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Forschung

AG Hämostaseologie, Hämodynamik und septische Immunmodulation

Hämostaseologie, Hämodynamik und Sepsis. Drei Themenbereiche, die auf den ersten Blick nicht unterschiedlicher sein könnten. Doch in der Behandlung kritisch kranker Patienten stellen diese oftmals eine fatale Trias dar, die intensivmedizinisch nur mit viel Erfahrung erfolgreich therapiert werden kann. Ein tieferes Verständnis für inflammatorische Prozesse und deren Auswirkung auf unser Gerinnungssystem sowie auf makro- und mikrozirkulatorische Prozesse ist der Schwerpunkt unserer Arbeit. Dabei liegt ein besonderer Fokus auf der Übertragbarkeit unserer Forschungsergebnisse in die Klinische Praxis. Wir freuen uns daher sehr, Ihnen im Folgenden unsere wissenschaftliche Arbeit präsentieren zu können.

Arbeitsgruppenleiter

PD Dr. med. Felix Schmitt, MHBA, DESAIC

Stellvertretender Transplantationsbeauftragter des Universitätsklinikums Heidelberg
Verantwortlicher Point-of-Care Gerinnungsdiagnostik

Schwerpunkt

Leitung Sektion Sepsis und Systemische Inflammation


Die Blutgerinnung ist sowohl im perioperativen als auch im intensivmedizinischen Kontext ein entscheidender Baustein für die erfolgreiche Therapie verschiedenster Krankheitsbilder. Dies kann sowohl die gezielte Antikoagulation, zur Vermeidung von Thrombosen und Embolien, als auch die Wiederherstellung der physiologischen Gerinnungssituation im Rahmen einer Hämorrhagie oder eine septischen Koagulopathie beinhalten. Vor allem die Fibrinolyse und der Faktor-XIII sind Ziel unserer Forschung. Letztere soll zum besseren Verständnis von gerinnungsassoziierten Behandlungsergebnissen beitragen und eine individualisierte Therapie vorantreiben.

Portrait von Dr. med. Maik von der Forst
Dr. med. Maik von der Forst, MHBA
Schwerpunkt

Stellvertretender Medizinischer Leiter der Stabsstelle Krisen- und Katastrophenmanagement


Dr. med. Daniel Gruneberg


Grundlegendes Ziel unserer Forschung ist die Verbesserung der Therapie von Patienten mit Kreislaufversagen (Schock). Wiederherstellung und Aufrechterhaltung einer adäquaten Organ- und Gewebeperfusion ist das oberste Ziel der hämodynamischen Therapie kritisch-kranker Patienten. Die hämodynamische Therapie wird aktuell vorwiegend anhand makrohämodynamischer Parameter gesteuert, da eine direkte objektive Diagnostik der Gewebedurchblutung (Mikrozirkulation) klinisch nicht etabliert ist. Unsere aktuellen Projekte befassen sich mit der Evaluation innovativer Methoden zur Mikrozirkulationsdiagnostik in der perioperativen Intensivmedizin um eine Gewebeperfusions- gesteuerte, individualisierte Therapie zu ermöglichen.

Tobias Hölle


Das Mikrobiom bezeichnet im engeren Sinne die Gesamtheit aller den Menschen oder andere Lebewesen besiedelnde Mikroorganismen. Hierzu zählen u.a. Bakterien, Viren, Pilze und Protozoen, die in enger Wechselbeziehung mit dem Menschen stehen. Die Sequenzierung des Mikrobioms mittels Next Generation Sequencing ermöglicht die Offenlegung von Erbinformationen einer Vielzahl von Erregerspezies. Dies eröffnet neue diagnostische Möglichkeiten für ein tieferes Verständnis von Erregerbesiedlung und Veränderung im Rahmen einer perioperativen Therapie. Ziel aktueller Forschung ist inwiefern das Mikrobiom den Verlauf einer Erkrankung, wie z.B. einer Sepsis, beeinflusst.

Portrait von Kevin Tourelle
Dr. med. Kevin Tourelle


Projektverantwortlicher: Dr. Maik von der Forst

Doktoranden: Sarah Höwelhaus, Lukas Gilles

DRKS-ID: DRKS00028547

Ein sogenannter „milder“ Faktor XIII Mangel wurde bei herzchirurgischen Operationen mit einer erhöhten Rate an Revisionseingriffen assoziiert und bei Interventionen an der Speiseröhre schien der Wert von Faktor XIII mit der Häufigkeit von Wundheilungsstörungen im Sinne von Nahtundichtigkeiten zu korrelieren. Insgesamt planen wir den Einschluss von 200 Patienten in 4 Gruppen à 50, welche sich einem Speiseröhren- oder Bauchspeicheldrüsen-Eingriff in unserer Klinik unterziehen. Primäres Ziel ist die Untersuchung eines Zusammenhanges von FXIII und Blutungsereignissen und/ oder einem Anhalt für Wundheilungsstörungen im Verlauf nach der Operation. Wir erhoffen uns durch die geplante Analyse der so gewonnenen Daten neue Erkenntnisse über die Relevanz von Faktor XIII in Bezug auf verschiedene Operationsmethoden und den richtigen Zeitpunkt, um Faktor XIII zu ersetzen. Es sollen beispielsweise die Frage nach der Häufigkeit und der Schwere eines Mangels, aber auch die klinische Relevanz und die Sinnhaftigkeit einer routinemäßigen Testung der Faktor XIII Aktivität weiter erforscht werden.

Projektverantwortlicher: Dr. Daniel Gruneberg
Doktorandin: Paula Braun
DRKS-ID: DRKS00021531
Kooperationspartner: Universitätsfrauenklinik Heidelberg, Firma Enicor, München

Die peripartale Hämorrhagie (PPH) ist die häufigste Ursache maternaler Morbidität und Mortalität unter Geburt. Für das adäquate Management des Blutungsereignisses ist zügiges und zielgerichtetes Handeln essenziell. In jüngerer Zeit kommen hierbei vermehrt viskoelastische Testverfahren zum Einsatz. Diese bieten als Point-of-Care Messung einen schnellen und umfangreichen Einblick in die verschiedenen Komponenten der Hämostase. In einem neuen Assay (Clotpro, Firma Enicor, München) ist es nun erstmals möglich, im Rahmen eines viskoelastischen Testverfahrens das fibrinolytische Potenzial zu bestimmen. Im Rahmen der FYPPREG-Studie untersuchen wir den prädiktiven Wert dieses fibrinolytischen Potenzials für die Einschätzung des peripartalen Blutungsrisikos.

Projektverantwortlicher: Dr. Daniel Gruneberg
Doktoranden: Jan-Ole Fögeling, Moritz Leucht
Kooperationspartner: Thoraxklinik Heidelberg, Klinik für Kardiologie, Angiologie und Pneumologie (Innere Medizin III), Universitätsklinikum Heidelberg, GRN-Klinik Schwetzingen
DRKS-ID: DRKS00011041

Die akute respiratorische Insuffizienz ist eine der häufigsten Alarmierungsindikationen rettungsdienstlicher Strukturen. Nicht selten ist die akute Dekompensation einer pulmonalen oder kardialen Grunderkrankung (akut exazerbierte COPD oder akutes kardiales Lungenödem) die Ursache. Innerklinisch ist die nicht-invasive Beatmung (NIV) ein etabliertes Behandlungsverfahren. Der Patient wird über ein nicht-invasives Interface an den Respirator adaptiert. So kann der Gasaustausch verbessert und die erschöpfte Atempumpe entlastet werden. Zwar wird die NIV heute auch präklinisch regelhaft eingesetzt, die Evidenz für Nutzen und potenzielle Risiken im präklinischen Setting ist jedoch noch unzureichend. Mit der NOVETO-Studie untersuchen wir in einem prospektiven Ansatz den Einfluss von prähospitaler NIV auf die Vitalparameter und das klinische Outcome bei Patienten mit akut exazerbierter COPD und kardialem Lungenödem.

Projektverantwortlicher: Dr. Daniel Gruneberg
Doktorandin: Birthe Bentner

Die Sterblichkeitsrate von Sepsis-Patienten ist unverändert hoch, wobei die Mortalität mit jeder verstrichenen Stunde zwischen Aufnahme und Therapie des Infektfokus steigt. Hieraus leitet sich die Notwendigkeit ab, septische Patienten bereits prähospitale zu erkennen, um sie frühzeitig einer adäquaten Therapie zuzuführen. In den vergangenen Jahren wurden mehrere Scoring-Systeme als schnelle und einfache Tools zur Risikoabschätzung für das Vorliegen einer Sepsis diskutiert. Aufgrund der hohen Relevanz der Sepsis-Früherkennung soll die Aussagekraft verschiedener dieser Scores für die prähospitale Erkennung einer Sepsis im Rahmen unserer REVOPPIN Studie („Risk evaluation of patients with a potential infection in the emergency medical service“) evaluiert werden.

Projektverantwortlicher: Dr. Maik von der Forst
Weiterer Studienarzt: Dr. Maximilian Dietrich
Doktorandin: Lisa Back
DRKS-ID: DRKS00024891
Kooperationspartner: Firmen Biocartis, Immunexpress

Explorative und prospektive Beobachtungsstudie der molekularen Wirtsantwort und Einschluss von ca. 100 postoperativen Patienten mit Verdacht auf eine Infektion. Der Point of Care Test SeptiCyte Rapid® ermittelt innerhalb einer Stunde auf Basis einer quantitativen Echtzeit-PCR einen Score für die Wahrscheinlichkeit des Vorliegens einer Sepsis in Abgrenzung zur sterilen Inflammation. Dieser wird mit den etablierten Methoden der Infektionsdiagnostik – insbesondere Blutkulturen - verglichen. Untersucht werden die diagnostische Performance des SeptiScores, der zeitliche Vorteil in der Diagnosestellung und das Outcome der Patienten.

Projektverantwortlicher: Dr. Maik von der Forst
Weitere Studienärzte: Patrick Adler, Dr. Sebastian Decker
DRKS-ID: DRKS00023236

Patienten mit schweren Lebererkrankungen sind häufig durch Gerinnungsstörungen gekennzeichnet. Sowohl schwer beherrschbare Blutungen, als auch thrombotische Ereignisse durch die difficilen Gefäßanastomosen und damit die Gefährdung des Spenderorgans sind möglich. Die vorliegende prospektive Beobachtungsstudie hat das Ziel die klinische Relevanz des Faktor XIII in den ersten 10 Tagen nach Lebertransplantation bei 50 Patienten näher zu untersuchen. Dies erfolgt sowohl durch Faktoren-Messungen, als auch Point-of-Care Verfahren und das Erfassen von klinischem Verlaufsparametern und Komplikationen.

Projektverantwortlicher: Dr. Maik von der Forst
Weiterer Studienarzt: Dr. Kevin Tourelle
Doktorand: Andreas Dannecker
DRKS-ID: DRKS00017587

Diese prospektive, monozentrische Studie soll weitere Informationen über die Inzidenz des FXIII Mangels nach großen viszeralchirurgischen Operationen liefern. Hierfür werden 300 Patienten rekrutiert, welche sich einer viszeralchirurgischen Operation unterziehen. Es wird an mehreren Zeitpunkten Blut untersucht, wobei die FXIII Aktivität und ebenso Global- und Spezialparameter zur Gerinnungsdiagnostik analysiert werden. Zudem wird der klinische Verlauf ausgewertet, um Hinweisen über den Einfluss der FXIII Aktivität auf perioperative Blutungsereignisse bzw. Wundheilungsstörungen nachzugehen.

Projektverantwortlicher: Dr. Kevin Tourelle
Weiterer Studienarzt: Dr. Maik von der Forst
Doktorandinnen: Rahel van den Berg, Sophie Braun
DRKS-ID: DRKS00017587

Die Sequenzierung des Mikrobioms mittels Next Generation Sequencing ermöglicht die Offenlegung von Erbinformationen von Erregerspezies, die bei klassischen Kulturen zu über 80% verborgen bleiben. Es soll der Einfluss unserer Antibiotika Therapie, sowie die OP bedingten Veränderungen auf das gastrointestinale Mikrobiom in einem großen Patientenkollektiv untersucht werden. Möglicherweise können so auch Outcome-relevante Veränderungen, wie z.B. die Korrelation mit perioperativen Komplikation detektiert und Therapieansätze geschaffen werden. So könnten in Zukunft infektiologische Komplikationen schon in früheren Stadien bekämpft werden.

Projektverantwortlicher: Dr. Kevin Tourelle
Weitere Studienärztin: Dr. Mascha Fiedler
Doktorand: Cedric Herrmann
DRKS-ID: DRKS00018799

Das ARDS ist durch eine massive Reaktion der Lunge auf schädigende Faktoren gekennzeichnet, welche auch das physiologische Mikrobiom beeinflussen können. Die Sequenzierung des Mikrobioms mittels NGS ermöglicht die Offenlegung einer Vielzahl von Erregerspezies. Wir wollen beatmete Patienten mit respiratorischem Versagen in der Akutphase untersuchen. Dazu möchten wir im Rahmen der ersten Bronchoskopie nach Intubation fünf Sekretproben gewinnen. Zudem wird eine Stuhlprobe und Blut zur Bestimmung von verschiedenen Inflammatorischen Biomarkern und zur Erreger Diagnostik asserviert. Die Sekret-, Stuhl- und Plasmaproben werden dann im Labor und mittels NGS untersucht.

Dr. Sébastien Boutin
Junior Group Leader “Microbiome” | Translational Lung Research Center Heidelberg (TLRC) | German Center for Lung Research (DZL)
Department of Infectious Diseases, Medical Microbiology and Hygiene
Heidelberg University Hospital | Im Neuenheimer Feld 324 | 69120 Heidelberg

Dr. med. Rosa Sonja Alesci
Hämostaseologin und Internistin
Gerinnungszentrum Hochtaunus | Zeppelinstrasse 24 | 61352 Bad Homburg

PD Dr. med. Felix Nickel
Oberarzt
Klinik für Allgemein-, Viszeral- und Transplantationschirurgie
Universitätsklinikum Heidelberg | Im Neuenheimer Feld 110 | 69120 Heidelberg

Dr. med. Julia Spratte
Oberärztin
Klinik für Frauenheilkunde und Geburtshilfe
Universitätsklinikum Heidelberg | Im Neuenheimer Feld 440 | 69120 Heidelberg

Dr. med. Karsten Schmidt, DESA
Oberarzt
Klinik für Anästhesiologie und Intensivmedizin
Universitätsklinikum Essen | Hufelandstr. 55 | 45147 Essen

IMPACT-study
Auftragsforschung: Philips Medizin Systeme Böblingen GmbH
254.138,95 €

SeptAsTERS-study
Investigator Initiated Study: Forschungsförderung durch Biocartis/Immunexpress
10.000 €

PIRAD-XIII-study
Investigator Initiated Study: Forschungsförderung durch die Heidelberger Stiftung Chirurgie
15.000 €

PULMONARY-study
Investigator Initiated Study: Forschungsförderung durch die Heidelberger Stiftung Chirurgie
15.000 €

Maximilian Dietrich, M.D.; Sebastian Marx; Maik von der Forst, M.D.; Thomas Bruckner; Felix C.F. Schmitt, M.D.; Mascha O. Fiedler, M.D.; Felix Nickel, M.D.; Alexander Studier-Fischer; Beat P. Mueller-Stich, M.D.; Thilo Hackert, M.D.; Thorsten Brenner, M.D.; Markus A. Weigand, M.D.; Florian Uhle, M.D.; Karsten Schmidt, M.D.

Hyperspectral Imaging for Perioperative Monitoring of Microcirculatory Tissue Oxygenation and Tissue Oedema in Pancreatic Surgery – An Observational Clinical Pilot Study. Perioper Med (Lond). 2021

 

Tourelle KM, Boutin S, Weigand MA, Schmitt FCF.

Sepsis and the Human Microbiome. Just Another Kind of Organ Failure? A Review J. Clin. Med. 2021, 10(21), 4831; DOI 10.3390/jcm10214831

 

Tourelle KM, Boutin S, Weigand MA, Schmitt FCF.

The Association of Gut Microbiota and Complications in Gastrointestinal-Cancer Therapies. Biomedicines. 2021 Sep 24;9(10):1305. doi: 10.3390/biomedicines9101305. PMID: 34680424; PMCID: PMC8533200.

 

Schmitt FCF* & von der Forst M*, Miesbach W, Casu S, Weigand MA, Alesci S.

Mild Acquired Factor XIII Deficiency and Clinical Relevance at the ICU-A Retrospective Analysis. Clin Appl Thromb Hemost. 2021 Jan-Dec;27:10760296211024741. doi: 10.1177/10760296211024741. PMID: 34286623; PMCID: PMC8299891.

*contributed equally

 

Dietrich M, Marx S, von der Forst M, Bruckner T, Schmitt FCF, Fiedler MO, Nickel F, Studier-Fischer A, Müller-Stich BP, Hackert T, Brenner T, Weigand MA, Uhle F, Schmidt K.

Bedside hyperspectral imaging indicates a microcirculatory sepsis pattern - an observational study. Microvasc Res. 2021 Jul;136:104164. doi: 10.1016/j.mvr.2021.104164. Epub 2021 Apr 6. PMID: 33831406.

 

Richter DC*, Dietrich M*, Lalev LD, Schmitt FCF, Fiedler MO, Bruckner T, Stoerzinger D, Chiriac U, Klein S, Hackert T, Brenner T, Brinkmann A, Weigand MA.

Prolonged Infusion of β-Lactams Decreases Mortality in Patients with Septic Shock: A Retrospective before-and-after Study. Antibiotics (Basel). 2021 Jun 8;10(6):687. doi: 10.3390/antibiotics10060687. PMID: 34201244; PMCID: PMC8229114.

 

Schmitt FCF, Schneider M, Mathejczyk W, Weigand MA, Figueiredo JC, Li CI, Shibata D, Siegel EM, Toriola AT, Ulrich CM, Ulrich AB, Boutin S, Gigic B.

Postoperative Complications Are Associated with Long-Term Changes in the Gut Microbiota Following Colorectal Cancer Surgery. Life (Basel). 2021 Mar 16;11(3):246. doi: 10.3390/life11030246. PMID: 33809741

 

Dietrich M, Märtens M, von der Forst M, Bruckner T, Uhle F, Fiedler M et al.

Vitamin C und Thiamin im Septischen Schock – Eine retrospektive Vorher­Nachher­Studie an chirurgischen Patienten. Anästh Intensivmed 2021;62:063–069. DOI: 10.19224/ai2021.063