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Vascular graft infections - epidemiology, best treatment options, imaging modalities and impact of negative pressure wound therapy

English title Vascular graft infections - epidemiology, best treatment options, imaging modalities and impact of negative pressure wound therapy
Applicant Hasse Barbara
Number 144277
Funding scheme Project funding
Research institution Klinik für Infektionskrankheiten und Spitalhygiene Universitätsspital Zürich
Institution of higher education University of Zurich - ZH
Main discipline Internal Medicine
Start/End 01.02.2013 - 31.01.2016
Approved amount 358'883.13
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All Disciplines (3)

Discipline
Internal Medicine
Infectious Diseases
Surgery

Keywords (5)

Broad range PCR; Prosthetic vascular graft; Vascular graft infection; Biofilm; Negative pressure wound therapy

Lay Summary (German)

Lead
Die Menschen werden immer älter und im Zuge dieses Phänomens nehmen altersbedingte Erkrankungen wie die Zuckerkrankheit, der Bluthochdruck und die Arterienverkalkung zu. Entsprechend werden öfters chirurgische Gefässeingriffe mit Einbau von Fremdmaterial zum Offenhalten des Gefässes (Gefässprothesen oder Graft) vorgenommen. Die Erkrankungs- und Sterberate einer Gefässprotheseninfektion ist hoch.
Lay summary

Bis anhin gibt es keine klaren internationalen Richtlinien wie Infektionen von Gefässprothesen gehandhabt werden sollen. Die Behandlung mit Antibiotika zusammen mit einer gefässprothesenerhaltende Operation mit einem ausführlichen chirurgischen Debridement in Kombination mit einer Behandlung der infizierten Gefässwunden durch topischen Unterdruck (Negative pressure wound therapy; NPWT) hat sich als eine Therapieoption erwiesen, welche mit einem sehr niedrigen Risiko einer Reinfektion resp späteren Amputation vergesellschaftet ist. Endovaskuläre Infekte mit einer topischen Unterdruckbehandlung zu behandeln scheint kontraintuitiv, und der exakte Mechanismus wie die NPWT Behandlung zur Heilung des Infektes beiträgt ist unklar.

Inhalt des Forschungsprojektes: Vor diesem Hintergrund und, da die Patientensterblichkeit nach grossen gefässchirurgischen Eingriffen wesentlich durch Wundinfektionen bestimmt ist, planen wir den Aufbau einer Kohorte von Patienten mit Gefässinfekten. Konkret verfolgen wir im Einzelnen folgende Ziele: Aufbau einer Infrastruktur zum Studium der vaskulären Gefässprothesen (Vascular graft Cohort Study, VASGRA). Bestimmung von Inzidenz und Langzeitergebnisse von Komplikationen nach Gefässprotheseneinbau. Bestimmung von Risikofaktoren, beste Behandlungsoptionen und Langzeitergebnisse nach Graftinfektion. Einfluss der diversen Antbiotikaregimes. Akkuratheit von PET/CT und MRI bei der Diagnose vaskuläre Graftinfekte. Exaktheit von PET/CT als Marker des Behandlungserfolges bei vaskulären Graftinfektionen. Bestimmung der bakteriellen Biodiversität von vaskulären Wunden mittels Breitspektrum PCR und Einfluss der NPWT auf die Biodiversität von vaskulären Wunden generell. Die Patienten werden beim Einbau der vaskulären Prothese evaluiert werden, dann beim Verlassen des Spitals, nach 6 Wochen, 3,9,12, 18 und 24 Monaten und nach 5 und 10 Jahren. Leute, welche eine vaskuläre Graftinfektion entwickeln, werden zum Zeitpunkt der Diagnosestellung, bei der Operation und am Entlassungstag evaluiert, dann richtet sich der danach ob NPWT appliziert wird oder nicht. Im unkomplizierten Falle kommen die Patienten für Kontrollen, nach 6, 12 und 24 Wochen ans Universitätsspital zurück.

Wissenschaftlicher Kontext: Die Resultate der vorgeschlagenen Studie sind ein wichtiger Beitrag, da epidemiologische Aspekte und klinische Aspekte vereint werden. Die genau definierten Patienten und die enge Kollaboration zwischen Infektiologie, Gefässchirurgie, Nuklearmedizin und Mikrobiologie wird dazu beitragen, dass wir vaskuläre Gefässinfektionen genau studieren können. Wir hoffen auf längere Frist Guidelines zur Behandlung und Abklärung solch komplizierter Infektionen aufstellen zu können. 

 

 

Direct link to Lay Summary Last update: 13.02.2013

Responsible applicant and co-applicants

Employees

Publications

Publication
The role of FDG PET/CT in therapy control of aortic graft infection
Husmann Lars, Ledergerber Bruno, Anagnostopoulos Alexia, Stolzmann Paul, Sah Bert-Ram, Burger Irene A., Pop Roxana, Weber Alberto, Mayer Dieter, Rancic Zoran, Hasse Barbara (2018), The role of FDG PET/CT in therapy control of aortic graft infection, in European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging, 45(11), 1987-1997.
Increased Pathogen Identification in Vascular Graft Infections by the Combined Use of Tissue Cultures and 16S rRNA Gene Polymerase Chain Reaction
Ajdler-Schaeffler Evelyne, Scherrer Alexandra U., Keller Peter M., Anagnostopoulos Alexia, Hofmann Michael, Rancic Zoran, Zinkernagel Annelies S., Bloemberg Guido V., Hasse Barbara K. (2018), Increased Pathogen Identification in Vascular Graft Infections by the Combined Use of Tissue Cultures and 16S rRNA Gene Polymerase Chain Reaction, in Frontiers in Medicine, 5.
Prosthetic Vascular Graft Infections: Bacterial Cultures from Negative-Pressure-Wound-Therapy Foams Do Not Improve Diagnostics
Scherrer Alexandra U., Bloemberg Guido, Zbinden Reinhard, Zinkernagel Annelies S., Fuchs Claudio, Frauenfelder Sandra, Rancic Zoran, Mayer Dieter, Hasse Barbara (2016), Prosthetic Vascular Graft Infections: Bacterial Cultures from Negative-Pressure-Wound-Therapy Foams Do Not Improve Diagnostics, in Journal of Clinical Microbiology, 54(8), 2190-2193.
Healthcare-associated prosthetic heart valve, aortic vascular graft, and disseminated Mycobacterium chimaera infections subsequent to open heart surgery
Kohler Philipp, Kuster Stefan P., Bloemberg Guido, Schulthess Bettina, Frank Michelle, Tanner Felix C., Rössle Matthias, Böni Christian, Falk Volkmar, Wilhelm Markus J., Sommerstein Rami, Achermann Yvonne, ten Oever Jaap, Debast Sylvia B., Wolfhagen Maurice J.H.M., Brandon Bravo Bruinsma George J., Vos Margreet C., Bogers Ad, Serr Annerose, Beyersdorf Friedhelm, Sax Hugo, Böttger Erik C., Weber Rainer, van Ingen Jakko, et al. (2015), Healthcare-associated prosthetic heart valve, aortic vascular graft, and disseminated Mycobacterium chimaera infections subsequent to open heart surgery, in European Heart Journal, 36(40), 2745-2753.
18F-FDG PET/CT for Therapy Control in Vascular Graft Infections: A First Feasibility Study
Husmann L., Sah B.-R., Scherrer A., Burger I. A., Stolzmann P., Weber R., Rancic Z., Mayer D., Hasse B. (2015), 18F-FDG PET/CT for Therapy Control in Vascular Graft Infections: A First Feasibility Study, in Journal of Nuclear Medicine, 56(7), 1024-1029.
Diagnostic Performance of 18F-FDG-PET/CT in Vascular Graft Infections
Sah B.-R., Husmann L., Mayer D., Scherrer A., Rancic Z., Puippe G., Weber R., Hasse B. (2015), Diagnostic Performance of 18F-FDG-PET/CT in Vascular Graft Infections, in European Journal of Vascular and Endovascular Surgery, 49(4), 455-464.
18F-FDG-PET/CT for therapy control in vascular graft in-fections: a first feasibility study.
Husmann L Sah BR Scherrer A Burger IA Stolzmann P Weber R Rancic Z Mayer D Hasse B (2015), 18F-FDG-PET/CT for therapy control in vascular graft in-fections: a first feasibility study., in J Nucl Med, 56(7), 1024-1029.
Diagnostic performance of 18F-FDG PET/CT in vascular graft infections
Sah BR Husmann L Mayer D Scherrer A Rancic Z Puippe G Weber R Hasse B (2015), Diagnostic performance of 18F-FDG PET/CT in vascular graft infections, in Eur J Vasc Endovasc Surg, 49(4), 455-464.
Health-care associated prosthetic heart valve, aortic vascular graft, and disseminated Mycobacterium chimaera infections subsequent to open heart surgery
Kohler P Kuster SP Bloemberg G Schulthess B Frank M Tanner F Rössle M Böni Ch Falk V Wil (2015), Health-care associated prosthetic heart valve, aortic vascular graft, and disseminated Mycobacterium chimaera infections subsequent to open heart surgery, in Eur Heart J, 36(40), 2745-2753.
Vascular graft infections
Hasse B, Husmann L, Zinkernagel A, Weber R, Lachat M, Mayer D (2013), Vascular graft infections, in Swiss Medical Weekly, 1-7.

Collaboration

Group / person Country
Types of collaboration
Dirk Wagner, Department of Medicine, Center for Infectious Diseases and Travel Medicine, and Center Germany (Europe)
- Publication
Jakko van Ingen, Department of Medical Microbiology, Radboud University Medical Center, Nijmegen Netherlands (Europe)
- Publication

Scientific events

Active participation

Title Type of contribution Title of article or contribution Date Place Persons involved
16. Unionstagung Gefässchirurgie Talk given at a conference Prosthetic vascular graft infections: cultures from NPWT foams are of no value in decision making 29.10.2015 Bern, Switzerland Mayer Dieter;
16. Unionstagung Gefässchirurgie Talk given at a conference Medical treatment of vascular graft infections 29.10.2015 Bern, Switzerland Hasse Barbara;
Schweizerischen Jahrestagung für Infektiologie Talk given at a conference Health-care associated prosthetic heart valve, aortic vascular graft and disseminated Mycobacterium chimaera infections subsequent to open heart surgery 04.09.2015 Interlaken, Switzerland Hasse Barbara;
Jahreskongress Nuklearmedizin Talk given at a conference 18F-FDG-PET/CT for therapy control in vascular graft infections: a first feasibility study 24.03.2015 Basel, Switzerland Husmann Lars;
ESVS Talk given at a conference Diagnostic performance of 18F-FDG PET/CT in vascular graft infections 23.09.2014 Stockholm, Sweden Husmann Lars;


Self-organised

Title Date Place
Die Gefässprotheseninfektion - eine interdisziplinäre Herausforderung 18.09.2014 Zurich, Switzerland

Communication with the public

Communication Title Media Place Year
Media relations: print media, online media EU protocol for case detection, laboratory diagnosis and environmental testing of World wide web International 2015

Associated projects

Number Title Start Funding scheme
163132 Cardiovascular prosthetic material infections 01.02.2016 Project funding (special)
184918 Personalized Medicine in cardiovascular infections 01.04.2019 Project funding

Abstract

This research project addresses vascular graft infections as a complication after vascular graft placement, especially prosthetic vascular graft infections (PVGI). We think that we are in the position to initiate this project at the University hospital Zurich (USZ) because of (1) the very close collaboration between vascular surgeons and infectious disease specialists, with an intensive surveillance and guidance of antibiotic use; (2) profound knowledge on the establishment and maintenance of a cohort study, and on the epidemiological appraisal of cohort data; (3) a highly experienced nuclear medicine team familiar with the use and interpretation of PET/CT scans in case of vascular graft infections; and (4) options for translational research projects on the microbiology and pathogenesis of biofilm-mediated vascular graft infections. With the first aim we will establish an infrastructure for studying PVGI in Zurich. We will take advantage of the Swissvasc registry, a central registry which collects preoperative, operative and discharge data regarding the index vascular surgical interventions. We will create a prospective observational cohort database of all patients who receive a vascular graft (peripheral, aortic, vein) at the University hospital of Zurich (VASGRA Cohort A). Patients with a PVGI will be included in VASGRA Cohort B and followed up using a flow chart with a focus on the course of this infectious complication. Additionally, we will establish a biobank with the collection of tissue- and blood samples of patients with PVGI. With the second aim we will investigate different diagnostic, clinical and therapeutic research questions nested in the VASGRA Cohort. Firstly, we will address epidemiological questions, such as: To determine the incidence and outcome of complications after vascular graft placement; to determine risk factors, best treatment strategies and outcome of PVGI, and to determine the influence of different antibiotic regimens on the outcome of PVGI due to different bacterial pathogens. Secondly, we will determine the accuracy of PET/CT and MRI for the diagnosis of PVGI, and the role of PET/CT for the assessment of treatment response. Thirdly, we will evaluate the bacterial diversity of vascular wound infections using 16s rRNA amplification, and we will explore whether this bacterial diversity does predict disease progression. Here, we will also study the impact of negative pressure wound therapy on bacterial diversity in the treatment course of PVGI. Forthly, we will look for cut-off levels of relevant blood leucocytes count, ESR, CRP and procalcitonin raising suspicion of a PVGI. Lastly, we will look at histopathological features of excised vascular grafts.
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