Antimikrobielle Empfindlichkeitstests (AST) sind in der klinischen Mikrobiologie für die Auswahl einer geeigneten Antibiotikatherapie und die Überwachung von Resistenztrends von entscheidender Bedeutung. Es bestimmt, ob ein Bakterienisolat gegenüber bestimmten antimikrobiellen Wirkstoffen anfällig, mittelmäßig oder resistent ist.
Scheibendiffusionsmethode (Kirby-Bauer).
Mit standardisierten Antibiotikakonzentrationen imprägnierte Filterpapierscheiben werden auf eine Agarplatte gelegt, die mit dem Testorganismus bei einer definierten Trübung (0,5 McFarland-Standard) beimpft wurde. Nach 16–24 Stunden Inkubation werden die Hemmzonen in Millimetern gemessen und mit CLSI- oder EUCAST-Breakpoint-Tabellen verglichen. Das Ergebnis wird als anfällig (S), mittel (I) oder resistent (R) angegeben, wobei die Zonengröße umgekehrt mit der minimalen Hemmkonzentration (MHK) korreliert. Diese Methode ist einfach, kostengünstig und flexibel (jede Antibiotikascheibe kann getestet werden), eignet sich jedoch nicht für langsam wachsende oder anspruchsvolle Organismen und ist eher qualitativ als quantitativ.
Methoden zur Brühenverdünnung
Die Mikroverdünnung der Brühe erfolgt in 96-Well-Mikrotiterplatten mit seriellen zweifachen Verdünnungen von Antibiotika in Mueller-Hinton-Brühe. Jede Vertiefung wird mit etwa 5x10^5 KBE/ml beimpft, und die MHK ist die niedrigste Antibiotikakonzentration, die das sichtbare Bakterienwachstum nach 16–20 Stunden Inkubation hemmt. Die Bouillon-Makrodilution nutzt das gleiche Prinzip in Reagenzgläsern und eignet sich für eine kleinere Anzahl von Isolaten. MHK-Werte liefern quantitative Daten, die für die pharmakokinetische/pharmakodynamische (PK/PD)-Analyse und den Nachweis geringer Resistenzen nützlich sind.
Agar-Verdünnung
Agarplatten mit Reihenverdünnungen von Antibiotika werden mit einer standardisierten Bakteriensuspension unter Verwendung eines Replikators (Steers- oder Denley-Mehrpunkt-Inokulator) beimpft. Als MHK gilt die niedrigste Konzentration, die das Wachstum vollständig hemmt, und mehrere Isolate (bis zu 36) können gleichzeitig auf einer einzigen Platte getestet werden. Diese Methode gilt als Referenzstandard für die MHK-Bestimmung, insbesondere für anspruchsvolle Organismen und Anaerobier.
Gradientendiffusion (Etest)
Ein Plastikstreifen mit einem vordefinierten kontinuierlichen Antibiotikagradienten auf der einen Seite und einer MHK-Ableseskala auf der anderen Seite wird auf eine beimpfte Agarplatte gelegt. Nach der Inkubation schneidet eine elliptische Hemmzone den Streifen beim MHK-Wert, der direkt von der Skala abgelesen wird. Diese Methode kombiniert den Komfort der Scheibendiffusion mit quantitativen MHK-Daten und ist nützlich für einzelne Isolate oder wenn eine Brühenverdünnung unpraktisch ist.
Automatisierte Systeme
Vitek 2 (bioMerieux), BD Phoenix und MicroScan WalkAway automatisieren AST mithilfe miniaturisierter Bouillon-Mikroverdünnung in proprietären Panels mit Wachstumserkennung durch Trübung oder Fluoreszenz. Die Ergebnisse liegen in der Regel innerhalb von 4 bis 12 Stunden vor, deutlich schneller als bei manuellen Methoden. Automatisierte Systeme umfassen integrierte Expertenregeln zur Erkennung ungewöhnlicher Widerstandsmuster und zum Vorschlagen von Korrekturmaßnahmen.
Spezialisierte Tests
Der Nachweis von Beta-Lactamase mit erweitertem Spektrum (ESBL) erfolgt über einen Kombinationsscheibentest mit Cefotaxim und Ceftazidim mit und ohne Clavulansäure; Eine Vergrößerung des Zonendurchmessers um ≥5 mm bestätigt die ESBL-Produktion. Der Carbapenemase-Nachweis wird mithilfe der modifizierten Carbapenem-Inaktivierungsmethode (mCIM) und der EDTA-modifizierten CIM (eCIM) durchgeführt, um Serin- und Metallo-Carbapenemasen zu unterscheiden. Bei der induzierbaren Clindamycin-Resistenz (D-Test) werden Erythromycin- und Clindamycin-Scheiben im Abstand von 15–20 mm platziert; Die Abflachung der Clindamycin-Zone (D-förmig) weist auf eine induzierbare Resistenz gegen Makrolid-Lincosamid-Streptogramin B (MLSB) hin. Die Vancomycin-MHK-Bestimmung durch Mikroverdünnung in Brühe oder Etest wird zum Nachweis von Vancomycin-intermediärem S. aureus (VISA) und heterogenem VISA (hVISA) bevorzugt.
Interpretation und klinische Relevanz
Klinische Grenzwerte werden vom CLSI (Clinical and Laboratory Standards Institute) und EUCAST (European Committee on Antimicrobial Susceptibility Testing) auf der Grundlage von MHK-Verteilungen, PK/PD-Daten und klinischen Ergebnissen festgelegt. Ein Ergebnis von „Anfällig“ (S) weist auf eine hohe Wahrscheinlichkeit eines Therapieerfolgs bei Standarddosierung hin; Resistent (R) weist auf eine hohe Wahrscheinlichkeit eines Therapieversagens hin; und Mittel (I) weist auf eine unsichere Wirksamkeit hin, die möglicherweise höhere Dosen oder alternative Wege erfordert. AST-Ergebnisse leiten eine gezielte Therapie, reduzieren den Einsatz von Breitbandantibiotika und verlangsamen die Resistenzentwicklung. Kumulative AST-Daten (Antibiogramme) werden für die lokale Epidemiologie, Formulierungsentscheidungen und die Infektionskontrolle verwendet.
