auf den neonatologischen Stationen der Universitätskinderklinik Leipzig für das Jahr 2006 beleuchtet, die Abhängigkeit der genannten Komplikationen von Plegepersonalqualifikation und –quantität untersucht, sowie die Stationsauslastung und Personalbesetzung mit deutschen Empfehlungen verglichen. Die Inzidenz systemischer Infektionen lag sowohl auf der neonatologischen Intensiv- als auch auf der Nachsorgestation unter dem deutschlandweiten Durchschnitt. Dagegen traten Lokalinfekte wie Windel-/ Mundsoor und Konjunktivitiden häufig auf. Das beobachtete Keimspektrum zeigte das aus der Literatur bekannte Bild, multiresistente Keime traten nicht auf. Bei der Untersuchung der Abhängigkeiten zeigte sich für die Intensivstation eine signifikante Häufung von Candidainfektionen bei geringerer Stationsauslastung und höherer Personalbesetzung, unabhängig von der Qualifikation des Personals. Auf der Nachsorgestation wurde eine vermehrte Zahl systemischer Infektionen bei höherem Anteil von Schwestern am Gesamtpersonal festgestellt. Beide Stationen waren gegenüber den Empfehlungen fast das ganze Jahr überbelegt und unterbesetzt. Gründe für die gefundenen Abhängigkeiten wurden vermutet in Informationsverlust und Trittbrettfahrerproblemen in größeren Kollektiven und verstärkter minimal-handling-Pflege und verstärkter Hygiene-Compliance in Stresssituationen. Die geringe Inzidenz systemischer Infektionen spricht für eine sichere Pflege und ist demnach sehr positiv zu bewerten, trotzdem sollten die Hintergründe für das Auftreten der Lokalinfekte, auch wenn sie meist einen milden Verlauf zeigten, überprüft werden. Eine Gesamtbeurteilung der Pflege ist anhand der gemachten Untersuchungen nicht möglich, da aufgrund der Retrospektive keinerlei Faktoren wie Belastungseinschätzung der Schwestern, Lerneinschätzung der Schüler oder Betreuungseinschätzung der Eltern einfließen konnten.

Nosokomiale Infektionen (NKI) gehören zu den häufigsten Komplikationen eines Krankenhausaufenthaltes, insbesondere auf Intensivstationen mit einer Prävalenz von rund 18,65%. Die Folgen sind eine längere Verweildauer, erhöhte Morbidität und Letalität sowie höhere Kosten für das Gesundheitssystem. Die Erfassung NKI stellt einen wichtigen Qualitäts- Parameter für Intensivstationen dar. Ziel dieser Arbeit war es, die Übereinstimmung von nur nach KISS (Krankenhaus-InfektionsSurveillance System)- Definitionen erfassten Infektionen mit der klinisch diagnostizierten nosokomialen Infektion zu prüfen und den Zusammenhang zwischen ärztlicher Diagnose und den laborchemischen und klinisch erhobenen Kriterien darzustellen. Hierfür wurden auf einer interdisziplinären operativen Intensivstation nosokomiale Infektionen sowohl nach ITS- KISS (VAP, ZVK- assoziierte Infektionen und HWI), als auch nach ärztlicher Diagnose plus Beginn oder Eskalation einer Antibiotikatherapie erfasst. Zusätzlich zu den KISS-Parametern wurden laborchemische Entzündungsparameter (CRP und PCT) registriert. Es traten 32 Infektionen nach ITS- KISS und 69 Infektionen nach ärztlicher Diagnose auf. Acht Infektionen wurden ausschließlich nach KISS und 45 ausschließlich nach der ärztlichen Diagnose erfasst. Die Infektionsrate nach KISS für VAP lag bei 20,6, für ZVK bei 5,9 und für HWI bei 2 Infektionen, jeweils pro 1000 Devicetage. Spezifität und positiv prädiktiver Wert hinsichtlich der Vorhersage einer ärztlich diagnostizierten Infektion waren gering. Auch durch Kombination verschiedener Parameter wurden keine höheren prädiktiven Werte erreicht. Die geringe Übereinstimmung der beiden Methoden legt nahe, dass KISS die klinisch relevanten Infektionen nicht wesentlich erfasst und relevante Infektfoci nicht berücksichtigt werden, beispielsweise abdominelle Infektionen. Zudem erlauben die erfassten Laborparameter keine zuverlässige Diagnose bzw. Prädiktion einer nosokomialen Infektion. Die ärztliche Diagnose in Verbindung mit dem Beginn oder der Eskalation einer Antibiotikatherapie könnte eine vereinfachte Methode zur Surveillance nosokomialer Infektionen darstellen.

Der Leipziger Immunkompetenzfragebogen und der daraus berechnete Immunkompetenzscore (ICS) sollen die Funktion des Immunsystems bzw. Immunkompetenz in epidemiologischen Studien erfassbar machen. Immunkompetenz zeigt Assoziationen mit Merkmalen wie Alter, Geschlecht, anthropometrischen Eigenschaften, körperlicher Aktivität und Tabakkonsum, sodass es lohnenswert scheint, Zusammenhänge der Immunkompetenz mit einer erhöhten Morbidität und Mortalität epidemiologisch zu erforschen. Zivilisationserkrankungen könnten so näher auf ihre Verbindungen zur Immunkompetenz als Endpunkt, Exposition oder Störfaktor untersucht werden. Zur Operationalisierung von Immunkompetenz wurde ein Fragebogen der LIFE-Adult-Studie (Leipziger Immunkompetenzfragebogen) über Infektionsanfälligkeit verwendet. Ein besonderer Schwerpunkt liegt dabei auf Atemwegsinfektionen: Es werden z. B. Dauer und Häufigkeit von Sinusitis, Rhinitis, Tonsillitis, Influenza, Bronchitis und Pneumonie abgefragt. Darüber hinaus erfasste der Fragebogen durchgemachte schwere Infektionserkrankungen (etwa Osteomyelitis, Toxoplasmose, Meningitis oder Tuberkulose), Einschränkungen gewohnter Tätigkeiten und Schulfehltage aufgrund von Infektionen sowie familiäre schwere Infektionen oder infektionsbedingte Todesfälle. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die erhobenen Daten zusammenzustellen und aufzubereiten, daraus den ICS mithilfe der dafür festgelegten Bewertungsvorschrift zu berechnen und zu prüfen, ob der ICS geeignet ist, Immunkompetenz epidemiologisch zu operationalisieren. Im untersuchten Probandenkollektiv der Leipziger Life-Adult-Studie (8544 aus-wertbare Probanden) zeigte der ICS eine stark rechtsschiefe Verteilung. Probanden mit einer eher niedrigen Immunkompetenz (hoher Score) lassen sich daher wesentlich besser von einander differenzieren als Probanden mit einer normalen oder hohen Immunkompetenz (niedriger Score). In der Stichprobe hat der ICS eine deutliche Abhängigkeit vom Geschlecht: Frauen erzielen tendenziell höhere Werte als Männer. Mit den Merkmalen Waist-Hip-Ratio, körperliche Aktivität (bei Männern) und Erwerbsstatus ist der ICS ebenfalls assoziiert. Keine Zusammenhänge zeigt der ICS in der Stichprobe mit dem Alter, dem Body-Mass-Index, der körperlichen Aktivität (bei Frauen) und dem Tabakkonsum. Des Weiteren konnte abgeschätzt werden, ob die Resultate schlüssig sind, also tatsächlich Immunkompetenz widerspiegeln: Im Rahmen der Plausibilisierung zeigten sich Verbindungen zu anderen Variablen, die mit dem Immunsystem bzw. der Immunfunktion in Zusammenhang stehen: Der Score ist in der Stichprobe bei Pneumonie, Herpes Zoster, einigen anderen schweren Infektionserkrankungen, Allergien und Autoimmunerkrankungen erhöht. Außerdem ist er mit Krebserkrankungen, Konzentrationen von Lymphozyten bei Frauen, neutrophilen Granulozyten bei Frauen und eosinophilen Granulozyten bei Männern sowie positiver Familienanamnese in Bezug auf schwerwiegende Infekte oder Infekt- bedingte Todesfälle assoziiert. Der Leipziger Immunkompetenzscore verteilt sich in der Stichprobe so, dass mehrere Ausprägungen von Immunkompetenz in der Stichprobe unterschieden werden können. Die Annahme, dass diese Operationalisierung tatsächlich Immunkompetenz erfasst, wird von Assoziationen zwischen dem ICS und Merkmalen, die in engem Zusammenhang mit der Immunfunktion stehen, gestützt.:Bibliographische Zusammenfassung Abkürzungsverzeichnis 1 Einführung 1.1 Immunkompetenz und epidemiologische Studien zu Zivilisationserkrankungen 1.2 Der Zusammenhang von Elementen des Immunsystems mit anderen Merkmalen 1.2.1 Alter und Geschlecht 1.2.2 Anthropometrische Eigenschaften 1.2.3 Körperliche Aktivität 1.2.4 Tabakkonsum 1.3 Methoden zur Erfassung der Immunkompetenz 1.3.1 Epidemiologische Operationalisierungen 1.3.2 Labormedizinische Messgrößen 1.4 Fragebögen und Scores zur Beschreibung der Immunkompetenz 1.4.1 Gütekriterien 1.4.2 Fragebögen zu Immunkompetenz und Infektanfälligkeit 1.4.3 Die Bildung von Scores zur Beschreibung von Merkmalen 2 Aufgabenstellung 3 Materialien und Methoden 3.1 Rekrutierung der Probanden in LIFE-A1 3.2 Untersuchungsmethoden 3.2.1 Interviews und selbst auszufüllende Fragebögen 3.2.2 Anthropometrie und Labormessungen 3.3 Der Immunkompetenzscore (ICS) 3.4 Datenkontrolle 3.4.1 Vollständigkeit 3.4.2 Kuration von Inkonsistenzen und unplausiblen Daten 3.5 Operationalisierungen von Merkmalen 3.6 Statistische Auswertung 4 Ergebnisse 4.1 Die Probanden der LIFE-A1-Studie 4.1.1 Auswahl 4.1.2 Alter und Geschlecht 4.1.3 Anthropometrie 4.1.4 Körperliche Aktivität 4.1.5 Tabakkonsum 4.2 Analyse des ICS 4.2.1 ICS und Geschlecht 4.2.2 ICS und Alter 4.2.3 ICS und Anthropometrie 4.2.4 ICS und körperliche Aktivität 4.2.5 ICS und Tabakkonsum 4.3 Die Items des Leipziger Immunkompetenzfragebogens 4.4 Plausibilisierung des ICS 4.4.1 Pneumonie und Hospitalisierung 4.4.2 Infektionen des Varizella-Zoster-Virus 4.4.3 Andere schwere Infektionserkrankungen 4.4.4 Blutparameter 4.4.5 Andere Ausprägungen einer pathologischen Immunfunktion 4.4.6 Familiäre Häufung 5 Diskussion 5.1 Methodendiskussion 5.1.1 Gütekriterien des Fragebogens 5.1.2 Ausgewählte Fragestellungen 5.1.3 Grenzen eines Fragebogens und einer Scorebildung 5.2 Ergebnisdiskussion 5.2.1 Das Probandenkollektiv 5.2.2 Die Verteilung des ICS 5.2.3 Die Items des ICS 5.2.4 Plausibilisierung des ICS 5.3 Schlussfolgerung und Ausblick 6 Zusammenfassung Literaturverzeichnis Tabellenverzeichnis Abbildungsverzeichnis Anlagen Selbstständigkeitserklärung Lebenslauf Danksagung

Hintergrund: Die Bedeutung des Vitamin D-Stoffwechsels bei Infektionen ist bereits bekannt. Dennoch ist dessen Signifikanz bei periprothetischen Infektionen (PPIs) nach totaler Hüft- oder Knie-Endoprothese weitestgehend unerforscht. Das Ziel dieser Studie ist die präzise Analyse der Vitamin D-Balance von Patienten mit PPIs nach totalem endoprothetischem Ersatz am Hüft- und Kniegelenk. Dabei dienen Fälle von primären Endoprothesen und Revisionen aufgrund aseptischer Lockerungen als Kontrollgruppen. Material und Methode: In dieser prospektiven matched-pair-Analyse wurden die Patienten mit PPI am Hüft- oder Kniegelenk in die Studiengruppe (SG) (n=80) eingeschlossen. Die Kontrollgruppen (CG) setzten sich aus Patienten mit primärer Endoprothese (CG 1) (n=80) und Patienten, welche sich einer Revisionsoperation aufgrund einer aseptischen Lockerung unterziehen mussten (CG 2) (n=80) zusammen. Zusätzlich zu 25-Hydroxyvitamin-D3 und Calcium wurden Parameter des Knochenstoffwechsels und des Proteinhaushaltes bestimmt. Alle Patienten erhielten zudem einen Osteoporose-spezifischen Fragebogen. Ergebnisse: Es konnten keine signifikanten Unterschiede in den Blutspiegeln von 25-Hydroxyvitamin-D3 zwischen der SG (17,9±8,9) und den beiden Kontrollgruppen (CG 1: 16,8±6,9; CG 2: 19,7±7,9) festgestellt werden. Die Patienten der Studiengruppe wiesen, im Vergleich zu denen der Kontrollgruppen, signifikant niedrigere Blutspiegel an Calcium und alkalischer Phosphatase auf. Auffällig waren die signifikant niedrigeren Werte von Parametern der Proteinbalance bei Patienten mit PPI. Akute PPIs zeigten einen signifikant niedrigeren 25-Hydroxyvitamin-D3-Spiegel im Vergleich zu chronischen Infektionen (8.3±5.98 versus 21.6±8.40, p=0.002). Calcium und die Parameter der Proteinbalance waren ebenfalls bei akuter PPI vermindert. Zusammenfassung: Akute PPIs am Hüft- oder Kniegelenk zeigen signifikant niedrigere Blutspiegel für 25-Hydroxyvitamin-D3 und verminderte Parameter der Proteinbalance (Albumin und Gesamtprotein) im Vergleich zu chronischen Infektionen sowie zu primären Endoprothesen und Revisionen aufgrund aseptischer Lockerung. Eine Substitution von Vitamin D3 in Verbindung mit Calcium, bei gleichzeitiger Adaptation der Proteinbalance, ist für alle PPIs, speziell akute PPIs, empfohlen.:Inhaltsverzeichnis ........................................................................................................ I Bibliographische Beschreibung .................................................................................. II Abkürzungsverzeichnis .............................................................................................. III 1 Einleitung ............................................................................................................. 1 1.1 Einführung in die Thematik ............................................................................ 1 1.2 Vitamin D – Zentraler Wirkstoff im menschlichen Organismus ...................... 2 1.2.1 Bildung und natürliche Quellen ............................................................... 2 1.2.2 Signalweg und Wirkungsweise ............................................................... 3 1.2.3 Bedeutung in der inflammatorischen Reaktion........................................ 4 1.2.4 Vitamin D-Defizienz ................................................................................ 5 1.2.5 Nutzen und Sinnhaftigkeit einer Vitamin D-Supplementation .................. 7 1.3 Periprothetische Infektionen am Hüft- und Kniegelenk .................................. 9 1.3.1 Bedeutung............................................................................................... 9 1.3.2 Ätiologie .................................................................................................. 9 1.3.3 Klassifikation und Einteilung ................................................................. 12 1.3.4 Behandlungsstrategien ......................................................................... 13 1.4 Rationale der Publikation und Zielsetzung der Arbeit .................................. 15 2 Publikation ......................................................................................................... 17 3 Zusammenfassung ............................................................................................. 25 4 Abbildungsverzeichnis ....................................................................................... 30 5 Literaturverzeichnis ............................................................................................ 31 6 Darstellung des eigenen Beitrags ...................................................................... 37 7 Erklärung über die eigenständige Abfassung der Arbeit .................................... 38 8 Lebenslauf ......................................................................................................... 39 9 Danksagung ....................................................................................................... 41

Pneumonia is considered to be one of the leading causes of death worldwide. The outcome depends on both, proper antibiotic treatment and the effectivity of the immune response of the host. However, due to the complexity of the immunologic cascade initiated during infection, the latter cannot be predicted easily. We construct a biomathematical model of the murine immune response during infection with pneumococcus aiming at predicting the outcome of antibiotic treatment. The model consists of a number of non-linear ordinary differential equations describing dynamics of pneumococcal population, the inflammatory cytokine IL-6, neutrophils and macrophages fighting the infection and destruction of alveolar tissue due to pneumococcus. Equations were derived by translating known biological mechanisms and assuming certain response kinetics. Antibiotic therapy is modelled by a transient depletion of bacteria. Unknown model parameters were determined by fitting the predictions of the model to data sets derived from mice experiments of pneumococcal lung infection with and without antibiotic treatment. Time series of pneumococcal population, debris, neutrophils, activated epithelial cells, macrophages, monocytes and IL-6 serum concentrations were available for this purpose. The antibiotics Ampicillin and Moxifloxacin were considered. Parameter fittings resulted in a good agreement of model and data for all experimental scenarios. Identifiability of parameters is also estimated. The model can be used to predict the performance of alternative schedules of antibiotic treatment. We conclude that we established a biomathematical model of pneumococcal lung infection in mice allowing predictions regarding the outcome of different schedules of antibiotic treatment. We aim at translating the model to the human situation in the near future.

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Staphylococcus aureus kann bei etwa 25% der gesunden Normalbevölkerung nachgewiesen werden, ohne Symptome zu verursachen. Dieser Keim ist jedoch auch einer der wichtigsten Erreger bei Osteomyelitis und Infektionen von orthopädischen Implantaten wie z. B. von künstlichen Knie- oder Hüftgelenken. Diese Infektionen führen meist zu aufwendigen und risikobehafteten operativen Eingriffen sowie zu einer langfristigen Antibiotikagabe. In der vorliegenden Arbeit sollten S. aureus-Isolate charakterisiert werden, die aus Osteomyelitisherden oder infizierten orthopädischen Implantaten gewonnen wurden. Ziel war es, die Isolate daraufhin zu untersuchen, ob bestimmte Stämme dominieren und ob das Vorhandensein bestimmter Virulenzfaktoren mit einem besonderen Risiko für solche Infektionen korreliert. Für diese Untersuchungen wurden DNA-Arrays eingesetzt, welche es ermöglichen, alle relevanten Virulenzfaktoren in einem Experiment nachzuweisen, einen „genetischen Fingerabdruck“ zu erheben und die Isolate so Verwandtschaftsgruppen (klonalen Komplexen, CC) zuzuordnen. Insgesamt wurden 119 klinische Isolate charakterisiert. Sie gehörten zu 20 verschiedenen klonalen Komplexen. CC8 (19,3%), CC45 (17,7%) und CC30 (12,6%) dominierten. MRSA waren selten nachweisbar. Die sieben MRSA-Isolate gehörten zu den lokal dominierenden Stämmen (Rhein-Hessen, Süddeutscher, Barnimer und Berliner Epidemiestamm sowie Europäischer caMRSA-Klon). Die Populationsstruktur der klinischen Isolate und die Häufigkeiten der untersuchten Virulenz- und Adhäsionsfaktoren entsprachen weitestgehend Isolaten von asymptomatischen Trägern, die in einer früheren Studie bestimmt wurden (Molecular epidemiology of Staphylococcus aureus in asymptomatic carriers; Monecke, Lüdicke, Slickers, Ehricht; Eur J Clin Microbiol Infect Dis. 2009). Es konnte kein molekularer Marker identifiziert werden, der allein für eine Risikostratifizierung eingesetzt werden kann. Das Gen für Staphylokinase (sak) war jedoch bei den klinischen Isolaten (90,8%) häufiger nachzuweisen als in Isolaten von asymptomatischen Trägern (71,6%). Einige andere Gene traten ebenfalls bei Patienten häufiger auf, aber waren insgesamt zu selten, um bei Osteomyelitis und Implantatinfektionen eine signifikante Rolle zu spielen. Ein Beispiel dafür war das Panton-Valentine Leukozidin, das in 0,7% der Isolate von asymptomatischen Trägern und in 3,4% der Patientenisolate gefunden wurde. CC15 war bei Isolaten von asymptomatischen Trägern häufiger vertreten (16.8%) als bei Patientenisolaten (5.9%). Da alle CC15-Isolate sak-negativ waren, könnte auch diese Beobachtung als Indiz für einen Zusammenhang zwischen dem Vorhandensein von Staphylokinase und Invasivität gewertet werden. CC45 war bei Patientenisolaten (17,7%) häufiger als bei den asymptomatischen Trägern (9,0%) vorhanden. Es konnte jedoch kein CC45-spezifischer Faktor identifiziert werden, der mit einer höheren Virulenz im Zusammenhang stehen könnte. Des Weiteren sollte untersucht werden, ob S. aureus in infizierten orthopädischen Implantaten endogenen Ursprungs ist. Bei 23 Patienten mit Infektionen von Knie- oder Hüfttotalendoprothesen konnten parallel Nasenabstriche genommen und untersucht werden. Fünfzehn von ihnen (65,2%) waren Träger von S. aureus und bei neun (39,1%) waren die Isolate aus Nasenabstrichen und den infizierten Endoprothesen identisch. Dies weist darauf hin, daß Träger von S. aureus ein erhöhtes Risiko haben, Infektionen von Knie- oder Hüfttotalendoprothesen zu erleiden und daß ein großer Teil dieser Infektionen endogenen Ursprungs ist. Deshalb sollten Patienten vor Implantation von Knie- oder Hüfttotalendoprothesen auf Trägerschaft von S. aureus untersucht werden. Falls S. aureus nachgewiesen wird, sollte dieser Keim generell präoperativ eradiziert werden, um das Risiko endogener Infektionen zu verringern. Eine prospektive Studie zu diesem Thema wird empfohlen. / Staphylococcus aureus is asymptomatically carried by approximately 25% of a normal population. It is also one of the most important causes of osteomyelitis and infections of orthopedic implants such as total hip or knee replacements. Such infections usually lead to complicated and risky surgical procedures as well as to long-term antibiotic treatment. In the present work, S. aureus isolates from osteomyelitis or implant infections were to be characterised. The aim of the study was to prove whether certain strains were overrepresented among patient isolates, and whether the presence of certain virulence factors might correlate with these infections. DNA arrays where used which facilitate to screen for all relevant virulence factors within a single experiment and which allow typing by obtaining a genetic fingerprint of the examined isolate. By this method, it was also possible to assign isolates to phylogenetic clusters, so-called clonal complexes. 119 clinical isolates were characterised in this way. They belonged to 20 different clonal complexes (CC). CC8 (19.3%), CC45 (17.7%) and CC30 (12.6%) dominated. MRSA were rarely detected. The seven MRSA isolates belonged to locally predominant epidemic strains (ST5-MRSA-II, ST228-MRSA-I, ST22-MRSA-IV, ST45-MRSA-IV and ST80-MRSA-IV). The population structure of the clinical isolates and the relative abundances of the examined virulence and adhesion factors corresponded largely to isolates from asymptomatic carriers, which has been examined in an earlier study (Molecular epidemiology of Staphylococcus aureus in asymptomatic carriers; Monecke, Lüdicke, Slickers, Ehricht; Eur J Clin Microbiol Infect Dis. 2009). No molecular maker was detected which could alone be used for risk assessment. The gene for staphylokinase (sak) was clearly more common among clinical isolates (90.8%) than in isolates from asymptomatic carriers (71.6%). Some other genes were also found to be more common in patient isolates, but were very rare so that a significant role in bone and implant infection appeared to be unlikely. An example is Panton-Valentine leukocidin, which was detected in 3.4% of patient isolates and 0.7% of carrier isolates. CC15 was more commonly detected among healthy carriers (16.8%), than among patients (5.9%). Since all CC15 isolates were negative for sak, this also might be related to a possible role of staphylokinase in pathogenesis of invasive disease. CC45 was more abundant in patient samples (17.7%) than in swabs of healthy carriers (9.0%). However, it was not possible to identify a CC45-specific factor which might have been related to a higher virulence. Another aim of the study was to investigate whether S. aureus from orthopaedic implant infections were of endogenous origin. For 23 patients with S. aureus infections of total knee or hip prosthetics, it was possible to obtain nasal swabs in order to detect and type possible S. aureus carriage strains. Fifteen of them (65.2%) carried S. aureus. In nine patients (39.1%), isolates from nasal swabs and foci of infection were identical. This indicates that carriers of S. aureus are at risk of developing infections of total knee or hip prosthetics, and that a considerable proportion of these infections are of endogenous origin. Therefore, patients should generally be screened for S. aureus carriage prior to joint replacement. In case of detection, S. aureus should be eradicated in order to decrease the risk of endogenous infection. A prospective study is recommended.

Nosokomiale Infektionen bei Früh- und Neugeborenen stellen aufgrund ihrer hohen Inzidenz und Mortalität eine große Herausforderung für die moderne Versorgung dar. Außerdem sind sie Indikatoren für die Pflegequalität, wie auch Verletzungen und Gefäßschädigungen. In dieser retrospektiven Querschnittsstudie wurden die epidemiologische Situation nosokomialer Infektionen auf den neonatologischen Stationen der Universitätskinderklinik Leipzig für das Jahr 2006 beleuchtet, die Abhängigkeit der genannten Komplikationen von Plegepersonalqualifikation und –quantität untersucht, sowie die Stationsauslastung und Personalbesetzung mit deutschen Empfehlungen verglichen. Die Inzidenz systemischer Infektionen lag sowohl auf der neonatologischen Intensiv- als auch auf der Nachsorgestation unter dem deutschlandweiten Durchschnitt. Dagegen traten Lokalinfekte wie Windel-/ Mundsoor und Konjunktivitiden häufig auf. Das beobachtete Keimspektrum zeigte das aus der Literatur bekannte Bild, multiresistente Keime traten nicht auf. Bei der Untersuchung der Abhängigkeiten zeigte sich für die Intensivstation eine signifikante Häufung von Candidainfektionen bei geringerer Stationsauslastung und höherer Personalbesetzung, unabhängig von der Qualifikation des Personals. Auf der Nachsorgestation wurde eine vermehrte Zahl systemischer Infektionen bei höherem Anteil von Schwestern am Gesamtpersonal festgestellt. Beide Stationen waren gegenüber den Empfehlungen fast das ganze Jahr überbelegt und unterbesetzt. Gründe für die gefundenen Abhängigkeiten wurden vermutet in Informationsverlust und Trittbrettfahrerproblemen in größeren Kollektiven und verstärkter minimal-handling-Pflege und verstärkter Hygiene-Compliance in Stresssituationen. Die geringe Inzidenz systemischer Infektionen spricht für eine sichere Pflege und ist demnach sehr positiv zu bewerten, trotzdem sollten die Hintergründe für das Auftreten der Lokalinfekte, auch wenn sie meist einen milden Verlauf zeigten, überprüft werden. Eine Gesamtbeurteilung der Pflege ist anhand der gemachten Untersuchungen nicht möglich, da aufgrund der Retrospektive keinerlei Faktoren wie Belastungseinschätzung der Schwestern, Lerneinschätzung der Schüler oder Betreuungseinschätzung der Eltern einfließen konnten.