Campylobacter

Die Familie Campylobacteriaceae umfasst aerobe oder mikroaerophile, bewegliche, vibrioide, nicht sporenbildende, gramnegative Bakterien der drei Gattungen Campylobacter, Helicobacter und Arcobacter. Die Zusammensetzung der Gattungen wird ständig anhand neuer Daten verfeinert.

Campylobacteriose ist eine Infektionskrankheit, die durch einen akuten Krankheitsbeginn, Fieber und Magen-Darm-Schäden gekennzeichnet ist. Studien der letzten Jahre haben gezeigt, dass Campylobacter in zahlreichen Ländern für 3 bis 15 % aller akuten Darmerkrankungen verantwortlich ist.

In der Infektionspathologie von Mensch und Tier spielen die Arten C. jejuni, C. coli und C. lari die wichtigste Rolle, da sie akute Darminfektionen mit ähnlichem klinischen Verlauf verursachen. Aufgrund ihrer Fähigkeit, bei relativ hohen Inkubationstemperaturen (42 °C) zu wachsen, werden sie zu der Gruppe der thermophilen Campylobacter zusammengefasst. Neben anderen mesophilen Campylobacter-Arten, die mittlere Inkubationstemperaturen (37 °C) bevorzugen, spielt C. fetus eine bekannte Rolle in der Humanpathologie und ist häufig Auslöser von Arthritis, Meningitis und Vaskulitis. Die Arten C. concisus und C. sputorum gelten als Kommensalen der Mundhöhle und spielen möglicherweise eine Rolle in der Pathogenese von Parodontitis. Die Arten C. fennelliae, C. cinaedi und C. hyointestinalis kommen im Dickdarm bei Immundefekten unterschiedlicher Genese vor.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ]

Morphologie von Campylobacter

Campylobacter sind gramnegative, dünne, spiralförmig gebogene Stäbchen mit den Abmessungen 0,2–0,3 x 0,5–5,0, manchmal bis zu 8,0 µm. Sie können eine volle (oder etwas mehr) Spiralwindung bilden, C- oder S-förmig sein oder Möwenflügeln ähneln, wenn zwei Zellen in einer kurzen Kette verbunden sind. In alten Kulturen können die Zellen eine kokkenartige oder hyperspirale Gestalt aufweisen. Sie bilden keine Sporen und Kapseln und besitzen 1 oder 2 (manchmal bis zu 5) polare Flagellen, die ihnen eine hohe Motilität mit einer schnellen korkenzieherartigen oder helikalen Translationsbewegung verleihen. Flagellen können 2-3 mal länger als die Zelle sein. Die Motilität lässt sich mit Dunkelfeld- oder Phasenkontrastmikroskopie besser erkennen. Der G + C-Gehalt in der DNA beträgt 30–38 Mol-%.

Biochemische Eigenschaften von Campylobacter

Campylobacter sind Chemoorganotrophe. Als Thermophile wachsen sie bei Temperaturen von 37–44 °C, jedoch nicht bei 25 °C. Die meisten Campylobacter sind mikroaerophil und kapnophil. Die optimale Atmosphäre für die Kultivierung pathogener Arten hat die Zusammensetzung: O2 – 5 %, CO2 – 10 %, N2 – 85 %. Einige Campylobacter-Stämme verhalten sich während des Wachstums obligat anaerob. Sie gewinnen Energie aus Aminosäuren und Tricarbonsäuren, nicht jedoch aus Kohlenhydraten, die sie weder oxidieren noch fermentieren können.

Für die Kultivierung von Campylobacter werden häufig spezielle Nährmedien verwendet, die auf den Medien zur Isolierung von Brucellen basieren. Diesen Medien müssen jedoch Substanzen zugesetzt werden, die die Aerotoleranz von Campylobacter erhöhen und das Redoxpotential des Mediums verringern (Blut, Natriumthioglykolat, Natriummetabisulfit, Natriumpyruvat, Fe2+-Sulfat). Üblicherweise werden Fleisch-, Leber- und Blutmedien verwendet, denen oft Antibiotika (Novobiocin, Cyclohexamid, Bacitracin, Trimethoprim) zugesetzt werden, um die begleitende Mikroflora zu unterdrücken. Auf Nährmedien wird ein Campylobacter-Wachstum üblicherweise nach 2–4 Tagen beobachtet. Auf flüssigen Nährmedien ist eine diffuse Trübung mit ausgeprägtem, schwer aufzulösendem Sediment zu beobachten. Auf halbflüssigen Medien wachsen sie in Form eines diffusen, trüben Rings von 1–4 mm Dicke unter der Oberfläche des Mediums. Wenn Campylobacter unter Bedingungen strenger Anaerobiose wächst, wird eine Trübung des gesamten Mediums beobachtet.

Auf festen Medien mit Blut bilden Campylobacter zwei Arten von Kolonien:

• rund, unregelmäßig geformt, mit glatten Kanten, 2–8 mm Durchmesser, farblos oder hellgrau, durchsichtig, homogen (ähnlich Wassertropfen); bei längerer Kultivierung können sie einen silbrig-matten Farbton annehmen;
• Kolonien von regelmäßiger runder Form mit glatten Rändern und einem Durchmesser von 1–2 mm, mit glänzender, konvexer Oberfläche, transparent, homogen; in alten Kolonien ist das Zentrum dichter als die Peripherie, und es kann sich ein gelbliches Pigment bilden. Die Konsistenz der Kolonien ist nicht viskos, es gibt keine Hämolysezone.

Campylobacter sind oxidasepositiv, hydrolysieren weder Gelatine noch Harnstoff und reagieren negativ mit Methylrot und Voges-Proskauer. Sie produzieren Cytochromoxidase und wachsen nicht auf Russell-Medium. Sie werden entsprechend ihrer Fähigkeit zur Katalasebildung in zwei Gruppen eingeteilt: Katalase-positiv (C. fetus, C. jejuni) und Katalase-negativ (C. sputorum und C. concisus). Einige ihrer Arten können Schwefelwasserstoff bilden, wachsen in Gegenwart von 1 und 3,5 % NaCl, Brillantgrün, Nalidixinsäure und Cephalothin, hydrolysieren Natriumhippurat und bilden ein gelbes Pigment. Die Differenzierung zwischen den Arten basiert auf diesen Eigenschaften.

[ 6 ], [ 7 ], [ 8 ], [ 9 ], [ 10 ], [ 11 ], [ 12 ], [ 13 ]

Antigene Struktur von Campylobacter

Campylobacter besitzen O-, H- und K-Antigene. C. jejuni und C. coli, die am häufigsten Erkrankungen beim Menschen verursachen, sind serologisch heterogen. In der ausländischen Literatur werden 55 Serogruppen beschrieben, die sich im thermostabilen O-Antigen unterscheiden. Es wurde festgestellt, dass vom Menschen isolierte Stämme nur mit menschlichem Serum eine Agglutinationsreaktion hervorrufen und nicht durch Serum immunisierter Tiere agglutiniert werden. Es ist anzunehmen, dass sich menschenspezifische Stämme bilden.

[ 14 ], [ 15 ], [ 16 ], [ 17 ], [ 18 ]

Campylobacter-Pathogenitätsfaktoren

Campylobacter verfügt über einen ganzen Komplex von Virulenzfaktoren, darunter Lipopolysaccharide, Enterotoxin (verursacht Durchfall), Zytotoxin, das die Dickdarmschleimhaut beim Menschen schädigt usw.

Bei Raumtemperatur und insbesondere bei niedrigen Temperaturen ist die Resistenz von Campylobacter gegenüber Umwelteinflüssen sehr hoch: In Lebensmitteln, Leitungs- und Abwasser, Milch, Urin und Exkrementen können sie 1–5 Wochen überleben. Campylobacter reagiert sehr empfindlich auf Temperaturen über 50 °C, direkte Sonneneinstrahlung, UV-Strahlung und Luft, Austrocknung sowie niedrige und hohe pH-Werte der Umgebung und reagiert empfindlich auf die Einwirkung von Desinfektionsmitteln in Arbeitskonzentrationen.

Immunität

Campylobacter ist hoch immunogen. Antikörper treten bereits früh im Krankheitsverlauf und in relativ hohen Titern im Blut auf. Der Titer D° 1:5000 wird bereits am fünften Krankheitstag erreicht; nach Erreichen des Maximums sinken die Antikörpertiter (IgG) über einen langen Zeitraum langsam ab und können nach einem Monat noch recht hoch sein.

Epidemiologie der Campylobacteriose

Campylobacter (insbesondere thermophile) kommen in allen Arten von Wild- und Haustieren sowie Vögeln vor, von denen viele ihre natürlichen Reservoirs sind (Rinder und Kleinvieh, Hühner, Stare, Spatzen, Papageien usw.). Nutztiere sollten als Hauptreservoir für Campylobacter angesehen werden, weitere sind kranke Menschen und Haustiere, wilde Stadtvögel und Nagetiere. Der Hauptübertragungsweg der Infektion sind Lebensmittel (Rohmilch, geschlachtetes Geflügel, Rind- und Schweinefleisch), weitere sind Wasser (mit Tierkot kontaminiertes Fluss- und Meerwasser) und der Haushalt (grobe Verstöße gegen Hygienevorschriften bei der Pflege von kranken Menschen und Tieren sowie bei der Zubereitung von Fleischprodukten). Die Campylobacteriose ist durch eine ausgeprägte Sommersaisonalität mit nahezu vollständiger Abwesenheit von Morbidität in den Wintermonaten gekennzeichnet. Am häufigsten wird die Krankheit als sporadische Fälle („Reisedurchfall“) registriert, gelegentlich auch in Form mehr oder weniger großer Ausbrüche. Nach einer Erkrankung werden bei Menschen, die nicht mit Antibiotika behandelt werden, Bakterien über einen längeren Zeitraum, 2–5 Wochen, manchmal bis zu 10 Wochen, mit dem Stuhl ausgeschieden.

[ 19 ], [ 20 ], [ 21 ], [ 22 ], [ 23 ]

Symptome einer Campylobacteriose

Beim Menschen tritt Campylobacteriose hauptsächlich in Form von Enteritis und Enterokolitis auf, obwohl auch Erkrankungen anderer Lokalisationen beschrieben wurden: Septikämie, Endokarditis, Perikarditis, Meningitis; Läsionen extraintestinaler Lokalisation werden häufiger bei älteren Menschen oder bei Patienten mit verminderter Widerstandskraft des Körpers beobachtet.

Die Inkubationszeit beträgt 1–10 Tage, häufiger 1–5 Tage. Der Krankheitsbeginn ist oft akut, seltener subakut. Gewöhnlich treten mäßige Intoxikation und Durchfall (bis zu 10–20 Mal täglich) sowie Schmerzen im Unterbauch auf. In der Hälfte der Fälle findet sich Blut im Stuhl, seltener Dehydration. Die Krankheit tritt häufiger und schwerer bei Kindern im Alter von 1 bis 3 Jahren auf. Pathogenese und Schweregrad hängen direkt von den in einem bestimmten Campylobacter-Stamm vorhandenen Faktoren sowie von der Anzahl der in den Körper eingedrungenen Bakterien ab.

Labordiagnostik der Campylobacteriose

Zur Diagnose einer Campylobacteriose werden mikroskopische, bakteriologische und serologische Methoden eingesetzt. Die mikroskopische Methode dient als Orientierungsmethode. Ein dünner, auf einer Flamme fixierter Kotausstrich wird 10–20 s lang mit einer 1%igen wässrigen Lösung von basischem Fuchsin gefärbt und anschließend mit Wasser abgewaschen. Da die meisten anderen Bakterien 2–5 Minuten zum Färben benötigen, gelingt es nur Campylobacter in der Regel, einen Ausstrich in 10–20 s zu färben. In nativem Material haben sie eine charakteristische Form (S-förmige kurze Ketten in Form von Möwenflügeln, seltener C-förmig mit ausgezogenen Enden).

Die wichtigste diagnostische Methode ist die bakteriologische. Als Aussaatmaterial dienen Stuhl oder Rektalinhalt, manchmal Blut, sowie Wasser, Milch, andere Lebensmittel, Spülungen von Gegenständen usw. Die Aussaat erfolgt auf speziellen Nährmedien, wobei mikroaerophile Bedingungen geschaffen und bei Temperaturen zwischen 37 und 42 °C inkubiert werden. Nach Erhalt typischer Kolonien wird die Kultur anhand einer Reihe von Merkmalen identifiziert.

Die serologische Forschungsmethode spielt in groß angelegten epidemiologischen Studien eine sehr wichtige Rolle, ist jedoch in der Diagnostik der Campylobacteriose gering. Die Agglutinationsreaktion wird mit Autostämmen durchgeführt, was mit einer lebenden Museumskultur möglich ist, mit einer formalinisierten Kultur sind die Ergebnisse jedoch eindeutiger. Die empfindlichsten Methoden sind RIF und IFM. RSC, Latexagglutination, Immunelektrophorese und RPGA können ebenfalls verwendet werden.

Behandlung von Campylobacteriose

Zur Behandlung der Campylobacteriose werden Antibiotika eingesetzt; Gentamicin und Erythromycin sind am wirksamsten, Kanamycin, Chloramphenicol und halbsynthetische Penicilline sind weniger wirksam.

Wie kann man Campylobacteriose vorbeugen?

Eine spezifische Prävention wurde nicht entwickelt; zu den weiteren Präventionsmaßnahmen zählen die strikte Einhaltung von Standards bei der Verarbeitung, dem Transport und der Lagerung von Lebensmitteln, die Einhaltung persönlicher Hygienevorschriften sowie der Schutz von Gewässern vor Verschmutzung durch Abwasser (insbesondere in Viehzuchtbetrieben).