Hans G. Sonntag

Influence of n-6 and n-3 polyunsaturated fatty acids on the resistance to experimental tuberculosis

It has previously been shown that the n-3 polyunsaturated fatty acids (PUFAs) eicosapentaenoic acid (20:5(n-3)) and docosahexaenoic acid (22:6(n-3)) possess antiinflammatory properties and can interfere with immune functions. To evaluate whether this would affect resistance to infection, we studied the influence of different types of fatty acids (FAs) on experimental tuberculosis in an animal model. Three groups of 26 weanling guinea pigs were fed isocaloric diets with 26 cal% fat that differed in FA composition with respect to saturated FAs, linoleic acid (18:2(n-6)), eicosapentaenoic acid (20:5(n-3)), and docosanexaenoic acid (22:6(n-3)) as follows: (1) reference (REF) group: 14.8 cal% saturated FAs and 2.8 cal% linoleic acid; (2) n-6 group: 4.6 cal% saturated FAs and 15.4 cal% linoleic acid; (3) n-3 group: 6.3 cal% saturated FAs, 10 cal% linoleic acid, 1.4 cal% eicosapentaenoic acid, and 0.9 cal% docosahexaenoic acid. After 13 weeks, 18 animals from each group were intramuscularly injected with 180 colony-forming units (CFU) Mycobacterium tuberculosis strain H37Rv. Eight noninfected animals per group served as controls. Seven weeks later, the mean number of mycobacteria recovered from the spleens of the n-3 group (log 4.34 CFU, standard error of the mean [SEM], 0.12) was significantly higher than from the REF group (log 3.90 CFU; SEM, 0.15) and the n-8 group (log 3.93 CFU; SEM, 0.13; P < .05). In addition, the Root Index of Virulence (RIV) showed the most pronounced progression of the disease in the n-3 group. The mean size of the tuberculin reaction was larger in the n-3 group than in the other groups (P < .05). There was no significant difference between the n-6 group and the REF group. We conclude that supplementing the diet with n-3 FAs eicosapentaenoic acid and docosahexaenoic acid can affect resistance to M tuberculosis, whereas supplementing with n-6 FAs does not.

Evaluation of the detection of Borrelia burgdorferi DNA in urine samples by polymerase chain reaction.

SummaryIt is difficult in some cases to identify an infection caused byBorrelia burgdorferi and to monitor the effect of therapy. Seropositivity will persist even after successful treatment and therefore may suggest ongoing infection. For direct detection ofB. burgdorferi DNA in human urine samples, the polymerase chain reaction (PCR) was evaluated. A published primer system was selected, which amplifies a 259 bp fragment from the gene encoding the 23S rRNA. The lower detection limit of the primer system was 10 fg of extractedB. burgdorferi DNA. Several methods for the pretreatment of urine sample were tested. Of these, the Geneclean® kit (Bio 101, USA) showed the best results. A total of 114 urine samples from 74 patients belonging to three clinical groups was investigated: (i) 51 samples from 26 patients with active Lyme disease, (ii) 36 samples from 27 patients with previous infection but no symptoms at the time the urine was collected, and (iii) 27 samples from 21 seronegative control patients without Lyme disease.B. burgdorferi DNA was detected in 25 urine samples of 17 patients with active disease, whereas 26 samples from this group of patients were negative. Only one asymptomatic case with previous infection showed a positive result, and the urine samples of the patients without Lyme disease were uniformly negative. Two of four patients from whom samples before and directly after onset of therapy were available converted from negative to positive PCR results after initiation of therapy, accompanied by the symptoms of a Jarisch-Herxheimer reaction. It can be concluded from these results that a positive PCR from urine is with high probability an indicator of active Lyme disease. On the other hand, as only 17 of the 26 patients with active infection were positive, a negative PCR result does not exclude active infection.ZusammenfassungIn manchen Fällen ist es schwierig, Infektionen mitBorrelia burgdorferi zu diagnostizieren und den Effekt einer Therapie abzuschätzen. Seropositivität bleibt selbst nach erfolgreicher Therapie bestehen und kann deshalb ein weiterbestehendes Infektionsgeschehen vortäuschen. Zum Direktnachweis vonB. burgdorferi-DNA in menschlichen Urinproben wurde das Verfahren der Polymerase-Kettenreaktion (PCR) evaluiert. Zur Anwendung kam ein Primersystem, dessen Zielsequenz auf dem Gen für die 23S rRNA liegt (Schwartz et al., J. Clin. Microbiol. 30: 3082–3088; 1992). Die Nachweisgrenze des Primersystems betrug 10 fg an extrahierter DNA vonB. burgdorferi. Zur Probenvorbereitung von Urinproben wurden mehrere Methoden getestet. Davon erwies sich das Geneclean® Kit (Fa. Bio 101) als am besten geeignet. Damit wurden insgesamt 114 Urinproben von Patienten aus drei klinischen Gruppen untersucht: (i) 51 Proben von 26 Patienten mit aktiver Lyme-Borreliose, (ii) 36 Proben von 27 symptomlosen Patienten mit vorangegangener Infektion, und (iii) 27 Proben von 21 seronegativen Kontrollpatienten ohne Lyme-Borreliose. Mit Hilfe der PCR bei Probenaufbereitung mit Geneclean® gelang ein Nachweis von Borrelien-DNA in 25 Proben von 17 Patienten mit aktiver Erkrankung, während 26 Proben aus dieser Gruppe negativ waren. Ein asymptomatischer Fall zeigte ein positives Resultat, und die Proben der Patienten ohne Lyme-Borreliose waren einheitlich negativ. Zwei von vier Patienten, von denen Urinproben vor und direkt nach Therapie verfügbar waren, zeigten eine Konversion von negativen zu positiven PCR-Resultaten nach Therapiebeginn, was auf einen Erregerzerfall und vermehrte Ausscheidung von Borrelien-DNA schließen läßt. Die Positivität unter Therapie war korreliert mit dem klinischen Auftreten einer Jarisch-Herxheimer-Reaktion. Die vorliegenden Ergebnisse lassen schließen, daß zwar ein negatives PCR-Ergebnis nicht gegen Krankheitsaktivität spricht, da nur 17 der 26 Patienten mit aktiver Erkrankung positive Resultate zeigten, jedoch daß ein positives PCR-Resultat als Hinweis auf eine aktive Infektion gewertet werden kann.

Influence of dietary (n-3)-polyunsaturated fatty acids on leukotriene B4 and prostaglandin E2 synthesis and course of experimental tuberculosis in guinea pigs

SummaryIn the present study eicosanoid synthesis was studied in macrophages of guinea pigs fed different amounts of (n-6)- and (n-3)-polyunsaturated fatty acids (PUFA). Three groups of weanling guinea pigs were fed by isocaloric diets differing only in their contents of PUFA: controls with 2.8 Cal% of linoleic acid (LA; 18:2(n-6)); (n-6)-rich fed animals with 15.4 Cal% of LA; and (n-3)-rich fed animals with 10.1 Cal% of LA, 1.4 Cal% of eicosapentaenoic acid (20:5(n-3)) and docosahexaenoic acid (22:6(n-3)). After 13 weeks half the number of animals from each group was infected i.m. by 180 colony forming units ofMycobacterium tuberculosis strain H37Rv. Seven weeks after infection the release of leukotriene (LT)B4 and prostaglandin (PG)E2 was quantified in calcium ionophore stimulated whole blood, peritoneal macrophage cultures and alveolar macrophages by immunoassays after high performance liquid chromatography. Synthesis of LTB4 and PGE2 was found to be reduced in (n-3)-rich fed guinea pigs (p<0.05), and equivalent between controls and (n-6)-rich fed animals. Controls and (n-6)-rich fed animals showed the same mycobacterial counts in the spleen whereas (n-3)-rich fed guinea pigs demonstrated an increased number of mycobacteria (p<0.05). Our results demonstrate that an increased dietary intake of (n-3)-PUFA suppress LTB4 and PGE2 synthesis. The increased number ofM. tuberculosis found in the spleens of (n-3)-rich fed animals could represent persistence of the experimental infection. It may be speculated that a functional relationship exists between the two findings.ZusammenfassungIn der vorliegenden Studie wurde die Eikosanoidsynthese in Makrophagen von Meerschweinchen untersucht, die mit unterschiedlichen Gehalten (n-6)- und (n-3)-mehrfach ungesättigten Fettsäuren (PUFA) gefüttert wurden. Drei Gruppen entwöhnter Meerschweinchen wurden mit isokalorischen Diäten gefüttert, die sich nur in ihrem Gehalt an PUFA unterschieden: Kontrollen mit 2,8 Cal% Linolsäure (LA. (18:2(n-6)); Tiere mit (n-6)-angereichertem Futter mit 15,4 Cal% LA und Tiere mit (n-3)-angereichertem Futter mit 10,1 Cal% LA, 1,4 Cal% Eikosapentaensäure (20:5(n-3)) und 0,9 Cal% Dokosahexaensäure (22:6(n-3)). Nach 13 Wochen wurde die Hälfte der Tiere aus jeder Gruppe mit 180 Kolonie-bildenden Einheiten des StammesMycobacterium tuberculosis H37Rv i.m. infiziert. Sieben Wochen nach Infektion wurde die Freisetzung von LTB4 und PGE2 in Kalzium-Ionophor stimuliertem Vollblut, Peritonealmakrophagen und Alveolarmakrophagen mittels Immunoassays nach Hochdruckflüssigkeitschromatographie quantifiziert. Die Synthese von LTB4 und PGE2 war reduziert bei den (n-3)-reich gefütterten Meerschweinchen (p<0,05) und äquivalent bei den Kontrollen und (n-6)-reich gefütterten Tieren. Kontrolltiere und (n-6)-reich gefütterte Meerschweinchen wiesen die gleiche Zahl von Mykobakterien in der Milz auf, während sich bei den (n-3)-gefütterten Tieren eine erhöhte Zahl von Mykobakterien zeigte (p<0,05). Unsere Ergebnisse zeigen, daß eine höhere diätetische Zufuhr von (n-3)-PUFA die Synthese von LTB4 und PGE2 unterdrückt. Die erhöhte Zahl vonM. tuberculosis in den Milzen von (n-3)-gefütterten Tieren spricht für eine Persistenz der experimentellen Tuberkulose unter diesen Bedingungen. Möglicherweise existiert zwischen beiden Befunden ein funktioneller Zusammenhang.

Comparative evaluation of a commercial system for identification of Gram-Positive cocci

Abstract The performance of a new commercial system for the identification of different groups of gram-positive cocci [BBL Crystal Gram-Positive (GP) Identification System; Becton Dickinson Microbiology Systems, Germany] was evaluated in comparison with two currently used commercial systems, the API Staph and the API Strep (bioMérieux Diagnostic, Germany). A total of 191 strains from seven different gram-positive genera comprising 32 different species were tested. For the BBL Crystal GP system, the correct identification rate without additional tests was 89.5% at the species level and 97.9% at the genus level. The findings suggest that the newly introduced BBL Crystal GP ID system provides an accurate method for the identification of gram-positive cocci, with an overall rate of correct species identification of about 90%, similar to that of the established API systems. Its major advantage is the extended spectrum of taxa included in a single test panel in contrast to the two different API test kits. Furthermore, the simplicity of use and the safe and rapid handling in a closed system conveniently accommodate existing laboratory workflow.

Deafness, complement deficiencies and immunoglobulin status in patients with meningococcal diseases due to uncommon serogroups

The prevalence of deafness and complement deficiencies in association with meningococcal disease caused by uncommon serogroups of meningococci was studied in 30 patients (Group A) and 30 controls with Serogroup B disease (Group B). In Group A 8 patients (26.6%) had hearing impairment in contrast to only 1 patient (3.3%) in Group B (P < 0.01). Complement deficiency was detected in 8 patients (26.6%) of Group A whereas none of the Group B patients showed a defect in the complement system (P < 0.01). Association between complement deficiencies and meningococcal disease was detected for Serogroups Y (n = 5; 16.6%) and W135 (n = 3; 10.0%). Localization of the defects revealed only complement deficiencies of the classical pathway (C8-beta or C7 defects). The levels of Ig and IgG subclasses were found to be within the normal range for all patients. Our results suggest that meningococcal diseases caused by uncommon serogroups are more often associated with deafness and late complement component defects.

Alteration of hemostasis associated with cefoperazone treatment

Summary21 Patients with normal and impaired renal function were given cefoperazone in a recommended dose of 4 g/day, irrespective of renal function. Platelet function and plasmatic coagulation were analyzed before and on day 7 of therapy. In patients with normal renal function on their usual diets, there was neither impairment of platelet function nor plasmatic coagulation. High serum antibiotic trough levels, prolongation of bleeding time and decreased vitamin K-dependent coagulation factors, as verified by the prolongation of prothrombin time and the appearance of descarboxyprothrombin, could be observed in those patients with impaired renal function whose insufficiency was far advanced and accompanied by a complex clinical picture. In this situation vitamin K deficiency may be due to poor oral intake, along with interference of hepatic vitamin K metabolism, showing an effect similar to that seen after coumarin therapy. Dosage reduction of the antibiotic in advanced renal failure and repeated control of prothrombin time is advised.Zusammenfassung21 Patienten erhielten eine tägliche Standarddosis von 4 g Cefoperazon ohne Rücksicht auf die Nierenfunktion. Thrombozytenfunktion und plasmatische Gerinnung wurden vor und am Tag 7 der Therapie mit Cefoperazon untersucht. Bei Patienten mit normaler Nierenfunktion blieb die Hämostase unverändert. Dagegen trat bei Patienten mit präterminaler Urämie und zusätzlicher komplexer klinischer Situation eine Hämostasestörung auf, welche durch hohe Antibiotikatalspiegel verursacht war. Die gestörte Hämostase war gekennzeichnet durch eine verlängerte Blutungszeit und durch eine Erniedrigung des Quickwertes, hervorgerufen durch einen erworbenen Vitamin-K-Mangel. Ursache des Vitamin-K-Mangels war eine verminderte Zufuhr mit der Nahrung und eine kumarinähnliche Hemmung der hepatischen reduktiven Regeneration von Vitamin K. Um Hämostasestörungen zu vermeiden, werden bei Patienten mit präterminaler Urämie eine Dosisreduktion von Cefoperazon und häufige Kontrollen des Quickwertes empfohlen.

Tissue penetration of moxifloxacin into human gallbladder wall in patients with biliary tract infections

OBJECTIVES Moxifloxacin, the newest fourth-generation fluoroquinolone, has a broad spectrum of antibacterial activity covering both Gram-positive and Gram-negative aerobic and anaerobic bacteria and is therefore very well suited for the treatment of biliary tract infections. The present study aimed to determine the penetration of moxifloxacin into gallbladder tissue to evaluate its antibiotic potential in this indication. PATIENTS AND METHODS Hospitalized patients with acute cholecystitis received a single, 1 h infusion of 400 mg of moxifloxacin before cholecystectomy. Serum and gallbladder wall tissue samples were collected during surgery, and the moxifloxacin concentrations were measured by HPLC. RESULTS Sixteen patients (eight men and eight women) were included between January 2007 and April 2008. The time between start of infusion and gallbladder removal ranged from 50 min to 21 h 10 min. The serum concentration at the time of cholecystectomy was between 0.39 and 4.37 mg/L, and the tissue concentration between 1.73 and 17.08 mg/kg. The tissue-to-serum concentration ratio ranged from 1.72 to 6.33. CONCLUSIONS The results show that moxifloxacin penetrates well into gallbladder tissue and is therefore a therapeutic option for biliary tract infection. The highest concentrations in serum and gallbladder tissue were measured shortly after the end of a 1 h infusion. As perioperative prophylaxis, moxifloxacin should therefore be administered 30-60 min before the first surgical incision.

Pharmacokinetics and hemostasis following administration of a new, injectable oxacephem (6315-S, flomoxef) in volunteers and in patients with renal insufficiency

SummaryFlomoxef is a new oxacephem of broad antibacterial activity. The compound is mainly excreted through the kidneys. Two dose finding studies in patients with various degrees of renal insufficiency revealed that the dosage of flomoxef has to be reduced exactly according to the renal function. Although the N-methylthiotetrazole group has been replaced by a hydroxyethyl group, an inhibitory effect of flomoxef on vitamin K metabolism persisted. This effect was, however, less pronounced than with latamoxef. Only patients with low vitamin K stores are endangered. For those in whom low vitamin K stores are suspected repeated controls of prothrombin time are advised during the treatment. In contrast to latamoxef the platelet system was not affected by flomoxef. With the exception of loose stools in some patients no other clinical side effects during treatment were observed.ZusammenfassungFlomoxef ist ein neues parenterales Oxacephem mit breiter antibakterieller Aktivität. Wegen seiner vorwiegend renalen Elimination muß die Dosierung von Flomoxef der Nierenfunktion angepaßt werden. Hierzu wurden zwei Dosisfindungsstudien durchgeführt. Obwohl in Position 3 des Oxacephemgerüsts N-methyl durch ein Hydroxyaethyl im Thiotetrazolring ersetzt wurde, ist die hemmende Wirkung auf den Vitamin K Metabolismus immer noch nachzuweisen. Dieser kumarinähnliche Effekt ist allerdings deutlich geringer als unter Latamoxef. Deshalb sind nur solche Patienten gefährdet, unter der Therapie mit Flomoxef einen Abfall des Quicktests zu entwickeln, die einen ausgeprägten Vitamin K Mangel aufweisen, wie zum Beispiel Patienten unter totaler parenteraler Ernährung. Bei diesen Patienten sollte der Quickwert unter der Therapie häufiger kontrolliert werden. Im Gegensatz zu Latamoxef hat Flomoxef keinen Einfluß auf die Thrombozytenfunktion. Außer Stuhlgangunregelmäßigkeiten bei einem Teil der Patienten konnten keine zusätzlichen Nebenwirkungen unter der Therapie mit Flomoxef beobachtet werden.

Enoxacin: Spektrum und Aktivität seiner antibakteriellen Wirkung

Grundlage der Diskussion fiber die zu erwartende therapeutische Wirkung neuer antimikrobieller Substanzen ist deren Aktivit~it in vitro. Fiir eine generelle Charakterisierung der Substanz sollten Ergebnisse aus m6glichst vielen Bereichen berticksichtigt werden. Lokale und regionale Besonderheiten, die for sich genommen zu einseitiger Beurteilung fiihren k6nnten, werden zu einem Gesamtbild gr6Berer Allgemeing01tigkeit im Zeitraum ihrer Erfassung zusammengefiigt. Multizentrische Untersuchungen erweitern zudem das Spektrum der analysierten Spezies, insofern als Spezialgebiete einzelner Laboratorien (wie etwa ftir Lio steria, vgl. unten) Eingang finden. Aus diesen Grtinden wurden hier die Ergebnisse zur In-vitro-Aktivit~it von Enoxacin verschiedener Untersucher aus dem Jahre 1984 zusammengefaBt. Die Werte lagen als minimale Hemmkonzentrationen vor und sind aufgrund der Ergebnisse mit Referenzst~immen gut vergleichbar. Den Resultaten der Multizenteruntersuchung gegeniabergestellt werden Ergebnisse aus Publikationen reprasentativer internationaler Literatur (1, 2, 4-22). Bei Beurteilung der In-vitro-Aktivitiit und der therapeutischen Perspektiven von Enoxacin lassen sich mehrere Erreger-Gruppen voneinander abgrenzen: 1. Spezies und Gattungen mit MHK-90-Werten gleich oder gr613er als 16 mg/l (Streptokokken, Mycobacterien und Anaerobier). 2. Spezies und Gattungen mit MHK-90-Werten von 8 und 4 mg/l (Spezies der Gattungen Enterobacter, Serratiae, Providencia, Pseudomonas, Acinetobacter sowie Staphylococcus). 3. Spezies und Gattungen mit MHK-90-Werten von 2 mg/1 und darunter (iibrige Enterobacteriaceae, Haemophilus

Evaluation of sample preparation methods for the detection of DNA fromBorrelia burgdorferi andLegionella sp. in urine

ment was used. A second amplification with Perl and a sequence-internal primer Per2rev was performed for electrophoretically detected samples. Both a one-time PCR with Enzymun testing as well as a nested PCR with either of the electrophoresis methods was highly sensitive. Only 30 bacterial cells were needed for the Enzymun-Test starting after a one-time PCR. Nasopharyngeal swabs from 53 children with whooping cough and from 50 children without infections were analyzed, using these methods. We found that 51 patients with whooping cough had positive results, a total of 2 of the sick patients and all the control children had negative results.