Pilze und Protozoen Bettina Löffler

Präsentation zum Thema: "Pilze und Protozoen Bettina Löffler"—  Präsentation transkript:

1 Pilze und Protozoen Bettina Löffler
Institut für Medizinische Mikrobiologie Universitätsklinikum Jena Wintersemester 2016/17

2 Pilze Mikrobielle Pilze sind Eukaryoten
Sie sind in der Umwelt weit verbreitet Wenige Arten verursachen einen Großteil der menschlichen Pilzinfektionen Vereinfachte Einteilung für die Medizin: Dermatophyten, Hefepilze, Schimmelpilze, Biphasenpilze Pilze haben Zellwand aus Chitin und Ergosterol, manche Arten haben auch eine Schleimkapsel

3 Pilze Größenvergleich: Eukaryot vs. Prokaryot Bakterium
Pilze haben Zellwand aus Chitin und Ergosterol, manche Arten haben auch eine Schleimkapsel Bakterium

4 Pilze Sproßung: Herauswachsen einer Tochterzelle aus der Mutterzelle Hyphenbildung: Pilze bilden ein Myzel Pilze haben eine aus Chitin, Egosterol und Polysacchariden bestehende Zellwand Pilze haben Zellwand aus Chitin und Ergosterol, manche Arten haben auch eine Schleimkapsel

5 Pilze Allgemeine Aspekte der Pilzerkrankungen
Pilzallergien: meist exogenallergische Alveolitiden; oft Berufskrankheiten (z.B. „Holzarbeiterlunge“) Mykotoxikosen: Lebensmittelvergiftungen z.B. durch Aflatoxin, Ergotalkaloide Primäre Mykose durch dimorphe Pilze (nur importierte Fälle in Europa) Opportunistische Mykosen durch Hefepilze: Kandidose, Kryptokokkose Opportunistische Mykosen durch Fadenpilze: Aspergillose, Mucormykose Pneumozystiose: Lungeninfektion bei Immundefekten, z.B. AIDS Antigen oder Toxin vermittelt Invasive Pilz-infektionen Dimorphe Pilze in Abhängigkeit ihrer Lebensbedingung als Hyphenpilz (25°C) oder Sproßpilz/Hefe (37°C) Aphlatoxine haben starke kanzerogene Wirkung: Leberkarzinom

6 Pilze Virulenzfaktor Funktion Pathomechanismen Abwehrmechanismen
Schleimkapsel Schutz vor Phagozytose Oberflächenproteine als Adhäsine, Biofilmbildung Adhärenz an Epithel- und Endothelzellen Proteinasen Gewebezerstörung und Invasion Abwehrmechanismen Aphlatoxine haben starke kanzerogene Wirkung: Leberkarzinom Bakterielle Normalflora der (Schleim)Haut  Verhindert Kolonisation durch Pilze Anatomie von (Schleim)Haut  Verhindert Invasion von Pilzen Phagozytose durch Neutrophile Granulozyten  Elimination von Pilzen  Opportunistische Mykosen v.a. bei Patienten: Störungen der Normalflora und bei Immundefekten (neutropenen Patienten)

7 Dimorphe Pilze Histoplasma capsulatum (Histoplasmose)
dimorpher Pilz: 25 °C Schimmel 37 °C Hefe Erreger der Histoplasmose: Intrazelluläre Mykose des mononukleären Phagozyten-Systems Vorkommen im Erdboden; Sporen gelangen durch Inhalation in die Lunge Entwickeln sich zu Hefeformen in Alveolarmakrophagen; Sprossung  granulomatöse Entzündungsherde Hämatogene Disseminierung, Milz, Leber-Befall Über 90% der Infektionen bleiben klinisch stumm Vorkommen: Nord-, Mittel- und Südamerika, Afrika Reiseanamnese

8 Hefen Candida Candida albicans (über 60% der Infektionen) Candida glabrata Candida tropicalis Candida parapsilosis …… Gram-Präparat: Ovale Gram-positive Hefe, weiße Kolonien auf Agarplatten Kommensal auf der Schleimhaut von Mensch und Tier (endogene Infektionen) Infektionen v.a. bei geschwächten Immunsystem (Neutropenie, Kortikoidtherapie, Antibiotikatherapie) Katheterinfektionen Aphlatoxine haben starke kanzerogene Wirkung: Leberkarzinom

9 Hefen Candida Infektionslokalisationen: am häufigsten betroffen sind Schleimhäute (Soor), feuchte und warme Hautregionen; auch innere Organe können infiziert sein (invasive Kandidose) Aphlatoxine haben starke kanzerogene Wirkung: Leberkarzinom

10 Hefen Cryptococcus neoformans (Kryptokokkose)
Im Erdboden und v.a. in Vogelmist vorkommend wesentlicher Virlulenzfaktor: Kapsel Infektion v.a. bei Immunsupprimierten Inhalation der Erreger in die Lunge; Infektionsherd in der Lunge  Ausbreitung in andere Organe, vor allem ins ZNS Meningitis/Meningoenzephalitis Bei AIDS-Patienten eine lebenslange Prophylaxe nach Infektion mit Azolen Diagnose: Liquorsediment, BAL → Tuschepräparat Kultur auf Spezialnährböden Nachweis des Kapselantigens Aphlatoxine haben starke kanzerogene Wirkung: Leberkarzinom

11 Fadenpilze Aspergillus (Aspergillose)
Von einem Prister (Micheli) erstbeschrieben: Aspergil (Weihwasserwedel) Ubiquitär vorkommend, vorwiegend in Heu, Kompost, kohlenhydratreichen Lebensmitteln (Brot), Gartenerde einige Arten pathogen, einige Arten bilden Toxine (Aflatoxine) Aspergillus fumigatus Aspergillus niger Aspergillus flavus Krankheiten: Allergien, Intoxikationen (Aflatoxine) Infektionen: Aspergillom (in vorgebildeten Höhlen: z.B.: TB-Kavernen) Systemische Mykose parenchymatöser Organe Infektionen bei immunsupprimierten Patienten häufen sich bei Baumaßnahmen Aphlatoxine haben starke kanzerogene Wirkung: Leberkarzinom; stärkste natürlich vorkommende Kanzerogen; Nüsse und Getreide (Aflatoxin-Verordnung 1990) Grenze des Toxins in Lebensmittel

12 Fadenpilze Aspergillus (Aspergillose)
Infektionslokalisationen: wichtigster Eintritt ist das Bronchialsystem, aber auch Hautverletzungen Aphlatoxine haben starke kanzerogene Wirkung: Leberkarzinom Aspergillom: Pilzknoten in vorgeformter Höhle, z.B. Tb-Kaverne Nasennebenhöhlen: wichtigster Pilz Endophthalmitis: nach Verletzung, Oft Verlust des Auges Prävention: bei Patienten nach Knochenmarktransplantation: Filterung der Atemluft

13 Fadenpilze Mucorales (Mucormykosen)
Ubiquitär vorkommend, auf zerfallenden Pflanzenmaterial Typische Opportunisten, nur bei Patienten mit Immundefekten Angiotropismus (vermehren sich in Gefäßen  Infarktbildung Rhinozerebrale, pulmonale, gastrointestinale, kutane (nach Hautverletzungen) Mukormykose Schlechte Prognose Aphlatoxine haben starke kanzerogene Wirkung: Leberkarzinom

14 Fadenpilze Penicillium (Penicilliose) Im Erdboden vorkommend
Wächst im menschlichen Gewebe als Hefe, in der Natur als Schimmelpilz Häufige opportunistische Infektion bei AIDS-Patienten (Asien) Inhalation von Sporen; Infektionsherd in der Lunge  Ausbreitung in andere Organe Aphlatoxine haben starke kanzerogene Wirkung: Leberkarzinom

15 Pilzinfektion Diagnostik
Materialentnahme vom Rand des Herdes oder an der Normalflora vorbei Primärpräparat – Proben von Haut, Haaren, Nägeln mit 10%KOH aufhellen Sputum, bronchoalveoläre Lavage (BAL), Liquor mit Calcofluor-White-Färbung; % KOH-Lösung Pilz-Kultur (Sabouraud-Nahrböden) Antigen-Nachweis im Blut (Candida, Cryptococcus: Mannane Aspergillus: Galactomannane) PCR (18-S-RNA-Gen-PCR) Antikörper-Nachweis (Candida) In research, calcofluor-white is also used to stain bud scars of yeast cells because the bud scars have a higher content of chitin, which stains them more than the rest of the cell membrane.

16 Pilzinfektion Pilze bei Sepsis und in Blutkulturen
Expert Review of Anti-infective Therapy Volume 10, Issue 6, 2012 In research, calcofluor-white is also used to stain bud scars of yeast cells because the bud scars have a higher content of chitin, which stains them more than the rest of the cell membrane. Die häufigsten Erreger von Sepsis sind Gram-positive Bakterien, gefolgt von Gram-negativen, aber auch der Anteil von Sepsis durch Pilze wächst Betroffen sind vor allem Immunsupprimierte Patienten Fungämien gehen sehr häufig von besiedelten Kathetern aus

17 Pilzinfektion Systemische Pilzinfektionen:
Therapie Systemische Pilzinfektionen: Amphotericin B, liposomales Amphotericin B, 5-Fluorcytosin Itraconazol bei Aspergillose zur Langzeittherapie bei nicht lebensbedrohlichen Infektionen Fluconazol bei Candidiasis (cave: C. krusei) Voriconazol bei schwerer systemischer Aspergillose Caspofungin bei schwerer systemischer Candidose Amphotericin B: Permeabilitätsveränderung der Zytoplasmamembran Flucytosin: Hemmung der DANN/RNA Synthese; synergistisch mit Ampho B Azole: Hemmung der Ergosterolsynthese in der Zellwand; Es kommen Resistenzen vor; Antagonistisch mit Ampho B Caspofungin: Pilze haben eine aus Chitin und Polysacchariden bestehende Zellwand. Ein Baustein dieser Zellwand ist β(1,3)-D-Glucan. Caspofungin hemmt das Enzym β(1,3)-D-Glucan-Synthase, das bei Pilzen für den Aufbau dieses Zellwandbausteines verantwortlich ist.

18 Pneumocystis jirovecii
Pilz aus der Gattung Pneumocystis Nach dem Entdecker Otto Jirovec benannt im Menschen vorkommende Krankheitserreger (P. jirovecii) unterscheidet sich von dem in Ratten entdeckten Pneumocystis carinii unterscheidet Vorkommen bei Gesunden am Bronchialepithel Klinisch manifeste Infektion bei schweren Defekten der zellulären Immunität Nicht kultivierbar In research, calcofluor-white is also used to stain bud scars of yeast cells because the bud scars have a higher content of chitin, which stains them more than the rest of the cell membrane. Pneumocystis jirovecii wurde lange Zeit als Protozoon eingestuft, ist jedoch neueren Erkenntnissen zufolge ein Schlauchpilz. Er kommt ubiquitär vor und infiziert die meisten Menschen während der Kindheit.

19 Pneumocystis jirovecii
atypische Pneumonie bei HIV-Infizierten (interstitielle Lungenentzündung (PCP) durch starke Vermehrung in der Lunge  Schädigung des Alveolarepithels bei unreifen Frühgeborenen, bei Mangelernährung, nach Kortikoid-Therapie, bei malignen Tumoren Diagnose: Primärpräparat aus BAL quantitative PCR Therapie: Cotrimoxazol ( mg/kg/d iv.) Pentamidin (3-4 mg/kg/d iv.) Prophylaxe bei AIDS: Pentamidin-Inhalation Bronchoalveoläre Lavage

20 Kutane Mykosen Dermatomykosen durch Dermatophyten
Pilze die Gewebe infizieren, in dem reichlich Keratin vorkommt Vorkommen: Erdboden, Tiere Filamentöse Pilze; gut kultivierbar Übertragung: Mensch zu Mensch; Tier zu Tier; indirekt durch Gegenstände 3 Gattungen: Trichophyton; z.B. T. rubrum Microsporum; z.B. M. canis Epidermophyton; z.B. E. floccosum Hyphenpilze: Können mit Enzyme Hornsubstanzen auflösen Onychomykose Tinea barbae Tinea pedis Tinea capitis

21 Kutane Mykosen Dermatomykosen durch Dermatophyten
Diagnose: Geschabsel von Haut und Nägel oder Haare mikroskopischer Nachweis der Pilze Pilzkulturen Therapie: (Griseovulfin), Ternbinafin, Azole; lokal oder systemisch bei massiven Befall

22 Parasiten Parasit ist ein Lebewesen, das sich zeitweise oder dauernd auf oder in einem anderem, artfremden Lebewesen (Wirt) aufhält, auf dessen Kosten lebt und pathogene Eigenschaften besitzt. Krankheiten sind Parasitosen Eukaryotische Krankheitserreger: Protozoen (Einzeller) Animalia (Tiere): Helminthen (parasitische Würmer) Arthropoden (Gliederfüßer)

23 Bedeutsame Protozoen (Einzeller)
Stamm/Unterstamm Klasse Genus (Beispiele): Metamonada Diplomonadae (Giardia) Axostylata Parabasalae (Trichomonas) Amoebozoa Lobosa (Entamoeba, Acanthamoeba) Heterolobosa Schitzopyrenidae (Naegleria) Euglenozoa Kinetoplasta Trypanosomatidae (Leishmania, Trypanosoma) Alveolata Apicomplexa Coccidea (Toxoplasma, Cryptosporidium, Isospora, Sarcocystis, Cyclospora) Haematozoa (Plasmodium) Piroplasmae (Babesia) Ciliophora Litostomatae (Balantidium)

24 Gardia Gardiose, Lambliose Weltweit, Tiere (bei Kindern, bei Immunsuppression, AIDS : 3102 gemeldete Fälle in Deutschland) Infektion durch Zysten (10 – 15 µm) Trophozoiten (10 – 20 µm) befallen den oberen Dünndarm, nicht invasiv,  wässrige Durchfälle, Resorptionshindernis Ausscheidung als vierkernige Zyste Diagnose: Mikroskopie einer Stuhlaufschwemmung Therapie: Metronidazol 0,75 g/d, 7 Tage, Einmaltherapie mit Tinidazol Meldepflicht asymptomatische Träger behandeln! Zwei ovale Kerne; Saugscheibe zum Anheften im Dickdarm

25 Gardia Entwicklungszyklus Trophozoit: Vermehrung durch Zweiteilung
Zysten: Überlebensform außerhalb des Wirtes (mehrere Monate)

26 Trichomonas vaginalis
Trichomonose sexuell übertragbar, bewegliches anaerobes Protozoon Vermehrung durch longitudinale Zweiteilung Bilden keine Zysten, Reservoir ist der Mensch Übertragung auch in nicht gechlorten Thermalbädern möglich IKZ 2-24 Tage: Vaginitis, Urethritis durch Anheften von Erregern am Epithel; aber auch symptomlose Verläufe Diagnose: Mikroskopischer Erreger-Nachweis Therapie: Metronidazol, Partnerbehandlung! Schwimmbäder nie bewiesen

27 Trichomonas vaginalis
Entwicklungszyklus Sehr begrenztes Überleben in der Umwelt

28 Amöben humanpathogen:
Amöbose humanpathogen: Entamoeba histolytica  Amöbenruhr, Amöbenleberabszess Acanthamoeba culbertsoni  Keratitis bei Kontaktlinsen-Trägern Auch apathogene Spezies, die morphologisch nicht unterschieden werden können

29 Entamoeba histolytica
Amöbenruhr, Amöbenleberabszesse Entamoeba histolytica kommt weltweit vor (vorwiegend Tropen) Infektion durch Zysten-haltige Nahrungsmittel, Trinkwasser (Schälen – Kochen – oder Vergessen) Pathogenese: Invasion des Darmepithels, durch porenbildende Peptide (Amoebapor A-C), Bildung von Ulcera, metastatische Abszesse in verschiedenen Organen: Leber, Lunge Gehirn etc. Leichte Verwechslung mit gering pathogener Entamoeba dispar Leberabszess

30 Entamoeba histolytica
Entwicklungszyklus

31 Entamoeba histolytica
Invasive Amöbose intestinale Manifestation: Amöbenruhr (blutig- schleimiger Durchfall) extraintestinale Manifestation: Abszesse in Leber, Milz, Peritoneum, Lunge und Gehirn, Abszesseiter enthält meist keine Amöben, Amöben befinden sich im Gewebe!

32 Entamoeba histolytica
Diagnostik Nachweis von Zysten im Stuhl bei Ruhr-Symptomatik oder Organ- Abszessen und Reiseanamnese Nachweis von Trophozoiten nur in noch warmem Stuhl! Zysten von E. histolytica und E. dispar morphologisch gleich, nur durch Antigennachweis oder PCR unterscheidbar Antikörper-Nachweis zur Diagnose von Organabszessen wertvoll! Therapie der intestinalen Infektion: Metronidazol, Ornidazol, Tinidazol, Oxytetracyclin Therapie von Organ-Abszessen: Chirurgisch + Nitroimidazole

33 Alveolata ausschließlich parasitär lebende Protozoen
Coccidea/ Haematozoa/ Piroplasmae ausschließlich parasitär lebende Protozoen Wechsel von geschlechtlicher und ungeschlechtlicher Vermehrung Ergebnis der geschlechtlichen Vermehrung: Oozysten, daraus bilden sich Sporozoiten Infektion durch: Sarcocystis  Sarkosporidiose Isospora belli  Darmkokzidiose Cryptosporidium  Kryptosporidiose Toxoplasma gondii  Toxoplasmose Plasmodium  Malaria

34 Cryptosporidium C. hominis; C. parvum Bei Immunkompetenten: meist inapparent oder als selbstlimitierende Durchfallserkrankung Bei Immungeschwächten: anhaltende, Cholera-ähnliche Diarrhoen Pathogenese: Perorale Aufnahme von Oozysten Im Darm freigesetzten Sporozoiten dringen in dem Mikrovillisaum des Darms ein, Entwicklung Diagnostik: Nachweis von Oozysten im Stuhlausstrich

35 Toxoplasma gondii Toxoplasmose Infektion beim immun-kompetenten Patienten: Infektion läuft meist unbemerkt ab, gelegentlich Lymphkotenschwellung am Hals (Piringer Lymphadenitis) und grippaler Infekt, Toxoplasmen werden hämatogen im Körper verteilt und siedeln sich in der Muskulatur (auch Herzmuskel) Auge und Gehirn an  Gewebszysten. Bei verminderter Immunität kann die Infektion wieder aufbrechen  Chorioretinitis, Myokarditis

36 Toxoplasma gondii Toxoplasmose
bei AIDS: Vorhandene Gewebszysten werden aktiviert  Enzephalitis, Myokarditis, Pneumonie, Choreoretinitis In der Schwangerschaft diaplazentare Übertragung der Toxoplasmen nur bei Erstinfektion (3 Toxoplasmosefälle / 1000 Lebendgeburten) Übertragung im 1. Trimenon 15% Trimenon 30% Trimenon 60% frühe Infektionen führen zu schwereren Schäden: Enzephalitis  intrazerebrale Verkalkungen, Hydrocephalus Choreoretinits latente Infektion des Neugeborenen: Choreoretinitis, geistige Retardierung

37 Toxoplasma gondii Entwicklungszyklus

38 Toxoplasma gondii Diagnose, Therapie
Erreger-Nachweis: (durch direkte Immunfluoreszenz, PCR) ,histolog. Untersuchung von Lymphknoten Antikörpernachweis: (KBR), IFAT,ELISA, ISAGA Wichtig für die Feststellung einer frischen Infektion ist Nachweis von IgM oder eine niedrige Avidität der spez. Antikörper. Therapie bei symptomatischer Erkrankung: Pyrimethamin + Sulfonamid Therapie in der Schwangerschaft: 1. Trimenon: Spiramycin 3g/d, später Pyrimethamin+Sulfonamid+Folinsäure (4 Wochen) Prophylaxe bei AIDS: Cotrimoxazol Avidität Maß für die Bindungsintensität frühe AK  geringe Avidität späte AK  hohe Avidität

39 Zusammenfassung: Pilze und Protozoen
Invasive Pilzinfektionen sind besonders ein Problem bei immunsupprimierten Patienten (z.B. Candida-, Aspergillus-, Kryptokokken- und Pneumozystiose-Infektionen) Therapien von Pilzinfektionen sind langwierig und teuer Hautmykosen betreffen viele Patienten, sind nicht bedrohlich, sollten aber therapiert werden, weil sie nicht selbstlimitierend sind. Protozoen: einige Protozoeninfektionen nehmen schwere Verläufe bei Immunsupprimierten Patienten (z.B. Cryptosporidium, Toxoplasmose) Amöbenruhr und Amöbenabszesse sind gravierende Infektionen auch beim Immunkompetenten Toxoplasmose in der Schwangerschaft kann zu Übertragung und Schäden beim Kind führen.

40 Frage: Pilze sind eine sehr heterogene Gruppe von Krankheitserregern. Welche Aussage zu Pilzen ist falsch? A: Zu den Schimmelpilzen zählen Vertreter der Gattung Mucor. B: Zu den Sprosspilzen zählen Vertreter der Gattung Cryptococcus. C: Aspergillussporen kommen ubiquität vor. D: Pilze gehören zu den Prokaryoten. E: Hefen vermehren sich durch Sprossung.

41 Welche der folgenden Lungenerkrankungen ist am wahrscheinlichsten?
Staatsexamensfrage Ein 32-jähriger, HIV-positiver Patient stellt sich in einer Praxis vor und klagt über trockenen Husten, etwas Auswurf, Luftnot bei geringer Belastung, Fieber bis 38,5 °C und deutliches Krankheitsgefühl. Die Symptomatik habe vor 5 Tagen allmählich begonnen und sich zunehmend verstärkt. Die körperliche Untersuchung ergibt einen reduzierten Allgemeinzustand, Körpergewicht 71 kg, Körpergröße 183 cm, Herzfrequenz 98/min, Atemfrequenz 26/min, Sauerstoffsättigung 91 %, Blutdruck 110/70 mmHg. Racheninspektion mit pharyngealer Kandidiasis, über der Lunge bilateral dorsobasal ohrnahe klingende Rasselgeräusche, Herz ohne pathologische Geräusche, Abdomen unauffällig; neurologisch altersgemäßer Befund. Bei einer Serumuntersuchung fällt ein LDH-Wert von 500 U/L auf. Welche der folgenden Lungenerkrankungen ist am wahrscheinlichsten? (A) Pneumokokkenpneumonie. (B) Pneumocystis-jirovecii-Pneumonie. (C) Lungenembolie. (D) Mykoplasmenpneumonie. (E) Asthma bronchiale. Nach der Die Pneumocystis-Pneumonie ist eine häufige Erstmanifestation der Infektion mit dem HIV und stellt die häufigste AIDS-definierende-Erkrankung dar. oralen Candidiasis ist die Pneumocysti-Pneumonie die häufigste, die Häufigste oft letal Verlaufende Infektion Bei typischer Symptomatik und ansonsten blanden Befunden kann ein erhöhtes LDH den Verdacht auf eine Pneumocystis-Pneumonie lenken. Pneumocystis carinii pneumonia is considered to produce an isolated elevation of serum LDH level, lung parenchyma being the putative source,

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