11.02.2016 Institut für Medizinische Mikrobiologie Erregerspektrum akute und chronische Wunden PD Dr. Guido V. Bloemberg Institut für Medizinische Mikrobiologie Universität Zürich Zürich, Switzerland ©CNRT Institut für Medizinische Mikrobiologie Wundinfektionen 1. Oberflächliche Hautinfektionen 2. Tiefe und nekrotisierende Haut- und Weichgewebeinfektionen 3. Bisswunden /Stichwunden 1. Akute Wundinfektionen 2. Chronische Wundinfektionen Seite 2 Institut für Medizinische Mikrobiologie Mikrobiologischen Diagnostik Mikroskopische Verfahren Kulturelle Verfahren Infektionsserologische Verfahren Nukleinsäurenachweis Verfahren Verfahren zur Empfindlichkeitstestung Seite 3 1 11.02.2016 Institut für Medizinische Mikrobiologie Kultur und Mikroskopie (Murray et al., Manual of Clinical Microbiology, 2007) Institut für Medizinische Mikrobiologie Erregerspektrum Wundinfektionen Bakterien - Staphylokokken - Streptokokken - Enterobakterien - Pseudomonas aeruginosa - Clostridien - Mykobakterien - Corynebacterium diphteriae - Bacillus anthracis - Francisella tularensis - Weitere bakterielle Erreger: Bartonella henselae / quintana, Erysipelothrix rhusiopathiae, Borrelia, Aeromonas hydrophila, Neisseria spp.,Pasteurella, Vibrio vulnificus, andere pathogene non-cholerae Vibrionen, etc. Pilze Parasiten Seite 5 Viren Institut für Medizinische Mikrobiologie Klinische bakterielle Stämme von Wunden isoliert am IMM Zeitraum 01.01.2013-31.12.2015: n = 13.345 Others: 297 species Seite 6 2 11.02.2016 Institut für Medizinische Mikrobiologie Klinische Stämme von oberflächigen Wunden Zeitraum 01.01.2013-31.12.2015: n = 6.852 Others: 200 species Seite 7 Institut für Medizinische Mikrobiologie Klinische Stämme von tiefen Wunden Zeitraum 01.01.2013-31.12.2015: n = 6.472 Others: 264 species Seite 8 Institut für Medizinische Mikrobiologie Staphylococcus aureus : Pathogenitätsfaktoren PATHOGENITÄTSFAKTOREN KRANKHEITSBILDER Ortsständig wirkende Enzyme: - Plasmakoagulase, Hyaluronidase, Fibrinolysin, Lipase, DNase) - Ausbreitung im Gewebe Abszesse, Karbunkel, Wundinfektionen, Osteomyelitis, Sepsis, Pneumonie, Endokarditis Cytotoxine, Hämolysine (pore-forming toxins, e.g. PVL) - Zellschädigung Furunkolose, Wundinfektionen Exfoliativtoxine - epidermolytisch: intradermale Spaltbildung zwischen Stratum spinosum und Stratum granulosum Staphylococcal Scaled Skin Syndrome (SSSS) Toxic-Schock-Syndrom Toxin - Freisetzung von Zytokinen, z.B. IL-1, IL-2, TNF - Endothelschädigung Toxic Schock Syndrom Enterotoxine Gastroenteritis Seite 9 3 11.02.2016 Institut für Medizinische Mikrobiologie `Surgical Site Infections` und Antibiotika Resistenz (Mandell, Douglas and Bennett`s, 2014) Seite 10 Institut für Medizinische Mikrobiologie Staphylococcus aureus: MRSA - Methicillin-Resistenz: resistent gegen alle ß-Lactame - Neueste Variante : mecC ! - Häufiger Erreger von nosokomialen Wundinfektionen - Community acquired MRSA - In Ostschweiz tendenziell seltener als in der West Schweiz Seite 11 Institut für Medizinische Mikrobiologie Streptokokken Spezies Hämolyse / Erkrankungen Gruppen-Antigen (Lancefield) S. pyogenes β, A Pharyngitis, Pyodermien, Erysipel, StreptokokkenNachkrankheit, Scharlach, Nekrotisierende Fasciitis S. agalactiae β, B Wundinfektion, Sepsis, Meningitis Seite 12 4 11.02.2016 Institut für Medizinische Mikrobiologie Enterobacteriaceae Genus /Spezies Krankheit Escherichia coli Citrobacter, Klebsiella, Enterobacter, Serratia, Proteus, Providencia, Morganella und weitere Sepsen, Wundinfekte, Infekte der Harnwege und des Respirationstrakts Cave: fakultativ pathogene Keime; verursachen nosokomiale Infekte; häufig resistent gegen Antibiotika Seite 13 Institut für Medizinische Mikrobiologie `Surgical Site Infections` und Antibiotika Resistenz (Mandell, Douglas and Bennett`s, 2014) Seite 14 Institut für Medizinische Mikrobiologie Zunahme von ESBL Enterobacteriaeceae Zeitraum: 2013-2015 Klinische Stämme isoliert am IMM pro Monat E. coli Klebsiella pneumoniae Seite 15 5 11.02.2016 Institut für Medizinische Mikrobiologie Occurrence of carbapenemase-producing Enterobacteriaceae in 38 European countries based on self-assessment by the national experts. March 2013 March 2015 Albiger B et al., (EuSCAPE) working group. Euro Surveill. 2015;20(45):pii=30062. Institut für Medizinische Mikrobiologie Zunahme von Karbapenemase Klebsiella pneumoniae Zeitraum: 2014-2015 Klinische Stämme isoliert am IMM pro Monat OXA-48 KPC NDM Seite 17 Institut für Medizinische Mikrobiologie Pseudomonas aeruginosa - Wunde mit grosser Oberfläche z. B. Verbrennungswunde - Post operative Wundinfektionen; - nosokomiale Infektionen - Komplexe Pathomechanismen - Häufig vorkommender Resistenzen From: Cohen, et al. Infectious Diseases 2010 Seite 18 6 11.02.2016 Institut für Medizinische Mikrobiologie Clostridien Spezies Erkrankung C. perfringens C. novgi C. septicum C. histolyticum Gasbrand (Gewebsnekrose) - Wundinfektion C. tetani Tetanus (Starrkrampf) - Wundinfektion; anaerobe Wundverhältnisse C. botulinum Botulismus - Nahrungsmittelvergiftung - Wundbotulismus; tiefe, verschmutzte Wunden mit anaeroben Verhältnissen - Säuglingsbotulismus Gasbrand: - Voraussetzung: anaerobe Verhältnisse, d.h. verschmutzte, tiefe Wunden mit schlechter Durchblutung, Fremdkörper, häufig Mischinfektionen - Gasbrand kann sich rasch ausbreiten und innerhalb weniger Stunden zum Tod führen Seite 19 Institut für Medizinische Mikrobiologie Clostridium perfringens Identische C. perfringens 16S rRNA Gen Sequenz in Empyem und Liquor !! Alpha-Toxin spaltet Lecitine der Zellmembran (Auflösung) : Zelltod !! Seite 20 Institut für Medizinische Mikrobiologie Clostridium tetani Fallmeldungen Tetanus; CH 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 Patienten `06 `07 Clostridium botulinum `08 `09 `10 `11 `12 `13 `14 `15 Fallmeldungen Botulismus; CH 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 Patienten `06 `07 `08 `09 Quelle: BAG `10 `11 `12 `13 `14 `15 Seite 21 7 11.02.2016 Institut für Medizinische Mikrobiologie Mykobakterien Spezies Erkrankung M. marinum, M. ulcerans, M. chelonae, M. abscessus, M. haemophilum Haut- und Weichteilinfektionen M. chelonae, M. abscessus, M. fortuitum Wund- und Fremdkörperinfektionen M. chimaera Wund- und Fremdkörperinfektionen Seite 22 Institut für Medizinische Mikrobiologie Schnell wachsende nicht tuberkulöse Bakterien Mycobacterium abscessus subsp. abscessus (4x) M. abscessus subsp. massiliense (1x) Mycobacterium sp. JAN1 (1x) M. conceptionense (M. fortuitum group) (1x) Seite 23 Institut für Medizinische Mikrobiologie Mycobacterium chimaera: post surgical wound infections Transmission of Mycobacterium chimaera from Heater–Cooler Units during Cardiac Surgery despite an Ultraclean Air Ventilation System Sommerstein R, Rüegg C, Kohler P, Bloemberg G, Kuster SP, Sax H. Emerging Infectious Diseases; in press Seite 24 8 11.02.2016 Institut für Medizinische Mikrobiologie Mycobacterium chimaera: post surgical wound infections Seite 25 Institut für Medizinische Mikrobiologie Mycobacterium chimaera: post surgical infections (Sax et al., 2015, CID) Seite 26 Institut für Medizinische Mikrobiologie Bacillus anthracis From: Cohen, et al. Infectious Diseases 2010 9 11.02.2016 Institut für Medizinische Mikrobiologie From: Cohen, et al. Infectious Diseases 2010 Institut für Medizinische Mikrobiologie Anthrax bei Drogensüchtigen 2009-2012 in Deutschland!!! 11.02.2016 Institut für Medizinische Mikrobiologie 10 11.02.2016 Institut für Medizinische Mikrobiologie Corynebacterium diphteriae - Lokalisierte Rachen-Diphtherie aber auch Nase, Augen, Haut, und Wunde können betroffen sein ! Kutane Diphterie ist oft assoziiert mit: - S. aureus - ß-hämolysierenden Streptokokken - Nachweis der Toxinproduktion: Elek-Test oder PCR Seite 31 Institut für Medizinische Mikrobiologie Corynebacterium diphteriae Toxin PCR am IMM 40 35 Fallmeldungen toxigene C.diphteriae; CH, BAG 30 12 25 positiv 20 negativ 15 10 8 6 4 10 2 5 0 `06 0 `07 `08 `09 `10 `11 `12 `13 `14 `15 `05 `06 `07 `08 `09 `10 `11 `12 `13 `14 `15 Seite 32 Institut für Medizinische Mikrobiologie Francisella tularensis - Gram negative Stäbchenbakterie - Unbeweglich, aerob, fakultativ intrazellulär - Pestähnliche Krankheit bei Tieren, insb. Nagern (Murray et al., Manual of Clinical Microbiology, 2007) - Umweltpersistent: kann Wochen bis Monate ohne Wirt überleben in Böden, Oberflächengewässern (vermutlich im Inneren von Amöben) und in Tierkadavern - Bei Menschen Erreger von Tularämie (Hasenpest) - Eindringen an Mikrotraumen der Haut / Schleimhaut und Augen - Ulcer (Primärgeschwüre) -> lokale Lymphknoten -> Leber /Milz - Einatmen: Pneumonie, 10-50 Bakterien reichen für Infektion aus - Kulturen im Biosicherheitslabor Stufe 3; Infektionsgefahr für Labormitarbeiter 11 11.02.2016 Institut für Medizinische Mikrobiologie Übertragung von Francisella tularensis: Zoonose (Cohen et al., Infectious Diseases, 2010) Institut für Medizinische Mikrobiologie Zecken und Francisella tularensis Tularämie nach Zeckenstichen Institut für Medizinische Mikrobiologie Vermehrt Fälle von Tularämie in der Schweiz! Tularämie in der Schweiz 60 50 Anzahl Fälle 40 30 Fälle 20 Total:218 10 0 `04 `05 `06 `07 `08 `09 Jahr `10 `11 `12 `13 `14 `15 Quelle: BAG 12 11.02.2016 Institut für Medizinische Mikrobiologie Diagnostische Problemstellung Wenn die Kultur aus klinischen Materialien trotz Vorhandenseins eines Erregers kein Wachstum zeigt ! Ursachen : - Eine vorausgehende antibiotische Therapie - Schnelle Diagnostik erwünscht - Mikroorganismen mit speziellen Wachstumsbedingungen - Anaerobier - Anspruchsvoll bezüglich der verwendeten Kulturmedien - Zu langsames Wachstum oder sogar nicht Kultivierbares - Schlechtes Überleben während des Transports nach Abnahme Möglichkeit: Molekulare Diagnostik, Breitspektrum PCR sowohl für Bakterien als auch für Pilze Institut für Medizinische Mikrobiologie 16S rRNA Gen Breitspektrum PCR 16S rRNA Gen ungefähr 1500 bp 1. PCR Var. 1 Var. 2 2. Poly Acrylamide Gelelektrophorese 3. PCR (semi-nested); Spezifizität Erhöhung Var. 1 Var. 2 4. Sequenzierung 5. Datenbankabfrage, Homologie- analyse und Zuordnung Institut für Medizinische Mikrobiologie Vascular graft Cohort Study (VASGRA): Biodiversität von vaskulären Wunden 33 Patienten - Staphylococcus epidermidis 7 - Staphylococcus aureus 1 - Streptococcus dysgalactiae 1 - Enterobacteriaceae 3 - Citrobacter koseri 1 - Proteus mitabilis 1 - Fusobacterium nucleatum 1 - Parvimonas micra 1 - Pasteurella multocida 1 - Corynebacterium tuberculostearicum 1 - Corynebacterium ureicelerivorans 1 15 Patienten mit Keimidentifikation; davon 4 mit 2 Keimen 13 11.02.2016 Institut für Medizinische Mikrobiologie Acknowledgements USZ Infektiologie IMM USZ Spitalhygiene PD Dr M. Hombach Prof Dr R. Zbinden Prof Dr E.C. Böttger VASGRA TEAM PD Dr Barbara Hasse PD Dr Dieter Mayer Alexandra Scherrer Caroline Müller Christine Laich Seite 40 14
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