INFEKTIONEN AN DER INTENSIVSTATION - Infektionen durch intravaskuläre Katheter
A.Univ.-Prof. Dr. Walter Hasibeder, Klin. Abt. für Allgemeine und Chirurgische Intensivmedizin, Innsbruck

Einleitung:

Intravaskuläre Katheter werden in der Intensivmedizin für parenterale Ernährung, kontinuierliche und diskontinuierliche Medikamentenapplikation, Blutabnahmen, Infusionstherapie und für die invasive Messung intravaskulärer Drücke verwendet. Derartige Katheter stellen ein erhöhtes Risiko für nosokomiale Infektionen dar. In den USA wird die Häufigkeit von Katheter-assoziierten Infektionen (KAI) jährlich auf etwa 400.000 geschätzt. Die Behandlung einer KAI kostet dort etwa $ 28.000 (= ATS 300.000). Die Infektionsraten variieren von etwa 2.1 (konservative Intensivmedizin) bis 30.2 (Verbrennungsstationen) Katheter-assoziierte Infektionen pro 1000 intravaskulärer Katheter.
KAI sind durch entsprechende aseptische Technik bei Anlage des Katheters und Einhaltung hygienischer Pflege- und Umgangsmaßnahmen an Intensivstationen zu einem großen Teil vermeidbar.

1) Pathophysiologie:

Mikroorganismen können Katheter entlang der äußeren Oberfläche besiedeln und schließlich in Gefäße eindringen oder auf endoluminalem Weg, z.B. über kontaminierte Anschlußstücke, Infusionslösungen oder Blutprodukte in den menschlichen Organismus gelangen. An Katheteroberflächen können Bakterien in einer Art stationärem Zustand, geschützt durch eine schleimartige Hülle (Biofilm aus Exopolysacchariden) überleben, oder sie können als flotierende Vegetationen dem Katheter anhaften. Flotierende Vegetationen führen eher zu einer Bakteriämie und KAI als stationäre Lebensformen. Es konnte gezeigt werden, dass eine Besiedelung von Kathetern mit Bakterien bereits innerhalb von 24 Stunden nach Anlage prinzipiell möglich ist. Ob ein Mensch eine systemische Infektion entwickelt, ist vor allem von der Anzahl der Bakterien, die in die Blutbahn eingeschwemmt wird, abhängig.
Das Anhaften von Bakterien an künstlichen Oberflächen wird von den physikalischen Eigenschaften des Materials, den Eigenschaften der Bakterien und dem Vorhandensein von bestimmten Blutproteinen beeinflusst. Hydrophobe Staphylokokken haften z.B. besser an Oberflächen aus Polyvinylchlorid, Silikon und Polyethylen, als an Oberflächen aus Teflon oder Polyurethan. Die Plasmaproteine Fibronectin, Fibrinogen und Laminin begünstigen das Anhaften von Staphylococcus aureus an Katheteroberflächen, während nur Fibronectin das Anhaften von Staphylococcus epidermidis an Katheteroberflächen gegünstigt.
Häufige Blutabnahmen über zentralvenöse Katheter begünstigen, durch vermehrte Ablagerung von Plasmaproteinen an der Katheterinnenfläche, die Kolonialisierung eines Katheters mit Bakterien von endoluminal.

2) Diagnose Katheter-assoziierter Infektionen

Die Diagnose nosokomialer KAI ist meist schwierig, da für einen definitiven Beweis der Infektion der Nachweis von Bakterien in Blutkulturen und die Entfernung des Katheters mit adäquater mikrobiologischer Aufarbeitung nötig ist. Bei Intensivpatienten ist es häufig unmöglich zu unterscheiden, ob ein Katheter der Ausgangspunkt einer Sepsis ist oder ob er bei einem möglichen anderen septischen Herd hämatogen besiedelt wurde. Selbstverständlich kann auch der sekundär besiedelte Katheter zum Herd werden und muss saniert werden. Im folgenden werden verschiedene klinische, epidemiologische und mikrobiologische Aspekte zur Diagnose KAI besprochen.

Folgende Kriterien sollen immer an eine KAI denken lassen:

* Junger Patient ohne Vorerkrankungen mit den klinischen Zeichen der Infektion bei liegendem intravasalen Katheter
* Patient mit klinischen Zeichen der Infektion aber ohne definitiven Herdnachweis
* Abrupter Beginn, gelegentlich mit fulminantem septischen Schock (kontaminierte Infusionslösung)
* Klinische Zeichen der Infektion und lokale Infektion der Kathetereinstichstelle (Rötung, eitrige Sekretion)
* Bakteriämie mit Staphylokokken, inbesondere koagulase-negative Staphylokokken, Corynebakterien (C.jeikeium) oder Bacillus species
* Candidämie
* Sepsis, die nicht auf systemische Antibiotikatherapie anspricht oder sich dramatisch nach Entfernung intravaskulärer Katheter bessert

Blutkulturen:

Die Diagnose einer KAI wird durch positive Blutkulturen erleichtert. Prinzipiell sollen mindestens zwei Blutkulturen von zwei verschiedenen Stellen abgenommen werden. Eine KAI gilt mikrobiologisch als gesichert, wenn in beiden Blutkulturen idente Keime nachgewiesen werden. Für die Gewinnung von Blutkulturen sind folgende Punkte zu beachten:
Das abgenommene Blutvolumen ist von höchster Wichtigkeit für die Sensitivität des Bakteriennachweises. Je mehr Blut abgenommen wird, desto eher kann eine Bakteriämie nachgewiesen werden. Beim Erwachsenen sollen pro Blutabnahme je 20-30 ml Blut gewonnen werden und in aliquoten Mengen zu je 10-15 ml auf ein aerobes und anaerobes Medium aufgetragen werden.
Die höchste Nachweisrate von Bakteriämien erhält man beim Erwachsenen mit drei Blutabnahmen pro 24 Stunden, womöglich jeweils aus zwei verschiedenen Entnahmestellen (z.B. 3x20 ml = 60 ml). Zusätzliche Blutabnahmen sollen keine klinisch-relevante Steigerung der Sensitivität der Methode mehr bringen.
Die Blutabnahmen können unabhängig von der Temperaturdynamik des Patienten entnommen werden. Die Annahme, dass positive Blutkulturen nur im oder kurz vor dem Temperaturanstieg zu finden sind, ist falsch!
Bei Abnahme von Kulturen über eine periphere Vene durch Punktion kann es zur Kontamination der Probe durch Hautkeime kommen. Die Verwendung von Jodtinktur zur Hautdesinfektion soll gegenüber der Verwendung von Iodophoren (z.B. PVP Jodpräparaten) Vorteile haben. In einer Studie war die Inzidenz von kontaminierten Proben mit 3,7% (Jodtinktur) gegenüber 6,2% (Iodophoren) signifikant erniedrigt.
Werden Blutkulturen peripher und zentralvenös über einen Katheter abgenommen, so spricht bei quantitativen Kulturen eine im Vergleich zur Peripherie um das fünffache oder mehr zunehmende Bakterienkonzentration über den Katheter für eine KAI.

Mikrobiologische Diagnose:

Als "Goldstandard" zur Feststellung einer Katheterkolonisation mit Bakterien gilt die semiquantitative Kulturmethode des Katheters nach Maki. Dazu muß der Katheter entfernt werden; meist wird ein distaler Anteil abgeschnitten und über eine Agarplatte abgerollt. Der Katheter gilt als kolonialisiert, wenn mehr als 15 Bakterienkolonien (CFU = colony forming units) nach 24 Stunden gewachsen sind. Die Kolonisation eines Katheters ist eine wichtige Voraussetzung für die Entstehung einer KAI. Ein Katheter gilt als steril, wenn kein Wachstum nachgewiesen wird; der Katheter gilt als kontaminiert, wenn weniger als 15 CFU's nach 24 Stunden gewachsen sind. Etwa 10% aller Patienten mit Katheterkolonisation entwickeln eine systemische Infektion.
Die Kulturmethode nach Maki hat einen gravierenden Nachteil: Keime, die im Katheter der Katheterwand anhaften, können mit dieser Methode nicht erfasst werden. Eine Besiedelung des Katheters von Endoluminal spielt wahrscheinlich bei einer Katheterliegedauer über 10-24 Tage für die Entstehung von KAI eine Rolle. Zum Nachweis einer Kolonisation eines Katheters in seinem Lumen muss der entfernte Katheter entweder histologisch aufgearbeitet werden oder in einem Medium mit Ultraschall behandelt werden. Durch Ultraschallbehandlung können an der Katheterinnenfläche anhaftende Bakterien losgelöst und anschließend mikrobiologisch kulturell nachgewiesen werden.
Quantitative Hautkulturen von der Einstichstelle können bei Verdacht auf KAI nützlich sein. Eine Besiedelung der Haut um die Einstichstelle mit mehr als 100 Bakterien/cm2 geht oft einer Kolonisation eines Katheters über seine äußere Oberfläche voraus.
Wöchentliche Kulturen von den Kathetereingängen können eine Kontamination dieser kritischen Bereiche rechtzeitig erfassen.
Derzeit werden in zunehmendem Maße Methoden berichtet, die eine endoluminale Katheterkolonisation auch am Katheter in situ erkennen lassen sollen (Abstriche aus den Kathetern mit einer Bürste, Akridinorange Leukozyten Zytospin). Die Zukunft wird zeigen, inwieweit diese Methoden in die klinische Routine zur Diagnose KAI eingebunden werden können.
Zur mikrobiologischen Routineüberwachung von Kathetern an der Intensivstation kann eine quantitative Hautkultur um die Einstichstelle und eine Kultur von Abstrichen aller Konnektoren einmal pro Woche empfohlen werden. Entwickelt ein Patient Zeichen einer systemischen Infektion ohne definitiven Herdnachweis, empfehlen wir die Abnahme von 3 Blutkulturen, womöglich aus verschiedenen Leitungen, innerhalb von 24 Stunden und im Idealfall die Neuanlage aller Katheter, sowie eine semiquantitative oder quantitative mikrobiologische Aufarbeitung des Kathetermaterials.

3) Mikrobiologie Katheter-assoziierter Infektionen

Bakteriämien, vor allem mit koagulase-negativen Staphylokokken, Enterokokken, Corynebakterien oder Malassezia sollen an KAI denken lassen.
Bei Bakteriämien mit Enterobacter cloacae, Enterobacter agglomerans oder "nicht aeruginosa" Pseudomonaden (Pseudomonas cepacia, Pseudomonas pickettii), Stenotrophomonas maltophilia, Flavobakterien und Citrobacter muss an Infektionen durch kontaminierte Infusionslösungen gedacht werden. Derartige Infektionen sind selten, da ein Bakterienwachstum in parenteralen Infusionslösungen mit Ausnahme von Fettemulsionen nur beschränkt stattfinden kann. Bakterienkonzentrationen unter 10 CFU/ml in Infusionslösungen sind auch in immunsupprimierten Patienten kaum von pathogenetischer Bedeutung.

Infektionen durch kontaminierte Blutprodukte werden durch Bakterien verursacht, die sich auch in Kälte vermehren können. Bakteriämien mit "nicht aeruginosa" Pseudomonaden, Achromobacter, Flavobakterien, Enterobacter, Salmonellen, Yersinia- oder Serratia Spezien müssen an diesen Infektionsweg denken lassen.

Tabelle 1: Übersicht über Mikroorganismen, welche KAI hervorrufen

 

4) Vermeidung von KAI

Anlegen von Kathetern:

Zentral-venöse Katheter müssen zur Reduktion von KAI unter maximal sterilen Bedingungen angelegt werden. Das bedeutet, dass der Arzt vor Anlage seine Hände gründlich reinigen muss; zur eigentlichen Anlage müssen ein steriler Mantel, sterile Handschuhe, Mundschutz und eine OP-Haube getragen werden. Das Hautareal im Bereich der Einstichstelle muss gründlich desinfiziert werden. Chlorhexidinhaltige Lösungen zur Hautdesinfektion reduzieren signifikant die Häufigkeit von KAI im Vergleich zu PVO jodhaltigen Lösungen oder 70%igem Alkohol. Die Desinfektionslösung soll mindestens 1 Minute lang auf der Haut einwirken. Ein "Entfetten" der Haut, z.B. mit Aceton, vor der eigentlichen Desinfektion bringt keine Vorteile für den Patienten und ist mit Schmerzen und häufiger auftretenden Entzündungsreaktionen der Haut vergesellschaftet. Das Areal um die Einstichstelle muss möglichst großflächig steril abgedeckt werden; das bedeutet, dass sterile Tücher in ihrer ganzen Fläche genutzt werden sollen und nicht, wie leider allzuoft beobachtet, zusammengefaltet werden dürfen.
Zur Anlage von Arterien-Kathetern soll die Haut gründlich desinfiziert werden, der Arzt soll sterile Handschuhe zur Anlage tragen, die Haut über die Einstichstelle soll nach Möglichkeit nicht mit einem Messer eingeschnitten werden. Letztere Vorgangsweise führt zu einer signifikant erhöhten Rate von KAI durch Arterien-Katheter

Tabelle 2: Risikofaktoren für die Entstehung von KAI

 

Kathetertyp	Risikofaktor	X-fach Risiko erhöht um
Venflon-Typ	Hautkolonisation >102 CFU/cm2	3,9
	Kontaminierter Konnektor	3,8
	Feuchtigkeit unter Abdeckung	2,5
	Liegedauer >3 Tage	1,8
	Systemische Antibiose	0,5
Arterieller Katheter	Hautkolonisation >102 CFU/cm2	10
	Liegedauer >4 Tage	-
	Vorritzen der Haut (Skalpell)	9
	Lokale Hautinfektion	12
Zentralvenöse Katheter	Bakteriämie aus anderer Quelle	9,4
	Hautkolonisation >103 CFU/cm2	5,5
	V.jugularis interna Anlage	4,3
	Liegedauer >3 Tage	3,1
	Anlage im OP unter suboptimaler Asepsis	2,1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ein- versus mehrlumige Katheter:

Neuere Studien zeigen kein eindeutig erhöhtes Infektionsrisiko bei Verwendung von mehrlumigen im Vergleich zu einlumigen zentralvenösen Kathetern. Die Größe der Katheterlumina scheint aber möglicherweise eine Bedeutung für die Entstehung von KAI zu haben.

Das Infektionsrisiko über Hämodialysekatheter ist größer als über übliche zentralvenöse Katheter. Allerdings muss darauf hingewiesen werden, dass über diese Katheter vorwiegend Blut transportiert wird (siehe Pathophysiologie von KAI), und dass Patienten mit Nierenversagen eine eingeschränkte Infektionsabwehr besitzen.

Umgang mit intravasalen Kathetern:

Vor jeder Manipulation (Blutabnahme, Anhängen von Infusionen oder Gabe von Medikamenten) an einem Katheter müssen die Hände desinfiziert werden. Alternativ können Einmalhandschuhe getragen werden, sie gelten als keimarm. Die Haut um die Kathetereinstichstelle soll einmal täglich desinfiziert werden. Kontrovers diskutiert wird nach wie vor, welches Lokaldesinfektionsmittel am Besten dazu geeignet ist. Die Verwendung von PVO jodhaltigen Lösungen scheint die Häufigkeit von KAI nicht zu reduzieren. Die topische Anwendung einer polyantibiotischen Kombinationslösung (Polymyxin, Neomycin, Bacitracin) vermindert zwar die Inzidenz von bakteriellen KAI, führt aber gleichzeitig zu einem Anstieg systemischer Candida-Infektionen. Derzeit können in der klinischen Routine chlorhexidinhaltige Lösungen (2%) zur Hautdesinfektion um Kathetereinstichstellen empfohlen werden. Nach Hautdesinfektion und dem Trocknen der Haut wird die Einstichstelle mit einem sterilen Tupfer abgedeckt. Nur bei trockener Kathetereinstichstelle können auch sterile Abdeckfolien aus Kunststoffmaterialien verwendet werden. Diese können bis zu 2 Tagen ohne Wechsel und neuerlicher Hautdesinfektion belassen werden.

Kontroversen rund um KAI:

Obwohl eine eindeutige Beziehung zwischen Katheterliegedauer und Inzidenz von KAI in vielen Studien nachgewiesen wurde, gibt es keine anerkannten Richtlinien, nach welcher Zeit ein bestimmter Kathetertyp gewechselt werden sollte. Bei blanden Hautverhältnissen an der Einstichstelle und fehlenden systemischen Infektionszeichen können zentralvenöse- und Arterienkatheter, bei entsprechender Indikation, auch 2-3 Wochen in situ belassen werden.

An der Allgemein-Chirurgischen Intensivstation werden zentralvenöse und arterielle Katheter nach ca. 14 Tagen routinemäßig auch blandem Hautstatus und fehlenden systemischen Infektionszeichen neu angelegt. Die entfernten Katheter werden mikrobiologisch untersucht.

Das regelmäßige Wechseln von Kathetern über eine Führungskraft führt zu keiner Reduktion von KAI. In mindestens einer prospektiven randomisierten Untersuchung wurde sogar ein erhöhtes Infektionsrisiko bei Anwendung dieser Methode gefunden. Ein regelmäßiges Spülen des Katheterlumens mit Antibiotika, z.B. Vancomycin, hat bei langer Liegedauer von getunnelten zentralen Venenkathetern zwar zu einer signifikanten Reduktion von KAI geführt, es besteht aber der begründete Einwand, dass eine derartige Vorgehensweise in der Routine Resistenzentwicklungen von Bakterien begünstigt. Eine Entwicklung mit Zukunft könnte die Imprägnierung von Kathetern mit antiseptischen Substanzen sein. In mehreren prospektiven Studien konnte bereits gezeigt werden, dass Katheter, welche mit Chlorhexidin-Sulfadiazin behandelt wurden, zu einer signifikanten Reduktion von Katheterkolonisation und KAI führen. Ähnliches wird von Kathetern berichtet, welche mit Minocyclin und Rifampicin beschichtet wurden. Es ist aber noch unbeantwortet, ob derartige Substanzen in der klinischen Routine Resistenzentwicklungen von Bakterien begünstigen.

5) Risikofaktoren für die Entstehung von KAI

In der Intensivstation ist wahrscheinlich der häufigste Ausgangspunkt für eine KAI die Flora der Haut um die Kathetereinstichstelle. Von dort aus wachsen und vermehren sich Bakterien entlang der äußeren Oberfläche in Richtung Katheterspitze, bis es zum Eindringen der Mikroorganismen in die Blutbahn kommt. Bei einer Katheterliegedauer bis zu ca. 10 Tagen scheint dies der häufigste Infektionsmodus an Intensivstationen zu sein. Bei länger liegenden Kathetern spielen Infektionen, ausgehend von kontaminierten Konnektorteilen, eine zunehmende Rolle. Ab etwa 3 Wochen Katheterliegedauer kann angenommen werden, dass beide Infektionsmöglichkeiten in etwa gleicher Häufigkeit auftreten. Prinzipiell gilt die Kolonsation eines Katheters als Voraussetzung für eine nachfolgend auftretende KAI. Die Häufigkeit einer Kolonialisierung von intravasalen Kathetern ist direkt abhängig von der Katheterliegedauer. Bei zentralvenösen Kathetern wurde eine zunehmende Häufigkeit von KAI bei einer Liegedauer über 4 Tage, bei pulmonararteriellen Kathetern bei einer Liegedauer über 3 Tagen beschrieben. Auch die Lokalisation des Katheters ist entscheidend. Katheter, die über die V.jugularis interna oder V.femoralis gelegt werden, haben ein gegenüber Subclaviakathetern deutlich erhöhtes Infektionsrisiko. Deshalb sollten diese Punktionsorte aus hygienischen Gründen nicht primär als Punktionsorte zur Anlage von Venenkathetern ausgewählt werden.

6) Therapie von KAI

Infektionen mit Staphylococcus epidermidis werden über 7 Tage mit systemischer Antibiotikatherapie behandelt. An Intensivstationen, wo viele Infektionen durch methicillin-resistente Stämme verursacht sind, sind Glycopeptid-Antibiotika (z.B. Vancomycin) Mittel der ersten Wahl. Werden liegende Katheter nicht entfernt, ist mit einer Rezidivrate der Infektion von bis zu 30% zu rechnen (bei Entfernung der Katheter mit Neuanlage liegt die Rezidivrate bei ca. 3%). Infektionen mit Staphylococcus aureus können leicht durch septische Thrombosen, Endokarditis, Osteomyelitis und Abszessbildungen in Organen kompliziert werden. Belassen des Katheters kann zu persistierenden Bakteriämien, einer hohen Rezidivrate und erhöhter Infektionsmortalität führen. Die Dauer einer Antibiotikatherapie bei unkomplizierter Staphylococcus aureus-Bakteriämie sollte mindestens 2 Wochen betragen. Bei Hinweisen für septische Embolien oder Endokarditis soll eine Antibiotikatherapie für mindestens 4 Wochen durchgeführt werden. Methicillin empfindliche Staphylokokken können mit Cephalosporinen der ersten und zweiten Generation bzw. Staphylokokkenpenicillinen behandelt werden. Je nach Schwere der Erkrankung kann eine Kombinationstherapie mit z.B. Fosfomycin, Clindamycin oder einem Aminoglycosid durchgeführt werden. Methicillin-resistente Staphylokokken werden mit Glycopeptid-Antibiotika behandelt.
Systemische Candida-Infektionen können erfolgreich mit Fluconazol über 14 Tage behandelt werden. Diese Form der Therapie zeigt weniger schwere Nebenwirkungen als die systemische Therapie mit Amphotericin B. Fluconazol ist unwirksam bei den eher seltenen systemischen Pilzinfektionen mit Candida glabrata oder Candida krusei. Auch bei systemischen Pilzinfektionen verringert eine Entfernung liegender Katheter mit anschließender Neuanlage die Häufigkeit von Infektionsrezidiven und persistierender Candidämie.
Vancomycin ist Mittel der Wahl bei den eher seltenen Infektionen mit Corynebakterium jeikeium und Bacillus spezies. KAI mit gram-negativen Bakterien können in den meisten Fällen durch einwöchige gezielte Antibiotikatherapie nach Antibiogramm adäquat behandelt werden.

7) Ausgewählte Literatur:

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* Pearson ML: Guidelines for prevention of intravascular device-related infection. Part I: Intravascular device-related infections: An overview. Am J Infect Control 1994; 24:262-293
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* Collignon P, Soni N, Pearson I, Sorrel T, Woods P: Sepsis associated with central vein catheters in critically ill patients. Intensive Care Med 1988; 14:227-31
* Pittet D, Tarara D, Wenzel RP: Nosocomial bloodstream infection in critically ill patients. Excess length of stay, extra costs, and attributable mortality. Jama 1994; 271:1598-601
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* Sherertz RJ, Heard SO, Raad I: Diagnosis of triple-lumen catheter infection: comparison of roll plate, sonication, and flushing methodologies. J Clin Microbiol 1997; 35:641-646
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