Blutstrominfektion/Gram-positive Bakterien/Staphylokokken: Difference between revisions
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| Kapitelinformationen | |
|---|---|
| Stand: | August 2022 |
| Kapitelleitung: | Sören Becker |
| Autor:innen: | Claudia Haltern, Annette Hennigs, Marc Fabian Juzek-Küpper, Philipp Köhler, Irit Nachtigall |
| Reviewer:innen: | Harald Seifert |
| Beteiligte Fachgesellschaften: | 
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| Feedback: | Mitwirken |
Staphylokokken sind grampositive Haufenkokken, die sich sowohl aerob als auch anaerob vermehren können. Sie sind nicht begeißelt und bilden keine Sporen. Von den zahlreichen Spezies unterscheidet sich Staphylococcus aureus durch die Bildung freier Koagulase sowie die Expression verschiedener Virulenzfaktoren.
Klinisches Bild
Staphylococcus aureus
Bei 20-50% der Normalbevölkerung kolonisiert S. aureus die Haut, insbesondere im Bereich der Nasenvorhöfe. Das Bakterium kann – vor allem aus der endogenen Flora heraus – eitrige Haut- und Weichgewebsinfektionen (oberflächlich/invasiv), Endokarditiden, Osteomyelitiden, Pneumonien, Infektionen von Fremdmaterialien und Sepsis sowie Intoxikationen verursachen und ist für 70-80% aller Wundinfektionen verantwortlich. Bei ca. 30% aller Sepsis-Episoden ist S. aureus der verursachende Erreger und die Bakteriämie mit S. aureus weist eine Letalität von bis zu 30% auf. In der Pathogenese der S. aureus Infektionen spielen verschiedene Virulenzfaktoren (s.u.) eine Rolle. Einige Stämme sind in der Lage, spezifische Toxine zu exprimieren, die eine akute Gastroenteritis, das „toxic shock syndrome“ (TSS) bzw. das „staphylococcal scalded skin syndrome“ (SSSS) hervorrufen können. S. aureus weist eine besonders hohe Tenazität gegenüber Trockenheit, Hitze und hohem Salzgehalt auf und kann noch nach Monaten aus getrockneten Materialien isoliert werden. Begünstigende Faktoren für eine Infektion mit S. aureus stellen einliegende/implantierte Fremdkörper, verminderte Granulozytenzahlen und Phagozytosedefekte sowie eine vorgeschädigte bzw. operativ durchtrennte Haut dar.
Virulenzfaktoren von S. aureus:
- Clumping factor: Zellwandständiges Protein, das die Bindung des Bakteriums an verletztem Gewebe oder Fremdmaterial aufgelagertem Fibrinogen vermittelt.
- Protein A: Wird von den meisten S. aureus Stämmen exprimiert und ist mit der Peptidoglykanschicht verbunden. Protein A bindet an das Fc-Stück von Immunglobulinen, so dass diese nicht mehr von den Phagozyten erkannt werden und somit die Opsonierung und Phagozytose behindert wird.
- Kapsel: Einige Stämmen bilden eine Kapsel, die ebenfalls die Phagozytose behindert.
- Freie Koagulase: Wirkt im Komplex mit Prothrombin proteolytisch und bewirkt eine direkte Umwandlung von Fibrinogen zu Fibrin. Die dadurch um den S. aureus Infektionsort herum entstehende Fibrinkapsel schirmt den Herd vom umgebenden Gewebe und dem Immunsystem ab.
- Leukozidin, auch Panton-Valentine-Leukozidin (PVL): Behindert die Phagozytose durch Zerstörung polymorphkerniger Granulozyten und Makrophagen.
- Staphylokinase: Katalysiert die Umwandlung von Plasminogen zu Plasmin, welches die Fibrinkapsel des Infektionsherdes lysiert und somit die schubweise Ausbreitung ermöglicht.
- Weitere extrazelluläre Virulenzfaktoren, die die Ausbreitung im Gewebe erleichtern und die Phagozytose behindern: Hämolysine, DNAse, Hyaluronidase, Lipasen
S. aureus-Toxine:
- Staphylokokken-Enterotoxine: 11 immunologische Varianten sind bekannt. Sie verursachen Durchfälle und Erbrechen, wobei der genaue Mechanismus noch nicht geklärt ist. Die Enterotoxine sind verwandt mit den pyrogenen Exotoxinen der Staphylokokken und werden durch Trypsin nur geringfügig abgebaut. Erhitzen auf 100°C für 30 Min. führt nicht zu einer sicheren Inaktivierung.
- Toxic Shock Syndrome Toxin 1 (TSST-1): Das Toxin wird von einzelnen Stämmen in aerobem Milieu exprimiert und aktiviert als Superantigen CD4-Zellen, die daraufhin unkontrolliert TNF-a und IL-2 freisetzen.
- Exfoliatine A und B: Diese Serinproteasen lockern die Desmosomen, so dass sich innerhalb der Epidermis das Stratum corneum vom Stratum granulosum ablöst und die für das SSSS typischen Blasen entstehen.
Staphylococcus lugdunensis
S. lugdunensis ist ein Bestandteil der physiologischen Flora v.a. im Bereich des Perineums und der Leistenregion sowie der Axilla. Das Bakterium verursacht mitunter schwer verlaufende Endokarditiden sowie Wundinfektionen, Osteomyelitiden und Arthritiden. Obwohl S. lugdunensis zu den Koagulase-negativen Staphylokokken zählt, ähnelt der klinische Verlauf eher dem von S. aureus. Durch Biofilmbildung kann sich das Bakterium in vivo der Phagozytose und der antibiotischen Therapie entziehen. In der Pathogenese der Infektionen mit S. lugdunensis spielt die durch vWF-bindendes Protein und Fibrinogen-bindendes Protein vermittelte Interaktion und Adhäsion eine entscheidende Rolle.
Staphylococcus epidermidis und sonstige Koagulase-negative Staphylokokken
Koagulase-negative Staphylokokken unterscheiden sich von S. aureus durch die fehlende Bildung von Koagulase und die für S. aureus typischen Virulenzfaktoren. S. epidermidis ist ein häufiger Erreger von Fremdkörper-assoziierten Infektionen (Kunststoffimplantate, intravaskuläre Katheter). Das Bakterium sezerniert nach der durch das „Polysaccharide intercellular adhesin“ (PIA) sowie Proteine und Hämagglutinine der Zellwand vermittelten Adhäsion Polysaccharide, die einen Biofilm aufbauen, so dass der Erreger selbst vor Phagozytose und Antibiotika geschützt ist. Auch sonst ist S. epidermidis wie alle Staphylokokken in hohem Maße resistent gegenüber äußeren Einflüssen.
S. epidermidis verursacht ca. 40% der Kunstklappenendokarditiden und ca. 50% der Shunt-assoziierten Meningitiden, der CAPD-Peritonitiden und der Infektionen von Gelenkimplantaten. Transkutane Katheter können von der physiologischen Flora im Bereich der Durchtrittsstelle besiedelt werden. Klinisch imponieren Fieber, Fehlfunktionen von Implantaten sowie lokalisationstypische Symptome (Meningitis-Zeichen, Peritonitis, Gelenkschmerzen, Rötung, aber oft keine purulente Sekretion an der Kathetereintrittsstelle etc.).
Diagnostik
Staphylococcus aureus
Kulturelle Anzucht auf Blutagar mit Nachweis der Koagulasebildung und Speziesbestätigung via MALDI-TOF-Massenspektrometrie. Der Nachweis erfolgt in der Blutkultur und aus Proben eines vermuteten Fokus. Im Rahmen der S. aureus Bakteriämie (SAB) sollten täglich Folge-Blutkulturen bis zur Negativität entnommen werden. Auf Grund der hohen Virulenz des Erregers ist bereits der Nachweis von S. aureus in nur einer Blutkultur als relevant zu betrachten und erfordert eine entsprechende Therapie.
Da eine SAB durch einen bislang nicht bekannten Fokus verursacht werden kann und andererseits bei bestehender SAB auch eine Absiedelung des Erregers an z.B. Fremdmaterialien oder anderen Oberflächen möglich ist, kommt der Fokussuche eine besondere Bedeutung zu. Dazu gehört in aller Regel die TEE sowie ggf. weitere diagnostische Prozeduren wie CCT, WS-CT bis hin zum PET-CT. Eine Echokardiographie sollte bei jeder SAB erfolgen, bei weiterhin bestehendem Endokarditisverdacht sollte eine Kontrollechokardiographie erfolgen.
Bei chronischen Infektionen (Osteomyelitis, Gelenkprothesen-Infektionen, Endokarditis) können sogenannte „small colony variants“ auftreten, die durch langsames Wachstum und einen veränderten Stoffwechsel charakterisiert sind. Dies kann sowohl die Diagnostik als auch bei geringerer Empfindlichkeit gegenüber einigen Antibiotika die Therapie erschweren.
Eckpunkte:
- Kontroll-BK bis zur Negativität, mindestens alle 48h
- Obligate Durchführung eines TEE, bei nicht eindeutigem Befund und weiterhin bestehendem klinischen Verdacht Kontrolle nach 7d
- Fokussuche und Suche nach septischen Metastasen: ggf. CT der WS, PET-CT, Konsile Wirbelsäulenchirurgie / Orthopädie / Unfallchirurgie
- Kontrolle der Vitalparameter und Infektionsparameter
Staphylococcus lugdunensis
Die sichere Identifikationsmöglichkeit erfolgt mittels MALDI-TOF. Ziel ist die Erregeranzucht aus klinischen Materialien mit fehlendem Nachweis von Koagulase. Wegen des möglichen Vorhandenseins von „clumping factor“ kann es sonst zu Verwechslungen mit S. aureus kommen.
Staphylococcus epidermidis und sonstige Koagulase-negative Staphylokokken
Die Erregeranzucht wird aus Blutkulturen, Materialien vom Implantationsort (Gewebeproben, Dialysat, Liquor, Wundabstriche) und von implantiertem Material selbst nachgewiesen. Die Differenzierung zu S. aureus erfolgt durch den fehlenden Nachweis von clumping factor, Protein A oder Plasmakoagulase. Eine sichere Identifikation und Differenzierung innerhalb der Koagulase-negativen Staphylokokken erfolgt routinemäßig mittels MALDI-TOF-Massenspektrometrie.
Als Hauptbestandteil der physiologischen Hautflora stellt der Nachweis des Bakteriums häufig eine Kontamination dar. Dies gilt sowohl für Abstriche als auch für Blutkulturen und transkutan gewonnene Materialien. Für eine ätiologische Bedeutung als Infektionserreger spricht wie bei allen Koagulase-negativen Staphylokokken der Nachweis aus mehreren unabhängig voneinander gewonnenen Proben.
Therapie
- WEITERLEITUNG DGI:Gram-positive Bakterien Staphylokokken/Therapie
Quellen
- Hagel S, et al. Staphylococcus-aureus-Blutstrominfektion – eine interdisziplinäre Herausforderung. Anästhesiol Intensivmed Notfallmed Schmerzther 2019; 54(03): 206-216; DOI: 10.1055/a-0756-8263
- Holland TL et al. Clinical management of Staphylococcus aureus bacteremia: a review. JAMA 2014 Oct 1;312(13):1330-41. DOI: 10.1001/jama.2014.9743
- Fowler VG et al. Clinical approach to Staphylococcus aureus bacteremia in adults. UpToDate
- Parthasarathy A, et al. Staphylococcus lugdunensis: Review of Epidemiology, Complications, and Treatment. Cureus 2020 Jun; 12(6): e8801. Published online 2020 Jun 24. DOI:10.7759/cureus.8801
- Nguyen CT et al. Impact of an antimicrobial stewardship-led intervention for Staphylococcus aureus bacteraemia: a quasi-experimental study. J Antimicrob Chemother 2015 Dec;70(12):3390-6. DOI: 10.1093/jac/dkv256. Epub 2015 Sep 3
- Kleinschmidt S et al. Staphylococcus epidermidis as a cause of bacteremia. Future Microbiol 2015;10(11):1859-79. DOI: 10.2217/fmb.15.98. Epub 2015 Oct 30
Einzelnachweise