Antibiogramm – Methodik, Interpretation und klinische Relevanz

Antibiogramm (Empfindlichkeitstest gegen Antibiotika) bezeichnet das standardisierte Ergebnis der antimikrobiellen Empfindlichkeitsprüfung (Prüfung, ob Antibiotika gegen Bakterien wirksam sind) eines klinisch relevanten bakteriellen Isolats (im Labor angezüchteter Bakterienstamm) gegenüber ausgewählten antimikrobiellen Substanzen (gegen Mikroorganismen wirksame Arzneistoffe) [1-3]. In der klinischen Mikrobiologie (Lehre von krankheitsrelevanten Mikroorganismen) dient das Antibiogramm der gezielten antiinfektiven Therapie (gezielte Behandlung einer Infektion), der Befundvalidierung im infektiologischen Kontext (Bewertung im Zusammenhang mit Infektionskrankheiten), der lokalen Resistenzsurveillance (lokalen Überwachung von Resistenzen) sowie der Erstellung kumulativer Resistenzstatistiken [1-7].

Der übergeordnete Prozess wird fachsprachlich als antimikrobielle Empfindlichkeitsprüfung bzw. Resistenzbestimmung (Bestimmung der Widerstandsfähigkeit gegen Antibiotika) bezeichnet. Das Antibiogramm ist demgegenüber der interpretierte Befundbericht [1, 3, 5]. Die Befundbewertung erfolgt heute standardisiert anhand validierter Methodik, definierter Qualitätskontrollen und aktueller klinischer Breakpoints (Grenzwerte zur klinischen Bewertung), insbesondere nach EUCAST oder CLSI [1-5].

Synonyme

• Antimikrobielle Empfindlichkeitsprüfung
• Resistenzbestimmung
• Antimicrobial susceptibility testing (AST)
• Empfindlichkeitstestung

Abgrenzung

• Antibiogramm – interpretierter phänotypischer (das Erscheinungsbild betreffender) und/oder genotypischer (das Erbgut betreffender) Resistenzbefund eines Erregerisolats (isolierter Krankheitserreger) [1, 3, 5]
• Resistenzbestimmung – methodischer Oberbegriff für die Durchführung der Testung [1, 3, 5]
• Resistogramm – älterer, heute im deutschsprachigen Fachgebrauch weitgehend obsoleter Begriff

Grundlagen

Das Ziel der Resistenzbestimmung ist die standardisierte Vorhersage, ob ein antiinfektiver Wirkstoff (Arzneistoff gegen Infektionserreger) unter definierten Expositionsbedingungen (festgelegten Bedingungen der Wirkstoffeinwirkung) mit hinreichender Wahrscheinlichkeit klinisch wirksam ist [1, 3, 5]. Grundlage der phänotypischen Testung ist die in vitro (außerhalb des Körpers im Labor) ermittelte Wachstumshemmung eines Erregers (Krankheitserregers). Die zentrale Referenzgröße ist die minimale Hemmkonzentration (minimum inhibitory concentration, MIC); hiervon abgeleitete Verfahren wie die standardisierte Agardiffusion (Verteilung auf Nährboden) werden gegen Referenzmethoden kalibriert [1-3, 5].

Die klinische Interpretation unterscheidet sich von der rein mikrobiologischen Resistenzcharakterisierung (Beschreibung von Resistenzmerkmalen). Klinische Breakpoints dienen der therapeutischen Einordnung, während epidemiologische Cut-off-Werte (ECOFFs/ECVs) Wildtyp-Isolate (Bakterienstämme ohne erworbene Resistenzmechanismen) von Isolaten mit erworbenen Resistenzmechanismen trennen, ohne für sich allein bereits eine Aussage zur klinischen Wirksamkeit zu erlauben [1, 3, 5].

Das Verfahren

Benötigtes Material

• Reinkultur (Kultur mit nur einem Erreger) eines klinisch relevanten bakteriellen Isolats [1-3]
• Standardisiertes Inokulum (definierte Menge an Bakterien), in der Regel entsprechend 0,5 McFarland, sofern die jeweilige Methodik nichts Abweichendes vorgibt [1-3]
• Geeignetes Kulturmedium (Nährboden) nach Standardvorgabe, häufig Mueller-Hinton-Agar bzw. definierte Spezialmedien für anspruchsvolle Erreger [1-3]
• Antibiotika-Testsysteme, z. B. Testscheiben, Mikrodilutionspanels, Gradiententests oder validierte automatisierte AST-Systeme [1-5]
• Geeignete Qualitätskontrollstämme (standardisierte Kontrollbakterien) [1-3]

Vorbereitung des Patienten

• Keine direkte Patientenvorbereitung erforderlich
• Präanalytisch (vor der eigentlichen Untersuchung) entscheidend ist die korrekte Probengewinnung vor Beginn einer antiinfektiven Therapie, soweit klinisch vertretbar [5]
• Die Aussagekraft hängt wesentlich von Materialqualität, Transport, Erregerisolierung und klinischer Relevanz des Isolats ab [5-7]

Störfaktoren

• Nicht repräsentatives Material, Kolonisation (Besiedelung) statt Infektion, Mischflora (Gemisch verschiedener Keime) oder Kontamination (Verunreinigung) [5-7]
• Fehler bei Inokulumdichte, Medium, Inkubationsbedingungen (Bebrütungsbedingungen), Ablesezeitpunkt oder Lagerung der Testmaterialien [1-3, 5]
• Methodenabhängige Probleme bei langsam wachsenden, anspruchsvollen oder seltenen Erregern [1-3, 5]
• Unzureichende Erfassung bestimmter Resistenzmechanismen durch Einzelmethoden oder automatisierte Systeme [1-3, 5]
• Vorbehandlung mit Antibiotika mit möglicher Beeinflussung der Kultur und der phänotypischen Testbarkeit [5]

Methode

• Phänotypische Resistenztestung (Testung anhand des beobachtbaren Verhaltens der Bakterien)
  • Referenz-Bouillonmikrodilution – quantitative Bestimmung der MIC; methodische Referenz für viele Fragestellungen [1-3, 5]
  • Standardisierte Agardiffusion – Bestimmung des Hemmhofdurchmessers (Durchmesser des Bereichs ohne Bakterienwachstum); in der Routine breit etabliert [1-3, 5]
  • Gradiententest – semiquantitative MIC-Näherung mittels Konzentrationsgradient auf Teststreifen; nützlich bei ausgewählten Fragestellungen [1, 3, 5]
  • Automatisierte AST-Systeme – hoher Durchsatz und gute Laborintegration; Befunde müssen bei kritischen oder ungewöhnlichen Konstellationen validiert werden [3, 5]
• Genotypische Resistenzdiagnostik (Resistenzdiagnostik auf Grundlage des Erbguts)
  • PCR-basierter Nachweis definierter Resistenzdeterminanten (genetischer Resistenzmerkmale) [5]
  • Whole-Genome-Sequencing (vollständige Erbgutanalyse) bzw. genomische Resistenzprädiktion (Vorhersage von Resistenzen anhand des Erbguts) in spezialisierten Settings [5]
  • Ergänzende Rolle, da Gen-Nachweis und phänotypische Expression (tatsächliche Ausprägung) nicht vollständig deckungsgleich sind [5]
• Spezial- und Zusatztestungen
  • Screeningtests (Suchtests) auf klinisch relevante Resistenzmechanismen [1-3, 5]
  • Bestätigungstestungen bei ESBL-, Carbapenemase-, AmpC-, MRSA-, VRE- oder induzierbarer MLSB-Konstellation [1-3, 5]
  • Rapid-AST-Verfahren (schnelle Empfindlichkeitstestverfahren) in ausgewählten Settings, insbesondere bei positiver Blutkultur (Keimnachweis im Blutkulturgefäß) [5]

Indikationen (Anwendungsgebiete)

• Gezielte Therapie bakterieller Infektionen nach Erregerisolierung [1, 3, 5]
• Therapieanpassung bei fehlendem klinischen Ansprechen unter kalkulierter Antiinfektiva­therapie (anfangs empirisch gewählte Behandlung gegen Infektionen) [5]
• Nachweis und Einordnung klinisch relevanter Resistenzmechanismen [1-5]
• Erstellung lokaler kumulativer Antibiogramme zur Unterstützung empirischer Therapieentscheidungen (Behandlungsentscheidungen ohne vollständigen Erregernachweis) [4, 6, 7]
• Infektionsprävention, Surveillance und Antibiotic Stewardship (strukturierte Optimierung des Antibiotikaeinsatzes) [4-7]
• Ausbruchsanalytik (Untersuchung eines Infektionsausbruchs) und epidemiologische Bewertung in stationären Einrichtungen [4, 6, 7]

Interpretation

Befundkategorien

• S – susceptible, standard dosing regimen: hohe Wahrscheinlichkeit eines therapeutischen Erfolgs bei Standardexposition [1, 3, 5]
• I – susceptible, increased exposure: hohe Wahrscheinlichkeit eines therapeutischen Erfolgs bei erhöhter Exposition, z. B. durch Dosisanpassung, verlängerte Infusion oder gute Penetration (Eindringen des Arzneistoffs) am Infektionsort [1, 3, 5]
• R – resistant: hohe Wahrscheinlichkeit eines therapeutischen Versagens auch bei erhöhter Exposition [1, 3, 5]

Klinische Einordnung

• Die Befundinterpretation ist nur in Verbindung mit Erregeridentität, Infektionsfokus (Ort der Infektion), Dosierung, Applikationsform (Art der Verabreichung), Organfunktion, Penetration an den Infektionsort und Pharmakokinetik/Pharmakodynamik (Verhalten und Wirkung des Arzneistoffs im Körper) sinnvoll [1, 3, 5]
• Ein S-Befund bedeutet keine automatische klinische Erfolgsgarantie; ein R-Befund spricht gegen eine verlässliche therapeutische Wirksamkeit [1, 3, 5]
• Die Kategorie I ist nicht mit dem früheren Begriff „intermediär“ gleichzusetzen, sondern fordert eine expositionsoptimierte Therapie [1, 3, 5]
• ECOFFs kennzeichnen primär mikrobiologische Nicht-Wildtyp-Isolate; sie ersetzen keine klinischen Breakpoints [1, 5]

Spezifische Konstellationen

• Diskordanz (Nichtübereinstimmung) zwischen Genotyp und Phänotyp – z. B. Resistenzgen ohne phänotypische Expression oder umgekehrt [5]
• Heteroresistenz (unterschiedliche Resistenz innerhalb derselben Bakterienpopulation) – resistente Subpopulationen können in Routinemethoden übersehen werden [5]
• Induzierbare Resistenz – z. B. bei Makrolid-Lincosamid-Streptogramin-B-Resistenz; Zusatztests können erforderlich sein [1-3, 5]
• Inokulum-Effekt (Einfluss der Keimmenge) und Biofilm-assoziierte Infektionen (Infektionen mit bakterieller Schutzschicht) – eingeschränkte Übertragbarkeit von Standard-AST auf komplexe klinische Situationen [5]
• Selektives Reporting (gezielte Befundfreigabe) – aus klinisch-infektiologischer Sicht oft sinnvoller als unselektive Vollbefundung [4-7]

Weiterführende Diagnostik

• Bestätigungstestung bei Verdacht auf spezielle Resistenzmechanismen [1-3, 5]
• Molekulare Resistenzdiagnostik (Erregerdiagnostik auf Ebene des Erbguts) bei zeitkritischer oder therapeutisch relevanter Fragestellung [5]
• Therapeutisches Drug Monitoring (Messung von Arzneistoffspiegeln) bei ausgewählten Substanzen und Hochrisikopatienten [5]
• Korrelation mit direkter Mikroskopie (mikroskopischer Direktbeurteilung), Kulturquantität, Entzündungsparametern und Fokusdiagnostik (Diagnostik des Infektionsorts) [5]
• Wiederholungskultur bzw. Verlaufskultur bei Therapieversagen oder persistierender Bakteriämie (anhaltenden Bakterien im Blut) [5]

Klinische Hinweise

• Das Antibiogramm ist kein isoliert zu interpretierender Laborbefund, sondern Teil eines klinisch-mikrobiologischen Gesamtkonzepts [5-7]
• Die Aussagekraft setzt eine klinisch relevante Erregerisolierung voraus; Kolonisation und Kontamination sind strikt von Infektion zu unterscheiden [5-7]
• Für die empirische Initialtherapie sind lokale kumulative Antibiogramme hilfreich, sie ersetzen jedoch nicht die patientenindividuelle Risikobewertung [4, 6, 7]
• Kumulative Antibiogramme sollen standardisiert erstellt, regelmäßig aktualisiert und möglichst nach Patientengruppen, Stationen oder Syndromen differenziert betrachtet werden [4, 6, 7]
• Bei schweren Infektionen, Sepsis (Blutvergiftung), Endokarditis (Entzündung der Herzinnenhaut), Osteomyelitis (Knochenentzündung), ZNS-Infektionen (Infektionen des zentralen Nervensystems), Fremdmaterialinfektionen (Infektionen an Implantaten oder anderem eingebrachtem Material) oder Immunsuppression (geschwächter Immunabwehr) ist die klinische Kontextualisierung besonders wichtig [5]
• Selektive Befundfreigabe und enge Abstimmung zwischen Mikrobiologie, Infektiologie, Klinikapotheke und behandelnden Ärzten sind zentrale Elemente eines wirksamen Antibiotic-Stewardship-Programms [4-7]

Literatur

1. The European Committee on Antimicrobial Susceptibility Testing (EUCAST). Clinical breakpoint tables for interpretation of MICs and zone diameters. Version 16.0, valid from 2026-01-01. Verfügbar unter: https://www.eucast.org/bacteria/clinical-breakpoints-and-interpretation/clinical-breakpoint-tables
2. The European Committee on Antimicrobial Susceptibility Testing (EUCAST). Disk diffusion and quality control. Version 13.0/16.0. Verfügbar unter: https://www.eucast.org/bacteria/methodology-and-instructions/disk-diffusion-and-quality-control
3. Clinical and Laboratory Standards Institute. M100. Performance Standards for Antimicrobial Susceptibility Testing. 36th ed. Wayne, PA: CLSI; 2026. Verfügbar unter: https://clsi.org/shop/standards/m100/
4. Clinical and Laboratory Standards Institute. M39. Analysis and Presentation of Cumulative Antimicrobial Susceptibility Test Data. 5th ed. Wayne, PA: CLSI; 2022. Verfügbar unter: https://clsi.org/shop/standards/m39/
5. Wenzler E, Humphries R, Qi C et al.: Antimicrobial susceptibility testing: An updated primer for clinicians in the era of antimicrobial resistance: Insights from the Society of Infectious Diseases Pharmacists. Pharmacotherapy. 2023;43(6):506-534. https://doi.org/10.1002/phar.2781
6. Khatri D, Freeman C, Falconer N et al.: Clinical impact of antibiograms as an intervention to optimize antimicrobial prescribing and patient outcomes-A systematic review. Am J Infect Control. 2024;52(2):227-235. https://doi.org/10.1016/j.ajic.2023.08.013
7. Simner PJ, Hindler JA. What's New in Antibiograms? Updating CLSI M39 Guidance with Current Trends. J Clin Microbiol. 2022;60(10):e02210-21. https://doi.org/10.1128/jcm.02210-21