Gram-positive Bakterien

Die Zellwand der Bakterien ist nicht starr wie eine Stahlkugel, sondern dünn und elastisch wie die Lederhülle eines Fußballs. Die Zellwand ist auch für die Gram-Färbung verantwortlich. Die Eigenschaft, nach dem von Gram (1884) eingeführten Färbeverfahren dunkelviolett gefärbt zu werden oder nicht, ist ein wichtiges taxonomisches Merkmal, mit dem auch andere Eigenschaften der Bakterien korreliert sind.
Nachfolgend sollen die wichtigsten, aus menschlichem Untersuchungsmaterial isolierten gram-positiven Bakterien und ihre medizinische Bedeutung näher beschrieben werden.

In klinischem Material finden sich vorwiegend Vertreter der Gattungen Streptococcus und Enterococcus. Man bezeichnet sie auch als Streptokokken im engeren Sinne. Die Enterokokken waren bis vor kurzem noch der Gattung Streptococcus zugeordnet. Wegen der zahlreichen phänotypischen Gemeinsamkeiten werden die Keime der jetzigen Gattungen Streptococcus und Enterococcus hier zusammen beschrieben und als Streptokokken bezeichnet, soweit nicht die Nennung der Gattungen Streptococcus und Enterococcus als solche erforderlich ist.

Etwa 1874 konnte BILLROTH erstmalig in Präparaten von Wundeiterungen diese morphologisch auffälligen Keime sehen, denen er wegen der Ähnlichkeit mit einer Halskette den Namen "Streptokokken" gab.
Wegen der unterschiedlichen Krankheitsbilder, bei denen Streptokokken isoliert werden können, wurde schon bald nach der Entdeckung versucht, sie in verschiedene Arten und Typen einzuteilen. Die Nährbodenansprüche der Streptokokken sind relativ komplex; ein gutes Wachstum wird meistens durch den Zusatz von nativem Eiweiß, z. B. in Form von Blut oder Eiweiß, erreicht. Die Art der Veränderung von Blutagar durch Streptokokkenkolonien ist auch heute noch ein zwar veraltetes, jedoch noch häufig verwendetes Einteilungskriterium innerhalb der Streptokokken.

Die Formen der Hämolyse nach BROWN sind wie folgt definiert:

beta-Hämolyse: Sie zeigt sich durch eine relativ große, scharf begrenzte Zone vollständiger Hämolyse um die Kolonien, in der die Erythrozyten aufgelöst sind und der Blutfarbstoff abgebaut ist, so daß eine klare Zone im sonst undurchsichtigen Blutagar entsteht. Die beta-Hämolyse beruht auf der Wirkung verschiedener Hämolysine, die von den Streptokokken gebildet werden können.

alpha-Hämolyse: Sie entspricht der Vergrünung. Um die Kolonien herum findet man grüne Höfe von unterschiedlicher Farbintensität, in deren Bereich der Blutfarbstoff zum Methämoglobin umgewandelt ist, während die Erythrozytenmembranen weitgehend erhalten sind.

gamma-Hämolyse: Diese an und für sich unsinnige Bezeichnung für die fehlende Veränderung des Blutagars wird ebenfalls noch verwendet. Man sollte diese Streptokokken sinnvollerweise als nicht-hämolysierend bezeichnen.

Die für die klinische Mikobiologie bewährte Einteilung der Streptokokken beruht bei den beta-hämolysierenden Arten vor allem auf dem Nachweis der Gruppenpolysaccharide; bei diesen ist der Nachweis des Gruppenantigens zum Teil mit der Speziesdiagnose gleichzusetzen.

Streptokokken der serologischen Gruppe A

Streptococcus pyogenes

Streptococcus pyogenes ist für die meisten Streptokokkeninfektionen des Menschen verantwortlich. Er ruft eine Vielzahl von akuten eitrigen Krankheitsbildern hervor, die jedoch auch gefürchtete nichteitrige Folgeerscheinungen nach sich ziehen können.
Streptococcus pyogenes-Infektionen können nach ihrer Lokalisation in drei Gruppen aufgeteilt werden.

1. Streptokokkenpharyngitis, Scharlach: in der überwiegenden Zahl der
A-Streptokokkenerkrankungen ist der obere Respirationstrakt betroffen: Von der vor allem im
Schulkindesalter sehr häufigen akuten Streptokokkenpharyngitis ausgehend, meist in Form einer hochfieberhaften, exsudativen Tonsillitis (Angina lacunaris), können eitrige Komplikationen wie Peritonsillarabzeß, Sinusitis, Otitis media und auch eine Pneumonie entstehen. Eine Sonderform der Streptokokkenpharyngitis ist der Scharlach (Scarlatina).

2. Pyodermien, Erysipel: Als zweite Gruppe der A-Streptokokken-Erkrankungen sind die Infektionen der Haut zu betrachten. Unter dem Sammelbegriff der Pyodermien werden oberflächliche eitrige Hautinfektionen zusammengefaßt, die praktisch nur die Epidermis erfassen. Die tieferen Schichten derHaut sind beim Erysipel erfaßt, einem Krankheitsbild dem wohl immer eine Streptokokkenätiologie zugrunde liegt. Eine flächenhaft fortschreitende Entzündung noch tieferer Schichten beruht meist auf sekundären Infektionen von Verletzungs- und Operationswunden.

3. Sepsis: Aus nicht rechtzeitig behandelten Haut bzw. Wundinfektionen (aber auch Racheninfekten) kann sich die gefürchtete A-Streptokokken-Sepsis entwickeln, die unter dem Zeichen einer Purpura fulminans sehr rasch zum Tode führen kann. Auch bei dem vor Einführung von Antibiotika sehr gefürchteten Kindbettfieber handelte es sich nicht selten um eine A-Streptokokken-Erkrankung.

Spätfolgen: Eine der wichtigsten Spätfolgen der A-Streptokokkenpharyngitis, die in einem nicht sicher festzulegenden, meist niedrigen Prozentsatz der unbehandelten Erkrankung nach einer Latenzzeit von durchschnittlich 18 Tagen auftritt, ist das als akutes rheumatisches Fieber (ARF) bezeichnete Syndrom. Die Hauptsymptome sind schmerzhafte entzündliche Schwellungen der großen und mittleren Gelenke sowie eine Karditis, vor allem im Bereich des Endokards und der Herzklappen (Endocarditis verrucosa).

Während das akute rheumatische Fieber nur nach Streptokokkeninfektionen des Respira-tionstraktes autritt, kommt die zweite typische nichteitrige Folgeerkrankung einer S. pyogenes- Infektion, eine akute Glomerulonephritis (AGN) auch nach Hautinfektionen vor.

Antikörpernachweis: Oft kann man bei Auf treten der nicht-eitrigen Folgeerkrankungen den
auslösenden Erreger nicht mehr kulturell nachweisen. Als aussagekräftige Methoden haben sich Bestimmungen von Antikörpern erwiesen, die gegen extrazelluläre Produkte von S. pyogenes gerichtet sind. Die quantitativen Nachweise von Anti-Streptolysin O (Abkürzungen ASL, ASO, AST) und Anti-Desoxyribonuklease B (Antikörper gegen das Isoenzym B der Streptokokken-Desoxyribonukleasen;
Abkürzungen: Anti-DNase B: ADB, Anti-Streptodornase B) gelten als günstigste Kombination von Antikörpernachweisen, mit deren Hilfe eine vorangegangene S. pyogenes-Infektion in fast allen Fällen erkannt werden kann.

Therapie: Jede symptomatische S. pyogenes- Infektion sollte grundsätzlich Anlaß für eine systemische Chemotherapie sein. Als Regel gilt, daß eine zehntägige Chemotherapie mit Penicillin G (per os) ausreicht. Es gibt aber ohne Zweifel Therapieversager, trotz der auch weiterhin ausgezeichneten in vitro-Empfindlichkeit der Streptokokken für die Penicilline. Bei weiter bestehender klinischer Symptomatik sollte ein erneuter Therapieversuch mit einem oralen Cephalosporin oder einem Makrolid (Erythromycin o. ä.) erfolgen. Letztere Substanzgruppe wird auch bei Patienten mit einer Penicillin-Allergie eingesetzt. Symptomlose Keimträger sollen nicht behandelt werden.
Für die Erklärung einiger Phänomene bei Streptokokken-Erkrankungen werden nicht nur direkte toxische Wirkungen der Erreger und ihrer Produkte herangezogen, sondern auch Autoimmunphänomene verschiedenster Art.

Orale Streptokokken

Es handelt sich bei den oralen Streptokokken über wiegend um vergrünende nicht-hämolysierende Streptokokken. Streptococcus sanguis, Streptococcus salivarius, Streptococcus mutans, Streptococcus uberis, Streptococcus mitior (auch S. mitis), S. milleri (auch S. anginosus, S. intermedius), gehören der normalen Mundflora an und werden daher auch als orale Streptokokken bezeichnet. Die verschiedenen Namen rühren daher, daß verschiedene Stämme aufgrund genetischer Gemeinsamkeiten in einer gemeinsamen Spezies zusammengefaßt worden sind. Als Krankheitserreger sind einige dieser Arten bei der Genese der bakteriellen (ulzerösen) Endokarditis sowie Karies beteiligt. S. milleri kann auch aus - meist dentogenen - Abszessen allein oder in Mischkultur isoliert werden. S. mutans ist in besonderem Maße in der Lage, an Zahnoberflächen anzuhaften und durch seine sauren Stoffwechselprodukte die Zahnsubstanzen anzugreifen. S. anginosus wird nicht selten bei Infektionen im Mundbereich, sowie bei Hirn-, Leber- und Abdominalabszessen und Septikämien gefunden.
Bei der bakteriellen Endocarditis können vor allem die Dextrane (Glukane) bildenden Arten S. bovis, S. sanguis, S. mutans, sowie dextranbildende S. mitior-Stämme aus dem Blut der Patienten isoliert werden. Diese Bakterien sind offenbar besonders befähigt, (meist rheumatisch) vorgeschädigte Herzklappen zu infizieren und eine chronisch verlaufende Endocarditis zu unterhalten. Sie sind für ca. 50% aller infektiösen Endokarditiden natürlicher Herzklappen verantwortlich. Aber auch bei Spätinfektionen von Herzklappenprothesen machen diese Spezies einen beträchtlichen Anteil der Erreger aus.
Therapie: Die meisten dieser Stämme sind Penicillin G empfindlich. Die Chemotherpie bei Endokarditis wird in der
Regel mit Penicillin G kombiniert mit Gentamicin durchgeführt.

Streptococcus pneumoniae

Streptococcus pneumoniae ist der Erreger der lobären Pneumonie ("Pneumokokken"). Nur bekapselte Stämme sind für Mensch und Versuchstiere virulent. Die einen oder mehrere Lungenlappen erfassende lobäre Pneumokokken-Pneumonie tritt meist als endogene Infektion auf, wenn aufgrund eines Virusinfektes (Influenza) des Repirationstraktes oder einer sonstigen lokalen oder allgemeinen Schwäche der Infektabwehr Pneumokokken aus dem oberen Respirationstrakt die natürlichen Abwehrmechenismen der unteren Atemwege überwinden. Ein asymptomatischer Keimträgerstatus als Erregerquelle ist recht häufig. Die Abertragung von einem Patienten mit einer Pneumokokkeninfektion auf einen anderen ist jedoch durchaus möglich. Ein höheres Lebensalter, besonders aber die Phagozytose beeinträchtigende Prozesse (z.B. bei Leukosen, Malignomen) begünstigen das Angehen von Pneumokokkeninfektionen. Patienten mit nephrotischem Syndrom, mit Sichelzellenanämie, sowie Alkoholiker sind ebenfalls besonders anfällig für septische Pneumokokkeninfektionen. Weitere typische Infektionen sind Otitis media, Sinusitis, Konjunktivitis (evtl. mit Entwicklung eines Ulcus serpens corneae) und eine eitrige Meningitis.
Bei Verdacht auf eine Pneumokokkenpneumonie sollten außer Sputum- bzw. besser
Trachelsekretkulturen auch immer Blutkulturen anglegt werden.
Therapie: Penicillin G ist bei allen Pneumokokkeninfektionen das Therapeutikum der ersten Wahl. Es sind aber in den letzten Jahren in vielen Teilen der Welt Stämme isoliert worden, die auf dieses Antibiotikum nur mäßig bis gar nicht ansprechen. In Einzelfällen erwiesen sich Pneumokokken-Meningitiden aus diesem Grunde als therapierefraktär. Alternativen zu Penicillin G sind Erythromycin und Cephalosporine (z. B. Cefaclor, Cefadroxil).

Enterokokken

Moderne Nukleinsäurehybridisierungstechniken ergaben, daß Streptococcus faecalis und Strepto coccus faecium taxonomisch mit den übrigen Streptokokken-Arten nicht so nahe verwandt sind, wie bisher angenommen. Es wurde daher vorgeschlagen, sie in einer Gattung Enterococcus (E. faecalis, E. faecium) innerhalb der Streptococcaceae einzuordnen. Diese Bezeichnungen haben sich bisher jedoch noch nicht in der klinischen Mikrobiologie durchgesetzt.
E. faecalis hat seinen normalen Standort im Darm von Mensch und Tier, wo er einen Großteil der aeroben Dünndarmflora ausmacht. Dies gilt auch für die zweite beim Menschen isolierte Enterokokken-Art E. faecium, die aber nur selten aus Krankheitsprozessen stammt. Weitere Arten sind sind Enterococcus avium, E. durans, E. casseliflavus, E. gallinarium und E. hirae. Die Taxonomie der Enterokokken befindet sich allerdings im Fluß, so daß mit der Etablierung weiterer Spezies in naher Zukunft gerechnet werden muß.
Wenn E. faecalis von seinem normalen Standort z. B. in die Harnwege gelangt, kann er dort eine Entzündung verursachen. Er wird bei ca. 4 % der Harnwegsinfekte als Erreger isoliert. Klinisch problematischer ist die Beteiligung von E. faecalis an der Genese einer bakteriellen (infektiösen) Endocarditis in ca 10 % der Fälle. Die Enterokokken-Endocarditis verläuft nicht so stürmisch, wie z. B. eine Staph lococcus aureus-Endocarditis, jedoch auch nicht so langwierig, wie die durch andere vergrünende nicht hämolysierende Streptokokken hervorgerufene Endocarditis lenta. Nicht selten findet man Enterokokken auch bei eitrigen Wundinfektionen, meist in Mischinfektionen mit Enterobacteriaceen, vor allem bei Infektionen im Bauchbereich. Sie können auch Cholecystitis und bei Neugeborenen - vor allem mit ZNS-Mißbildungen - Meningitis hervorrufen.

Therapie: Die Enterokokken zeichnen sich als einzige Streptokokkenspezies durch eine ausgeprägte Neigung zur Antibiotikaresistenz aus. Die Enterokokken sind Penicillin G- und Oxacillin-resistent, während sie meistens Ampicillin-empfindlich sind. Ampicillin gilt daher als Standardtherapeutikum bei einer Enterokokken-Harnwegsinfektion. Alternativen wären Mezlocillin, Tetracycline, Piperacillin und Erythromycin. Bei E. faecium ist durch hohe Ampicillin-Resistenz das Antibiotikum Vancomycin angezeigt.

Streptococcus bovis

Die Art Streptococcus bovis hat ihren natürlichen Standort im Darm von Mensch und Tier. S. bovis wird im Blut bei Endocarditis gefunden. Seine Isolierung aus Blut (z. B. auch ohne Endocarditiszeichen) sollte als Hinweis auf einen Prozeß im Darm (Tumor, Polyposis, Divertikulose) beachtet werden. Die Chemotherapie der Endocarditis wird hier mit Penicillin G kombiniert mit Gentamicin durchgeführt.

Aerococcus

Die einzige Spezies der Gattung, Aerococcus viridans, kommt in der Umwelt vor und wurde vereinzelt als Ursache menschlicher Infektionen beschrieben (Harnwegsinfektionen, Endocarditis). Die Therapie ist die gleiche wie bei den oralen Streptokokken.

Quellen:
- H. Brandis, Eggers, H.-J. et al: Lehrbuch der Medizinischen Mikrobiologie, 7. Auflage, Gustav Fischer Verlag, 1994.
- F. Burkhardt: Mikrobiologische Diagnostik, Thieme-Verlag, 1992.
- F. Daschner: Antibiotika am Krankenbett, 5. Auflage, Springer-Verlag, 1990.
- Schlegel, H.G., Allgemeine Mikrobiologie, 6. Auflage, Thieme-Verlag, 1985.