Vortrag Savic H. pylori Frühstück

Helicobacter pylori Eigenschaften, Diagnostik und
Resistenzbestimmung
Tamara Savic
Institut für Krankenhaushygiene und
Mikrobiologie Graz
Gastroskopie?
Atemtest?
Kultur?
Schnelltest?
PCR?
„Ein Schluck
Helicobacter pylori
revolutionierte
die Gastroenterologie“
Barry Marshall,
ist ein preisgekrönter
Forscher (Nobelpreis
für Medizin 2005) und
gilt als der Entdecker
dieses Bakteriums(1983)
Helicobacter pylori
H. pylori ist das einzige pathogene Bakterium, das in seinem Wirt
lebenslang extrazellulär persistieren kann, eine Eigenschaft, die sonst
nur bei Bakterien der physiologischen Flora vorkommt.
Helicobacter pylori
ein spiralförmiges oder gebogenes gramnegatives
Stäbchenbakterium, besitzt an einem Ende mehrere
Geißeln und kann sich schnell bewegen
Helicobacter pylori kommt:
•
•
•
•
in der Magenschleimhaut vor, wo er die besten
Lebensbedingungen und Schutz vor der aggressiven
Magensäure gefunden hat
nur vereinzelt in der Zahnplaque, Mundschleimhaut und im
Speichel
im Stuhl
Trinkwasser (Karim 1989; Chile und Peru),
Nahrungsmittel (West 1990)
Helicobacter pyloriPrävalenz
Die Prävalenz ist abhängig von ethnischer Zugehörigkeit,
sozioökonomischem Status und Alter, möglicherweise auch
von genetischer Empfänglichkeit und von bakteriellen
Virulenzfaktoren.
In westlichen Ländern:
•
•
bei jungen, asymptomatischen Personen 10-15%
bei älteren (über 60 Jahre) bis 60%
In den Entwicklungsländern:
•
bei Kindern ab 5 Jahre bis 100%
•
bei Erwachsenen bis 80%
Neuinfektionsrate pro Jahr
•
Kinder 1 %
•
Erwachsene 0,5 %
Der Mensch gilt als das einzige Reservoir für
Helicobacter pylori
ÜBERTRAGUNG erfolgt:
•
•
•
•
•
•
„Mund zu Mund“ (Marshall 1985); Kinder sind für eine Infektion
empfänglicher als Erwachsene
gastral-oral (über Erbrochenes)
fäkal-oral - Schmierinfektionen über die Hände (Koletzko 1997)
Indirekte Übertragung über kontaminiertes Trinkwasser,
Nahrungsmittel (z.B.Milch)
Unzureichend desinfizierte Endoskope (Langenberg 1990)
Ferner wird auch eine mögliche Übertragung durch
Schmeißfliegen diskutiert.
Helicobacter pylori –
Besonderheiten im Aufbau
Motilität: Dank den 2-6 Flagellen (lange, spiralförmige
Proteinfäden) kann sich H.pylori mit raschen, schraubenförmigen
Bewegungen durch die Mucusschicht des Magens bewegen. Dies
ist von Bedeutung, da sich der Keim nur in neutralem Milieu (pH 7,08,0) vermehren kann.
Urease: Um sich vor der agresiven Magensäure zu schützen,
produziert das Bakterium durch Spaltung von Harnstoff mit Hilfe des
Enzyms Urease große Mengen an Ammoniak, die eine schützende
Wolke um den Keim bilden.
Blockierung der Protonenpumpe: Im Rahmen der Erstinfektion
kommt es durch Blockierung der Protonenpumpen vorübergehend
zu einer Anazidität des Magens.
Helicobacter pylori –
Besonderheiten im Aufbau
Adhäsine: Durch die Adhärenzproteine (BabA, SabA) heften
sich einige Bakterien an Epithelzellen an, während die anderen
ein schwimmendes Reservoir im Mucus bilden.
Durch Rekombination zwischen verschiedenen Adhäsingenen
kann sich das Bakterium an die Oberflächenantigene der
Wirtsepithelzelle adaptieren
Die Fähigkeit DNA-Fragmente anderer ko-kolonisierender
H.pylori Stämme aufzunehmen
extreme genetische Variabilität jeder Patient hat seinen eigenen H.pylori-Stamm der sich von
allen anderen unterscheidet
Besonderheiten im Aufbau
•
•
•
Etwa die Hälfte aller H.pylori-Stämme produziert das Zytotoxin VacA :
VacA unterbricht die Übertragungswege der T-Zellen und stoppt die
Aktivität von Genen, die die lokale Immunabwehr im Magen steuern. Seine
Rolle bei der Entstehung von Folgekrankheiten ist noch nicht eindeutig
geklärt.
Der Virulenzfaktor von H.pylori ist das Protein CagA
• Das CagA-Gen liegt auf der s.g. Cag-Pathogenitätsinsel (29 Gene)
• das CagA-Protein kann aus dem Bakterium in die Epithelzelle
transloziert werden – das Ergebnis: veränderte Migrations- und
Wachstumseigenschaften der Zelle.
• H.pylori Stämme bei denen Cag-Pathogenitätsinsel fehlt (Cagnegative Stämme) sind signifikant weniger mit Folgekrankheiten
assoziiert als cag-positive Stämme
Es ist noch immer nicht möglich auf Grund der genetischen Ausstattung des
Bakteriums vorherzusagen, welche Patienten Folgekrankheiten wie Ulcus
und Karzinom entwickeln und welche asymptomatisch bleiben (genetische
Veranlagung des Wirtes!!!)
Diagnostik
Invasive Methoden (Magenbiopsie):
Kultur (Bakteriologie)
Histologie
CLO-Test (Urease-Schnelltest)
PCR: H.pylori-DNA-Nachweis
und Resistenzbestimmung für Clarithromycin
und Chinolone aus Magenbiopsie
Nicht-invasive Methoden:
13C-Urea Atemtest:
Serologie (Ak-Nachweis im Serum): bleiben bis zu einem Jahr positiv
nach einer durchgemachten Infektion , geeignet für epidemilogisches
Screening
H.pylori Ag-Nachweis im Stuhl: weist auch nicht stoffwechselaktive
Erreger nach
PCR: H.pylori-DNA-Nachweis und Resistenzbestimmung für
Clarithromycin aus Stuhl
Diagnostik
13-C Atemtest
•Beim C13-Atemtest trinkt der Patient eine Testlösung mit
C13 markiertem Harnstoff. Im Falle einer Infektion spaltet die
von Helicobacter produzierte Urease den aufgenommenen
Harnstoff und setzt so C13 frei, das man nun in der
Ausatemluft als 13CO2 messen kann. Ist kein Keim
vorhanden wird Harnstoff im Harn ausgeschieden.
•Spezifität und Sensitivität 95%
•weist ausschließlich die stoffwechselaktive Erreger nach, es
wird deshalb empfohlen den Test 4-6 Wo. nach einer
Eradikationstherapie durchzuführen und PPI mind. 2 Wo.
vorher abzusetzten
Diagnostik
Farbumschlag von gelb auf rosarot
•Urease Test- beruht auf der Ureaseproduktion
von Helicobacter pylori. Wenn eine mit H.p. infizierte
Magenbiopsie in einem Medium welches Harnstoff
enthält überprüft wird ,wird der Harnstoff durch die
Urease zu Ammonium katalisiert; es kommt zu einer
pH-Wert-Verschiebung in den alkalischen Bereich
und das ganze manifestiert sich mit einem
Farbumschlag. Der Farbumschlag erfolgt innerhalb
von 30 Minuten.
•Spezifität 93-100%; Sensitivität 89-98%
•Falsch negative Ergebnisse unter Therapie mit PPi,
bei Magenblutungen und in den ersten 4-6 Wochen
nach einer Eradikationstherapie
H.pylori Ag-Nachweis im Stuhl
ELISA-Test (monoklonale Ak)
•Für den Test wird eine erbsengroße, frische Stuhlprobe
benötigt. In der Stuhlprobe werden bestimmte Antigene
des Bakteriums nachgewiesen,
•Sensitivität 96%, Spezifität 97%
•Einnahme von PPI und GI-Blutungen können zu den
falsch negativen Ergebnissen führen
•Für die Untersuchungen von Kinder gut geeignet
Diagnostik
Kultur und Antibiogramm
Transportmedium:
Portagerm pylori (Transportzeit
<24 h)
Kultur
Pylori Agar Fa. Bio-Merieux
Inkubation: mikroaerophil 36+/-1°C,
72h bis10 Tage
Antibiogramm (Amoxicillin,
Clarithromycin, Metronidazol,
Tetracyclin,Rifampicin,
Levofloxacin)
mittels E-test
Müller-Hinton mit 5% Pferdeblut
Agar
Inkubation: mikroaerophil 36+/-1°C
72h bis 10 Tage
1-4 Wochen vor einer geplanten
mikrobiologischen Untersuchung
sollten PPI bzw. Antibiotika
abgesetzt werden
PCR
Das NRZ Empfehlung: eine kulturelle Anzucht mit
Resistenzbestimmung durchführen. Gelingt diese nicht, so besteht
alternativ die Möglichkeit, den Erreger und eine Clarithromycin und
Chinolone -Resistenz mittels molekularbiologischer Methoden (PCR)
nachzuweisen.
Zur Optimierung der Therapie sollte die regionale Resistenzsituation
bekannt sein
Resistenzentwicklung 2007-2010
(IKM – alle Patienten wurden mind. 1x erfolglos vortherapiert)
Resistenzrate 2007-2010
Auswertung der Ergebnisse:
90
80
Keine Resistenz von
Amoxicillin und Tetracyclin
70
Metronidazolresistenz konstant
(60-75%)
Leichter Rückgang der
Clarithromycinresistenz (>50%)
Zunahme einer gleichzeitigen
Resistenz beider Antibiotika
R e s is te n t (% )
60
50
40
30
20
10
0
2007
2008
Amoxicillin
2009
Tetracyclin
Metronidazol
Clarithromycin
2010
Resistenzentwicklung 2007-2010 (IKM)
Resistenzrate 2008-2010
40
Auswertung der Ergebnisse:
35
30
Rifampicin: leichter Rückgang
der Resistenz (15-20%)
25
R es is ten t (% )
20
15
Levofloxacin: deutlicher
Rückgang der Resistenz (von
38 auf 25%)
10
5
0
2008
2009
Rifampicin
Levofloxacin
2010
Daten des NRZ und IKM über die Resistenzsituation
von H.pylori (Stand Dezember 2010)
Antibiotikum
Nicht
vorbehandelt
1 x vorbehandelt
Mehrmals
vorbehandelt
IKM
1x-mehrmals
vorbehandelt
Metronidazol
30%
50%
82%
68%
Clarithromycin
7%
59%
74%
60%
Chinolone
14%
20%
22%
25%
Hinweis für Helicobacter pylori-Diagnostik (im IKM)
Untersuchungsspektrum:
•Kultur und Antibiogramm: Kultur und Resistenzbestimmung für Antibiotika
Amoxicillin, Clarithromycin, Metronidazol, Tetracyclin, Rifampicin und
Chinolone) aus Magenbiopsie (grüner Begleitschein)
•PCR: H.pylori-DNA Nachweis und Resistenzbestimmun für Antibiotika
Clarithromycin und Chinolone aus Magenbiopsie (gelber
Begleitschein)
•H.pylori-Antigen Nachweis aus Stuhl (roter Begleitschein)
•H.pylori-Antikörper Nachweis aus Serum (roter Begleitschein)
Hinweis für Entnahme und Transport des Untersuchungsmaterials:
•Magenbiopsie in geeignetem Transportmedium (Portagerm pylori Fa. BioMerieux; Art.Nr. 42041) mit einem vollkommen ausgefüllten
Begleitschein (WICHTIG!!! Patient vortherapiert? und wenn ja womit und
Datum der letzten Therapie) umgehend ins Labor transportieren (max. 24
Stunden)
•Stuhl im Stuhlgefäß innerhalb von 24 Stunden ins Labor transportieren
•Serum im Serum-Röhrchen
Erfolglose Eradikationen belasten Patienten und
finanzielle Ressourcen und sind häufig mit weiteren
Resistenzentwicklungen und gelegentlich mit klinischen
Komplikationen assoziiert. Deshalb ist eine der
Schwerpunktaufgaben eines mikrobiologischen Labors
die kontinuierliche Resistenzdatenerhebung und daraus
abgeleitete gezielte Therapieempfehlung.
Danke für Ihre Aufmerksamkeit