Pilze_und_Protozoen - Medizinische Mikrobiologie
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Pilze und Protozoen Bettina Löffler Institut für Medizinische Mikrobiologie Universitätsklinikum Jena Wintersemester 2016/17 Pilze • Mikrobielle Pilze sind Eukaryoten • Sie sind in der Umwelt weit verbreitet • Wenige Arten verursachen einen Großteil der menschlichen Pilzinfektionen • Vereinfachte Einteilung für die Medizin: Dermatophyten, Hefepilze, Schimmelpilze, Biphasenpilze Pilze Größenvergleich: Eukaryot vs. Prokaryot Bakterium Pilze • Sproßung: Herauswachsen einer Tochterzelle aus der Mutterzelle • Hyphenbildung: Pilze bilden ein Myzel • Pilze haben eine aus Chitin, Egosterol und Polysacchariden bestehende Zellwand Pilze Allgemeine Aspekte der Pilzerkrankungen • Pilzallergien: meist exogenallergische Alveolitiden; oft Berufskrankheiten (z.B. „Holzarbeiterlunge“) • Mykotoxikosen: Lebensmittelvergiftungen z.B. durch Aflatoxin, Ergotalkaloide • Primäre Mykose durch dimorphe Pilze (nur importierte Fälle in Europa) • Opportunistische Mykosen durch Hefepilze: Kandidose, Kryptokokkose • Opportunistische Mykosen durch Fadenpilze: Aspergillose, Mucormykose • Pneumozystiose: Lungeninfektion bei Immundefekten, z.B. AIDS Antigen oder Toxin vermittelt Invasive Pilzinfektionen Pilze Pathomechanismen Virulenzfaktor Funktion Schleimkapsel Schutz vor Phagozytose Oberflächenproteine als Adhäsine, Biofilmbildung Adhärenz an Epithel- und Endothelzellen Proteinasen Gewebezerstörung und Invasion Abwehrmechanismen • Bakterielle Normalflora der (Schleim)Haut Verhindert Kolonisation durch Pilze • Anatomie von (Schleim)Haut Verhindert Invasion von Pilzen • Phagozytose durch Neutrophile Granulozyten Elimination von Pilzen Opportunistische Mykosen v.a. bei Patienten: Störungen der Normalflora und bei Immundefekten (neutropenen Patienten) Dimorphe Pilze Histoplasma capsulatum (Histoplasmose) • dimorpher Pilz: • 25 °C Schimmel 37 °C Hefe • Erreger der Histoplasmose: Intrazelluläre Mykose des mononukleären Phagozyten-Systems • Vorkommen im Erdboden; Sporen gelangen durch Inhalation in die Lunge • Entwickeln sich zu Hefeformen in Alveolarmakrophagen; Sprossung granulomatöse Entzündungsherde • Hämatogene Disseminierung, Milz, Leber-Befall • Über 90% der Infektionen bleiben klinisch stumm • Vorkommen: Nord-, Mittel- und Südamerika, Afrika Hefen Candida • Candida albicans (über 60% der Infektionen) Candida glabrata Candida tropicalis Candida parapsilosis …… • Gram-Präparat: Ovale Gram-positive Hefe, weiße Kolonien auf Agarplatten • Kommensal auf der Schleimhaut von Mensch und Tier (endogene Infektionen) • Infektionen v.a. bei geschwächten Immunsystem (Neutropenie, Kortikoidtherapie, Antibiotikatherapie) • Katheterinfektionen Hefen Candida Infektionslokalisationen: am häufigsten betroffen sind Schleimhäute (Soor), feuchte und warme Hautregionen; auch innere Organe können infiziert sein (invasive Kandidose) Hefen Cryptococcus neoformans (Kryptokokkose) Im Erdboden und v.a. in Vogelmist vorkommend wesentlicher Virlulenzfaktor: Kapsel Infektion v.a. bei Immunsupprimierten Inhalation der Erreger in die Lunge; Infektionsherd in der Lunge Ausbreitung in andere Organe, vor allem ins ZNS • Meningitis/Meningoenzephalitis • Bei AIDS-Patienten eine lebenslange Prophylaxe nach Infektion mit Azolen • Diagnose: Liquorsediment, BAL → Tuschepräparat Kultur auf Spezialnährböden Nachweis des Kapselantigens • • • • Fadenpilze Aspergillus (Aspergillose) • Von einem Prister (Micheli) erstbeschrieben: Aspergil (Weihwasserwedel) • Ubiquitär vorkommend, vorwiegend in Heu, Kompost, kohlenhydratreichen Lebensmitteln (Brot), Gartenerde • einige Arten pathogen, einige Arten bilden Toxine (Aflatoxine) • Aspergillus fumigatus Aspergillus niger Aspergillus flavus • Krankheiten: Allergien, Intoxikationen (Aflatoxine) Infektionen: Aspergillom (in vorgebildeten Höhlen: z.B.: TB-Kavernen) Systemische Mykose parenchymatöser Organe • Infektionen bei immunsupprimierten Patienten häufen sich bei Baumaßnahmen Fadenpilze Aspergillus (Aspergillose) Infektionslokalisationen: wichtigster Eintritt ist das Bronchialsystem, aber auch Hautverletzungen Aspergillom: Pilzknoten in vorgeformter Höhle, z.B. Tb-Kaverne Nasennebenhöhlen: Endophthalmitis: nach Verletzung, wichtigster Pilz Oft Verlust des Auges Prävention: bei Patienten nach Knochenmarktransplantation: Filterung der Atemluft Fadenpilze Mucorales (Mucormykosen) • Ubiquitär vorkommend, auf zerfallenden Pflanzenmaterial • Typische Opportunisten, nur bei Patienten mit Immundefekten • Angiotropismus (vermehren sich in Gefäßen Infarktbildung • Rhinozerebrale, pulmonale, gastrointestinale, kutane (nach Hautverletzungen) Mukormykose • Schlechte Prognose Fadenpilze Penicillium (Penicilliose) • Im Erdboden vorkommend • Wächst im menschlichen Gewebe als Hefe, in der Natur als Schimmelpilz • Häufige opportunistische Infektion bei AIDS-Patienten (Asien) • Inhalation von Sporen; Infektionsherd in der Lunge Ausbreitung in andere Organe Pilzinfektion Diagnostik • Materialentnahme vom Rand des Herdes oder an der Normalflora vorbei • Primärpräparat – Proben von Haut, Haaren, Nägeln mit 10%KOH aufhellen • Sputum, bronchoalveoläre Lavage (BAL), Liquor mit Calcofluor-White-Färbung; 20% KOH-Lösung • Pilz-Kultur (Sabouraud-Nahrböden) • Antigen-Nachweis im Blut (Candida, Cryptococcus: Mannane Aspergillus: Galactomannane) • PCR (18-S-RNA-Gen-PCR) • Antikörper-Nachweis (Candida) Pilzinfektion Pilze bei Sepsis und in Blutkulturen Expert Review of Anti-infective Therapy Volume 10, Issue 6, 2012 • Die häufigsten Erreger von Sepsis sind Gram-positive Bakterien, gefolgt von Gram-negativen, aber auch der Anteil von Sepsis durch Pilze wächst • Betroffen sind vor allem Immunsupprimierte Patienten • Fungämien gehen sehr häufig von besiedelten Kathetern aus Pilzinfektion Therapie Systemische Pilzinfektionen: • Amphotericin B, liposomales Amphotericin B, • 5-Fluorcytosin • Itraconazol bei Aspergillose zur Langzeittherapie bei nicht lebensbedrohlichen Infektionen • Fluconazol bei Candidiasis (cave: C. krusei) • Voriconazol bei schwerer systemischer Aspergillose • Caspofungin bei schwerer systemischer Candidose Pneumocystis jirovecii • Pilz aus der Gattung Pneumocystis • Nach dem Entdecker Otto Jirovec benannt • im Menschen vorkommende Krankheitserreger (P. jirovecii) unterscheidet sich von dem in Ratten entdeckten Pneumocystis carinii unterscheidet • Vorkommen bei Gesunden am Bronchialepithel • Klinisch manifeste Infektion bei schweren Defekten der zellulären Immunität • Nicht kultivierbar Pneumocystis jirovecii • atypische Pneumonie bei HIV-Infizierten (interstitielle Lungenentzündung (PCP) durch starke Vermehrung in der Lunge Schädigung des Alveolarepithels bei unreifen Frühgeborenen, bei Mangelernährung, nach Kortikoid-Therapie, bei malignen Tumoren • Diagnose: Primärpräparat aus BAL quantitative PCR • Therapie: Cotrimoxazol (90-120 mg/kg/d iv.) Pentamidin (3-4 mg/kg/d iv.) • Prophylaxe bei AIDS: Pentamidin-Inhalation Bronchoalveoläre Lavage Kutane Mykosen Dermatomykosen durch Dermatophyten Pilze die Gewebe infizieren, in dem reichlich Keratin vorkommt Vorkommen: Erdboden, Tiere Filamentöse Pilze; gut kultivierbar Übertragung: Mensch zu Mensch; Tier zu Tier; indirekt durch Gegenstände • 3 Gattungen: • • • • • Trichophyton; z.B. T. rubrum • Microsporum; z.B. M. canis • Epidermophyton; z.B. E. floccosum Tinea pedis Onychomykose Tinea capitis Tinea barbae Kutane Mykosen Dermatomykosen durch Dermatophyten • Diagnose: Geschabsel von Haut und Nägel oder Haare mikroskopischer Nachweis der Pilze Pilzkulturen • Therapie: (Griseovulfin), Ternbinafin, Azole; lokal oder systemisch bei massiven Befall Parasiten Parasit ist ein Lebewesen, das sich zeitweise oder dauernd auf oder in einem anderem, artfremden Lebewesen (Wirt) aufhält, auf dessen Kosten lebt und pathogene Eigenschaften besitzt. Krankheiten sind Parasitosen Eukaryotische Krankheitserreger: • Protozoen (Einzeller) • Animalia (Tiere): • Helminthen (parasitische Würmer) • Arthropoden (Gliederfüßer) Bedeutsame Protozoen (Einzeller) Stamm/Unterstamm Klasse Genus (Beispiele): Metamonada – Axostylata – Amoebozoa – Heterolobosa (Giardia) (Trichomonas) (Entamoeba, Acanthamoeba) (Naegleria) – Euglenozoa • Kinetoplasta – Alveolata Apicomplexa Diplomonadae Parabasalae Lobosa Schitzopyrenidae – Ciliophora Trypanosomatidae (Leishmania, Trypanosoma) Coccidea (Toxoplasma, Cryptosporidium, Isospora, Sarcocystis, Cyclospora) Haematozoa (Plasmodium) Piroplasmae Litostomatae (Babesia) (Balantidium) Gardia Gardiose, Lambliose • Weltweit, Tiere (bei Kindern, bei Immunsuppression, AIDS 2002: 3102 gemeldete Fälle in Deutschland) • Infektion durch Zysten (10 – 15 µm) • Trophozoiten (10 – 20 µm) befallen den oberen Dünndarm, nicht invasiv, wässrige Durchfälle, Resorptionshindernis • Ausscheidung als vierkernige Zyste • Diagnose: Mikroskopie einer Stuhlaufschwemmung • Therapie: Metronidazol 0,75 g/d, 7 Tage, Einmaltherapie mit Tinidazol Meldepflicht • asymptomatische Träger behandeln! Gardia Entwicklungszyklus Trophozoit: Vermehrung durch Zweiteilung Zysten: Überlebensform außerhalb des Wirtes (mehrere Monate) Trichomonas vaginalis Trichomonose • sexuell übertragbar, bewegliches anaerobes Protozoon • Vermehrung durch longitudinale Zweiteilung • Bilden keine Zysten, Reservoir ist der Mensch • Übertragung auch in nicht gechlorten Thermalbädern möglich • IKZ 2-24 Tage: Vaginitis, Urethritis durch Anheften von Erregern am Epithel; aber auch symptomlose Verläufe • Diagnose: Mikroskopischer Erreger-Nachweis • Therapie: Metronidazol, Partnerbehandlung! Trichomonas vaginalis Entwicklungszyklus Sehr begrenztes Überleben in der Umwelt Amöben Amöbose humanpathogen: Entamoeba histolytica Amöbenruhr, Amöbenleberabszess Acanthamoeba culbertsoni Keratitis bei Kontaktlinsen-Trägern Auch apathogene Spezies, die morphologisch nicht unterschieden werden können Entamoeba histolytica Amöbenruhr, Amöbenleberabszesse • Entamoeba histolytica kommt weltweit vor (vorwiegend Tropen) • Infektion durch Zysten-haltige Nahrungsmittel, Trinkwasser (Schälen – Kochen – oder Vergessen) • Pathogenese: Invasion des Darmepithels, durch porenbildende Peptide (Amoebapor A-C), Bildung von Ulcera, metastatische Abszesse in verschiedenen Organen: Leber, Lunge Gehirn etc. • Leichte Verwechslung mit gering pathogener Entamoeba dispar Leberabszess Entamoeba histolytica Entwicklungszyklus Entamoeba histolytica Invasive Amöbose • intestinale Manifestation: Amöbenruhr (blutigschleimiger Durchfall) • extraintestinale Manifestation: Abszesse in Leber, Milz, Peritoneum, Lunge und Gehirn, • Abszesseiter enthält meist keine Amöben, Amöben befinden sich im Gewebe! Entamoeba histolytica Diagnostik • Nachweis von Zysten im Stuhl bei Ruhr-Symptomatik oder OrganAbszessen und Reiseanamnese • Nachweis von Trophozoiten nur in noch warmem Stuhl! • Zysten von E. histolytica und E. dispar morphologisch gleich, nur durch Antigennachweis oder PCR unterscheidbar • Antikörper-Nachweis zur Diagnose von Organabszessen wertvoll! • Therapie der intestinalen Infektion: Metronidazol, Ornidazol, Tinidazol, Oxytetracyclin • Therapie von Organ-Abszessen: Chirurgisch + Nitroimidazole Alveolata Coccidea/ Haematozoa/ Piroplasmae • ausschließlich parasitär lebende Protozoen • Wechsel von geschlechtlicher und ungeschlechtlicher Vermehrung • Ergebnis der geschlechtlichen Vermehrung: Oozysten, daraus bilden sich Sporozoiten Infektion durch: Sarcocystis Sarkosporidiose Isospora belli Darmkokzidiose Cryptosporidium Kryptosporidiose Toxoplasma gondii Toxoplasmose Plasmodium Malaria Cryptosporidium C. hominis; C. parvum • Bei Immunkompetenten: meist inapparent oder als selbstlimitierende Durchfallserkrankung • Bei Immungeschwächten: anhaltende, Cholera-ähnliche Diarrhoen Pathogenese: • Perorale Aufnahme von Oozysten • Im Darm freigesetzten Sporozoiten dringen in dem Mikrovillisaum des Darms ein, Entwicklung Diagnostik: Nachweis von Oozysten im Stuhlausstrich Toxoplasma gondii Toxoplasmose Infektion beim immun-kompetenten Patienten: Infektion läuft meist unbemerkt ab, gelegentlich Lymphkotenschwellung am Hals (Piringer Lymphadenitis) und grippaler Infekt, Toxoplasmen werden hämatogen im Körper verteilt und siedeln sich in der Muskulatur (auch Herzmuskel) Auge und Gehirn an Gewebszysten. Bei verminderter Immunität kann die Infektion wieder aufbrechen Chorioretinitis, Myokarditis Toxoplasma gondii Toxoplasmose • bei AIDS: Vorhandene Gewebszysten werden aktiviert Enzephalitis, Myokarditis, Pneumonie, Choreoretinitis • In der Schwangerschaft diaplazentare Übertragung der Toxoplasmen nur bei Erstinfektion (3 Toxoplasmosefälle / 1000 Lebendgeburten) • Übertragung im 1. Trimenon 15% 2. Trimenon 30% 3. Trimenon 60% • frühe Infektionen führen zu schwereren Schäden: Enzephalitis intrazerebrale Verkalkungen, Hydrocephalus Choreoretinits • latente Infektion des Neugeborenen: Choreoretinitis, geistige Retardierung Toxoplasma gondii Entwicklungszyklus Toxoplasma gondii Diagnose, Therapie • Erreger-Nachweis: (durch direkte Immunfluoreszenz, PCR) ,histolog. Untersuchung von Lymphknoten • Antikörpernachweis: (KBR), IFAT,ELISA, ISAGA • Wichtig für die Feststellung einer frischen Infektion ist Nachweis von IgM oder eine niedrige Avidität der spez. Antikörper. Avidität Maß für die Bindungsintensität frühe AK geringe Avidität späte AK hohe Avidität • Therapie bei symptomatischer Erkrankung: Pyrimethamin + Sulfonamid • Therapie in der Schwangerschaft: 1. Trimenon: Spiramycin 3g/d, später Pyrimethamin+Sulfonamid+Folinsäure (4 Wochen) • Prophylaxe bei AIDS: Cotrimoxazol Zusammenfassung: Pilze und Protozoen • Pilze • Invasive Pilzinfektionen sind besonders ein Problem bei immunsupprimierten Patienten (z.B. Candida-, Aspergillus-, Kryptokokken- und Pneumozystiose-Infektionen) • Therapien von Pilzinfektionen sind langwierig und teuer • Hautmykosen betreffen viele Patienten, sind nicht bedrohlich, sollten aber therapiert werden, weil sie nicht selbstlimitierend sind. • Protozoen: • einige Protozoeninfektionen nehmen schwere Verläufe bei Immunsupprimierten Patienten (z.B. Cryptosporidium, Toxoplasmose) • Amöbenruhr und Amöbenabszesse sind gravierende Infektionen auch beim Immunkompetenten • Toxoplasmose in der Schwangerschaft kann zu Übertragung und Schäden beim Kind führen. Frage: Pilze sind eine sehr heterogene Gruppe von Krankheitserregern. Welche Aussage zu Pilzen ist falsch? A: Zu den Schimmelpilzen zählen Vertreter der Gattung Mucor. B: Zu den Sprosspilzen zählen Vertreter der Gattung Cryptococcus. C: Aspergillussporen kommen ubiquität vor. D: Pilze gehören zu den Prokaryoten. E: Hefen vermehren sich durch Sprossung. Staatsexamensfrage Ein 32-jähriger, HIV-positiver Patient stellt sich in einer Praxis vor und klagt über trockenen Husten, etwas Auswurf, Luftnot bei geringer Belastung, Fieber bis 38,5 °C und deutliches Krankheitsgefühl. Die Symptomatik habe vor 5 Tagen allmählich begonnen und sich zunehmend verstärkt. Die körperliche Untersuchung ergibt einen reduzierten Allgemeinzustand, Körpergewicht 71 kg, Körpergröße 183 cm, Herzfrequenz 98/min, Atemfrequenz 26/min, Sauerstoffsättigung 91 %, Blutdruck 110/70 mmHg. Racheninspektion mit pharyngealer Kandidiasis, über der Lunge bilateral dorsobasal ohrnahe klingende Rasselgeräusche, Herz ohne pathologische Geräusche, Abdomen unauffällig; neurologisch altersgemäßer Befund. Bei einer Serumuntersuchung fällt ein LDH-Wert von 500 U/L auf. Welche der folgenden Lungenerkrankungen ist am wahrscheinlichsten? (A) Pneumokokkenpneumonie. (B) Pneumocystis-jirovecii-Pneumonie. (C) Lungenembolie. (D) Mykoplasmenpneumonie. (E) Asthma bronchiale.
