Meningokokken

N. meningitidis, der Erreger der eitrigen Meningitis cerebrospinalis, wurde erstmals 1884 von E. Marchiafava und E. Celli entdeckt und 1887 von A. Weichselbaum isoliert.

Meningokokken sind gramnegative kugelförmige Zellen mit einem Durchmesser von 0,6–0,8 µm. In Ausstrichen von Patientenmaterial haben sie die Form von Kaffeebohnen und sind oft paarweise oder in Tetraden oder zufällig verteilt, oft in Leukozyten - unvollständige Phagozytose. In Kulturausstrichen haben Meningokokken eine regelmäßige runde Form, sind jedoch unterschiedlich groß und zufällig oder in Tetraden verteilt. Neben gramnegativen können auch grampositive Kokken vorkommen. Sie bilden keine Sporen und haben keine Flagellen. Alle Meningokokken, mit Ausnahme der Gruppe B, bilden eine Kapsel. Der G + C-Gehalt in der DNA beträgt 50,5–51,3 Mol-%. Meningokokken sind strikte Aerobier und wachsen nicht auf gewöhnlichen Medien. Für ihr Wachstum ist die Zugabe von Serum erforderlich, der optimale pH-Wert für das Wachstum beträgt 7,2–7,4, die Temperatur beträgt 37 °C, bei einer Temperatur unter 22 °C wachsen sie nicht. Kolonien auf dichtem Medium sind zart, durchsichtig und 2–3 mm groß. Auf der Serumbrühe bilden sie eine Trübung und ein kleines Sediment am Boden. Nach 2–3 Tagen bildet sich ein Film auf der Oberfläche. Bei der Aussaat von Patienten werden Meningokokken meist in der S-Form isoliert, bei der Kultivierung auf Nährmedien verwandeln sie sich jedoch oft in R-Formen und verlieren eine Reihe biologischer Eigenschaften, darunter einige Antigene, die berücksichtigt werden müssen.

Die biochemische Aktivität von Meningokokken ist gering. Sie fermentieren Glucose und Maltose zu Säure ohne Gasbildung, verflüssigen keine Gelatine und sind Oxidase-positiv.

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Antigene Struktur von Meningokokken

Meningokokken verfügen über vier Antigensysteme.

Kapselpolysaccharid-Antigene; Meningokokken werden je nach Spezifität in folgende Gruppen eingeteilt: A, B, C, Y, X, Z, D, N, 29E, W135, H, I, K, L. Die chemische Zusammensetzung spezifischer Polysaccharide wurde für die meisten bekannten Serogruppen bestimmt, beispielsweise für Serogruppe A – N-Acetyl-3-O-Acetylmannose-Aminophosphat.

• Proteinantigene der äußeren Membran. Sie werden in fünf Klassen unterteilt. Proteine der Klassen 2 und 3 definieren 20 Serotypen, Proteine der Klasse 1 definieren Subtypen.
• Ein Proteinantigen, das der gesamten Spezies N. meningitidis gemeinsam ist.
• Lipopolysaccharid-Antigene – 8 Serotypen.

Demnach lautet die Antigenformel von Meningokokken wie folgt: Serogruppe: Proteinserotyp: Proteinsubtyp: LPS-Serotyp. Beispiel: B:15:P1:16 – Serogruppe B, Serotyp 15, Subtyp 16. Die Untersuchung der Antigenstruktur ist nicht nur für die Differenzierung von Meningokokken wichtig, sondern auch für die Identifizierung der Antigene mit der größten Immunogenität.

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Resistenz von Meningokokken

Meningokokken sind extrem instabil gegenüber Umwelteinflüssen. Sie sterben schnell unter direkter Sonneneinstrahlung ab, sterben innerhalb weniger Stunden durch Austrocknung ab und sterben bei Erwärmung auf 80 °C innerhalb von 2 Minuten ab. Herkömmliche chemische Desinfektionsmittel töten sie innerhalb weniger Minuten ab. Im Gegensatz zu vielen anderen Bakterien sterben sie bei niedrigen Temperaturen schnell ab, was bei der Entbindung von Patienten im Winter berücksichtigt werden sollte.

Pathogenitätsfaktoren von Meningokokken

Meningokokken besitzen Pathogenitätsfaktoren, die ihre Fähigkeit zur Adhäsion und Kolonisierung von Zellen, zur Invasion und zum Schutz vor Phagozytose bestimmen. Darüber hinaus sind sie toxisch und allergen. Die Adhäsions- und Kolonisierungsfaktoren sind Pili und Proteine der äußeren Membran. Die Invasivitätsfaktoren sind Hyaluronidase und andere Enzyme, die die Substrate des Wirtsgewebes depolymerisieren. Der Hauptfaktor der Meningokokken-Pathogenität sind kapsuläre Polysaccharid-Antigene, die sie vor Phagozytose schützen. Bei akapsulären Meningokokken der Serogruppe B bietet das Polysaccharid-Antigen B ebenfalls Schutz vor Phagozytose. Die Unterdrückung der Phagozytenaktivität fördert die ungehinderte Ausbreitung von Meningokokken im Körper und die Generalisierung des Infektionsprozesses.

Die Toxizität von Meningokokken beruht auf dem Vorhandensein von Lipopolysacchariden, die neben der Toxizität auch pyrogene, nekrotische und tödliche Wirkungen haben. Das Vorhandensein von Enzymen wie Neuraminidase, einigen Proteasen, Plasmakoagulase, Fibrinolysin sowie die Manifestation hämolytischer und Antilysozymaktivität können ebenfalls als Pathogenitätsfaktoren angesehen werden, obwohl sie in verschiedenen Serogruppen in unterschiedlichem Ausmaß nachgewiesen und manifestiert werden.

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Postinfektiöse Immunität

Nach der Erkrankung, auch in leichter Form, bildet sich eine starke, langfristige antimikrobielle Immunität gegen alle Serogruppen von Meningokokken. Sie wird durch bakterizide Antikörper und Immungedächtniszellen verursacht.

Epidemiologie der Meningokokkeninfektion

Die Infektionsquelle ist ausschließlich der Mensch. Ein Merkmal der Epidemiologie von Meningokokkeninfektionen ist die relativ weite Verbreitung der sogenannten „gesunden“ Trägerschaft, d. h. der Übertragung von Meningokokken durch praktisch gesunde Menschen. Diese Trägerschaft ist der Hauptfaktor, der die Verbreitung von Meningokokken in der Bevölkerung unterstützt und somit eine ständige Gefahr von Krankheitsausbrüchen schafft. Das Verhältnis von Patienten mit Meningokokkeninfektion und „gesunden“ Trägern kann zwischen 1:1000 und 1:20.000 variieren. Der Grund für die „gesunde“ Übertragung von Meningokokken bedarf der Klärung.

Alle größeren Ausbrüche von Meningokokken-Infektionen wurden mit Meningokokken der Serogruppen A und, seltener, C in Verbindung gebracht. Nach der Entwicklung wirksamer Impfstoffe gegen diese Serogruppen spielten Meningokokken der Serogruppe B eine wichtige Rolle in der Epidemiologie der Meningitis. Meningokokken anderer Serogruppen verursachen sporadische Erkrankungen.

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Symptome einer Meningokokken-Infektion

Die Infektion erfolgt durch Tröpfchen in der Luft. Eintrittspunkt für die Infektion ist der Nasopharynx, von wo aus Meningokokken in die Lymphgefäße und das Blut eindringen. Meningokokken können folgende klinische Formen der Erkrankung verursachen: Nasopharyngitis (die mildeste Form der Erkrankung); Meningokokkämie (Meningokokken-Sepsis); Durch die Überwindung der Blut-Hirn-Schranke können Meningokokken in die Zerebrospinalflüssigkeit eindringen und die schwerste Form der Erkrankung verursachen – die epidemische zerebrospinale Meningitis – eine eitrige Entzündung der Hirnhäute von Rückenmark und Gehirn. Bei solchen Patienten ist die Zerebrospinalflüssigkeit trüb, enthält viele Leukozyten und fließt während der Punktion aufgrund des hohen Drucks in einem Strahl heraus. In einigen Fällen entwickelt sich eine Meningokokken-Endokarditis. Bei einer Meningokokkämie sind die Nebennieren und das Blutgerinnungssystem betroffen. Die Vielfalt der klinischen Manifestationen der Krankheit wird offenbar einerseits durch den Zustand der spezifischen Immunität und andererseits durch den Virulenzgrad der Meningokokken bestimmt. Die Mortalität bei schweren Formen der Meningitis vor dem Einsatz von Sulfonamid-Medikamenten und Antibiotika lag bei 60–70 %. Sie ist bis heute recht hoch, was zu einem großen Teil auf die Entstehung von Resistenzen bei Meningokokken gegen Sulfonamid-Medikamente und Antibiotika zurückzuführen ist.

Labordiagnostik einer Meningokokkeninfektion

Dabei kommen folgende Methoden zum Einsatz.

Bakteriologisch – Eine Reinkultur des Erregers wird isoliert und seine Empfindlichkeit gegenüber Sulfanilamid-Medikamenten und Antibiotika getestet. Das Untersuchungsmaterial ist Liquor cerebrospinalis, Blut, Exsudat, Schleim aus Rachen und Nasopharynx.

Da es nicht immer möglich ist, den Erreger bei einem Erkrankten zu isolieren, kommt serologischen Reaktionen eine große Bedeutung zu, mit deren Hilfe bei Patienten entweder spezifische Meningokokken-Antigene oder Antikörper dagegen nachgewiesen werden.

Zum Nachweis von Antigenen können folgende serologische Reaktionen eingesetzt werden: Koagglutination, Latexagglutination, Gegenimmunelektrophorese-Reaktion, Enzymimmunoassay und Erythroimmunassorptions-Mikromethode.

Zum Nachweis von Antikörpern im Blut von Patienten und Genesenen werden RPGA und IFM eingesetzt, bei denen gruppenspezifische Polysaccharide als Antigene verwendet werden.

Behandlung einer Meningokokkeninfektion

Die Behandlung einer Meningokokkeninfektion umfasst die Verwendung von Sulfonamid-Medikamenten und Antibiotika (Penicillin, Rifampicin usw.).

Spezifische Prophylaxe einer Meningokokken-Infektion

Impfstoffe aus hochgereinigten Polysacchariden der Serogruppen A, C, Y und W135 wurden zur Erzeugung künstlicher Immunität gegen Meningitis vorgeschlagen. Allerdings bilden sie jeweils nur eine gruppenspezifische Immunität. Das Polysaccharid der Serogruppe B erwies sich als nicht immunogen. Da sich nach der Erkrankung Immunität gegen alle Meningokokken-Serogruppen entwickelt, wurde die Suche nach Antigenen (einschließlich der Serogruppe B), die eine zuverlässige Immunität gegen alle Serogruppen, einschließlich der Serogruppe B, erzeugen, wieder aufgenommen.