Univ., Diss.--Uppsala, 2007.

Calif., Univ. of California, Diss.--Berkeley, 2002. / Kopie, ersch. im Verl. UMI, Ann Arbor, Mich.

Zugl.: Freiburg (Breisgau), Univ., Diss., 2007

Ulm, Univ., Diss., 2001.

Zugl.: Freiburg <Breisgau>, Univ., Diss., 2007.

Ziel der vorliegenden Promotionsarbeit war die Untersuchung von Sepsis-assoziierten Veränderungen des Arachidonsäure (AA)-Metabolismus und die Identifikation differentiell regulierter AA-Metabolite mit Prüfung ihres diagnostischen Potentials bei Patienten mit Sepsis unter Anwendung eines in-vitro Lipopolysaccharid (LPS) Vollblutaktivierungs-Modells. In Zellüberständen von nicht-aktiviertem und LPS-aktiviertem Heparinblut (25 Sepsis- Patienten, 15 Gesunde) wurden AA-Metabolite mittels Flüssigkeitschromatographie-Tandem- Massenspektrometrie analysiert. In einer unabhängigen Kohorte (10 Sepsis-Patienten, 3 Gesunde) wurden nach RNA-Isolation aus Zellmaterial zusätzlich Target-Gene des AAMetabolismus (Cyclooxygenase (COX)-2 und mikrosomale Prostaglandin-E-Synthase (mPGES)-1 mittels quantitativer Reverse Transkriptase-Polymerase Kettenreaktion (RT-PCR) untersucht. Es konnte eine differentielle Freisetzung von AA, AA-Analoga und der COX-assoziierten Metabolite Prostaglandin (PG) E2, 11-Hydroxyeicosatetraensäure (HETE) und Thromboxan (TX) B2 zwischen Patienten und gesunden Kontrollpersonen gezeigt werden. Sepsis-Patienten wiesen dabei gegenüber Gesunden eine deutlich reduzierte Freisetzung von AA und den COXassoziierten Metaboliten 11-HETE und PGE2 auf. Das Ausmaß der reduzierten Mediatorenfreisetzung bei Sepsis-Patienten war mit der Schwere der Erkrankungssymptomatik und dem klinischen Outcome assoziiert. Auf Genexpressionsebene zeigte sich eine reduzierte Induzierbarkeit der COX-2 mRNA-Expression bei Sepsis-Patienten gegenüber Gesunden, jedoch eine erhaltene Induzierbarkeit auf der Ebene der mPGES-1.

Trotz enormer Fortschritte in der Therapie, bleibt der kardiogene Schock die führende Todesursache im akuten Myokardinfarkt. Die pathophysiologischen Veränderungen umfassen dabei unter anderem Störungen der Mikrozirkulation, endotheliale Dysfunktion mit vaskulärer Leckage, sowie vermehrte Thrombozyten- und Leukozytenadhäsion an die Gefäßwand. Die endotheliale Glykokalyx wurde als zentraler Regulator dieser Prozesse identifiziert. Das Glykosaminoglykan Heparansulfat repräsentiert dabei den Hauptbestandteil der Endothelzelloberfläche und Syndecan-1 das am weitesten verbreitete Proteoglykan. Diesbezüglich konnte in Studien eine Assoziation zwischen Schädigung der endothelialen Glykokalyx und den zirkulierenden Membranbestandteilen im Patientenblut beobachtet werden. Ziel der Arbeit war die Analyse der Glykokalyxmarker bei 184 Patienten mit Infarkt-assoziiertem kardiogenen Schock. In den Serumproben zum Zeitpunkt der Aufnahme und nach einem Tag wurde mittels ELISA die Konzentration von Heparansulfat und Syndecan-1 bestimmt. Dabei zeigte sich ein signifikanter Konzentrationsabfall von Syndecan-1 innerhalb des Analysezeitraums. Des Weiteren hatten die Überlebenden an beiden Tagen signifikant niedrigere Syndecan-1-Serumwerte. Durch eine schrittweise Multiregressionsanalyse wurde Syndecan-1 bei Patienten mit akutem Myokardinfarkt und assoziiertem kardiogenen Schock als unabhängiger Prädiktor der 30-Tage- Mortalität identifiziert.

In einer kontrollierten Studie an gesunden Pferden wurde die Pharmakokinetik von Infukoll HES 10% untersucht und dessen klinische Wirksamkeit in unterschiedlichen Dosierungen mit der von isotoner und hypertoner NaCl-Lösung verglichen. In einer darauffolgenden prospektiven klinischen Untersuchung an Pferden mit akuter Kolitis oder Ileus konnte die Wirksamkeit des Plasmaexpanders am Pferdepatienten dokumentiert werden. Die Versuchsgruppe, bestehend aus 6 Warmblut-Stuten, nahm an 5 Versuchsreihen teil und erhielt jeweils als einmalige i.v. Bolusinfusion Infukoll HES in der Dosierung von 5 ml/kg KM (Reihe 1), 10 ml/kg KM (Reihe 2) und 15 ml/kg KM (Reihe 3) sowie isotone NaCl-Lösung (15 ml/kg KM &#150; Reihe 4) und hypertone NaCl-Lösung (7,5%ig; 4 ml/kg KM &#150; Reihe 5). Die Patienten wurden in 3 Gruppen unterteilt: Pferde mit akuter Kolitis (Gruppe 1; n=8), Pferde mit Dünndarmileus (Gruppe 2; n=7) und Pferde mit Dickdarmileus (Gruppe 3; n=9). Alle Patientengruppen erhielten zunächst eine i.v. Bolusinfusion, bestehend aus 10 ml isotoner NaCl-Lösung/kg KM und 10 ml Infukoll HES/kg KM. Anschließend wurde die Infusionstherapie mit isotoner NaCl-Lösung (4 ml/kg/h DTI) fortgeführt. Blutentnahmen erfolgten bei gesunden und kranken Pferden vor der Bolusinfusion sowie 10 Minuten, 1, 2, 4, 6, 8, 10, 12 und 24 Stunden danach. Zu allen Messzeitpunkten wurde ein Blutbild angefertigt und die Konzentration von GEW und Albumin im Serum ermittelt. In größeren Abständen erfolgte die Bestimmung der Amylaseaktivität und der Konzentrationen von Glukose, Harnstoff sowie Kreatinin. Ausschließlich bei der Versuchsgruppe wurde zusätzlich die HES-Konzentration im Serum über 24 Stunden sowie Harnparameter (Dichte, GGT-Kreatinin-Verhältnis, Fraktionelle Exkretion von Na, K, und P) innerhalb der ersten 4 Stunden nach der Bolusinfusion bestimmt. In der Versuchsgruppe war die Infusion mit Infukoll HES, gemessen an den Dilutionsparametern Hämatokrit, Hämoglobin, GEW und Albumin, in jeder der verwendeten Dosierung signifikant volumenwirksamer als isotone und hypertone NaCl-Lösung. Es konnte keine klinisch relevante Beeinflussung der Nierenfunktion beim nierengesunden Pferd nachgewiesen werden. Die Infusion von Infukoll HES führt zu einer dosisabhängigen und dilutionsbedingten Verlänge-rung der APTT; die Beeinflussung durch die verwendeten Dosierungen darf als klinisch irrelevant bezeichnet werden. HES verhält sich beim Pferd im wesentlichen wie beim Menschen. Sie zeigt eine lineare Pharmakokinetik und verteilt sich fast ausschließlich intravasal. Es konnte erstmals nachgewiesen werden, dass auch beim Pferd ein signifikanter und dosisabhängiger Anstieg der Serumamylaseaktivität nach der Infusion mit HES erfolgt. In den Patientengruppen führte die Bolusinfusion mit Infukoll HES zu einer signifikanten Verbesserung des Hydratationszustandes und der Herz-Kreislauf-Funktion. Die Nierenfunktion wurde nachhaltig verbessert, trotz einer vorübergehenden, nicht signifikanten Erhöhung der Harnstoff-Konzentration im Serum. Eine Verlängerung der APTT wurde eine Stunde nach der Infusion mit HES beobachtet. Beide Parameter waren bei der Mehrzahl aller Patienten bereits zum Zeitpunkt der Erstuntersuchung pathologisch erhöht. Bereits zu diesem Zeitpunkt korrelierten APTT und Herzfrequenz hochsignifikant mit dem späteren Überleben der Patienten (p<0,01). Die Amylase verhielt sich wie bei den Versuchstieren und stieg signifikant an. Bei 6/24 (25%) Pferden wurden bei der Erstuntersuchung um ein Vielfaches höhere Werte gemessen als bei den übrigen Patienten und Versuchstieren. Unerwünschte Nebenwirkungen oder Unverträglichkeitsreaktionen konnten weder bei gesunden noch bei kranken Pferden beobachtet werden. Aufgrund der guten Verträglichkeit sowie der anhaltenden Volumenwirksamkeit ist die Infusion von Infukoll HES bei Pferden mit akuter Kolitis und Kolik zu empfehlen. Es wäre wünschenswert, Infukoll HES bei jedem chirurgischen Kolikpatienten mit beginnender oder manifester Dehydratation einzusetzen und damit Mikrozirkulationsstörungen, v.a. im Bereich des Gastrointestinaltraktes, frühzeitig zu beheben. In vergangenen Studien konnte bereits nachgewiesen werden, dass chirurgische Kolikpatienten eine signifikant höhere Überlebensrate haben, wenn diese mit HES behandelt werden. Ob durch den Einsatz von HES die Inzidenz postoperativer Komplikationen, unter besonderer Berücksichtigung des paralytischen Ileus, gesenkt und dadurch die Rekonvales-zenz verkürzt werden kann, müssen nachfolgende Studien zeigen. / The purpose of this study was to investigate the pharmacokinetic of Infukoll HES 10% and the clinical effects of this solution in various dosages compared to isotonic and hypertonic saline in adult healthy horses. In a follow up prospective investigation the clinical effectiveness of the plasma volume substitute in horses with colic or acute colitis was proven. The trial group consisted of 6 normal warmblooded mares which received 5 series of a single dose i.v. infusion of HES each, at a does of 5 ml/kg bwt (series no. 1), 10 ml/kg bwt (series no. 2) and 15 ml/kg bwt (series no. 3) as well as isotonic saline (15 ml/kg bwt &#150; series no. 4) and hypertonic saline (4 ml/kg bwt &#150; series no. 5). Patients were classified into 3 groups: horses with acute colitis (group 1; n=8), horses with ileus of the small intestine (group 2; n=7) and with ileus of the large intestine (group 3; n=9). All 3 groups received an i.v. bolus infu-sion of isotonic saline (10 ml/kg bwt) and Infukoll HES (10 ml/kg bwt). Subsequently the fluid therapy was continued with isotonic saline at a dose of 4 ml/kg/h. Blood samples were collected immediately pre and post application after 10 minutes, 1, 2, 4, 6, 8, 10, 12 and 24 hours. At each time a complete blood count as well as total plasma protein and albumin concentration were determined. Amylase activity, glucose, urea and creatinine concentration in serum samples were measured in greater intervals. Only in the trial groups HES was determined in serum samples during a period of 24 hours and urinary values (urine density, GGT-creatinine-ratio, fractional excretion of Na, K, P) were measured or calculated within 4 hours after bolus infusion. In the trial group the infusion of Infukoll HES at each dosage was significantly more effec-tive as isotonic and hypertonic saline &#150; measured on the dilution parameters PCV, hemoglobin, total plasma protein and albumin concentration. A clinical relevant influence of renal function was not proven in healthy horses. The application of Infukollâ HES resulted in a dose dependent prolongation of the APTT caused by hemodilution. However used the influence of the various dosages might not be relevant. Overall HES behave in horses as equal as in human beings. It shows a linear pharmacokinetic and an almost intravascular distribution. The administration of HES causes a significant and dose dependent increase in amylase activity. In horses this form has never been published before. In patients the application of Infukoll HES causes a significant improvement of hydration status and cardiac function. The influence of renal function and the APTT is slight when compared with the effects of shock and the trauma of surgery. A temporary, not significant increase of urea as well as a prolongation of the APTT was observed after the bolus infusion with HES. Already pre infusion values of both of these parameters were pathologically high in the majority of the patients. There is a highly significant correlation between survival and APTT as well as heart rate at pre infusion values (p<0,01). Amylase activity behave in patients as equal as in trial horses and increased significantly. In 6/24 (25%) horses pre infusion values were considerably higher than in the other patients and in the trial horses. No incompatibility reactions or side effects were observed neither in trial horses nor in patients. Because of the well tolerability and the long lasting volume effect Infukoll HES can be recommended for use in horses with colic or acute colitis. It would be desirable to use Infukoll HES in each case of colic surgery and dehydration because it is necessary in these patients to rapidly correct disturbances of microcirculation especially of the gastrointestinal tract. A significantly higher survival rate of HES treated horses undergoing colic surgery has been already proven in former investigations. Clinical studies in progress may confirm if the incidence of post operative complications particularly of the paralytic ileus might be lower and the recovery from surgery might be shorter.

Die Sepsis stellt eine pathophysiologisch komplexe systemische Reaktion auf eine zugrundeliegende Infektion dar. Septische Erkrankungen sind die dritthäufigste Todesursache in Deutschland. Um die bisher vorliegenden Erkenntnisse zur Epidemiologie der schweren Sepsis und des septischen Schocks in Deutschland zu aktualisieren und insbesondere erstmals direkte Daten zur Inzidenz zu ermitteln, wurde die INSEP-Studie als prospektive multizentrische Studie auf Intensivstationen in Deutschland durchgeführt. Für die Mitwirkung an der Studie rekrutierten die beteiligten SepNet-Zentren weitere Kliniken außerhalb des SepNet. Die Teilnahme aller Kliniken erfolgte auf freiwilliger Basis. Die im November 2013 durchgeführte Studie umfasste einen Erhebungszeitraum von 4 Wochen. Von allen Patienten, die sich in diesem Zeitraum auf Intensivstation befanden, wurden allgemeine Daten erfasst. Sofern eine schwere Sepsis oder ein septischer Schock (gemäß der zum Zeitpunkt der Studie gültigen Sepsis-1 Definition) auftrat, erfolgte die Dokumentation sepsis-spezifischer Parameter. 133 Intensivstationen aus 95 Krankenhäusern beteiligten sich an der Studie. Insgesamt waren die Daten von 11883 Aufnahmen auf Intensivstation auswertbar. Das Alter der Patienten betrug im Median 69 Jahre (IQR: 57-77), 57,7% der Patienten waren männlich. Bei 1503 (12,6%) Patienten wurde die Diagnose einer schweren Sepsis oder eines septischen Schocks gestellt. Die ermittelte Inzidenzdichte betrug 11,6 pro 1000 Patiententage auf ITS [95%-KI: 10,5-12,9]. Die für den 1. Tag des Erhebungszeitraums bestimmte Punktprävalenz lag bei 17,9% [95%-KI: 16,3-19,7]. Die Sterblichkeit auf Intensivstation betrug für die Patienten mit schwerer Sepsis / septischem Schock 34,3%. Im Vergleich dazu verstarben nur 6% der Patienten, die keine Sepsis hatten, auf ITS. Die Krankenhaussterblichkeit betrug für Patienten mit schwerer Sepsis / septischem Schock 40,4% bzw. 9,6% für Patienten ohne Sepsis. Schwere Sepsis und septischer Schock entwickelten sich bei 860 (57,2%) Patienten auf der Basis einer nosokomialen Infektion. Die häufigsten Infektionen waren Pneumonien, die bei 700 (46,6%) Patienten auftraten. Intraabdominelle und gastrointestinale Infektionen lagen bei 431 (28,7%) und urogenitale Infektionen bei 190 (12,6%) Patienten vor. Sowohl die Sterblichkeit auf Intensivstation, als auch die Sterblichkeit im Krankenhaus war bei Patienten im septischen Schock mit 37,3% bzw. 43,3% signifikant höher (p<0,001) als bei Patienten mit schwerer Sepsis (16,7% bzw. 23,4%). Aufgrund der nicht repräsentativen Stichprobe konnte die Inzidenz nicht auf die Gesamtbevölkerung in Deutschland hochgerechnet werden. In der INSEP-Studie konnte im Rahmen eines pragmatischen Ansatzes gezeigt werden, dass sowohl die schwere Sepsis als auch der septische Schock auf Intensivstationen in Deutschland immer noch häufig auftreten und eine hohe Mortalität aufweisen. Es bleibt zu wünschen, dass insbesondere aufgrund der mittlerweile im Alltag eingeführten neuen Sepsis-Definition (Sepsis-3) die Epidemiologie der Sepsis im Rahmen einer repräsentativen Studie ermittelt werden kann.:1 Abkürzungsverzeichnis 4 2 Einführung 6 2.1 Definition Sepsis 6 2.2 SepNet 10 2.3 Epidemiologie der Sepsis 11 3 Aufgabenstellung 14 4 Material und Methoden 15 4.1 Dokumentierte Fälle 16 4.2 Statistische Auswertung 17 5 Ergebnisse 21 5.1 Beteiligte Krankenhäuser und Intensivstationen 21 5.2 Beschreibung der Patientenpopulation 23 5.3 Inzidenz und Prävalenz 25 5.4 Überlebensstatus 30 5.5 Infektionen und Mikrobiologie der Sepsis 30 5.6 SIRS-Kriterien und Organdysfunktionen 31 5.7 Auswertung gemäß Sepsis-3-Definition 33 6 Diskussion 39 6.1 Inzidenz und Prävalenz 39 6.2 Sterblichkeit 41 6.3 SIRS und Organdysfunktionen 42 6.4 Neue Definition der Sepsis (Sepsis-3) 43 6.5 Limitationen 44 6.6 Zusammenfassung und Ausblick 44 7 Zusammenfassung der Arbeit 45 8 Literaturverzeichnis 49 9 Anlage – Statistischer Analyseplan 55 10 Erklärung über die eigenständige Abfassung der Arbeit 81 Lebenslauf 82 Publikationen 82 Danksagung 85

Hintergrund: Trotz der intensiven Behandlungsmöglichkeiten im infarktbezogenen kardiogenen Schock sind hohe Mortalitätsraten (ca 40-50%) weiterhin zu beobachten. Eine Reihe klinischer, angiografischer und laborchemischer Parameter sind hinsichtlich ihrer prognostischen Aussagekraft im Einzelnen oder in kleineren Gruppen untersucht worden. Bisherige Mortalitätsprädiktionsmodelle benötigen das Einholen klinischer/anamnestischer, angiografischer und biochemischer Variablen, was zu einer erschwerten Anwendbarkeit im klinischen Alltag führt. Eine frühe und valide Risikostratifizierung ist notwendig um weitere Therapieentscheidungen zu treffen und unterschiedliche Risikopopulationen für zukünftige klinische Studien zu identifizieren.   Ziele: In der vorliegenden Arbeit sollte unter Einbezug einer großen Bandbreite von klinischen Parametern, sowie neuen und etablierten Biomarkern, ein Risikoscore entwickelt werden, der nur die relevantesten Prädiktoren der 30-Tage-Mortalität einschließt, um so ein einfach anzuwendendes Tool zur Risikostratifizierung zu erstellen. Methoden: Der Risikoscore wurde anhand von 458 Patient:innen aus der multizentrischen randomisierten CULPRIT-SHOCK Studie mittels Least Absolute Shrinkage Selection Operator (LASSO), einem penalisierten multivariaten logistischen Regressionsmodell entwickelt. Als externe Validierungskohorte dienten 163 Patient:innen der IABP-SHOCK II Studie. Die prädiktive Aussagekraft wurde in interner, intern-extern (zeitlicher) und externer Validierung durch Diskrimination (AUC, c-Statistik), Kalibration, Klinischer Nutzen (decision curve analysis) und Kaplan-Meier-Kurven analysiert. Anschließend wurde der Risikoscore mit bisherigen Prognosemodellen hinsichtlich der diskriminativen Kraft (AUC, c-Statistik) verglichen. Ergebnisse: Aus 58 Kandidatenvariablen (30 klinische Parameter, 28 Biomarker) wurden nur vier als relevante Prädiktoren identifiziert. Aus Cystatin C, Laktat, Interleukin-6 und NTproBNP wurde somit der CLIP Score gebildet. In der internen Validierung wurde eine AUC von 0.82 (95% CI: 0.77-0.85) erreicht, in der intern-externen (zeitlichen) Validierung eine AUC von 0.83 (95% CI 0.76 – 0.90). Die externe Validierung ergab eine AUC von 0.73 (95% CI: 0.65 – 0.80). Es zeigte sich eine gute Kalibrierung und ein großer positiver Nettobenefit im klinischen Nutzen. Der CLIP Score überragte den SAPS II risk score (0.830 95% CI 0.765-0.896 vs 0.626 95% CI 0.528-0.725; P<0.001) und den IABP-SHOCK II risk score (0.830 95% CI 0.765-0.896 vs 0.761 95% CI 0.685-0.837; P=0.03) in der intern-externen (zeitlichen) Validierungskohorte. Zusammenfassung/Schlussfolgerung: Wir entwickelten und validierten einen reinen Biomarker Risikoscore zur Vorhersage der 30-Tage-Mortalität im infarktbezogenen kardiogenen Schock. Er stellt ein wertvolles Tool zur Unterstützung bei Entscheidungen für Therapieeskalation oder –deeskalation dar. Er kann automatisch aus vier rund um die Uhr verfügbaren Routinebiomarkern berechnet werden und übertrifft bisherige Risikoscores.:Einführung 3 1. Akuter Myokardinfarkt 3 2. Infarktbezogener kardiogener Schock 5 2.1. Definiton, Ätiologie, Epidemiologie und Klassifikation 5 2.2. Therapieansätze 8 2.3. Die CULPRIT-SHOCK Studie 10 2.4. Bisherige Biomarkeruntersuchungen 10 2.5. Bisherige Prognosemodelle 11 3. Rationale der vorliegenden Studie 14 Formatierte Publikation 15 Zusammenfassung 25 Literaturverzeichnis 28 Anlagen (Abkürzungsverzeichnis, Supplemental Materials der Publikation) 33 Darstellung des eigenen Beitrags 55 Selbstständigkeitserklärung 59 Lebenslauf 60 Publikationen 62 Danksagungen 63