Kriterien für SIRS, Sepsis und septischen Schock

Klinischer Hintergrund

Die Kriterien für SIRS, Sepsis und septischen Schock entstanden auf einer Konsensuskonferenz des American College of Chest Physicians und der Society of Critical Care Medicine in Northbrook im August 1991 [1]. Ziel war eine einheitliche Terminologie für ein Syndrom, das bis dahin unter einer Reihe unterschiedlicher und unvereinbarer Bezeichnungen beschrieben worden war. Die Konferenz brachte ein Stufenmodell hervor, in dem systemische Entzündung, Infektion, Organdysfunktion und Kreislaufversagen als Kontinuum definiert wurden: SIRS, Sepsis, schwere Sepsis und septischer Schock.

Das Instrument erfüllt zwei Funktionen. Erstens dient es als rasche Beurteilung am Krankenbett, die außer Thermometer, Pulsmessung, Atemfrequenzzählung und einem Differenzialblutbild keine Ressourcen erfordert. Zweitens war es historisch das dominierende Einschlusskriterium in Sepsisstudien und Qualitätsregistern. Die Entscheidung, der das Instrument dient, ist eigentlich eine doppelte: eine Patientin oder einen Patienten dem richtigen Schweregrad zuzuordnen und eine Schwelle dafür zu setzen, wann eine Infektion zu einer systemischen Erkrankung geworden ist.

Das Modell wurde 2016 formal durch die Sepsis-3-Definitionen ersetzt, in denen die Sepsis über die Organdysfunktion (SOFA) statt über die Entzündung (SIRS) definiert wird [2]. Der Rechner hier bildet die klassischen Kriterien ab, die in klinischen Routinen, Dokumentationssystemen und älteren Studienprotokollen weiterhin vorkommen.

Berechnung der SIRS-Kriterien

SIRS ist definiert als Vorliegen von mindestens zwei von vier Kriterien:

$$\text{SIRS} \geq 2 \text{ von:}$$ $$\text{Temperatur} > 38,^\circ\text{C} \text{ oder } < 36,^\circ\text{C}$$ $$\text{Herzfrequenz} > 90\text{/min}$$ $$\text{Atemfrequenz} > 20\text{/min} \text{ oder } P_{a}\text{CO}_2 < 32\text{ mmHg}$$ $$\text{Leukozyten} > 12 \text{ oder } < 4 \times 10^9\text{/L, oder } > 10,$$

Die Stadieneinteilung beruht anschließend auf der Anhäufung weiterer Bedingungen:

$$\text{Sepsis} = \text{SIRS} + \text{vermutete oder gesicherte Infektion}$$ $$\text{Schwere Sepsis} = \text{Sepsis} + \text{Organdysfunktion oder Hypoperfusion}$$ $$\text{Septischer Schock} = \text{Sepsis} + \text{persistierende Hypotonie trotz adäquater Volumentherapie}$$

Die Ableitung ist ein Expertenkonsens, keine empirische Kohortenstudie [1]. Die Kriterien wurden nicht durch statistische Modellierung einer Patientenpopulation ausgewählt, sondern durch fachliche Übereinkunft über physiologische Parameter, die als Ausdruck einer systemischen Entzündung galten. Das ist zentral für das Verständnis der Grenzen des Instruments: Die Schwellenwerte (90 Schläge/min, 20 Atemzüge/min, 12 bzw. 4 ×10⁹/L) sind auf keinen Endpunkt hin optimiert, und es gibt keine Ableitungskohorte, deren Zusammensetzung die Anwendung begrenzt. Eine Revision von 2001 (Sepsis-2) erweiterte die Liste der Sepsiszeichen, behielt die SIRS-Kriterien als Kern jedoch unverändert bei.

Interpretation in der Praxis

Der Rechner liefert eine gestufte Klassifikation, bei der jede Stufe eine Eskalation von Überwachungsniveau und Behandlungsintensität nach sich zieht.

Wichtig ist, dass die SIRS-Kriterien für sich genommen nicht prognostisch sind. Wer zwei SIRS-Kriterien und einen Harnwegsinfekt hat, hat nicht zwangsläufig eine Sepsis im modernen Sinne, und wer eine lebensbedrohliche Organdysfunktion hat, kann die zwei SIRS-Kriterien verfehlen.

Validierung und Testgüte

Da die SIRS-Kriterien durch Konsens und nicht durch empirische Modellierung entstanden sind, fehlt eine Ableitungskohorte als Vergleichsmaßstab. Die externe Validierung betrifft stattdessen die Frage, wie gut die Kriterien als Screening-Instrument und prognostischer Marker in realen Patientenpopulationen abschneiden.

In einer großen retrospektiven Kohorte von 10 981 Erwachsenen mit Infektionsverdacht an einem US-amerikanischen Akutkrankenhaus (2011 bis 2017) war SIRS der schwächste von vier verglichenen Scores für die Vorhersage der Krankenhaussterblichkeit, mit einer AUC von 0,79 (95 % KI 0,78 bis 0,81) gegenüber SOFA 0,90, NEWS 0,85 und qSOFA 0,84 [3]. Auf der Intensivstation war der Unterschied noch deutlicher: SIRS AUC 0,68 (95 % KI 0,66 bis 0,70) gegenüber SOFA 0,82. Außerhalb der Intensivstation war SIRS geringfügig schlechter als SOFA, NEWS und qSOFA.

Eine weitere Kohorte mit 30 677 Patientinnen und Patienten mit Infektionsverdacht außerhalb der Intensivstation (University of Chicago, 2008 bis 2016) bestätigt das Bild [4]. SIRS erreichte für die Krankenhaussterblichkeit eine AUC von 0,65 (95 % KI 0,63 bis 0,66) gegenüber NEWS 0,77, MEWS 0,73 und qSOFA 0,69. An der konventionellen Schwelle von ≥2 SIRS-Kriterien betrug die Sensitivität für den kombinierten Endpunkt aus Tod oder Verlegung auf die Intensivstation 91 %, die Spezifität jedoch nur 13 %. SIRS markiert in der Praxis also nahezu alle Kranken, aber auch die meisten Nichtkranken.

In einer kleineren prospektiven Kohorte von 124 Patientinnen und Patienten mit akuter hepatobiliärer Infektion in Singapur bestätigte sich das Muster: SIRS hatte eine hohe Sensitivität (60 % für die Intermediate-Care-, 62,5 % für die Intensivbehandlung), aber eine niedrige Spezifität (49,5 % bzw. 53,3 %), während qSOFA das umgekehrte Muster zeigte [5].

Das Sepsis-3-Komitee fasste die Kritik an SIRS ausdrücklich zusammen: Die Kriterien haben eine schlechte diskriminierende Validität, weil sie bei stationären Patientinnen und Patienten ohne Infektion häufig sind, und einer von acht Patienten, die in Australien und Neuseeland mit Infektion und neuer Organdysfunktion auf Intensivstationen aufgenommen wurden, erfüllte die Anforderung von ≥2 SIRS-Kriterien nicht [2].

Limitationen

Die wichtigste Limitation ist, dass die SIRS-basierten Definitionen formal ersetzt wurden. Sepsis-3 (2016) definiert die Sepsis als lebensbedrohliche Organdysfunktion infolge einer fehlregulierten Wirtsantwort auf eine Infektion, operationalisiert als SOFA-Anstieg um ≥2 Punkte [2]. Der Begriff „schwere Sepsis" wurde als redundant gestrichen. Der septische Schock ist nun als Sepsis mit Vasopressorbedarf zur Aufrechterhaltung eines MAP ≥65 mmHg und einem Laktat >2 mmol/L nach adäquater Volumentherapie definiert, mit einer Krankenhaussterblichkeit über 40 %.

Die SIRS-Kriterien sind zudem nicht infektionsspezifisch. Sie werden durch Trauma, Pankreatitis, Blutung, Operation, Ischämie und eine Reihe weiterer Zustände ausgelöst, die nichts mit einer Sepsis zu tun haben. Das war beabsichtigt, denn SIRS sollte ursprünglich die systemische Entzündung unabhängig von der Ursache beschreiben; als Sepsis-Screening wird es jedoch zur Schwäche.

Die Schwellenwerte sind außerdem statisch und berücksichtigen weder Alter noch Komorbidität oder Medikation. Betablocker können eine Tachykardie maskieren, und ältere Patientinnen und Patienten können eine Sepsis ohne Fieber oder Leukozytose haben. Die Kriterien haben auch keine prognostische Dimension: Sie besagen, dass eine entzündliche Reaktion vorliegt, nicht, wie krank jemand ist oder welches Risiko für Tod oder Organdysfunktion besteht.

Eine konkrete Fehlanwendung ist, aus dem Fehlen von SIRS-Kriterien den Ausschluss einer Sepsis abzuleiten. Da bis zu einer von acht Personen mit Infektion und Organdysfunktion die Schwelle von ≥2 SIRS-Kriterien nicht erreicht [2], kann dies dazu führen, dass echte Sepsisfälle als nicht krank fehlklassifiziert werden.

Quellen

1. Bone RC et al. Definitions for sepsis and organ failure and guidelines for the use of innovative therapies in sepsis. The ACCP/SCCM Consensus Conference Committee. Chest 1992. PMID: 1303622
2. Singer M et al. The Third International Consensus Definitions for Sepsis and Septic Shock (Sepsis-3). JAMA 2016. PMID: 26903338
3. Kovach CP et al. Comparative prognostic accuracy of sepsis scores for hospital mortality in adults with suspected infection in non-ICU and ICU at an academic public hospital. PLoS One 2019. PMID: 31525224
4. Churpek MM et al. Quick Sepsis-related Organ Failure Assessment, Systemic Inflammatory Response Syndrome, and Early Warning Scores for Detecting Clinical Deterioration in Infected Patients outside the Intensive Care Unit. Am J Respir Crit Care Med 2017. PMID: 27649072
5. Mak MHW et al. A prospective validation of Sepsis-3 guidelines in acute hepatobiliary sepsis: qSOFA lacks sensitivity and SIRS criteria lacks specificity. Int J Surg 2019. PMID: 31678690