INFLUENZA IN ZEITEN VON COVID-19 DIAGNOSTIK - Rainer Gattringer; Institut f. Hygiene u. Mikrobiologie/Infektiologie u. Tropenmedizin ...

INFLUENZA IN ZEITEN VON COVID-19
     DIAGNOSTIK
Rainer Gattringer; Institut f. Hygiene u. Mikrobiologie/Infektiologie u. Tropenmedizin

Community acquired pneumonia (CAP)

• 200 Millionen Fälle pro Jahr weltweit

• Kinder – Erwachsene 50/50%

• Viren durch verbesserte Diagnostik (PCR)
      immer mehr als CAP Erreger erkannt

• Virale Ursache der CAP
  •     2 - 35% der Erwachsenen; 43 - 67% der Kinder

                                                       Ruuskanen, Lancet, 2011

Viren & CAP
•   Absteigende Infektion, oft schleichender Beginn
•   Häufiger extrapulmonale Manifestationen (Konjunktivitis, Gastroenteritis,
    Lymphknotenschwellungen, Exantheme)
•   Keine zuverlässigen klinischen Parameter zur Diagnose einer viralen CAP

•   Risikofaktoren:
    • Alter >60 Jahre
    • Kleinkindalter
  • COPD / Asthma als Grunderkrankung
  • Immunsuppression
• à Höhere Hospitalisationsraten
• à Höhere Mortalität                                               Falsey, CID, 2006
                                                                    Marcos, Curr Opin Infect Dis, 2009

Respiratorische Viren - Gemeinsamkeiten

 •   Oft saisonal, mit ↑ Zirkulation in Wintermonaten
 •   Übertragung: Tröpfcheninfektion UND Schmierinfektion
 •   Kurze Inkubationszeit
 •   Überlappende klinische Syndrome
 •   Ausscheidung
     • Dauer ~ 1 Woche,
     • Ausscheidung schon vor Symptombeginn möglich
 •   Mehrfachinfektionen möglich
 •   Viele Subtypen
 •   Erreger verändern sich
 •   Inkomplette Immunität

Virale Erreger respiratorischer Infektionen
                          H1N1/09
                                    H7N9/13
 •   Influenzaviren A, B, C
 •   RSV A, B                     2001

 •   Humanes Metapneumovirus            2007

 •   Rhinoviren (~ 100 Typen), Gruppe C
                                                 2003
 •   Parainfluenzaviren Typ 1-4                              2012

 •   Coronaviren (229E, OC43, NL63, HKU1, EMC, SARS, MERS)                   2019
 •   Adenovirus 14p1            2004
            2006                                                    SARS-CoV2 (COVID-19)
                        2005

 •   Humanes Bocavirus    2007

 •   Polyomaviren (WU, KI…)
 •   Mimivirus
            2003

Was brauchen wir diagnostisch?
In der Klinik:
• Unterscheidung bakterielle vs. virale Infektion
    • Entscheidung über antimikrobielle Therapie
• Schnelle Analytik
    • Krankenhaushygiene, Bettenmanagement
    • Ausbruchsabklärung

Im Labor:
• Schnelle Analytik
• Sichere, stabile, qualitativ-hochwertige Analytik
• Mehrere Proben gleichzeitig abarbeitbar; gut integrierbar
• Niedrige Kosten

Was brauchen wir diese Saison diagnostisch für das
Krankenhaus?
In der Klinik:
• Unterscheidung SARS-CoV2 und Influenza (und natürlich bakterielle Erreger)
•   Schnelle Analytik
    • Krankenhaushygiene, Bettenmanagement
    • (Ausbruchsabklärung)

Im Labor:
• Sichere, stabile, qualitativ-hochwertige Analytik
• Schnelle Analytik
• Mehrere Proben gleichzeitig bzw. zeitlich unabhängig abarbeitbar; gut integrierbar
• Niedrige Kosten
•   Sichere Verfügbarkeit von Materialien (durch gezielten Einsatz)

Diagnostik viraler resp. Infektionen
•   Kultur                                    Zeit- und arbeitsintensiv
•   Serologie                                 ~ Sensitivität

                                              Schneller
•   Direkte Immunfluoreszenz
                                              ~ Sensitivität
•   Immunchromatographische Tests

           •    Molekularbiologie
                 • Sensitiv (Faktor 3-5x)
                 • Schnell
                 • Multiplex-Möglichkeit
                 • (Entdeckung neuer Viren)

Diagnostik SARS-CoV2/Influenza
•   Kultur
•   Serologie

•   Direkte Immunfluoreszenz

                                               ?
•   Immunchromatographische Tests
    •   Antigen-Tests

            •    Molekularbiologie

                                                         !
                  • Sensitiver
                   •    Schnell („Kartuschen-Systeme“)
                   •    Multiplex-Möglichkeit

https://covidtestingproject.org/faq.htm
l

Was brauchen wir diese Saison diagnostisch für das
Krankenhaus?
In der Klinik:
• Unterscheidung SARS-CoV2 und Influenza (und manchmal andere virale Erreger)
•   Noch schnellere Analytik
    • Krankenhaushygiene, Bettenmanagement
    • (Ausbruchsabklärung)

Im Labor:
• Sichere, stabile, qualitativ-hochwertige Analytik
• Schnelle Analytik
• Mehrere Proben gleichzeitig bzw. zeitlich unabhängig abarbeitbar; gut integrierbar
• Niedrige Kosten
•   Sichere Verfügbarbeit von Materialien (durch gezielten Einsatz)

Point of Care Tests (POCT)

•    Tests, die nahe am Patienten durchgeführt werden können
•    Bevorzugt aus leicht zu gewinnendem klinischem Material
•    Ergebnis liegt innerhalb kurzer Zeit vor
•    Oft kein spezialisiertes Personal und keine Laborinfrastruktur notwendig?
      •   Infektiöse Proben!!!!!

•    Ergebnis beeinflusst Patientenmanagement
      •   Behandlung
      •   Wiedervorstellungen
      •   Krankenhaushygiene

•    WHO ASSURED Kriterien (Affordable, Sensitive, Specific, User-friendly, Rapid and robust, Equipment-free and
     Deliverable to end-users)
•    Supervision durch diagnostisches Labor !!!!!!!
      •   Qualitätskontrolle
      •   Dokumentation

Point of Care Tests - Spektrum

                                 “Health care systems interested in POC testing
                                 programs need to do more
                                 than purchase rapid tests; they also need to build
                                 systems for rapidly
                                 communicating test results and beginning
                                 appropriate treatments.”

Warum Molekularbiologie?

 •   Hochsensitiv
 •   Schnell
 •   Nachweis schwer/nicht kultivierbarer Erreger

 •   Multiplextechnologie
      • Zig Targets in einem Ansatz
      • Syndrombasiertes Testen
 •   Resistenzgen-Nachweis möglich

Molekularbiologische POCTs
    (mPOCT)
•   3in1 (Extraktion-Amplifikation-Detektion)
•   Systeme für einzelne Proben
•   Miniaturisiert, portabel
•   Wenige Minuten Hands-on-time
•   Dauer bis zum Ergebnis 5 - 90 Minuten
•   Integrierte Kontrollen
•   Eindeutige Resultate

•   Geräte, Stromanschluss notwendig
•   Preisfaktor

Derzeit verfügbare mPOC Tests
• Multiplex-Panels
  • Respiratorische Infektionen (URTI & LRTI)
  • Meningitis/Enzephalitis
  • Gastrointestinale Infektionen
  • ID + Resistenzgene aus positiven Blutkulturen

• Einzeltests
  • Resp. Infektionen:      Influenza; RSV; Influ A/B/RSV; SARS-CoV2
  • GI Infektionen:       Norovirus, C. difficile
  • STI:              C. trachomatis / N. gonorrhoeae, T. vaginalis
  • Päd./Gyn. Infektionen: Gruppe A bzw. B Streptokokken
  • ZNS Infektionen:       Enterovirus
  • Hygiene:               MRSA, CPE, VRE Screening

Übliche Targets bisher

STANDARD                 ERWEITERT

•   Influenzavirus A     •   Coronaviren (OC43, 229E, HKU1, NL63)
•   Influenzavirus B     •   Rhinoviren
•   RSV                  •   Enteroviren
                         •   Flu A Subtypisierung
                         •   Bocavirus
                         •   Parainfluenzavirus 1-4
                         •   Metapneumovirus
                         •   Adenovirus
                         •   Atypische bakterielle Erreger

Bald verfügbare Targets heuer

    STANDARD               ERWEITERT

    •   Influenzavirus A   •    SARS-CoV2
    •   Influenzavirus B   •    Coronaviren (OC43, 229E, HKU1, NL63)
    •   RSV                •    Rhinoviren
    •   SARS-CoV2          •    Enteroviren
                           •    Flu A Subtypisierung
                           •    Bocavirus
                           •    Parainfluenzavirus 1-4
                           •    Metapneumovirus
                           •    Adenovirus
                           •    Atypische bakterielle Erreger

Single- vs. Multiplex-Tests

                                                           Einzelne Targets
Multiplex

                                                           •   Tests meist sensitiver
•   Üblicherweise vier bis sechs Targets bei klassischer
    Detektion                                              •   Günstiger
•   Für schwer kranke / Immunsupprimierte/Kinder           •   Evtl. schneller
                                                           •   Bei Ausbrüchen bzw. hoher
                                                               Prävalenz
                                                           •   Leichter abzuarbeiten

Respiratorische Infektionen
Erwachsene (resPOC trial)

•   Patienten >18a,

Pre-/Post-RRP: retrospektive Analysen

•   Stationär aufgenommene Kinder mit Atemwegsinfektion

•   Vergleich von 2 Saisonen

•   RRP vs. 1x tgl. PCR f. resp. Viren

•   TTR: 383 Min. vs. 1119 Min (p

Pre-/Post-RRP: retrospektive Analysen
      •       Rappo, J Clin Microbiol, 2016

•     Erwachsene Patienten mit Atemwegsinfektion, stationär / Notaufnahme

•     Vergleich von 2 Saisonen

•     RRP vs. resp.PCR/Ag/Kultur Kombination

•     TTR für Influenza: 1.7 h vs. 7.7 h, p=0.015

•     TTR für non-Influenza-Viren: 1.5 h vs. 13.5 h, p

Unnötige Therapie wieder beenden

• Erwachsene KH-Patienten mit V.a. Influenza

• Vergleich von 2 Saisonen mit Standard-Influenza-PCR 1x/Tag
   vs. mPOCT

• TAT: 25.2 h vs. 1.7 h (P

Wo fehlt der Benefit?
(=Patient nicht schneller gesund oder besser behandelt)

•   Ergebnis nicht rechtzeitig verfügbar

•   Zu breite Anwendung
    • Hohe Kosten ohne klinischen Benefit

•   Zu schmale Anwendung
    • Nur wenige Patienten profitieren

•   Falsche Anwendung
    • Falsch-positive Ergebnisse bei niedriger Vortestwahrscheinlichkeit bzw. bei
        Kontaminationen
    • Falsche Interpretation von Ergebnissen (Kodetektion!)
    • Verlass auf „Panel-Diagnostik“ ohne Berücksichtigung diagnostischer Lücken

Zusammenfassung mPOCT für RTI

•   Schnelle molekularbiologische Tests werden zunehmend eingesetzt

•   Patientenbewegung im KH kann optimiert werden
    •   Aufnahme ja/nein
    •   Reduktion der Aufenthaltsdauer
    •   Isolierung, Kohortierung

•   Verbesserung der Therapie: Weniger/kürzer Antibiotika, Virustatika rechtzeitig

•   ?
    •   Einfluss auf Zusatzdiagnostik (Labor, Mikrobiologie)
    •   Beurteilung von Multitarget-Tests, Umgang mit Kodetektionen
    •   Kosteneffizienz für verschiedene Szenarien
    •   Niedergelassener Bereich

•   Wichtig ist die interdisziplinäre Zusammenarbeit zur Änderung von Abläufen und
    Testalgorithmen

                                                 Ko, Expert Review of Molecular Diagnostics, 2017   Egilmezer, Rev Med Virol, 2018

3 Schritte der mikrobiologischen Infektionsdiagnostik

• PRÄANALYTIK
   – Indikationsstellung, Probenauswahl, Abnahme, Lagerung, Transport

• ANALYTIK
   – Anlage, Bebrütung, Befunderstellung

• POSTANALYTIK
   – Interpretation des Befundes, klinische Umsetzung der Informationen

Präanalytik
o Qualität der mikrobiologischen Befunde hängt entscheidend von der Qualität des
  Untersuchungsmaterials ab

o Viele Fehlerquellen! (falsche Abnahmematerialien, fehlende Beschriftung, mangelnde
  Informationen auf Zuweisung, falsche Bezeichnung des Untersuchungsmaterials…)

                     „Garbage in, garbage out!“

Materialien
•   Obere ↔ tiefe Atemwege

•   Tracheal-/Bronchialsekret, BAL
•   Nasopharynxabstrich

                                     Neumeister u.a., Mikrobiologische Diagnostik, © 2009 Georg Thieme Verlag KG

https://www.mikrooek.de/labordiagnostik/fuer-aerzte-und-therapeuten/neues-aus-dem-labor/sars-cov-2-diagnostik/

Antigentests

Wie gut die Tests funktionieren hängt laut WHO von mehreren Faktoren ab:
„How well the tests work depends on several factors, including the time from onset of illness, the
concentration of virus in the specimen, the quality of the specimen collected from a person and how
it is processed, and the precise formulation of the reagents in the test kits. Based on experience with
antigen-based RDTs for other respiratory diseases such as influenza, in which affected patients have
comparable concentrations of influenza virus in respiratory samples as seen in COVID-19, the
sensitivity of these tests might be expected to vary from 34% to 80%. Based on this information, half
or more of COVID-19 infected patients might be missed by such tests, depending on the group of
patients tested. These assumptions urgently require further study to understand whether they are
accurate. Additionally, false-positive results – that is, a test showing that a person is infected when
they are not – could occur if the antibodies on the test strip also recognize antigens of viruses other
than COVID-19, such as from human coronaviruses that cause the common cold.“
Die WHO empfiehlt Antigentests deshalb derzeit ausschließlich für Forschungsprojekte: „With the
limited data now available, WHO does not currently recommend the use of antigen-detecting rapid
diagnostic tests for patient care, although research into their performance and potential diagnostic
utility is highly encouraged.“

Antigentests
In 28 Studien, in denen PCR mit Antigentests verglichen wurde reichte die Erkennungsrate der
PCR-Positiven von 30% bis 65%.

• Von 106 positiven nur 30% erkannt
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32485618/
•
• Nur 60% der hochansteckenden und 50% der Positiven erkannt
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7448663/#!po=38.8889
•
• Erkannte 55.2% der Positiven
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7422837/
•
• Sammlung von 22 Studien: 11% bis 65% der Positiven erkannt
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32845525/
•
• Bei 30 Antigen-positiven, waren nur 22 wirklich positiv. = Hohe falsch-Positivrate.
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7445490/

Diagnostic Stewardship:
gut = klinisch relevant

Zusammenfassung

•   Im (und nur im)Krankenhausbereich wird die schnelle differentialdiagnostische
    Abklärung SARS-CoV2/Influenza/RSV wichtig werden

•   Molekularbiologische POCT können helfen

•   Den optimalen Einsatz schon vorher definieren
    • Verfügbarkeiten!?

•   Neben der Analytik auch die Präanalytik und Postanalytik optimieren

Herzlichen Dank !