Mikrobiologisches Praktikum für Humanmediziner Vorbereitung zu Kurs 6: Atemwegsinfektionen

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1 Mikrobiologisches Praktikum für Humanmediziner Vorbereitung zu Kurs 6: Atemwegsinfektionen Prof. Dr. med. Wolfgang Pfister Institut für Medizinische Mikrobiologie Universitätsklinikum Jena

2 Verschiedene Arten von Atemwegsinfektionen obere Infektionen (häufig Virusinfektionen) Grippaler Infekt Laryngitis Pseudokrupp akute Epiglottitis Angina tonsillaris Otitis media Mastoiditis Otitis externa Sinusitis tiefe Infektionen (häufig bakterielle Infektionen) Ambulant erworbene Pneumonie Nosokomiale Pneumonie Beatmungspneumonie Exazerbation einer COPD Infektionen bei Mukoviszidose z.b. Influenza z.b. Tuberkulose

3 Lernziele/ Besonderheiten bei Atemwegsinfektionen Erregerspektrum ambulant und nosokomialer Pneumonien Vorstellung der häufigsten Erreger Indikation für mikrobiologische Diagnostik Welches Material für Diagnostik geeignet? Einordnung der Normalflora Kalkulierte und gezielte Antibiotika-Therapie

4 Fallbeispiel Anamnese: Der ärztliche Notdienst wird am 23. Februar zu einem 73- jährigenpatienten gerufen. Der Patient klagt über zunehmende Atemnot und wirkt leicht verwirrt und Desorientiert. Laut der Ehefrau besteht seit dem Vortag Fieber und Schüttelfrost. Anamnestisch wird ein metastasiertes Colon-Karzinom angegeben. Bei der körperlichen Untersuchung wird eine Körperkerntemperatur von 38,7 C sowie eine Tachypnoe mit 20 Atemzügen/min gemessen. Über den unteren Lungenfelder lassen sich beidseits feinblasige Rasselgeräusche auskultieren. Das Abdomen ist weich und indolent, die Narbe nach Hemikolektomie ist reizlos verheilt. Status: Cor: 100/min, arrhythmisch, Herztöne rein, RR 122/88mmHg Pulmo: bds. basal feinblasige RG, Atemfrequenz 20/min Abdomen: weiche BD, kein Druckschmerz, reizlose Narbe im re. Oberbauch äußerlich reizloser Portkatheter Differentialdiagnosen?

5 Fallbeispiel Differentialdiagnosen ambulant erworbene Pneumonie (Influenza?) Portinfektion Herzinsuffizienz pulmonale Metastasierung

6 Fallbeispiel Diagnostik Labor: Entzündungsparameter (BB, CRP) Blutgasanalyse Leukozyten 5,1 4,4-11,3 Gpt/l Erythrozyten 3,9 4,5-5,9 Tpt/l Hämoglobin 7,1 8,7-10,9 mmol/l Hämatokrit 0,33 0,36-0,48 Thrombozyten Gpt/l CRP 81,4 <7,5 mg/l SaO2 96% (unter O2- Gabe) Mikrobiologie: Untersuchung auf Bakterien (Erreger+Resistenz) aus Sputum/BAL und Blutkulturen Schnelltest auf Legionella Ag (Urin) PCR auf Influenza-Virus aus Rachenspüle Röntgen Thorax

7 Fallbeispiel Mikrobiologische Befunde Blutkulturen: aerob/anaerob Streptococcus pneumoniae BAL: mikroskopisch Granulozyten reichlich grampositive Diplokokken viele kulturell u.a. Streptococcus pneumoniae (Optochin +, Gallelöslichkeit +) Legionellen Ag im Urin negativ PCR für Influenza A, B, Adenovirus, EBV, CMV, HSV1 negativ Beurteilung und Therapievorschlag? Therapie wurde aktuell mit Piperacillin/Tazobactam i.v.begonnen Diagnose: CAP durch Streptococcus pneumoniae

8 Ambulant erworbene Pneumonie (community-acquired pneumonia; CAP) Pneumonie, die außerhalb des Krankenhauses erworben wurde Häufigkeit Erreger 40-50% S. pneumoniae 5-10% H. influenzae M. pneumoniae Enterobacteriaceae respiratorische Viren <5% Legionella pneumophila S. aureus C. pneumophila 20-25% Erreger ungeklärt Quelle: CAPNETZ 2011 Der häufigste Verursacher ist S. pneumoniae: Resistenze gegen Beta-Laktamantibiotika in Europa noch selten bei Tierkontakt auch an C. burnetii und C. psittaci denken 8

9 Streptococcus pneumoniae Material: Sputum, BAL, Blutkultur, Schnelltest aus Urin Grampräparat: grampositive Diplokokken Kultur: Wachstum auf Kochblut und Blutagar, α- Hämolyse, ggfs. Schleimkapsel, Optochinsensibilität und Gallelöslichkeit der Kolonien Therapie: Aminopenicillin (in Dtl. 6% Penicillinresistenz, 15% Makrolidresistenz)

10 Haemophilus influenzae Material: Sputum, BAL, Blutkultur Grampräparat: gramnegative kurze Stäbchen Kultur: Wachstum nur auf Kochblutagar; Ammenphänomen: H. influenzae braucht Faktor X (Hämin) und Faktor V (NAD) wird von S. aureus bereitgestellt Photo Amme Therapie: z.b. Cefotaxim

11 Atypische Erreger Von intrazellulären Bakterien (Mykoplasmen, Chlamydien, Legionellen) oder Viren verursacht Pathogene werden von Immunzellen aufgenommen und gelangen so in das interstitielle Lungengewebe Weniger ausgeprägte Symptomatik als bei typischer Lungenentzündung; trockener Reizhusten (keine Eiterbildung) Röntgenbild! Diagnostik: PCR, Serologie Therapie: intrazellulär wirksame Antibiotika (Makrolide, Tetrazycline, Chinolone)

12 Wichtige atypische Erreger und ihre Diagnostik Legionellen: - Kultur auf Spezialmedien möglich Antigennachweis im Urin (Akutdiagnostik) Erregernachweis durch direkte Immunfluoreszenz Antikörpernachweis (nicht für Frühnachweis geeignet) PCR Chlamydien (C. pneumoniae; bei Neugeborenen C. trachomatis) Zellreiche Materialien (obligat intrazellulär) Vor Beginn der antimikrobiellen Therapie Nachweis in Speziallabors Geeignetes Transportmedium Zellkultur, serologische Tests, PCR Mykoplasmen: Kultur aufwendig, langdauernd; Routinediagnostik serologisch; PCR möglich, noch nicht für Routinebetrieb geeignet

13 Nosokomiale Pneumonie Pneumonie, die im Krankenhaus erworben wurde Erreger oft aus dem Gram-negativen Bereich mit der Gefahr von Multiresistenzen: Enterobacteriaceae Escherichia coli Klebsiella spp. Enterobacter spp. Haemophilus influenzae Staphylococcus aureus (MSSA) Streptococcus pneumoniae Patienten mit Risikofaktoren für multiresistente Erreger (MRE) zusätzlich Staphylococcus aureus (MRSA) ESBL-bildende Enterobacteriaceae Pseudomonas aeruginosa (Beatmungspneumonie!) Acinetobacter baumannii Stenotrophomonas maltophilia 13

14 Therapieempfehlungen bei Pneumonie (Initialtherapie) ohne Risikofaktoren: Aminopenicillin oder Makrolid (wirksam auch gegen interstitielle Pneumonie-Erreger) oder Tetrazyklin ältere Patienten mit Vorerkrankungen: Breitspektrumbetalaktam oder pneumokokkenwirksame Fluorchinolone Levofloxacin oder Moxifloxacin, Severe CAP: Piperacillin/Tazobactam i.v. oder Ceftriaxon i.v. oder Cefotaxim i.v. + Makrolide 8-10 Tage bei Pseudomonasrisiko pseudomonasaktives Betalaktam + Fluorchinolon, Candida: Fluconazol / Itraconazol / Caspofungin P. carinii: Cotrimoxazol hochdosiert i.v. A. fumigatus: Ampho B / Voriconazol / Caspofungin 14

15 Nicht alle respiratorischen Infektionen bedürfen einer mikrobiologischen Diagnostik Indikation für mikrobiologische Diagnostik ambulant erworbene Pneumonien mit schwerem Verlauf nosokomiale Pneumonien Pneumonien immunsupprimierter Patienten Pneumonien im Anfangsstadium und eitrigem Auswurf, sowie zusätzlichen Risikofaktoren 15

16 Welches Material ist für die Diagnostik geeignet Sputum: geeignet bei sachgerechter Gewinnung BAL: Kochsalzlsg. installieren, mind. 50 ml aspirieren, erste Fraktion verwerfen Pleurapunktate: bei Begleitpleuritis, Erguss und Empyem (cave: TB) Biopsie: transthorakal, transbronchial, offen Blutkultur: immer bei V.a. alveoläre Pneumonie Urin: Legionellenantigen, Pneumokokkenantigen Rachenspülwasser: bei V.a. virale Infektion Nasenrachensekret: mit Absaugset oder tiefer Nasopharyngealabstrich

17 Welches Material ist für die Diagnostik geeignet Für virologische Fragestellungen Nasenrachensekret (mit Absaugset oder tiefer Nasopharyngealabstrich) BAL oder Sputum Serum oder Blut optimale Abnahmezeit in den ersten Krankheitstagen rascher, gekühlter Transport Sofortige Verarbeitung mit Inokulation in geeignete Zellsysteme Direkter Antigennachweis Direkte Nukleinsäureamplifikation (PCR) Indirekter Nachweis von Antikörpern aus Vollblut oder Serum

18 Sputum Ausbeute an Infektionserregern ist entscheidend davon abhängig wie die Probe gewonnen wird Patientenanleitung notwendig: kein Speichel, mehrmals tief ein- und ausatmen, Luft kurz anhalten, Sputum abhusten Wenn kein Sputum abgehustet werden kann, induziertes Sputum durch Inhalation hyperosmolarer Kochsalzlösung (3 %) Bei V. a. Tuberkulose, Legionellen- oder Pilzpneumonie Untersuchung an mehreren Tagen, möglichst morgens Normalflora bedenken (Rachen, Mundhöhle): α-häm. Streptokokken nicht häm. Streptokokken, Enterokokken Neisserien Corynebakterien Sprosspilze (in geringen Mengen)

19 Nachweismethoden Kultur gut geeignet für S. pneumoniae, S. aureus, Enterobakterien, Pseudomonaden, (Haemophilus influenzae) Resistenztestung möglich Spezialmedien notwendig für Legionellen, Bordetella, Mykoplasmen PCR gut geeignet für Virusdiagnostik Nachweis schwer kultivierbarer Bakterien (Chlamydien, Bordetella, Mykoplasma, Coxiella) Antigennachweis Legionellen, Pneumokokken im Urin

20 Beurteilung der klinischen Relevanz aerober, schnell wachsender Bakterien aus dem Bronchial/Trachealsekret Gramfärbung Zytologisch-mikroskopische Untersuchung: Anzahl der Plattenepithelien (Verunreinigung durch Speichel) geeignet, wenn weniger als 10 Plattenepithelien/Gesichtsfeld Anzahl der Granulozyten geeignet, wenn mehr als 25 Granulozyten/Gesichtsfeld Bakteriologisch-mikroskopische Untersuchung: Anzahl der Bakterien/Gesichtsfeld mittels Gramfärbung: + bis zu 10 Keime/Gesichtsfeld Keime/Gesichtsfeld +++ > 100 Keime/Gesichtsfeld

21 Fragen - Welches ist der häufigste Erreger der CAP? - Welches Untersuchungsmaterial eignet sich zur mikrobiologischen Diagnostik bei CAP? - Warum ist bei sog. atypischen Atemwegsinfektionen die Bildgebung (Rö Thorax) so wichtig? - Welches Erregerspektrum herrscht vor bei nosokomialen Pneumonien? - Welches Untersuchungsmaterial eignet sich zum Nachweis einer Influenza?

22 Praktische Übungen 1. Männlicher Flüchtling aus Eritrea, 18 Jahre, Husten, Fieber, Gewichtsverlust Kultivierung des Trachealsekrets, Mikroskopie Hier ist neben dem Besprochenen noch an eine andere Erkrankung zu denken an welche? 2. 72jährige Rentnerin mit Fieber, Husten, Infiltrate im Rö. Thorax rechtes Unterfeld - Bearbeitung einer respiratorischen Probe 3. Auswertung eines Rachenabstrichs Beurteilung der normalen Rachenflora 4. Beurteilung eins Rachenabstrichs mit einem positiven Ammenphänomen

23 Viel Spaß im Kurs! Thema der Präsentation Name des Vortragenden 23