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Streptokokken –
Killerbakterien und
ihre Krankheitsbilder
Rainer Gattringer; IHMT/KH Elisabethinen Linz; AnalyseBiolab
Klassifikation
Mikrobiologie
Streptokokken
• Gram-Positive Kokken
• Paarweise oder in Ketten
• Taxonomie des Genus Streptococcus in den letzten Jahren
vielen Änderungen unterworfen
• Hämolyseverhalten
– ß-Hämolyse
• Steptococcus pyogenes
– Alpha-Hämolyse
• Streptococcus pneumoniae
ß-Hämolyse
Alpha-Hämolyse
Krankheitsbilder
Streptokokken
• Verschiedenste (schwere) Krankheitsbilder
– Streptococcus pyogenes (Streptokokken der Gruppe A)
• Tonsillitis, Scharlach, Erysipel, Toxic-Schock Syndrom,
nekrotisierende Fasziitis
– Streptococcus pneumoniae
• Pneumonie, Otitis media, Meningitis, Sepsis
– Streptococcus bovis
• Endokarditis (GI-Tumor assoziiert)
Krankheitsbilder
Streptococcus pyogenes
Streptokokken der Gruppe A/Krankheitsbilder
• Tonsillopharyngitis, Scharlach, Erysipel Haut− und
Weichteilinfektionen
• Sepsis, Pneumonie, Endokarditis, septische Arthritis, Myositis,
nekrotisierende Fasziitis, Meningitis und Peritonitis
• Streptokokken−Toxin−Schock−Syndrom
(Streptococcal Toxic Shock Syndrome)
• Postinfektiöse Glomerulonephritis
• Rheumatische Endokarditis
Wichtigste Virulenzfaktor
• M−Protein
– 100 verschiedene Typen bekannt
– Zellwandproteine schützen Streptococcus pyogenes vor
Phagozytose durch Monozyten und Granulozyten
– Wirken als Adhäsine
Weitere Virulenzfaktoren
• Zelloberflächenmoleküle: Hyaluronsäurekapsel,C5a−Peptidase
und Sic (Streptococcal Inhibitor of Complement)
• Sezernierte Proteine:
Streptolysine, Streptokinase,Hyaluronidase, Cysteinproteinase
• Pyrogene Exotoxine (SPE), früher als erythrogene Toxine
bezeichnet
– SPE sind für das Scharlach−Exanthem
– Streptokokken−Stämme, die SPE bilden können Scharlach
verursachen
– „Superantigene“
Schwere invasive Infektionen
Streptococcus pyogenes
• Toxisches Schocksyndrom
• Nekrotisierenden Fasziitis
• Invasiven Infektionen häufig mit den Typen M1 und M3 assoziiert
Wirtsfaktoren
• Neben den Virulenzfaktoren sind in der Pathogenese der
schweren invasiven GAS−Infektionen auch Wirtsfaktoren von
Bedeutung
– Ausbruch in einer spanischen Kindertagesstätte erkrankten
innerhalb einer Woche drei 1− bis 3−jährige Kinder an einem
lebensbedrohlichen STSS, von denen eines verstarb
• Aguero J, Ortega−Mendi M, Cano ME. Outbreak of invasive group A
streptococcal disease among children attending a day−care center.
Pediatr Infect Dis J 2008; 27: 602 ± 604
Nekrotisierende Fasziitis (NF)
durch Streptococcus pyogenes
• Lebensbedrohliche Weichteilinfektion,
• Foudroyant ausbreitende Nekrosen der betroffenen Faszien
• Keime durch ein Bagatelltrauma inokuliert
• Rasche Myolyse
• Nachfolgende Ödem führt zur Kompression muskelversorgender
kleiner Gefäße
• Steigenden Gewebedruck durch Ausdehnung der Weichteile im
Bereich der unteren Extremität durch die umgebenden Faszien
limitiert
• Ausgeprägte Muskelnekrose folgt, die sich entlang der
Muskelfasern ausbreitet und durch pathogene Komponenten der
Streptokokken verstärkt wird
Nekrotisierende Fasziitis
durch Streptococcus pyogenes
• Betroffen das subkutane Gewebe und der Bereich der Faszien bis
hin zur Muskulatur
• Initial diffuse, schmerzhafte Rötung
• Haut kann sich bläulich−rot bis bläulich−grau verfärben
• Es bilden sich konfluierende Blasen mit visköser, rötlicher
Flüssigkeit
• Hohes Fieber
• Zunehmende Weichteil−/Muskelschmerzen
– Die zu Beginn für den klinischen Lokalbefund übermäßig
groß erscheinen
• Labor: starke Linksverschiebung, CRP, PCT
Nekrotisierende Fasziitis
• Der entscheidende Schritt für das Überleben der Patienten mit
NF liegt in der frühzeitigen Diagnose
• Klinisches Bild („pain out of proportion“) !!
• Bildgebung:
– Ultraschall (echoarmer Saum zwischen Subkutis und
Muskulatur nachweisen, der morphologisch der
Kolliquationsnekrose der Faszie entspricht)
– CT; MRT
• Mikrobiologie
– Gewebeproben; Gram-Färbung
• Probeinzision
Nekrotisierende Fasziitis
Therapie
• Die nekrotisierende Fasziitis ist eine foudroyant verlaufende
Weichteilinfektion
• Überleben bei frühzeitiger und radikaler chirurgischer Therapie
höher
• Anstieg der Letalität bei unzureichendem chirugischen
Debridement
• Radikales Débridement +Beseitigung des nekrotischen Gewebes
• In Spätstadien mit deutlicher Muskelbeteiligung kann Amputation
unumgänglich sein
Nekrotisierende Fasziitis
Antimikrobielle Therapie
• Penicillin G iv (3 x 5 – 10 Mio IE); Alternative: Kefzol 3x2g
• + Clindamycin 3 x 900 -1200mg
– Toxinhemmung durch Clindamycin
(Alternative Linezolid)
• Mischinfektionen
– Ampicillin/Sulbactam oder Amoxicillin/Clavulansäure
– + Clindamycin
Risikofaktoren für eine NF
• Männlich
• <2 Jahre, >70 Jahre
• Alkoholismus
• Diabetes
• Chronische Nierenerkrankung
• Chronische Wunden
• Viele Leute im gemeinsamen Haushalt
• Fettleibigkeit
• Rauchen
• Varicellen
• Schwangerschaft und Geburt
Streptokokken−Toxin−Schock−Syndrom
STSS
• Etwa in der Hälfte der Fälle geht das
streptokokkenassoziierte toxische Schock-Syndrom mit
einer nekrotisierenden Fasziitis einher
• Rasanter Verlauf
• Hohe Letalität
• Schnelles multimodales Eingreifen notwendig
Streptokokken−Toxin−Schock−Syndrom
• Das STSS ist mit Stämmen assoziiert, die bestimmte
pyrogene Exotoxine (SPE) produzieren
• SPE ähneln in der Struktur und der Antigenität den
Exotoxinen, die durch Staphylococcus aureus
produziert werden und mit dem
Staphylokokken−Toxin−Schock−Syndrom assoziiert
sind
• Wie die Staphylokokken−Exotoxine können SPE−A,
−B, −C, und −F als Superantigene wirken
Streptokokken−Toxin−Schock−Syndrom
• Führen zu einer starken Aktivierung von CD4+−
oderCD8+−T−Zellen
• Anders als konventionelle Antigene binden Superantigene
am T−Zell−Rezeptor außerhalb der spezifischen
Bindungsregion und können polyklonal T−Zellen aktivieren
• Führt zum maximalen Aktivieren des Immunsystems mit
überschießendem Freisetzen von Zytokinen und freien
Radikalen
• Folge: Schock und Multiorganversagen
Woher kommen sie eigentlich?
• Reservoir für S. pyogenes ist der Mensch
• Asymptomatische Besiedlung des Rachens ist dann bei bis zu 20
% der Bevölkerung nachweisbar
• Tröpfcheninfektion oder direkten Kontakt von Mensch zu Mensch
• Selten durch kontaminierte Lebensmittel und Wasser. Haut- u.
Weichteilinfektionen durch S. pyogenes entstehen durch Kontaktbzw. Schmierinfektion
• Enges Zusammenleben (z.B. in Schulen, Kasernen, Heimen)
begünstigt in jedem Lebensalter die Ausbreitung des Erregers.
• Patienten mit einer akuten Streptokokken-Infektion, die nicht
spezifisch behandelt wurden, können bis zu 3 Wochen kontagiös
sein; unbehandelte Patienten mit eitrigen Ausscheidungen auch
länger. Nach Beginn einer wirksamen antibiotischen Therapie
erlischt die Ansteckungsfähigkeit nach 24 Stunden. (RKI)
Welcher Erreger?
• 45jährige Hausbesorgerin
• Telefoniert am frühen Nachmittag mit Tochter
• Gibt an sich plötzlich nicht wohlzufühlen
• 2 Stunden später Zusammenbruch
• Notarzt kommt; Intubation
• Ad Intensiv
• Multiorganversagen
• Am Abend verstorben
• Nachtrag: in Bildgebung keine Milz (kongenitale Asplenie)
Pneumokokken
Streptococcus pneumoniae
Pneumokokken
• Hochinvasiver, Gram-positiver, extrazellulärer Erreger
• Verursacht mehr Morbidität und Mortalität als viele andere Erreger
• Meistens betroffen Kinder und Personen >60
– “with 1 million children below 5 years of age dying yearly”
(Centers for Disease Control 2008)
• Von der Sinusitis über die Pneumonie bis zur Sepsis
• Letalität:
– Pneumonie 5%
– Sepsis 20%
– Meningitis 30%
Tomasz et al. 1997
OPSI-Syndrom "overwhelming postsplenectomy infection
Verbrauchskoagulopathie/Waterhouse
Friedrichsen Syndrom
Streptococcus pneumoniae
Pneumokokken
• Verursacht zwar schlimme Erkrankungen
• Jedoch besiedelt den Nasenrachenraum
– 60% der Kleinkinder
• Von der Besiedelung zur Infektion
– Sehr oft mit anderen Infektionen assoziiert
• Influenza
Streptococcus pneumoniae
Gram-positiver Diplococcus1,2
Kapsel-Polysaccharide
d.h. paarweise gelagert
ovale, unbewegliche Kokken
Chromosomale DNA
Polysaccharidkapsel3-5
Wichtigster Virulenzfaktor
Schützt den Keim vor
Phagozytose
Bestimmt den Serotyp (>90)
Plasmid-DNA
Ansatzpunkt der Impfung
(zusätzliche Erbinformation,
z.B. für Antibiotika-Resistenzgene)
1. Centers for Disease Control and Prevention. Epidemiology and Prevention of Vaccine Preventable Diseases. The Pink Book. 11 th Edition. May 2009. 2. Watson DA et al. Eur J Clin
Microbiol Infect Dis. 1995;14:479-490. 3. Peter G, Klein JO. In: Principles and Practice of Pediatric Infectious Diseases. 3 rd ed. New York, NY: Churchill Livingstone, 2008: 725 - 33). 4.
Dagan R et al. In: Textbook of Pediatric Infectious Diseases. Vol 1. 5th ed. Philadelphia, PA: Saunders; 2004. 5. Weinberger DM et al. PLoS Pathog 2009;5(6):e10000476. 6. Gladstone
RA et al. J Med Microbiol Press 2011; 60: 1-8.
Invasive Pneumokokken-Erkrankungen
treten das ganze Jahr über auf (ECDC)
Verteilung der gemeldeten IPD-Fälle pro Monat 2010, alle Altersgruppen (n = 21.209)
1500
Fälle
1200
900
600
300
0
Jan
Feb
Mär
Apr
Mai
Jun
Jul
Aug
Sep
Okt
Nov
Dez
Monat
Quelle: Länderberichte: Österreich, Zypern, Tschechien, Dänemark, Estland, Finnland, Ungarn, Irland, Lettland,
Litauen, Luxenburg, Slowakei, Slowenien, Spanien, Schweden, Großbritannien und Norwegen. Malta berichtete keine Fälle
European Centre for Disease Prevention and Control. Surveillance of invasive pneumococcal disease in Europe, 2010
Inzidenz invasiver PneumokokkenErkrankungen nach Altersgruppen, AUT
Durchschnittliche jährliche altersgruppen- und geschlechtsspezifische
Inzidenzrate registrierter invasiver Pneumokokken-Erkrankungen per 100.000
Personenjahre, 2005-2014
Erwachsene ≥50 Jahre
Pneumokokken-Jahresbericht 2014. Nationale Referenzzentrale für Pneumokokken
(AGES)
Resistenz und Therapie der Wahl
• Penicillin G iv
• Alternative: Makrolide iv; Cefazolin
Pneumokokken/Impfung
• Polysaccharidimpfstoff
– 23-valenter Polysaccharidimpfstoff
• Konjugatimpfstoff
– 10-valenter Konjugatimpfstoff
(Gratiskinderimpfprogramm)
 13-valenter Konjugatimpfstoff
Polysaccharidimpfstoff /Konjugatimpfstoff
• Gereinigtes Kapselpolysaccharid-Antigene von 23 Serotypen
• Kohlenhydrate schwache Antigene
• Produzieren: B-Zell abhängige weitgehend über IgM vermittelte
humorale Immunität
• B-Zellen brauchen die Unterstützung von T-Zellen, ansonsten:
- Keine Gedächniszellen
- Antikörperklassenwechsel beeinträchtigt
- Bildung von hochaviden Antikörpern beeinträchtigt
• Immunantwort von begrenzter Dauer
Polysaccharidimpfstoff /Konjugatimpfstoff
• Kapselpolysaccharide an hochimmunogenes Protein
gekoppelt – CRM 197 Trägerprotein
(Diphterietoxin)
• Zusätzliche T-Zellantwort wird generiert, dadurch:
- Bildung von Gedächniszellen
- Antikörperklassenwechsel
- Aviditätsreifung
- Induktion einer „mukosalen Immunität“
Häufigsten Serotypen bei invasiven Isolaten
Österreich 2014 (AURES)
• Kleinkindern bis zum 2. Lebensjahr :
– Typ 15A am häufigsten
• Altersgruppe der ab 60-Jährigen:
– Serotypen 3, 7F, 14
• 37jähriger Patient
• Bikuspide Aortenklappe
• Vergrünende
Streptokokken in der
Blutkultur
• Endokarditis der
Aortenklappe
Zusammenfassung
• ß-hämolysierende Streptokokken und massive
Krankheitsbilder
– Streptococcus pyogenes = Streptokokken der Gruppe A
– Nekrotisierende Fasziitis, Toxic Schock Syndrom
– Schnelles Eingreifen sehr wichtig
– Wichtigste: chirugische Sanierung
– AB: Penicllin + Clindamycin
• Pneumokokken
– Sepsis, Meningitis, Pneumonie
– Penicillin iv (sehr geringe Penicillinresistenz in A)
– Impfung

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