Infektionserreger der Lunge: Bakterien, Viren, Pilze

 

Bakterien

Bakterien sind einzellige Lebewesen, die sich durch einfache Zellteilung vermehren, wenn sie in einer geeigneten Umgebung sind. Die meisten Bakterien leben in unserer Umwelt als nützliche Gehilfen beim Abbau von totem Material. Darüber hinaus beherbergt auch der Mensch viele Bakterien (z.B. im Darm oder auf der Haut), wodurch der Körper erst seiner normalen Funktion nachgehen kann. Bakterien können aber auch durch ihre ungehemmte Vermehrung dem Menschen Schaden zufügen und Krankheiten verursachen. Die Vermehrung dieser Bakterien kann meistens durch Antibiotika verhindert und Infektionen damit beendet werden. Allerdings entwickeln Bakterien immer häufiger Strategien, um sich gegen Antibiotika zu schützen (sie werden resistent). Manche Bakterien können sich sogar Desinfektionsmitteln widersetzen, z.B. indem sie Sporen, Biofilme oder Schleimkapseln bilden.

 

Pseudomonas aeruginosa

Der häufigste Problemkeim bei Mukoviszidose ist Pseudomonas aeruginosa (P.a.), ein bewegliches, stäbchenförmiges Bakterium, das überall in der Natur vorkommt, insbesondere in feuchten Biotopen und stehendem Wasser. Außerdem kann P.a. von Mensch zu Mensch übertragen werden, weswegen in Kliniken darauf geachtet werden muss, P.a. positive Patienten von anderen Mukoviszidose-Patienten zu trennen. P.a. hat die Fähigkeit, einen Biofilm bilden zu können, in dem die Bakterien sich zusammen lagern und in einer gelatineartigen Schutzschicht eingebettet die Angriffe von Immunsystem und Antibiotika oft überleben können. Die Infektion mit P.a. kann durch Antibiotika behandelt werden, wobei unterschieden werden muss, ob es sich um eine akute oder chronische Infektion handelt. Frühe und akute Infektionen lassen sich gut behandeln. Eine regelmäßige Probenentnahme bei Patienten mit Mukoviszidose ist deshalb wichtig, um die Infektion früh zu erkennen und zu behandeln. Haben sich die Bakterien in ihrem Biofilm in der Lunge eingenistet, werden die Patienten meist von wiederkehrenden P.a.-Infektionen heimgesucht (chronische Infektion), die durch das Auftreten von Resistenzen zunehmend schwieriger zu behandeln sind und die Lungenfunktion langfristig beeinträchtigen. Die Wahrscheinlichkeit für eine P.a.-Infektion erhöht sich mit steigendem Lebensalter (siehe Abbildung).

 

Burkholderia cepacia-Komplex

Bakterien des Burkholderia cepacia-Komplex (BCC) sind ebenfalls Biofilm-bildende, stäbchenförmige Feuchtkeime und natürlicherweise gegen viele Antibiotika unempfindlich. Außerdem erwerben sie leicht weitere Resistenzen, wodurch multiresistente Formen vorkommen können. Bakterien des BCC kommen im Erdreich vor, besonders im Wurzelbereich bestimmter Pflanzen. Der BCC umfasst eine Gruppe von derzeit 17 bekannten genetisch ähnlichen Bakterienspezies. Bakterien des BCC kommen bei Patienten mit Mukoviszidose deutlich seltener vor als Pseudomonaden (siehe Abbildung), aber der Verlauf der Infektion kann deutlich schwerer sein und ist oft schlechter zu behandeln. Dies gilt aber nicht für alle Spezies des BCC gleichermaßen. Für Mukoviszidose-Patienten bedeutsam sind vor allem Burkholderia (B.) multivorans, B. cenocepacia und B. dolosa. Diese Bakterien können unter Umständen das sog. Cepacia-Syndrom auslösen, eine akute Verschlechterung der Lungenfunktion mit lebensbedrohlichen Komplikationen. Nach Lungentransplantation können B. gladioli und B. cenocepacia zu schweren Infektionen führen.

Staphylococcus aureus

Staphylokokken sind kugelförmige Bakterien, die in der Umwelt und auch bei gesunden Menschen natürlicherweise auf der Haut und Schleimhaut vorkommen. Staphylococcus (S.) aureus ist ein sehr widerstandsfähiger Keim und kann auch in trockenem Staub oder auf Oberflächen monatelang überleben.

S. aureus ist der häufigste Keim bei jungen Mukoviszidose-Patienten und wird später meist von anderen Keimen, vor allem Pseudomonas aeruginosa „abgelöst“. Die Infektion mit S. aureus kann ohne Symptome verlaufen, sie kann bei Mukoviszidose-Patienten aber auch zu vermehrtem Husten mit eitrigem Auswurf (Sputum) führen und eher selten schwere Lungenentzündungen verursachen.

Nicht resistente S. aureus werden auch als sogenannte Methicillin-sensible S. aureus (MSSA) bezeichnet: Sie lassen sich durch Antibiotika meist gut behandeln. Allerdings kann auch eine Infektion mit MSSA chronisch werden und die Lungenfunktion langfristig beeinträchtigen. Eine widerstandsfähige und dadurch gegen manche Antibiotika resistente Form von S. aureus ist die Small Colony-Variante. Diese Bakterien haben einen verlangsamten Stoffwechsel, bilden in Kultur kleinere Kolonien und treten besonders bei chronischen S. aureus-Infektionen auf.

Darüber hinaus existiert von S. aureus eine Methicillin-resistente Form (MRSA). Bei diesen Bakterien sind fast alle sogenannten Betalactam-Antibiotika (Penicilline, fast alle Cephalosporine und Carbapeneme) wirkungslos. Problematisch an diesem Keim ist, dass nur wenige Antibiotika als Therapie zur Verfügung stehen und die Eliminierung des Keims aus der Lunge nicht immer gelingt. Für Mukoviszidose-Patienten ist die Infektion mit MRSA besonders problematisch, da die Ansteckungsgefahr hoch ist und den Umgang mit anderen Patienten erschweren kann.

Pneumokokken

Pneumokokken (Streptococcus pneumoniae) sind kugelförmige Bakterien. Sie sind besonders auf der Nasen- bzw. Rachenschleimhaut von Kleinkindern und älteren Menschen zu finden, führen aber nur selten zu einer symptomatischen Infektion. Pneumokokken können aber auch schwere Lungenentzündung, Hirnhautentzündung (Meningitis) und Mittelohr- (Otitis media), Nasennebenhöhlen- (Sinusitis) und Bindehautentzündungen (Konjunktivitis) verursachen. Gegen Pneumokokken gibt es eine erprobte Impfung, die die ständige Impfkommission des Robert Koch-Instituts (STIKO) für Kinder bis 24 Monate und Menschen ≥60 Jahre empfiehlt, sowie für Menschen mit Risikofaktoren, zu denen auch chronische Lungenerkrankungen zählen.

Stenotrophomonas maltophilia

Stenotrophomonas maltophilia kommt in der Umwelt weit verbreitet, insbesondere in Feuchtbereichen vor. Er wurde außerdem als Kontaminante in verschiedenen Lebensbereichen des Menschen gefunden, z.B. in Luftbefeuchtern oder in Soft-Eis-Maschinen. Bei Patienten mit Mukoviszidose wurde dieser Keim selten isoliert und die Bedeutung für den Verlauf der Erkrankung ist unklar. Allerdings wurde Stenotrophomonas maltophilia besonders häufig bei Patienten mit fortgeschrittener Mukoviszidose gefunden, so dass nicht auszuschließen ist, dass eine Infektion mit Stenotrophomonas maltophilia die Lungenfunktion verschlechtert.

Achromobacter xylosoxidans

Das stäbchenförmige Bakterium Achromobacter xylosoxidans (früher Alcaligenes) ist ein Umweltkeim, der manchmal sogar in Desinfektionsmittel wachsen kann. Der Keim, wird bei Patienten mit Mukoviszidose nicht selten nachgewiesen und wird auch mit einer Verschlechterung der Lungenfunktion in Verbindung gebracht.

Haemophilus influenzae

Haemophilus influenzae-Bakterien sind stäbchenförmige Bakterien, die vor allem in den oberen Atemwegen des Menschen vorkommen. Sie können dort, aber auch in den tieferen Atemwegen entzündliche Erkrankungen verursachen, aber auch Entzündungen der Hirnhaut (Meningitis), des Kehldeckels (Epiglottitis), des Mittelohrs (Otitis media) und der Bindehaut (Konjunktivitis).

Gegen Haemophilus influenzae kann geimpft werden. Nach den Impfempfehlungen der STIKO sollen bereits Säuglinge (auch gesunde) im Alter von zwei Monaten gegen Haemophilus influenzae Typ b (HiB) grundimmunisiert werden.

Bordetella pertussis

Bordetella pertussis ist der Erreger von Keuchhusten. Die Impfkommission des Robert Koch-Instituts empfiehlt auch hier eine Impfung ab dem Kleinkindalter. Patienten mit Mukoviszidose haben aufgrund der guten Impfsituation selten Infektionen mit Bordetella pertussis und auch andere Bordetella-Arten (z.B. B. bronchiseptica, B. parapertussis) kommen selten vor.

Pandoraea Spezies (spp.)

Pandoraea spp. wurden bei Patienten mit Mukoviszidose erstmals 1991 isoliert. Sie sind mit Burkholderia spp. nahe verwandt. Die Bedeutung von Pandoraea spp. für Mukoviszidose-Patienten ist noch unklar, es wurden allerdings in seltenen Fällen chronische Lungenentzündungen mit Verschlechterung des allgemeinen Krankheitsverlaufs beobachtet.

Nicht-tuberkulöse Mykobakterien

Es gibt über hundert verschiedene nicht-tuberkulöse Mykobakterien (NTM), die unterschiedliche Symptome verursachen können. Meist bleibt eine Infektion mit NTM (Mykobakteriose) symptomlos, was auch an einer Maskierung durch die Symptome der Mukoviszidose liegen. In einigen Fällen wurden bei Patienten mit Mukoviszidose schwerwiegende Lungenentzündungen aufgrund von NTM-Mycobakterien-Infektionen beobachtet. Die am häufigsten isolierten Mykobakterien-Arten bei Mukoviszidose-Patienten sind M. avium, M. intrazellulare, M. abscessus, M. chelonae und M. fortuitum.

Nocardia Spezies (spp.)

Selten werden Nocardien bei Mukoviszidose-Patienten isoliert und mit Lungenentzündungen in Verbindung gebracht. Es ist nicht ganz klar, welche Rolle diese Bakterien bei der Infektion der Atemwege von Mukoviszidose-Patienten spielen, da sie meist erst während des chronischen Infektionsstadiums zusammen mit anderen Bakterien isoliert werden Bei Patienten mit geschwächtem Immunsystem können Nocardien schwere Infektionen der Lunge und anderer Organe sowie des ganzen Körpers (systemisch) verursachen.

Ralstonia pickettii

Die Besonderheit von Ralstonia pickettii ist, dass diese Bakterien sehr klein sind und in der Vergangenheit in sterilfiltierten Lösungen z.B. zur Inhalation oder zur intravenösen Gabe gefunden wurden. Ralstonia pickettii kann bei Mukoviszidose eine Lungenentzündung verursachen, diese Fälle wurden bisher aber nur sehr selten beobachtet.

Inquilinus Spezies (spp.)

Auch Inquilinus-Bakterien wurden bisher nur vereinzelt bei Mukoviszidose-Patienten isoliert. In einigen Fällen wurden Verschlechterungen der Lungensituation durch Inquilinus limosus beobachtet.

Enterobakterien

Bei Patienten mit Mukoviszidose können gelegentlich auch Bakterien der Gruppe Enterobakterien (z.B. Serratia marcescens, Escherichia coli, Proteus spp. u.a.) in den Atemwegen gefunden werden. Sie gehören typischerweise der Darmflora an, können aber auch in der Umwelt z.B. in Feuchtbereichen nachgewiesen werden. Ihr Krankheitswert bei Mukoviszidose ist nicht eindeutig geklärt. Krankheitsausbrüche wurden vor allem in medizinischen Einrichtungen berichtet.

 

 

 

Viren

Viren sind sehr klein und unterscheiden sich ganz wesentlich von Bakterien und anderen Zellen im Tier- oder Pflanzenreich, denn sie haben keinen eigenen Stoffwechsel und keine eigene Zellteilung. Sie nutzen die Mechanismen der Zellteilung in der Zelle, die sie befallen, für ihre eigene Vermehrung. Anders als Bakterien können Viren nicht mit Antibiotika behandelt werden. Meist werden bei Virusinfektionen nur die Symptome behandelt, während Virostatika, die bestimmte Viren eliminieren, nur selten zum Einsatz kommen.

Respiratorisches Synzytial-Virus (RSV)

Infektionen mit dem Respiratorischen Synzytial-Virus werden bereits im Säuglings- und Kleinkindalter häufig durchgemacht und sind in diesem Alter der häufigste Grund von Atemwegsinfektionen. Mukoviszidose-Patienten zeigen bei einer RSV-Infektion häufiger einen komplizierteren Verlauf und noch Monate danach eine schlechtere Lungenfunktion. Außerdem erhöht sich bei einer RSV-Infektion das Risiko für bakterielle und andere virale Infektionen. Zur Vermeidung von Infektionen kann eine passive Immunisierung mit einem Antikörper durchgeführt werden.

Rhinovirus

Rhinoviren, die auch als „Erkältungs-„ oder „Schnupfenviren“ bekannt sind und eher in den oberen Atemwegen Symptome bereiten, können bei CF-Patienten auch die tiefen Atemwege infizieren. In Untersuchungen hat sich gezeigt, dass CF-Patienten mit einer Rhinovirus-Infektion signifikant länger Antibiotika nehmen mussten, was auf schwerer oder länger verlaufende bakterielle Infektionen der Lunge in der Folge einer Rhinovirus-Infektion hinweist. Eine langfristige Schädigung der Lunge durch Rhinoviren wurde allerdings bisher nicht beobachtet.

Influenza-Virus

Das Influenza-Virus verursacht die „echte“ Grippe, die sich von den grippalen Infekten mit anderen Viren unterscheidet. Durch eine Influenza-Virus-Infektion kann sich die Lungenfunktion von Mukoviszidose-Patienten stark und langfristig verschlechtern. In der Regel verläuft die Infektion ohne langfristige Komplikationen, aber es können auch schwere Lungenschäden bis hin zum Lungenversagen auftreten. Da es eine wirksame Impfung gegen Influenza gibt, sind Mukoviszidose-Patienten angehalten, den Empfehlungen der STIKO folgend, sich jährlich gegen Influenza impfen zu lassen.

Parainfluenza-Viren

Parainfluenza-Viren können grippeähnliche Symptome verursachen. Sie sind auch die Hauptursache für den als Pseudokrupp bekannten anfallsartigen Husten. Parainfluenza-Viren sind bereits im Kleinkindalter häufig, lösen allerdings meist keine Symptome aus. Bei Mukoviszidose-Patienten kann selten durch Parainfluenza-Viren eine Lungenentzündung entstehen.

Humane Bocaviren

Das Bocavirus ist erst seit wenigen Jahren bekannt und kann neben Entzündungen der Atemwege auch Magendarm-Infektionen verursachen. Es kommt besonders bei Kindern im Alter von sechs Monaten bis zwei Jahren vor und kann ähnlich dem Respiratorischen Synzytial-Virus leichte aber auch schwere Atemwegsinfektionen verursachen. Bei Mukoviszidose-Patienten wurden Bocaviren bisher nur selten als problematisch beschrieben.

Corona-Viren

Humane Corona-Viren (hCoV) wurden in der Öffentlichkeit vor allem durch die SARS-Epidemie (Schweres Akutes Respiratorisches Syndrom) in den Jahren 2002/3 bekannt. SARS wurde von dem damals neu beschriebenen SARS-assoziierten Corona-Virus (SARS-CoV) verursacht und ist seitdem nicht wieder aufgetreten. Sehr viel länger bekannt sind andere humane Corona-Viren (z.B. hCoV-OC43, hCoV-229E). Bereits Kleinkinder sind i.d.R. mit hCoV in Kontakt gekommen, aber selten wird eine Infektion mit hCoV diagnostiziert, da die Symptome meist nur leicht sind und keinen gezielten Erregernachweis erfordern. Es können allerdings (selten auch bei Mukoviszidose-Patienten) schwere Infektionen der Atemwege auftreten.

Über die Bedeutung des erst Ende 2012 neu beschriebenen Corona-Virus hCoV-EMC, das einzelne schwere Fälle von Lungenentzündung verursacht hat, ist man sich noch unklar. Aktuelle Meldungen zum Verlauf dieser neuen Viruserkrankung finden sich auf der Internetseite des Robert Koch-Instituts unter http://www.rki.de/DE/Content/InfAZ/C/Corona/Corona_node.html

Adenoviren

Es gibt zahlreiche Adenovirus-Typen, die verschiedene Erkrankungen beim Menschen auslösen können. Meist sind von Adenovirus-Infektionen die Augen (Konjunktivitis) oder die Atemwege betroffen wobei die Symptome von leichten Erkältungserscheinungen bis hin zu schweren Lungenentzündungen mit ernsthaften Komplikationen reichen, wie zum Beispiel dem Acute Respiratory Distress Syndrome (ARDS). Auch bei Patienten mit Mukoviszidose wurden einzelne schwere Adenovirus-Infektionen beschrieben.

Humane Metapneumoviren

Das humane Metapneumovirus ist nahe mit dem Respiratorischen Synzytial-Virus verwandt. Es verursacht vor allem bei Kindern und Kleinkindern Atemwegsinfektionen, die jedoch meist mild verlaufen. Bei Mukoviszidose-Patienten wurden humane Metapneumoviren bisher noch nicht oft beschrieben, sie können aber auftreten und auch schwere Atemwegsinfektionen auslösen.

Pilze

Pilze sind Organsimen, die sich durch Zellteilung und/oder die Bildung von langlebigen und sehr widerstandsfähigen Sporen vermehren. Schimmelpilze kommen in der Umwelt meist weit verbreitet vor, besonders auf organischem zerfallendem Material. Ihre Sporen sind sehr klein und verbreiten sich leicht über die Luft. Dadurch können sie eingeatmet werden. Hefepilze (Candida spp.) gehören dagegen zu der normalen Flora der menschlichen Schleimhäuten, können in bestimmtem Situationen (z. B. Immunsuppression) jedoch Infektionen verursachen.

Aspergillus fumigatus

Der zu den Fadenpilzen zählende Schimmelpilz Aspergillus fumigatus kann in Form in der Luft schwebender Sporen eingeatmet werden und so bis in die tiefen Atemwege des Menschen gelangen. Insbesondere bei immungeschwächten Personen kann dies verschiedene Symptome auslösen. Für Mukoviszidose-Patienten ist eine Besiedelung der Atemwege mit Aspergillus am häufigsten mit einer allergischen bronchopulmonalen Aspergillose (ABPA) verbunden. Bei der ABPA reagiert das Immunsystem des Patienten auf Aspergillus „allergisch“, d.h. es produziert Substanzen, die eine überschießende Entzündung der Lunge verursachen, wodurch sich die Atemwege verengen und schließlich die Atmung bedrohlich eingeschränkt sein kann.  

Scedosporium Spezies (spp.)

Der schwarze Schimmelpilz Scedosporium ist ein seltener Erreger von Haut- und Weichteilinfektionen, der insbesondere nach Transplantationen aufgrund der Immunsuppression ernsthafte Komplikationen verursachen kann. Bei Patienten mit Mukoviszidose wird Scedosporium (S. aurantiacum, S. prolificans, S. apiospermum) in den letzten Jahren vermehrt auch in den Atemwegen gefunden und kann dort Symptome auslösen, die der ABPA (s.o.) ähneln.

Exophiala dermatitidis

Der eng mit Scedosporium verwandte Schimmelpilz Exophiala dermatitidis ist ebenfalls ein seltener Erreger, der in den menschlichen Körper eindringen und Haut- und Weichteilinfektionen verursachen kann. Auch bei Mukoviszidose-Patienten wurde dieser Pilz schon gefunden und mit Lungenentzündungen in Verbindung gebracht. Nach Transplantationen können sehr selten invasive Infektionen mit Exophiala ernsthafte Komplikationen hervorrufen.  

Candida Spezies (spp.)

Der Hefepilz Candida (am bekanntesten Candida albicans) findet sich bei den meisten Menschen auf den Schleimhäuten von Mund, Rachen, im Genitalbereich und im Verdauungstrakt, ohne dort Symptome auszulösen. Das häufigste Krankheitsbild ist der Soor, d.h. die lokale Infektion der Schleimhäute mit Rötung, weißlichem Belag und Juckreiz. Candida spp. können aber auch in den Atemwegen zu Infektionen führen, die auch bei Mukoviszidose-Patienten beobachtet werden. Die chronische Besiedlung mit Candida spp. führt bei Mukoviszidose-Patienten zu einer Verschlechterung der Lungenfunktion.