Salmonellen - Erreger von Typhus und Paratyphus

Typhus ist eine schwere, akute Infektionskrankheit, die durch eine ausgeprägte allgemeine Intoxikation, Bakteriämie und spezifische Schädigungen des Lymphsystems des Dünndarms gekennzeichnet ist. Die Intoxikation äußert sich in starken Kopfschmerzen, Bewusstseinstrübung und Delirium (Typhus vom griechischen typhos – Nebel). Typhus als eigenständige nosologische Einheit wurde erstmals 1804 vom russischen Arzt AG Pyatnitsky identifiziert. Dies gelang jedoch erst 1822 R. Bretonneau, der die Krankheit von der Darmtuberkulose abgrenzte und die ansteckende Natur von Typhus aufzeigte.

Der Erreger des Typhus, Salmonella typhi, wurde 1880 von K. Ebert entdeckt und 1884 von K. Gaffky in Reinkultur isoliert. Bald wurden die Erreger des Paratyphus A und B – S. paratyphi A und S. paratyphi B – isoliert und untersucht. Die Gattung Salmonella umfasst eine große Gruppe von Bakterien, aber nur drei von ihnen – S. typhi, S. paratyphi A und S. paratyphi B – verursachen beim Menschen eine Erkrankung mit dem klinischen Bild von Typhus. Morphologisch sind sie nicht zu unterscheiden – kurze gramnegative Stäbchen mit abgerundeten Enden, 1–3,5 µm lang, 0,5–0,8 µm im Durchmesser; sie bilden keine Sporen oder Kapseln und sind aktiv beweglich (peritrich). Der G + C-Gehalt in der DNA beträgt 50–52 Mol-%.

Die Erreger von Typhus und Paratyphus sind fakultative Anaerobier. Ihr Temperaturoptimum für das Wachstum beträgt 37 °C (sie können aber auch im Bereich von 10 bis 41 °C wachsen) und der pH-Wert 6,8–7,2. Sie stellen keine Ansprüche an das Nährmedium. Das Wachstum auf Brühe geht mit Trübung einher. Auf MPA bilden sich zarte, runde, glatte, durchscheinende Kolonien mit einem Durchmesser von 2–4 mm. Allerdings sind S. typhi-Kolonien mit Vi-Antigen trüb. S. paratyphi B-Kolonien sind gröber, nach einigen Tagen bilden sich an ihrem Rand eigenartige Grate. Auf Endo-Medium sind Kolonien aller drei Salmonellen farblos, auf Wismutsulfit-Agar sind sie schwarz. Bei Dissoziation auf dichtem Medium wachsen Kolonien der R-Form. Das selektive Milieu für die Erreger von Typhus und Paratyphus ist Galle oder Gallenbrühe.

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Biochemische Eigenschaften der Erreger von Typhus und Paratyphus

Typhus- und Paratyphus-Erreger reagieren positiv auf MR, bilden kein Indol, verflüssigen keine Gelatine, reduzieren Nitrate zu Nitriten und bilden kein Acetoin. S. typhi wächst nicht auf Citrat-Hungeragar. Die wichtigsten biochemischen Unterschiede zwischen den Erregern von Typhus und Paratyphus bestehen darin, dass S. typhi Glucose und einige andere Kohlenhydrate ausschließlich unter Bildung von Säure fermentiert, während S. paratyphi A und S. paratyphi B sowohl Säure als auch Gas bilden.

S. typhi wird entsprechend seiner Fähigkeit, Xylose und Arabinose zu fermentieren, in vier biochemische Typen unterteilt: I, II, III, IV.

Xylose + - + -

Arabinose - - + +

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Antigene Struktur der Erreger von Typhus und Paratyphus

Salmonellen besitzen O- und H-Antigene. Sie werden anhand ihrer O-Antigene in zahlreiche Serogruppen und anhand ihrer H-Antigene in Serotypen unterteilt (weitere Informationen zur serologischen Klassifizierung von Salmonellen finden Sie im nächsten Abschnitt). S. typhi, S. paratyphi A und S. paratyphi B unterscheiden sich sowohl in ihren O-Antigenen (gehören zu unterschiedlichen Serogruppen) als auch in ihren H-Antigenen.

Im Jahr 1934 stellten A. Felix und R. Pitt fest, dass S. typhi neben O- und H-Antigenen ein weiteres Oberflächenantigen besitzt, das sie Virulenzantigen (Vi-Antigen) nannten. Das Vi-Antigen unterscheidet sich von den O- und H-Antigenen in seiner chemischen Natur; es besteht aus drei verschiedenen Fraktionen, seine Basis ist jedoch ein komplexes Polymer aus N-Acetylgalactosaminouronsäure mit einem Molekulargewicht von 10 MD. Das Vi-Antigen kommt normalerweise in frisch isolierten Kulturen vor, geht jedoch unter dem Einfluss verschiedener Faktoren leicht verloren (insbesondere beim Züchten bei Temperaturen über 40 °C und unter 20 °C, auf Medien mit Karbolsäure usw.) und wird bei langfristiger Lagerung der Kulturen bei einer Temperatur von 100 °C für 10 Minuten zerstört. Da es oberflächlicher liegt als das O-Antigen, verhindert seine Anwesenheit die Agglutination der S. typhi-Kultur mit O-spezifischem Serum, sodass eine solche Kultur in einer Agglutinationsreaktion mit Vi-Serum getestet werden muss. Im Gegenteil, der Verlust des Vi-Antigens führt zur Freisetzung von O-Antigen und Wiederherstellung der O-Agglutination, jedoch geht die Vi-Agglutination verloren. Der quantitative Gehalt an Vi-Antigen in S. typhi kann stark variieren, daher schlug F. Kauffmann vor, S. typhi nach dem Gehalt an Vi-Antigen in drei Gruppen einzuteilen:

• reine V-Formen (deutsch viel);
• reine w-Formen (deutsch wenig);
• Zwischenformen des VW-Systems.

Es wurden drei ungewöhnliche Mutanten von S. typhi entdeckt: Vi-I, eine R-Form, bei der den Zellen H- und O-Antigene fehlen, das Vi-Antigen aber dauerhaft erhalten bleibt; O-901, dem H- und Vi-Antigene fehlen; H-901, das O- und H-Antigene enthält, aber das Vi-Antigen nicht hat. Alle drei Antigene, O, H und Vi, haben ausgeprägte immunogene Eigenschaften. Das Vorhandensein von Vi-Antigenen ermöglicht die Phagentypisierung von S. typhi-Kulturen. Es gibt zwei Arten von Phagen, die nur jene Kulturen lysieren, die das Vi-Antigen enthalten: Vi-I, ein universeller Phage, der die meisten Vi-haltigen S. typhi-Kulturen lysiert, und eine Reihe von Vi-II-Phagen, die selektiv S. typhi-Kulturen lysieren. Dies wurde erstmals 1938 von J. Craige und K. Ian gezeigt. Mithilfe von Vi-Phagen des Typs II unterteilten sie S. typhi in 11 Phagentypen. Bis 1987 wurden 106 verschiedene Vi-Phagentypen von S. typhi identifiziert. Ihre Empfindlichkeit gegenüber den entsprechenden Phagen ist ein stabiles Merkmal, daher ist die Phagentypisierung von großer epidemiologischer Bedeutung.

Es wurden auch Phagentypisierungsschemata für S. paratyphi A und S. paratyphi B entwickelt, nach denen sie in Dutzende von Phagentypen unterteilt werden. Bezeichnend ist, dass sich Salmonellen-Phagentypen möglicherweise nicht durch andere Merkmale voneinander unterscheiden.

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Resistenz von Typhus- und Paratyphus-Erregern

Die Erreger von Typhus und Paratyphus überleben in der äußeren Umwelt (Wasser, Erde, Staub) je nach Bedingungen mehrere Tage bis mehrere Monate. Sie können in fließendem Wasser bis zu 10 Tage überleben, in stehendem Wasser bis zu 4 Wochen, auf Obst und Gemüse 5–10 Tage, auf Geschirr bis zu 2 Wochen, in Butter und Käse bis zu 3 Monate, in Eis bis zu 3 Monate und länger. Erhitzen auf 60 °C tötet sie innerhalb von 30 Minuten, Kochen sofort. Herkömmliche chemische Desinfektionsmittel töten sie innerhalb weniger Minuten ab. Aktivchlor im Leitungswasser in einer Dosierung von 0,5–1,0 mg/l oder die Ozonierung des Wassers gewährleisten eine zuverlässige Desinfektion sowohl von Salmonellen als auch von anderen pathogenen Darmbakterien.

Pathogenitätsfaktoren der Typhus- und Paratyphus-Erreger

Das wichtigste biologische Merkmal der Erreger von Typhus und Paratyphus A und B ist ihre Fähigkeit, der Phagozytose zu widerstehen und sich in den Zellen des lymphatischen Systems zu vermehren. Sie bilden keine Exotoxine. Der Hauptfaktor ihrer Pathogenität ist neben dem Vi-Antigen das Endotoxin, das sich durch eine ungewöhnlich hohe Toxizität auszeichnet. Pathogenitätsfaktoren wie Fibrinolysin, Plasmakoagulase, Hyaluronidase, Lecithinase usw. werden in den Erregern von Typhus und Paratyphus sehr selten gefunden. DNAase wird am häufigsten gefunden (in 75-85 % der untersuchten Kulturen von S. typhi und S. paratyphi B). Es wurde festgestellt, dass S. typhi-Stämme mit einem Plasmid mit mm 6 MD eine höhere Virulenz aufweisen. Daher ist die Frage der Pathogenitätsfaktoren dieser Salmonellen noch immer wenig verstanden.

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Postinfektiöse Immunität

Dauerhafte, lang anhaltende, wiederholte Typhus- und Paratyphus-Erkrankungen sind selten. Die Immunität beruht auf der Bildung von Antikörpern gegen Vi-, O- und H-Antigene, Immungedächtniszellen und erhöhter Phagozytenaktivität. Die Immunität nach einer Impfung ist im Gegensatz zur Immunität nach einer Infektion nur von kurzer Dauer (ca. 12 Monate).

Epidemiologie von Typhus und Paratyphus

Die Quelle von Typhus und Paratyphus A ist ausschließlich der Mensch, der Patient oder der Träger. Die Quelle von Paratyphus B können neben dem Menschen auch Tiere, einschließlich Vögel, sein. Der Infektionsmechanismus ist fäkal-oral. Die Infektionsdosis von S. typhi beträgt 105 Zellen (verursacht bei 50 % der Probanden eine Erkrankung), die Infektionsdosen von Salmonellen mit Paratyphus A und B sind deutlich höher. Die Infektion erfolgt hauptsächlich durch direkten oder indirekten Kontakt sowie über Wasser oder Lebensmittel, insbesondere Milch. Die größten Epidemien wurden durch Infektionen mit Erregern des Leitungswassers (Wasserepidemien) verursacht.

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Symptome von Typhus und Paratyphus

Die Inkubationszeit für Typhus beträgt 15 Tage, kann aber zwischen 7 und 25 Tagen variieren. Sie hängt von der Infektionsdosis, der Virulenz des Erregers und dem Immunstatus des Patienten ab. Pathogenese und klinisches Bild von Typhus und Paratyphus A und B sind sehr ähnlich. Folgende Stadien lassen sich im Krankheitsverlauf eindeutig identifizieren:

• Invasionsstadium. Der Erreger dringt durch den Mund in den Dünndarm ein;
• Salmonellen dringen über die Lymphbahnen in die lymphatischen Formationen der Submukosa des Dünndarms (Peyer-Plaques und einzelne Follikel) ein und verursachen durch ihre Vermehrung dort Lymphangitis und Lymphadenitis (eine Art Typhus-Granulat).
• Bakteriämie - die Freisetzung des Erregers in großen Mengen ins Blut. Das Stadium der Bakteriämie beginnt am Ende der Inkubationszeit und kann (ohne wirksame Behandlung) während der gesamten Krankheit andauern;
• das Stadium der Intoxikation tritt als Folge des Abbaus von Bakterien unter dem Einfluss der bakteriziden Eigenschaften des Blutes und der Freisetzung von Endotoxinen auf;
• Stadium der parenchymatösen Diffusion. Salmonellen werden von Makrophagen des Knochenmarks, der Milz, der Lymphknoten, der Leber und anderer Organe aus dem Blut aufgenommen. Der Typhus-Erreger reichert sich in großen Mengen in den Gallengängen der Leber und der Gallenblase an, wo er günstige Bedingungen für seine Vermehrung vorfindet und die bakteriziden Eigenschaften des Blutes durch den Einfluss der Galle geschwächt werden.
• Ausscheidungsallergisches Stadium. Mit der Entwicklung der Immunität beginnt der Prozess der Freisetzung des Erregers. Dieser Prozess wird von allen Drüsen durchgeführt: Speichel-, Darm-, Schweiß-, Milch- (während des Stillens), Harnsystem und besonders aktiv - Leber und Gallenblase. Aus der Gallenblase freigesetzte Salmonellen gelangen wieder in den Dünndarm, von wo aus einige mit dem Kot ausgeschieden werden und einige erneut in die Lymphknoten eindringen. Das sekundäre Eindringen in bereits sensibilisierte Knoten verursacht in diesen eine hypererge Reaktion, die sich in Form von Nekrose und Ulzeration äußert. Dieses Stadium ist gefährlich aufgrund der Möglichkeit einer Perforation der Darmwand (Geschwüre), innerer Blutungen und der Entwicklung einer Peritonitis;
• Erholungsphase. Der Prozess der Ulkusheilung erfolgt ohne Bildung entstellender Narben in Bereichen, die von nekrotischen Ablagerungen befreit sind.

Im Krankheitsbild werden wiederum folgende Zeiträume unterschieden:

• I. Anfangsstadium – Stadium incrementi (1. Woche): allmählicher Temperaturanstieg auf 40–42 °C, zunehmende Intoxikation und andere Manifestationen der Krankheit.
• II – Stadium der maximalen Entwicklung aller Symptome – Höhepunkt des Stadiums (2–3 Wochen Krankheit): Die Temperatur bleibt hoch;
• III - Stadium des Krankheitsrückgangs - Stadium decrementi (4. Krankheitswoche): allmählicher Temperaturabfall und Abschwächung der Manifestation anderer Symptome;
• IV - Stadium der Genesung.

Am 8.-9. Krankheitstag, manchmal auch später, entwickeln viele Patienten einen roseolaartigen Ausschlag an Bauch, Brust und Rücken. Das Auftreten des Ausschlags (kleine rote Flecken) ist eine Folge lokaler produktiv-entzündlicher Prozesse allergischer Natur in den oberflächlichen Hautschichten in der Nähe der Lymphgefäße, die den Erreger der Krankheit in großen Mengen enthalten. Die klinische Genesung geht nicht immer mit der bakteriologischen Genesung einher. Etwa 5 % der Genesenen werden chronische Träger von Salmonellen, Typhus oder Paratyphus. Die Gründe für die langfristige (mehr als 3 Monate, manchmal viele Jahre) Übertragung von Salmonellen sind unklar. Lokale entzündliche Prozesse in den Gallenwegen (manchmal auch in den Harnwegen), die oft im Zusammenhang mit Typhus-Paratyphus-Infektionen auftreten oder durch diese Infektionen verschlimmert werden, spielen bei der Entstehung der Übertragung eine gewisse Rolle. Ihre L-Transformation spielt jedoch eine ebenso wichtige Rolle bei der Entstehung langfristiger Träger von Typhus- und Paratyphus-Salmonellen A und B. L-Formen von Salmonellen verlieren H-, teilweise O- und Vi-Antigene, lagern sich in der Regel intrazellulär ab (in Knochenmarkmakrophagen), sind daher weder für Chemotherapeutika noch für Antikörper zugänglich und können im Körper eines genesenen Menschen lange Zeit persistieren. Salmonellen kehren zu ihrer ursprünglichen Form zurück und stellen ihre Antigenstruktur vollständig wieder her, werden wieder virulent, dringen erneut in die Gallengänge ein, verschlimmern den Trägerprozess, werden mit dem Kot ausgeschieden und werden so zu einer Infektionsquelle für andere. Es ist auch möglich, dass die Entstehung von Trägern von einer Schwäche des Immunsystems abhängt.

Labordiagnostik von Typhus und Paratyphus

Die früheste und wichtigste Methode zur Diagnose von Typhus und Paratyphus ist die bakteriologische – die Anlegung einer Blutkultur oder Myelokultur. Dazu wird Blut oder Knochenmarkpunktion untersucht. Es ist besser, das Blut auf Rapoport-Medium (Gallenbrühe mit Zusatz von Glukose, Indikator und Glasschwimmer) im Verhältnis 1:10 (1 ml Blut pro 10 ml Medium) zu inokulieren. Die Kultur sollte bei einer Temperatur von 37 °C mindestens 8 Tage lang inkubiert werden, unter Berücksichtigung des möglichen Vorhandenseins von L-Formen bis zu 3-4 Wochen. Zur Identifizierung der isolierten Salmonellenkultur werden diagnostische adsorbierte Seren verwendet, die Antikörper gegen die Antigene O2 (S. paratyphi A), O4 (S. paratyphi B) und O9 (S. typhi) enthalten (unter Berücksichtigung ihrer biochemischen Eigenschaften). Wenn die isolierte S. typhi-Kultur nicht durch O9-Serum agglutiniert wird, muss sie mit Vi-Serum getestet werden.

Zur Isolierung von S. typhi kann man Exsudat verwenden, das durch Skarifizierung von Roseola gewonnen wird – Roseola-Kulturen werden gezüchtet.

Eine bakteriologische Untersuchung von Stuhl, Urin und Galle wird durchgeführt, um die Diagnose zu bestätigen, die bakteriologische Genesung bei der Entlassung Rekonvaleszenten zu überwachen und eine bakterielle Besiedelung zu diagnostizieren. In diesem Fall wird das Material zunächst auf Anreicherungsmedien (Medien mit Chemikalien wie Selenit, die das Wachstum von E. coli und anderen Vertretern der Darmmikroflora hemmen, nicht jedoch das Wachstum von Salmonellen) und dann vom Anreicherungsmedium auf Medien für die Differentialdiagnose (Endo, Wismutsulfit-Agar) überimpft, um isolierte Kolonien zu isolieren und von ihnen Reinkulturen zu erhalten, die nach dem obigen Schema identifiziert wurden. Zum Nachweis von O- und Vi-Antigenen im Blutserum und Stuhl von Patienten können RSC, RPGA mit Antikörperdiagnostik, Koagglutinationsreaktionen, Aggregathämagglutination und IFM verwendet werden. Zur beschleunigten Identifizierung von S. typhi ist die Verwendung eines DNA-Fragments, das das Vi-Antigen-Gen trägt, als Sonde vielversprechend (Identifizierungszeit 3–4 Stunden).

Ab dem Ende der ersten Krankheitswoche erscheinen Antikörper im Serum der Patienten. Daher schlug F. Widal 1896 die Reaktion der erweiterten Reagenzglasagglutination zur Diagnose von Typhus vor. Die Dynamik des Antikörpergehalts gegen S. typhi ist eigenartig: Antikörper gegen das O-Antigen erscheinen zuerst, aber ihr Titer nimmt nach der Genesung schnell ab; H-Antikörper erscheinen später, bleiben aber nach der Krankheit und Impfungen jahrelang bestehen. Unter Berücksichtigung dieses Umstands wird die Widal-Reaktion gleichzeitig mit separaten O- und H-Diagnostika (sowie mit Paratyphus A- und B-Diagnostika) durchgeführt, um mögliche Fehler im Zusammenhang mit Impfungen oder einer zuvor durchgemachten Krankheit auszuschließen. Die Spezifität der Widal-Reaktion ist jedoch nicht hoch genug, daher erwies sich die Verwendung der RPGA, bei der das Erythrozytendiagnostikum entweder mit O- (zum Nachweis von O-Antikörpern) oder Vi-Antigen (zum Nachweis von Vi-Antikörpern) sensibilisiert wird, als vorteilhafter. Am zuverlässigsten und spezifischsten ist die letztgenannte Reaktion (Vi-Hämagglutination).

Diagnose der Übertragung von Typhus und Paratyphus

Der einzige Beweis für die Bakterienbesiedlung ist die Isolierung von S. typhi-, S. paratyphi A- und S. paratyphi B-Kulturen vom Träger. Als Untersuchungsmaterial dienen Zwölffingerdarminhalt, Kot und Urin. Die Komplexität des Problems liegt darin, dass die Träger den Erreger nicht immer mit diesen Substraten ausscheiden; es gibt Pausen, und zwar ziemlich lange. Als zusätzliche Methoden, um den Kreis der zu untersuchenden Personen einzugrenzen, dienen serologische Reaktionen (der gleichzeitige Nachweis von O-, H-, Vi- oder O-, Vi-Antikörpern weist auf das mögliche Vorhandensein des Erregers im Körper hin) und ein allergischer Hauttest mit Vi-Typhin. Letzterer enthält das Vi-Antigen, das bei Wechselwirkung mit Vi-Antikörpern eine lokale allergische Reaktion in Form von Rötung und Schwellung hervorruft, die 20–30 Minuten anhält. Eine positive Reaktion mit Vi-Typhin weist auf das Vorhandensein von Vi-Antikörpern im Körper und das mögliche Vorhandensein von S. typhi hin. Zur Identifizierung von L-Formen von S. typhi wurden spezielle immunfluoreszierende Antikörper (gegen die Antigene der L-Formen des Erregers) vorgeschlagen. Eine originelle Methode zur Identifizierung von Bakterienträgern wurde von V. Moore vorgeschlagen. Dabei werden Tampons untersucht, die gleichzeitig in Kanalschächte entlang des gesamten Kanalnetzes eines besiedelten Gebiets geworfen werden.

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Behandlung von Typhus und Paratyphus

Die Behandlung von Typhus basiert auf dem Einsatz verschiedener Antibiotika, auf die die Erreger hochempfindlich reagieren (Levomycetin, Ampicillin, Tetracycline usw.). Antibiotika verringern die Schwere der Erkrankung und verkürzen ihre Dauer. Die Übertragung von R-Plasmiden auf Salmonellen von E. coli oder anderen Enterobakterien kann jedoch zur Entstehung gefährlicher epidemischer Klone unter ihnen führen.

Spezifische Prävention von Typhus und Paratyphus

Statt der zuvor sieben verschiedenen Typhusimpfstoffe wird in unserem Land seit 1978 nur noch ein einziger Typhusimpfstoff hergestellt – ein chemisch sorbierter Typhus-Monoimpfstoff. Da sich Typhus jedoch von einer Epidemie zu einer sporadischen Erkrankung entwickelt hat (was vor allem durch die Verbesserung der Wasserversorgung und Kanalisation sowie die Verbesserung der Hygienekultur der Bevölkerung möglich wurde), ist die Notwendigkeit einer Massenimpfung dagegen verschwunden. Daher wird eine Typhusimpfung nur noch bei epidemischen Indikationen durchgeführt.