Sepsis 2019 - New Trends and Their Implications for Multiple Trauma Patients

Z Orthop Unfall. 2020 Feb;158(1):81-89. doi: 10.1055/a-0853-2054. Epub 2019 Sep 9.
[Article in English, German]

Abstract

In spring 2016, an updated sepsis definition (Sepsis-3) introduced a new explanation for the clinical picture of sepsis. Until then, sepsis had been understood as a "systemic inflammatory response syndrome (SIRS)" resulting from infection. An improved understanding of the molecular mechanisms and broad epidemiological studies of the clinical appearance shifted the focus from the inflammatory response to the multicausal tissue damage resulting in organ dysfunction. This paradigm shift highlights organ failure as a result of a dysregulated response of an organism to infection. Central to the new definition is the understanding that sepsis patients form a heterogeneous group and that the clinical picture requires alternative explanation patterns: e.g. sepsis is insufficiently explained by an overwhelming inflammatory response, it also comprises "immune paralysis" as another important pattern. Furthermore, severity of sepsis reflects the capacity of an organism to adapt and to mitigate the tissue damage through metabolic changes and repair mechanisms. Consistent with the paradigm of the new sepsis definition, adaptation in the presence of infections is crucial for the organism. Seriously injured or multiple trauma patients represent a patient group at particular risk, as sepsis often complicates the courses of these patients due to nosocomial infections. Along with comorbidities, past infections and age, leakage of skin and intestinal barriers as well as impaired defence and repair mechanism predispose trauma patients for a septic course. New pathophysiological insights suggest that the control of extracellular haem is of paramount significance. Haemolysis, transfusion and the consecutive expression of haem binding (such as haemopexin) or haem catabolic pathways (such as haem oxygenase) impair the ability of an organism to adapt, correlate with the prognosis and/or are strongly influenced by the surgical treatment concepts. Established treatment concepts of early causal and supportive therapy (damage control, antibiotic and fluid therapy) contribute to the reduction of mortality, depending on stringent implementation as part of Standard Operating Procedures (SOPs) and quality management. The paradigm shift in sepsis research offers an improved understanding of the underlying pathogenic factors within complex and heterogeneous patient groups, such as nosocomial sepsis following trauma. These novel approaches will allow developing new treatment strategies potentially contributing to a significant reduction in morbidity and mortality of trauma patients.Key messages1) According to the new paradigm, the ability to adapt to the pathogenic load associated with trauma and infection is crucial for an organism.2) Seriously injured or multiple trauma patients are predisposed for septic courses due to impaired adaptation mechanisms.3) Established treatment concepts of early causal and supportive therapy (damage control, antibiotic treatment, restrictive transfusion, and volume resuscitation) reduce mortality, in particular as part of SOPs and quality management strategies.4) Newly emerging treatment concepts that focus on the control of extracellular haem are promising, but require more evidence for translation into clinical practice.

Die im Frühjahr 2016 eingeführte Sepsisdefinition (Sepsis-3) stellt ein neues Erklärungsmuster für das klinische Bild der Sepsis vor. Sepsis wurde bisher als systemische Entzündungsantwort (Systemic Inflammatory Response Syndrome, SIRS) infolge einer Infektion definiert. Besseres Verständnis der molekularen Mechanismen und große epidemiologische Untersuchungen zum klinischen Erscheinungsbild verschoben den Fokus bei der neuen Sepsisdefinition von der Entzündungsantwort auf den Gewebeschaden und die hierdurch induzierte Einschränkung der Organfunktion. Im Zentrum der Betrachtung steht also nicht mehr die systemische Entzündungsantwort, sondern das, was eine Sepsis sowohl in der Erkrankungsdynamik als auch im Outcome so gefährlich macht: das Organversagen aufgrund einer Infektion. Dieser neuen Definition liegt die Beobachtung zugrunde, dass Sepsis heterogene Patientengruppen umfasst und dass das Syndrom nicht allein durch eine „überschießende“ Entzündungsantwort, sondern auch durch eine „Immunparalyse“ erklärt werden kann. Darüber hinaus wird der Erkrankungsverlauf maßgeblich von der Kapazität des Organismus bestimmt, den Gewebeschaden durch metabolische Anpassungs- und Reparaturprozesse zu begrenzen. Für das Überleben der Sepsis ist daher entscheidend, inwieweit der Organismus bei Entwicklung einer Infektion adaptieren kann. Schwerverletzte und Polytraumapatienten stellen in diesem Kontext ein besonders gefährdetes Patientenkollektiv für die Entwicklung einer Organdysfunktion infolge nosokomialer Infektionen dar. Pathophysiologisch sind neben Störungen der Haut- und Darmbarriere bei Schwer- und Mehrfachverletzten die Beeinträchtigungen der Defensiv- und Reparatursysteme für die Infektionsanfälligkeit von besonderer Bedeutung, die daneben durch Begleiterkrankungen, abgelaufene Infektionen und Alter mit beeinflusst wird. Neuere Erkenntnisse legen dabei nahe, dass der Kontrolle des extrazellulären Häms hierfür eine Schlüsselrolle zukommt. Hämolyse, Transfusion und die konsekutive Expression von hämbindenden (wie Hämopexin) oder hämabbauenden Proteinen (wie Hämoxygenase) triggern das Versagen der Wirtsantwort, korrelieren mit der Prognose und/oder werden maßgeblich vom chirurgischen Behandlungskonzept beeinflusst. Daneben haben etablierte Behandlungskonzepte zur früheren kausalen und supportiven Therapie (insbesondere Herdsanierung/„Damage Control“, Antibiose und Volumenersatz) zur Reduktion der Sterblichkeit septischer Patienten beigetragen; allerdings ist die Einbettung in „Standard Operating Procedures“ (SOPs) und Qualitätsmanagementprogramme entscheidend für den Erfolg. Der gegenwärtige Paradigmenwechsel im Sepsisverständnis erlaubt neue Einblicke in die Pathogenese, gerade bei komplexen Patientenkollektiven wie nosokomialer Sepsis nach Trauma. Diese neuen Ansätze tragen zur Entwicklung neuer Behandlungsstrategien bei, die die Morbidität und Mortalität von Traumapatienten maßgeblich reduzieren können.Kernaussagen:1) Bei Entwicklung einer Sepsis ist es für das Überleben entscheidend, inwieweit der Organismus mit Abwehr- und Reparaturprozessen reagieren kann.2) Schwerverletzte und Polytraumapatienten sind durch Störungen dieser Adaptionsmechanismen besonders für septische Verläufe prädisponiert.3) Etablierte Behandlungskonzepte zur früheren kausalen und supportiven Therapie (insbesondere Herdsanierung, Antibiose, restriktive Transfusionsregime und Volumenersatz) reduzieren die Sterblichkeit, insbesondere wenn sie in Qualitätsmanagementprogramme eingebunden werden.4) Neue Behandlungskonzepte zur Kontrolle des extrazellulären Häms bei Schwer- und Mehrfachverletzten sind vielversprechend und sollten weiter erforscht werden, da hieraus neue Therapieoptionen abgeleitet werden können.

MeSH terms

  • Cross Infection
  • Humans
  • Multiple Trauma*
  • Prognosis
  • Sepsis*
  • Systemic Inflammatory Response Syndrome