N. Nischik Medizinische Mykologie I Institut für Medizinische Mikrobiologie und Krankenhaushygiene 2008

Was sind Pilze Nützliche und schädliche Eigenschaften von Pilzen Morphologie Antimykotika Nomenklatur, DHS-Schema Hefen Schimmelpilze Dermatophyten Sonstige Medizinische Mykologie

Pilze ?

Bakterien Protozoen Pilze 1,5 Mio. Arten heterotroph meist Saprophyten ca. 250 medizinisch relevante Arten Ca. 25 relevant klinischen Alltag Prokaryonten Eukaryonten (Mensch)

Was können Pilze für und gegen uns tun?

Pilze sind nützlich! Saccharomyces cerevisiae/boulardii Penicillium camenberti Penicillium notatum Tolypocladium inflatum Nahrungsmittelproduktion Arzneimittelproduktion

Pilze machen krank! Produktion von Giftstoffen (Mykotoxine) Fliegenpilz Ibotensäure, Muscimol Rausch, Schock, Atemstillstand Knollenblätterpilz Amantadin Tod durch Leberversagen Aspergillus flavus Aflatoxine lebertoxisch, karzinogen Sacharomyces cerevisiae Ethylalkohol lebertoxisch, neurotoxisch Claviceps purpurea gefäßschädigend Penicillium spp. Patulin, mutagen, neurotoxisch

Pilze machen krank! Ursache allergischer Reaktionen Alternaria Botrytis Aspergillus Mucor Penicillium Cladosporium Fusarium

Pilze machen krank! Erreger von Mykosen

Take home Produktion von Nahrungsmitteln Arzneimitteln Toxinen Auslöser von Allergien Erreger von Mykosen

Aufbau einer Pilzzelle echter Zellkern (Kernmembran) diploider oder haploider Chromosomensatz (je nach sexueller Phase) Organellen (ER, Mitochondrien, Ribosomen) Zellmembran mit Ergosterin komplexe, chitinhaltige Zellwand

Besonderheiten der Zellwand Zellwand: % Polysaccharide (Glukane, Mannane) - Mannoproteine - Chitin Zellmembran: - Lipiddoppelschicht mit Ergosterin anstelle von Cholesterin

Zielstrukturen von Antimykotika Polyene (Amphotericin B, Nystatin): Interaktion mit Ergosterol Zellmembranpermeabilität  Azole Imidazole (Ketoconazol, Miconazol) Triazole (Fluconazol, Itraconazol, Voriconazol): Enzyminhibition Zwischenprodukt nicht in die Membran einbaufähig) Allylamine (Terbinafin, Naftifin): Akkumulation von Squalenen Pyrimidine (5-Flucytosin): Cytosinanalogon Einbau ‚falsche Base‘ Resistenzentwicklung ! Benzofurane (Griseofulvin): Chitinbiosynthese gestört Zellwanddefekt Echinocandine (Caspofungin, Anidulafungin) Hemmung der (1,3) ß d Glukan-Synthetase Zellwanddefekt

Störung der Wirkstoffpenetration durch die Zellwand - Verdickung der Zellwand - Effluxpumpen Veränderung der Zielstruktur - verminderte Bindungsaffinität - quantitative Effekte KEINE enzymatische Veränderung des Antimykotikums KEINE plasmidkodierten Resistenzgene Resistenzmechanismen

Morphologische Grundformen Dimorphe Pilze Fadenpilze Sprosspilze

Hyphe Myzel Pseudohyphe/Pseudomyzel Sproßzelle / Blastospore Terminologie septiert unseptiert Fadenförmige Pilzzellen Einzelzellen miteinander verwachsen Geflecht aus Hyphen Rundliche Pilzzellen Bildung von Tochterzellen durch Ausstülpung der Mutterzelle Tochterzelle schnürt sich nicht vollständig ab, kein Septum zwischen den einzelnen Zellen

Ascomycota Basidiomycota Chytridiomycota Zygomycota Eurotiales Onygenales Chaetothyriales Sordariales Ophiostomatales Diaporthales Xylariales Hyphocreales Microascales Lecanorales Mycocalicium albonigrum Dothideales Pleosporales Dematiaceae Leotiales Geomyces pannorum Pezizales Calicium tricolor Hemiascomycetes Pneumocystistidales Schizosaccharomyces pombe Urediales Sporidiales Tiletiales Ustilaginales Tremerales Stereales Agaricales Glomales Linderina pennispora Harpellales Entomophtorales Mucorales Mortierellales Basidiobolus ranarum Chytridiales Chrytridium confervae Aspergillus Dermatophyten Fusarium Candida Pneumocystis Cryptococcus Mucor

DHS-Klassifizierung DermatophytenHefenSchimmelpilze Gesunde betroffenOpportunistische Infektionen Dimorphe Pilze Gesunde betroffen

Sprosspilze (Hefen) Candida Cryptococcus Trichosporon Malassezia … Sprosszelle (Blastospore)

Candida Häufigste Spezies mit med. Bedeutung: Candida albicans Weitere Candida-Spezies: - C. tropicalis - C. glabrata - C. krusei - C. dublinensis - C. parapsilosis - C. lusitaniae - C. guilliermondii -…

Candida-Virulenzfaktoren Resistenz gegenüber Millieuschwankungen Adhärenzfaktoren Gewebeinvasion - Enzyme - Keimschlauch - Pseudomyzelien -…

Candida - Vorkommen Bestandteil der physiologischen Flora (in geringer Menge) Candida sind: typische opportunistische Krankheitserreger 1.Störung der physiologischen Bakterienflora (z.B. Soor) 2.Hautschäden in feucht-warmen Arealen (z.B. Windeldermatitis) 3.Diabetische Stoffwechsellage (vermehrte Adhärenz) 4.Gestörte zelluläre Immunabwehr Erreger von oberflächlichen und systemischen Mykosen Risikofaktoren:

Candida Immunabwehr Wichtig ist ein intaktes zelluläres Immunsystem: Neutrophile, Makrophagen und T-Helfer-Lymphozyten

Candida Krankheitsbilder - Soor (GIT, Vaginal) - Harnwegsinfektion (häufiger Besiedlung) - Peritonitis - Katheter-assoziierte Infektionen - Fungämie, Sepsis - Pneumonie - Endokarditis - intestinale Candidose (> 10 5 /g Stuhl) - isolierter Organbefall (z.B. Lunge, Leber …)

Candida Soor

Candida Dermatitis

Candida Nagelinfektion

Systemische Candida Infektion Augenhintergrund Niere

Candida Diagnostik Kultur Mikroskopie Histologie

Resistenzen bei Hefepilzen Flu- conazol Itra- conazol Vori- conazol Ampho- tericin B Caspo- fungin Flu- cytosin Candida: krusei ! dublinensis guilliermondii (glabrata) Candida: krusei guilliermondii glabrata Candida: lusitaniae Cryptococcus Pneumocystis Pneumo -cystis

Cryptococcus Häufigste Spezies mit medizinischer Bedeutung: Cryptococcus neoformans Vorkommen: Erdreich, Getreide, Vogelkot Infektion durch Inhalation Infektionen bei immunsupprimierten Patienten (bes. AIDS): Pneumonie, Meningoencephalitis

Cryptococcus-Pneumonie

Cryptococcus Meningoencephalitis

Cryptococcus Hautmanifestation

Cryptococcus neoformans Dicke Schleimkapsel => Phagozytoseschutz Inhalation bis in Alveolarraum Kapselbildung > Diagnostik

Cryptococcus Diagnostik Kultur Mikroskopie: Tuschepräparat Serologie

Take home Pilze sind Eukaryonten Zellwand mit Glukan, Mannan, Chitin Zellmembran mit Ergosterin Fadenpilze, Dimorpe Pilze: DHS-Schema DermatophytenHefenSchimmelpilze Gesunde betroffenOpportunistische Infektionen Dimorphe Pilze Gesunde betroffen

Take home Sproßpilze Candida: Bestandteil der physiologischen Flora Wichtigste Spezies: C. albicans (Virulenz) Weitere: C. tropicalis, C. glabrata, C. krusei … > Unterschiede: Virulenz, Resistenzverhalten Gestörte Flora, feucht-warme “Ecken“, Immunsuppression Opportunistische Infektionen > Soor, Pneumonie, disseminierte Infektion, Fungämie...

Take home Sproßpilze Cryptococcus neoformans: Infektion durch Inhalation Virulenzfaktor Kapsel > Tuschepräparat, Antigen Opportunistisch: Pneumonie, Meningoenzephalitis Diagnostik: Mikroskopie Kultur/Biochemie Histologie (Serologie)

Saprophyten auf: organischen Abfällen (z.B. Komposter) Lebensmitteln (z.B. Getreide, Nüsse) Erde von Topfpflanzen Häufigste Genera mit klinischer Bedeutung: Aspergillus (A. fumigatus, A. flavus, A. niger) Mucorales Fusarium Schimmelpilze Typische Erkrankungen bei Disponierten: Allergie (Allergiker) Aspergillom/invasive Aspergillose (Immunsupprimierte)

Schimmelpilze – Morphologie Reproduktionsmycel Substratmycel

Schimmelpilze – Morphologie Konidien (Sporen) Phialiden Vesikel Konidiophore Die Infektion erfolgt i.d.R. exogen durch Inhalation von Sporen

Aspergillus fumigatus Häufigster aus klinischen Materialien isolierter Schimmelpilz Aspergillome Invasive Aspergillose (hohe Letalität) mit Bildung eines echten Myzels nach Inhalation der Sporen

Aspergillom Typischerweise in präformierten Höhlen (z.B. TBC-Kaverne)

Aspergillus-Infektion des Nagels

Aspergillus flavus Aspergillome (bes. NNH) Oberflächliche Infektionen des Ohres Invasive Aspergillose Produziert hepatotoxisches Aflatoxin B (Nüsse)

Penicillium species Lebensmittel Verfeinerung: P. camembertii Verderb: Mykotoxine (Patulin) Häufige Kontaminante in klinischen Materialien Sehr selten Infektionserreger Pinselschimmel

Penicillium notatum Produziert Penicillin Dessiminierte Infektionen bei AIDS Penicillium marneffei

Mucorales Ubiquitäre Fadenpilze mit unseptierten Hyphen Relevant: Rhizopus, Mucor, Rhizomucor, Absidia

Mucormykose Schwere invasive opportunistische Infektionen Therapie: Radikale Operation + Antimykotika

Schimmelpilz-Diagnostik klinisches Bild Mikroskopischer Nachweis Kultureller Nachweis Nachweis von Galaktomannan aus dem Serum

Resistenzen bei Schimmelpilzen Itra- conazol Vori- conazol Posa- conazol Ravu- conazol Ampho- tericin B Caspo- fungin A. terreus (A.fumigatus ) (A flavus) Mucor Fusarium (Fusarium) Fusarium (Fusarium) Fusarium

Take home Schimmelpilze Schimmelpilze sind überall Pinselschimmel (Penicillium spp.) Sehr selten Krankheitserreger (P. marneffei b. AIDS) Köpfchenschimmel (Aspergillus spp.) Aspergillome (präformierte Höhlen, invasive Aspergillosen) Mucorales Schwere destruierende Infektionen Opportunistische Infektionen

DermatophytenHefenSchimmelpilze Auch Gesunde betroffenOpportunistische Infektionen Dimorphe Pilze auch Gesunde betroffen

Dermatophyten Weltweit verbreitet Befall von Haut, Haaren, Nägeln Gattungen Trichophyton Epidermophyton Microsporum Wirt/Reservoir: Mensch (anthropophil) Erdboden (geophil) Tiere (zoophil) „Echte“ Pathogene Infektion auch bei Immunkompetenz !

Infektion Infektion über Sporen Ausbreitung im Stratum corneum Je schlechter der Dermatophyt an den Wirt adaptiert ist, desto ausgeprägter ist i.d.R. die Entzündungsreaktion Oberflächliche Dermatomykosen: Tinea (ringworm)

Tinea pedis Erreger: z.B. Trichophyton rubrum, Trichophyton interdigitale Therapie: lokal: 2-4 Wochen über klinische Heilung hinaus systemisch: Wochen z.B. Azole

Onychomykose Erreger: z.B. T. rubrum, T. interdigitale Therapie: lokal: Kombinationstherapie systemisch: Monate z.B. Azole, Allylamine

Tinea corporis/faciei Erreger: z.B. T. rubrum, T. mentagophytes, M. canis, E. floccosum Therapie: lokal: 2-4 Wochen über klinische Heilung hinaus systemisch: Wochen z.B. Azole, Allylamine

Tinea capitis Erreger: z.B. T. rubrum, T. mentagophytes, M. canis, E. floccosum !!! Microsporie ist Hoch ansteckend !!! Pat. sollten 2 Wochen nach Terapiebeginn zu Hause bleiben Therapie: lokal + systemisch: Wochen (länger bei Microsporie) z.B. Griseofulvin, Azole, Allylamine

Microsporum canis Makrokonidien: viele bis 40 µm, spindelförmig, dickwandig, stachelig Mikrokonidien:viele 3-5 µm, rundlich

Epidermophyton floccosum Makrokonidien: in Clustern bis 15 µm, dünnwandig mit rundem Ende Mikrokonidien: fehlen Chlamydosporen: zahlreich

Trichophyton mentagrophytes Hyphen: septiert, gerade, gebogen oder spiralförmig Makrokonidien: wenige, keulenförmig bis 50 µm, dünn- und glattwandig mit rundem Ende, mehrkammerig Mikrokonidien: wenige,rund bis keulenförmig

Probenentnahme Nagel-/Hautareale mit 70 % Alkohol abreiben Antimykotische Lokaltherapie mind. 2 besser 4 Wochen vor Probenentnahme absetzen Verdickte Nägel vorher kürzen Hautschuppen/Nagelprobe/Haare nicht zentral, sondern vom Rand der Läsion, möglichst proximal entnehmen (Grenze zum gesunden Gewebe) Einsendung in einem sterilen Gefäß Klinische/anamnestische Angaben auf dem (Beruf, Tierkontakt, Auslandsreise) Begleitschein!

Dermatophyten im Labor Direktpräparat mit z.B. 20 % KOH, Lactophenolblau Kulturelle Anzucht auf Selektivnährmedien dauert mindestens 3 – 4 Wochen Beurteilung von - Koloniermorphologie - Mikromorphologie

Systemische Therapie Topische Therapie Terbinafin, Fluconazol, Itraconazol, Griseofulvin, Ciclopiroxolamin, Amorolfin, Clotrimazol, Natamycin.... Farbstoffe Therapie Tinea capitis/Tinea corporis

Adjuvante Maßnahmen Topische Terapie Systemische Therapie Reinfektionsschutz Harnstoffsalbe 40%, steriles Fräsen, Laserbehandlung Ciclopiroxamin, Octopirox, Amorolfin, Bifonazol Fluconazol, Itraconazol, Terbinafin, Griseofulvin Therapie Onychomykose

Weitere Erreger kutaner Mykosen Candida spp. Trichosporon spp. Exophiala spp. Scopulariopsis Fusarium Acremonium Aspergillus