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Neukonzeption der Diagnostik bei akuter Gastroenteritis: Die Rolle molekularer Tests in der modernen Gesundheitsversorgung

Mutter tröstet ihre kleine Tochter, während sie auf dem Sofa sitzt; auf dem Laptop ist eine Ärztin/ein Arzt zu sehen.

Akute Gastroenteritis ist weltweit ein bedeutendes Problem für die öffentliche Gesundheit. Sie tritt in der Regel plötzlich auf und ist von kurzer Dauer. Die Patienten zeigen in der Regel sich selbst begrenzende Symptome wie Durchfall (manchmal blutig), Erbrechen, Übelkeit und Bauchbeschwerden oder Krämpfe. Die Auswirkungen einer akuten Gastroenteritis können jedoch über leichte Symptome hinausgehen.1

Im Jahr 2021 starben weltweit schätzungsweise mehr als eine Million Menschen aller Altersgruppen an Durchfallerkrankungen, die damit die häufigste Todesursache bei Kindern unter 5 Jahren darstellten.2 Allein in Europa werden jährlich fast 800.000 Fälle gemeldet.3 Im Jahr 2023 waren Campylobacteriose und Salmonellose die am häufigsten gemeldeten Krankheiten, wobei beide im Vergleich zu 2022 einen Anstieg der Gesamtzahl der Fälle verzeichneten. Shiga-Toxin produzierende Escherichia coli (STEC) rangierten an dritter Stelle der gemeldeten Infektionen beim Menschen, gefolgt von Yersinia enterocolitica.4 Die häufigsten Ursachen für Reisedurchfall sind enterotoxigene und enteroaggregative Escherichia coli sowie Shigella, wobei es je nach geografischem Gebiet erhebliche Unterschiede gibt.5

Eine neue Ära in der GI-Diagnostik

Um die Auswirkungen einer Infektion zu minimieren, ist eine genaue und schnelle Diagnose entscheidend für die Patientenversorgung und die Behandlungsentscheidungen. Kulturbasierte und andere traditionelle Diagnosemethoden haben ihre Grenzen. Sie können zu einer unangemessenen Therapie führen und die gezielte Therapie verzögern, da die Identifizierung des verursachenden Erregers Zeit (in manchen Fällen Tage) in Anspruch nimmt.6

Molekulare Assays bieten erhebliche Verbesserungen hinsichtlich Durchlaufzeit und Sensitivität und revolutionieren die Erkennung von GI-Erregern.7 Sie ersetzen zunehmend traditionelle Tests, da sie innerhalb weniger Stunden Ergebnisse liefern6,7 und es Ärzten ermöglichen, schneller mit einer geeigneten Behandlung zu beginnen. Dies hat das Potenzial, Komplikationen zu reduzieren und die Behandlungsergebnisse zu verbessern sowie eine schnelle Isolierung und zusätzliche Patientenbehandlung nach Bedarf zu ermöglichen.7

Molekulardiagnostische Multiplex-Panels, fortschrittliche Labortests, die molekularbiologische Techniken einsetzen, um mehrere Erreger in einem einzigen Test aus einer einzigen Patientenprobe nachzuweisen und zu identifizieren, haben die Erkennung von Magen-Darm-Erregern erheblich verbessert. Zwar liegen derzeit nur begrenzte Daten zu ihren Auswirkungen auf die klinischen Ergebnisse und patientenzentrierte Maßnahmen vor, doch die verfügbaren Erkenntnisse sind vielversprechend: Eine klinische Studie aus dem Jahr 2024 konnte zeigen, dass der routinemäßige Einsatz von molekularen Multiplex-Diagnosepanels bei allen Kindern, die mit akuter Gastroenteritis in die Notaufnahme kamen, mehr klinisch relevante Erreger identifizierte und zu einer Verringerung der Wiederaufnahmen um über 20% führte.8

Eine weitere Studie vor und nach der Einführung in einem akademischen medizinischen Zentrum der Maximalversorgung verglich traditionelle Diagnosemethoden mit molekularen Multiplex-Tests. Sie zeigte, dass die Einführung molekularer Multiplex-Tests die durchschnittliche Anzahl zusätzlicher Tests pro Patient reduzierte. Die Anzahl der anschließenden medizinischen Untersuchungen wie abdominale und/oder pelvine Bildgebungsuntersuchungen pro Patient nahm ebenfalls ab. Darüber hinaus kam es zu einer Verringerung des unangemessenen Einsatzes von Antibiotika-Therapien.

Unter Berücksichtigung dieser Faktoren und der Testkosten schätzten die Autoren die Einsparungen pro Patient durch den Einsatz molekularer Multiplex-Tests auf fast 300 US-Dollar.6 Neben der Geschwindigkeit verbessern diese Teste auch die Sensitivität erheblich. Bei Krankheitserregern wie Salmonella spp, Shigella spp, Vibrio spp und Campylobacter spp zeigten molekulare Assays eine um bis zu 50% verbesserte Sensitivität im Vergleich zu herkömmlichen Methoden.6

Die Zukunft der molekularen Diagnostik bei akuter Gastroenteritis

Bei der Entscheidung, welche Testmethoden verwendet werden sollen, müssen eine Reihe von Faktoren abgewogen werden. Wie oben erläutert, sind herkömmliche kulturbasierte Methoden langsam, arbeitsintensiv und weisen im Vergleich zur Kultur oft eine geringere Sensitivität auf, was zu niedrigeren Erkennungsraten und einem erheblichen Bedarf an Laborressourcen führt. Im Gegensatz dazu ermöglichen molekulare PCR-Panels eine schnelle, umfassende und hochsensible Erkennung, wodurch die Patientenversorgung durch eine schnellere und gezieltere klinische Behandlung erheblich verbessert wird.

Die mit den Tests verbundenen Kosten müssen in einem größeren Zusammenhang bewertet werden. Obwohl molekulare Tests höhere direkte Kosten verursachen, senken sie letztendlich die Gesamtkosten im Gesundheitswesen, indem sie die Diagnose rationalisieren und unnötige Behandlungen und Zusatzuntersuchungen minimieren.6

Die Einführung molekularer Panels stellt einen entscheidenden Wandel hin zu einer effizienten und präzisen Diagnostik bei der Behandlung von akuter Gastroenteritis dar. Herkömmliche Kulturmethoden bleiben jedoch ein wesentlicher Bestandteil der Diagnose, insbesondere für Antibiotika-Resistenztests und die epidemiologische Überwachung im Bereich der öffentlichen Gesundheit.6

Fazit

Akute Gastroenteritis ist weltweit eine bedeutende Ursache für Morbidität und Mortalität, die durch verschiedene Krankheitserreger mit sich überschneidenden Symptomen verursacht wird. Eine genaue Diagnose allein auf der Grundlage der Ätiologie wird so erschwert. Eine präzise Diagnose ist für die Patientenversorgung und die öffentliche Gesundheit von entscheidender Bedeutung, um eine Übertragung zu verhindern und eine angemessene Behandlung zu gewährleisten.9

Es ist nicht zu erwarten, dass molekulare Testmethoden die traditionelle Kultur vollständig ersetzen werden, aber sie werden die Diagnostik verbessern, indem sie Instrumente für schnelle Ergebnisse liefern, die als Grundlage für die anfängliche Patientenversorgung dienen. Kulturbasierte Techniken werden weiterhin eine wichtige Rolle bei der Bestimmung der Antibiotikaempfindlichkeit, der Typisierung von Krankheitserregern sowie der Isolierung von Stämmen spielen, die für Untersuchungen von Ausbrüchen durch Gesundheitsbehörden archiviert werden können.10

Da sich die Weltgemeinschaft auf die Pandemievorsorge konzentriert, müssen Diagnoseplattformen sowohl Breite als auch Anpassungsfähigkeit bieten. Molekulare Systeme, insbesondere offene Plattformen, sind am besten geeignet, um mit dieser sich erweiternden Landschaft Schritt zu halten.

Insgesamt stellt die Integration der Molekulardiagnostik in die Routineversorgung bei akuter Gastroenteritis einen bedeutenden Fortschritt sowohl für die individuelle Patientenversorgung als auch für die öffentliche Gesundheit dar, was letztlich zu besseren Ergebnissen und einer effizienteren Nutzung der Ressourcen im Gesundheitswesen führt.

Weitere Informationen finden Sie auf der Seite Lösung für die Gastrointestinale.

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    Referenzen
    1. Adedire O, Love NK, Hughes HE, Buchan I, Vivancos R, Elliot AJ. Early Detection and Monitoring of Gastrointestinal Infections Using Syndromic Surveillance: A Systematic Review. Int J Environ Res Public Health. 2024;21(4). doi:10.3390/IJERPH21040489,
    2. Kyu HH, Vongpradith A, Dominguez RMV, et al. Global, regional, and national age-sex-specific burden of diarrhoeal diseases, their risk factors, and aetiologies, 1990–2021, for 204 countries and territories: a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2021. Lancet Infect Dis. 2025;25(5):519-536. doi:10.1016/S1473-3099(24)00691-1
    3. Calduch EN, Cattaert T, Verstraeten T. Model estimates of hospitalization discharge rates for norovirus gastroenteritis in Europe, 2004–2015. BMC Infect Dis. 2021;21(1). doi:10.1186/S12879-021-06421-Z
    4. The European Union One Health 2023 Zoonoses report. EFSA Journal. 2024;22(12). doi:10.2903/J.EFSA.2024.9106
    5. Vila J. New molecular diagnostic tools in traveller’s diarrhea. J Travel Med. 2017;24(suppl_1):S23-S28. doi:10.1093/JTM/TAW071
    6. Beal SG, Tremblay EE, Toffel S, Velez L, Rand KH. A gastrointestinal PCR panel improves clinical management and lowers health care costs. J Clin Microbiol. 2018;56(1). doi:10.1128/JCM.01457-17
    7. Zhang H, Morrison S, Tang YW. Multiplex Polymerase Chain Reaction Tests for Detection of Pathogens Associated with Gastroenteritis. Clin Lab Med. 2015;35(2):461-486. doi:10.1016/j.cll.2015.02.006
    8. Pavia AT, Cohen DM, Leber AL, et al. Clinical Impact of Multiplex Molecular Diagnostic Testing in Children With Acute Gastroenteritis Presenting to an Emergency Department: A Multicenter Prospective Study. Clinical Infectious Diseases. 2024;78(3):573-581. doi:10.1093/CID/CIAD710,
    9. Kramme S, Dähne T, Fomenko A, Panning M. Acute Viral Gastrointestinal (GI) Infections in the Tropics—A Role for Cartridge-Based Multiplex PCR Panels? Trop Med Infect Dis. 2022;7(5). doi:10.3390/TROPICALMED7050080
    10. Fleckenstein JM, Matthew Kuhlmann F, Sheikh A. Acute Bacterial Gastroenteritis. Gastroenterol Clin North Am. 2021;50(2):283-304. doi:10.1016/j.gtc.2021.02.002