Synopsis Ventilation-associated pneumonia (VAP) presents a severe complication in the care for the mechanically-ventilated patient and its importance rises with the increasing number of resistant microorganisms, which causes VAP. VAP increases morbidity and mortality of the patients, prolongs their hospitalization and leads to the increase of direct and indirect treatment expenses. Options of treatment are sometimes difficult, costly and inefficient, thereby the need to prevent the occurance of VAP by employing a set of preventive measures is needed. Employing and enforcing those measures can decrease the incidence of VAP and thus to improve prognosis of the critically-ill patients in the intesive care. The goal of the experimental part of this thesis was to audit the employment of these preventive measures in practice. A survey using questionnaires and observing the situation on KAR FNKV have shown, that some measures are performed correctly, while some present a space for improvement, some are performed incorrectly or not at all.

Aspirationspneumonien und nosokomiale Pneumonien unterscheiden sich in den objektiv meßbaren Krierien nur sehr wenig. Sie gehen mit unterschiedlichen Keimspektren und Komorbiditäten einher. Zur genauen Differenzierung hinsichtlich exakterer Unterscheidung sind sehr hohe Fallzahlen von Nöten. / Pneumonia because of aspiration and nosocomial pneumonia are in the most parts of early measurable differences very common. They have a different spectrum of pathogenes and comorbidity. You need a big number of cases to get an exacter difference.

Thèse de doctorat : Sciences de la vie : Paris 12 : 2006. / Titre provenant de l'écran-titre. Pagination : 322 f. Bibliogr. f. 214-268.

Thèse d'exercice : Médecine. Médecine générale : Paris 12 : 2004. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr.

Thèse de doctorat : Biologie cellulaire et moléculaire. Immunologie : Orléans : 2009. / Titre provenant de l'écran-titre.

Thèse d'exercice : Médecine. Médecine interne : Université de Nantes : 2003. / Bibliogr. f. 39-41.

Thèse (M.Sc.)--Université Laval, 2007. / Bibliogr.: f. 80-90. Publié aussi en version électronique dans la Collection Mémoires et thèses électroniques.

In der vorliegenden Arbeit wurden die Daten aus zwei Studien im Hinblick auf eine genetische Komponente der erfassten Pneumonie hin untersucht. Diese Untersuchung umfasst mehr als 1.500 Probanden aus der PROGRESS-Studie von CAPNETZ (3, 6) von denen 937 in der Arbeit analysiert werden konnten und 4.985 Probanden aus der LIFE-Adult-Studie (34). Da hier lediglich SNP-Daten vorlagen, war für die weitere Arbeit eine Schätzung der Daten zu den entsprechenden HLA-Allelen notwendig. Für diesen Schritt wurde die Axiom HLA-Analysis von Affymetrix (1, 2) sowie das SNP2HLA Tool des broadinstitute (7, 26) verwendet. Zur Validierung der verwendeten Imputationstools und der betrachteten Datengrundlage wurden enzymatisch bestimmte Daten von 70 Probanden aus der LIFE-Child Kohorte verwendet (46). Die Ergebnisse der HapMap-Referenz des SNP2HLA-Tools zeigten sich in diesem Vergleich den Ergebnissen der T1DGC-Referenz und den Ergebnissen von Axiom HLA-Analysis von Affymetrix unterlegen (Siehe 7.1 Validierung der HLA-Bestimmung mittels SNPArray). Der Einfluss der gemessenen SNP-Dichte wurde durch die Analyse der PROGRESS Studie durchgeführt. Hierbei wurde der im HLA-Bereich angereicherte CAP2-Array mit einem SNP-Datensatz verglichen, der lediglich die Schnittmenge zwischen dem CAP2 und dem CEU-Array enthielt. Daher erscheint die Anreicherung des CAP2-Arrays im HLA-Bereich förderlich für die Qualität der HLASchätzung (Siehe 7.3 Einfluss der SNP-Dichte des Datensatzes auf die Qualität der HLA-Schätzung). Im Hinblick auf den Einfluss einer zusätzlichen SNP-Imputation wurden die Daten aus der PROGRESS-Studie geschätzt durch die T1DGC-Referenz für die SNP-Imputation 1000Genomes Phase1 und Phase3 auf Basis des CEU-Arrays verwendet, wobei sich keine deutlichen Veränderungen der bestimmten HLA-Genotypen ergaben (Siehe 7.4 Einfluss einer vorangestellten SNP-Imputation auf die Schätzqualität). Über die zusätzliche vorgeschaltete SNP-Imputation konnte die Zahl der in die Analyse eingehenden SNP deutlich gesteigert werden (Siehe 6.6.3 SNP- Imputation). Im Hinblick auf den Infoscore-Äquivalenzwert zeigte sich bei den Schätzungen auf Basis von Affymetrix Axiom HLA-Analysis keine deutliche Veränderung auf Basis unterschiedlicher Datengrundlagen. Bei der T1DGC war bei der Betrachtung des Infoscores über alle Loci ein Abfall zu beobachten, der ebenfalls, wie oben beschrieben, nivelliert werden konnte (Siehe 7.4 Einfluss einer vorangestellten SNPImputation auf die Schätzqualität). Im Hinblick auf die Anzahl an HLA-Allelen mit einem Infoscore ungleich 0, zeigte sich bei der SNP-Imputation 1000Genomes Phase3 auf Basis des CAP2-Arrays eine größere Vielfalt der bestimmten Allele, als bei CAP2. In der Darstellung durch ein Box-Plot erscheinen die Abweichungen vom CAP2-Array bei der Axiom HLA-Analysis zufällig. Auf Basis dessen wurde für die finalen Analysen die SNP-Imputation 1000Genomes Phase3 auf Basis des CEU-Array ausgewählt (Siehe 7.4 Einfluss einer vorangestellten SNPImputation auf die Schätzqualität). Im Vergleich zeigte sich bei Affymetrix Axiom HLA-Analysis eine höhere Konsistenz zwischen den betrachteten Schätzungen (1000Genomes Phase 1 zu 1000Genomes Phase 3), als bei der T1DGC-Referenz. Zwischen den beiden Tools liegt eine hohe Übereinstimmung von 96,65 % (1000Genomes Phase1) und 96,69 % (1000Genomes Phase3) vor. In den Bland-Altman-Diagrammen zeigte sich eine tendenziell höhere Sicherheit des Affymetrix-Tools bei Loci mit einem mittleren Infoscore-Äquivalenzwert von 0,7 und kleiner auf. Bei dem Vergleich wurden die Loci DRB3, DRB4 und DRB5 nicht berücksichtigt (Siehe 7.6 Vergleich Affymetrix Axiom HLA-Analysis und SNP2HLA bezüglich der Schätzungsqualität). Nach Korrektur gemäß Bonferroni ist hier bei DQB1*501 mit einem p von 0,004 (nach Korrektur: 0,036) ein signifikantes Ergebnis zu beobachten. Die Analyse auf den schweren Verlauf, der in Tod, intensivmedizinischer Überwachung oder in einer indizierten Beatmung des Patienten besteht, zeigte ebenso einen p<0,05 (0,009 nach Korrektur gemäß Bonferroni) bei DQB1*501, der hier mit einem Regressionskoeffizienten von 0,98 ein Risikofaktor zu sein scheint (Siehe 7.8 Assoziation des HLA-Locus mit der Verlaufsschwere von Pneumonieerkrankungen). In der statistischen Auswertung der LIFE-Daten unter Betrachtung der Fragestellung, ob in der Krankengeschichte des Patienten jemals eine Pneumonie vorgekommen ist, konnten keine statistisch signifikanten Ergebnisse nachgewiesen werden. In der Analyse der Fragestellung nach einer hospitalisierten Pneumonie konnte trotz eines Effektes im Chi²-Test kein einzelnes Allel als Risikofaktor identifiziert werden (Siehe 7.9 Der Einfluss des HLA-Locus auf die Suszeptibilität für Pneumonieerkrankungen). Dementsprechend lassen sich auf Basis dieser Arbeit Hinweise auf eine genetische Komponente in der Entstehung und dem Verlauf der CAP ableiten, die in weiteren Studien näher untersucht und statistisch verifiziert werden sollten.:1 Abkürzungsverzeichnis 2 Tabellenverzeichnis 3 Abkürzungsverzeichnis 4 Zielsetzung der Arbeit 4.1 Vergleichbarkeit von HLA-Genotypisierung mit HLA-Schätzung 4.2 Vergleich der geschätzten HLA-Frequenzen mit Referenzdaten 4.3 Einfluss der SNP-Dichte auf die Güte der HLA-Schätzung durch Vergleich verschiedener Arrays 4.4 Einfluss der SNP-Dichte auf die Güte der HLA-Schätzung unter vorgeschalteter SNP Imputation 4.5 Vergleich der betrachteten Loci hinsichtlich Güte der HLA-Schätzung 4.6 Vergleich existierender Tools hinsichtlich Güte der HLA-Schätzung 4.7 HLA-Assoziationen mit dem Schwereverlauf von Pneumonieerkrankungen 4.8 HLA-Assoziationen mit der Suszeptibilität für Pneumonieerkrankungen 5 Biologische Einführung 5.1 HLA Einführung 5.2 HLA-Klasse-I-Antigene 5.3 HLA Klasse-II-Antigene 5.4 HLA-Polymorphismus und Kopplungsungleichgewicht 5.5 Festlegung der HLA-Region 5.6 HLA-Typisierung 5.7 HLA-assoziierte Erkrankungen 5.8 Pneumonie – CAP 6 Material und Methoden 6.1 LIFE-Child – Studienbeschreibung 6.2 LIFE-Adult – Studienbeschreibung 6.3 PROGRESS – Studienbeschreibung 6.4 Tools zur Schätzung von HLA-Genotypen aus SNP-Daten 6.5 Analysedatensätze PROGRESS SNP2HLA 6.6 Analysedatensätze PROGRESS Affymetrix 6.7 Analysedatensätze LIFE-Child 6.8 Analysedatensätze LIFE-Adult 6.9 Übersicht aller Analysedatensätze 6.10 Vergleich der Allelfrequenzen mit einer Bevölkerungsreferenz 6.11 Hardy-Weinberg-Equilibrium für HLA-Allele 6.12 Statistische Auswertung 7 Ergebnisse 7.1 Validierung der HLA-Bestimmung mittels SNP-Array 7.2 Vergleich der Häufigkeit der geschätzten HLA-Allele mit der Häufigkeit in der Bevölkerungsreferenz 7.3 Einfluss der SNP-Dichte des Datensatzes auf die Qualität der HLA-Schätzung 7.4 Einfluss einer vorangestellten SNP-Imputation auf die Schätzqualität 7.5 Vergleich der betrachteten HLA-Loci bezüglich der Schätzqualität 7.6 Vergleich Affymetrix Axiom HLA-Analysis und SNP2HLA bezüglich der Schätzungsqualität 7.7 Assoziation von HLA-Genotypen mit Suszeptibilität und Verlauf der Pneumonie 7.8 Assoziation des HLA-Locus mit der Verlaufsschwere von Pneumonieerkrankungen 7.9 Der Einfluss des HLA-Locus auf die Suszeptibilität für Pneumonieerkrankungen 8 Diskussion 8.1 Validierung der HLA-Schätzung mittels SNP-Array 8.2 Vergleich der Häufigkeit der geschätzten HLA-Allele mit der Häufigkeit in der Bevölkerungsreferenz 8.3 Einfluss der gemessenen SNP-Dichte auf die Schätzungsqualität 8.4 Einfluss einer zusätzlichen SNP-Imputation auf die Schätzungsqualität 8.5 Vergleich der betrachteten Loci bezüglich der Schätzungsqualität 8.6 Vergleich Affymetrix Axiom HLA-Analysis und SNP2HLA bezüglich der Schätzungsqualität 8.7 Assoziation des HLA-Locus mit der Verlaufsschwere von Pneumonieerkrankungen 8.8 Der Einfluss des HLA-Locus auf die Suszeptibilität für Pneumonieerkrankungen 9 Zusammenfassung 10 Thesen 11 Literaturverzeichnis 12 Anhang 13 Erklärung über die eigenständige Abfassung der Arbeit 14 Tabellarischer Lebenslauf 15 Danksagung

Zusammenfassung Dissertation zur Erlangung des akademischen Grades Dr. med. Epidemiologie der schweren Pneumonie im zeitlichen Verlauf eingereicht von Jennifer Fetzer angefertigt an / in Universität Leipzig Interdisziplinäre Internistische Intensivstation betreut von Prof. Dr. med. Sirak Petros Monat und Jahr November 2023 75 Seiten, 14 Tabellen, 8 Abbildungen, 130 Literaturquellen Die Pneumonie stellt die häufigste Infektion auf Intensivstation dar und ist mit einer hohen Sterblichkeit verbunden. Erregerepidemiologische Kenntnisse sind für die Behandlung von großer Bedeutung. Für die Ermittlung epidemiologischer Daten wurden Surveillance Systeme eingeführt. Diese haben sich national und international als sehr erfolgreich bei der Verhinderung zunehmender Infektionsraten und Resistenzen erwiesen. Die mit einer Infektion verbundene Mortalität, höhere Kosten und ein längerer Krankenhausaufenthalt konnten so reduziert werden. Oft handelt es sich jedoch um Querschnittserhebungen an einem einzigen Tag und Vergleiche zwischen ambulant erworbenen und nosokomial erworbenen Pneumonien sind in der Literatur nur eingeschränkt vorhanden. Ziel dieser Studie war es, epidemiologische Daten der schweren Pneumonie auf einer universitären internistischen Intensivstation im zeitlichen Verlauf zu vergleichen. Je nach Ursprung der Pneumonie wurde die Häufigkeitsverteilung für die ambulant und nosokomial erworbenen Pneumonien analysiert. Die Gruppe von immunsupprimierten Patienten wurde zusätzlich berücksichtigt. Sekundär wurden zeitliche Veränderungen der Erregerepidemiologie, des Antibiotikaeinsatzes und die Verteilung multiresistenter Erreger als Verursacher der schweren Pneumonie beurteilt. Es wurde eine retrospektive Kohortenanalyse der Patienten mit schwerer Pneumonie vorgenommen, welche in der interdisziplinären internistischen Intensivmedizin des Universitätsklinikums Leipzig behandelt wurden. Die Daten der Jahre 2011-2012 wurden gegenüber denen der Jahre 2016-2017 verglichen. Insgesamt wurden Daten von 1139 Patienten mit 1256 Pneumonie-Episoden in den benannten Zeiträumen erfasst. Dabei waren 34,6% der Pneumonien ambulant und 64,3% nosokomial erworben. Von den nosokomial erworbenen Pneumonien waren 31,1% auf Intensivstation erworben. Davon waren wiederum 67,7% beatmungsassoziierte Pneumonien. Eine signifikante Veränderung der Häufigkeitsverteilung im zeitlichen Verlauf ließ sich nicht darstellen. Es gab 270 (23,7%) Patienten mit einer immunsupprimierenden Erkrankung oder Therapie. Diese wiesen 321 Pneumonie-Episoden auf. Während sich im Vergleich der beiden Zeiträume die prozentualen Anteile der außerhalb der Intensivstation erworbenen Pneumonien in dieser Gruppe kaum verändert hat, sank die auf ITS erworbene Pneumonie von 25,6% auf 12,1%. Bezüglich der Erregerepidemiologie konnte keine signifikante Zu- oder Abnahme im zeitlichen Verlauf festgestellt werden. Die häufigsten Erreger der ambulant erworbenen Pneumonie waren Streptococcus pneumoniae (22,5%), Influenza A und B Viren (14,6%) sowie Staphylococcus aureus (14,0%). Bei den nosokomial erworbenen Pneumonien war der häufigste gram-positive Erreger Staphylococcus aureus (19,7%). Unter den gram-negativen Erregern wurden vor allem Pseudomonas Spezies (19,7%), Klebsiella Spezies (14,6%) und Escherichia coli (14,1%) nachgewiesen. Pseudomonas Spezies waren mit 27,7% auch bei den immunsuppressiven Patienten die häufigsten gram-negativen Erreger. Patienten, die eine Immunsuppression aufwiesen, hatten zudem signifikant häufiger Herpesviren (23,2% versus 7,0%) und Pilze (9,5% versus 1,7%) als immunkompetente Patienten (p<0,001). Der Anteil multiresistenter Erreger als Ursache der schweren Pneumonie sank signifikant von 13,8% im Jahr 2011-2012 auf 10,3% im Jahr 2016-2017 (p<0,003). Bei der schweren ambulant erworbenen Pneumonie wurden im Vergleich zur nosokomial erworbenen Pneumonie signifikant häufiger Ampicillin/Sulbactam und Makrolide als erste Antibiose auf ITS verordnet. Unter den nosokomial erworbenen Pneumonien wurden bei den am häufigsten verordneten Antibiotika signifikant mehr Carbapeneme eingesetzt als bei der ambulanten Pneumonie. Im Jahr 2016-2017 wurde zusätzlich Piperacillin/Tazobactam signifikant mehr bei der nosokomialen Pneumonie angewandt (p<0,001). Allgemein betrachtet wurden Chinolone und Glykopeptide 2016-2017, im Vergleich zu den Jahren 2011-2012, signifikant weniger verordnet (p<0,001). Bei Immunsupprimierten wurden signifikant häufiger Carbapeneme in beiden Zeiträumen eingesetzt (p<0,001). Eine Antibiotika-Deeskalation fand 2016-2017 signifikant häufiger statt als 2011-2012 (24,1% versus 13,2% (p<0,001)). Die ITS-Letalität der Studienkohorte hat sich mit 29,2% im Zeitraum 2011-2012 und 33,9% im Zeitraum 2016-2017 nicht signifikant verändert. Auch die Krankenhaus-Letalität war mit 40,0% bzw. 42,1% vergleichbar. Komorbiditäten wie Leberzirrhose, aktives hämatologisches Malignom, Chemotherapie oder Bestrahlung sowie Immunsuppression waren mit erhöhter ITS- und Krankenhausletalität assoziiert. Zusammenfassend konnten in der vorliegenden Studie zwischen den Jahren 2011-2012 und 2016-2017 keine signifikanten Unterschiede in der Häufigkeitsverteilung der ambulant und nosokomial erworbenen Pneumonie festgestellt werden. Zudem hat sich die Erregerepidemiologie nicht signifikant verändert. Allerdings konnten signifikante Zusammenhänge zwischen Art der Pneumonie und Häufung bestimmter Erreger nachgewiesen werden. Hinsichtlich der Antibiotika-Einsätze konnte eine Optimierung der Auswahl beobachtet werden. Allerdings bleibt der Einsatz von Carbapenemen hoch. Möglichkeiten zur raschen Erkennung der Infektionserreger könnten in Zukunft dabei helfen, Antibiotika-Einsätze, die zum Teil aus Sorge um multiresistente Erreger erfolgen, weiter zu optimieren. Die Letalität der schweren Pneumonie auf ITS ist weiterhin hoch, wobei hier die Ursprünge der Pneumonie sowie Risikofaktoren differenziert berücksichtigt werden müssen.:Inhaltsverzeichnis 1. Abkürzungsverzeichnis ........................................................................................ 3 2. Einleitung ............................................................................................................. 5 2.1. ambulant erworbene Pneumonie................................................................... 7 2.2. nosokomial erworbene Pneumonie ............................................................. 11 2.3. Pneumonie bei immunsupprimierten Patienten ........................................... 16 2.4. Anteil multiresistenter Erreger als Ursache der Pneumonie ........................ 18 3. Zielsetzung der vorliegenden Arbeit................................................................... 20 4. Material und Methoden ...................................................................................... 21 5. Ergebnisse ......................................................................................................... 26 5.1. Demografische und klinische Parameter des Patientenkollektivs................ 26 5.2. Epidemiologie der Pneumonie nach Ursprung ............................................ 28 5.3. Erregerepidemiologie nach Ursprung der Pneumonie im zeitlichen Vergleich… ............................................................................................... 31 5.4. Trend im Anteil der multiresistenten Erreger als Ursache der schweren Pneumonie .................................................................................................. 40 5.5. Trend im Antibiotikaeinsatz in den beiden Zeiträumen ................................ 41 5.6. Pneumonie-assoziierte ITS- und Krankenhausletalität................................ 47 6. Diskussion.......................................................................................................... 50 7. Zusammenfassung............................................................................................. 55 8. Literatur.............................................................................................................. 58 9. Anlagen.............................................................................................................. 72 10. Erklärung über die eigenständige Abfassung der Arbeit .................................... 73 11. Lebenslauf.......................................................................................................... 74 12. Danksagung....................................................................................................... 75

Les neutrophiles sont des cellules jouant un rôle dans la défense immunitaire contre une vaste gamme de microbes dont le Streptococcus pneumoniae, un agent étiologique important causant la pneumonie. Une hiérarchisation des récepteurs chimiotactiques retrouvés sur les neutrophiles nous indique que les peptides N-formylés (fMLP) sont parmi les facteurs chimioattractants les plus puissants. Nous avons donc comparé leur pouvoir chimiotactique avec celui des chimiokines CXC (MIP-2 et KC) lors d'une pneumonie à pneumocoque. Pour ce faire, nous avons utilisé des antagonistes connus du récepteur du fMLP et des anticorps neutralisants anti-chimiokines. À la suite de l'injection de ces produits à différentes lignées murines infectées par de faibles et fortes concentrations de plusieurs souches de pneumocoques au profil variable, nous avons déterminé que le fMLP produit par la bactérie et les chimiokines produites par l'hôte exercent tous deux un effet significatif sur la migration neutrophilique mais dépendent directement de la hiérarchisation de ces récepteurs de chimioattractants. / Polymorphonuclear neutrophils (PMNs) are known to play a major role in the clearance of Streptococcus pneumoniae from infected hosts. PMNs migrate under the influence of chemoattractant molecules at the site of inflammation. A hierarchical potency exists among known chemoattractants such as bacterial derived N-formylated peptides (fMLP) and host-derived chemokines, but was never investigated in pneumococal pneumonia. We infected mouse strains from different genetic backgrounds with low and high inocula of various strains of S. pneumoniae. Using fMLP receptor (FPR) antagonists and CXC chemokine blocking antibodies, we showed that PMN emigration relies upon such hierarchy in vivo, and that it is species- and inoculum-dependent, and is most likely linked to fMLP-induced cross-desensitization of other chemoattractant receptors including those for C5a and chemokines.