Bacteroides: Klassifikation & Therapie

Bacteroides

Bacteroides ist eine Gattung opportunistischer, anaerober, gramnegativer Stäbchenbakterien. Die Gattung Bacteroides fragilis ist am häufigsten ursächlich für humane Infektionen ist. Sie ist Teil der normalen Darmflora. Eine Infektion tritt meist dann auf, wenn die Dickdarmwand durchbrochen wird und Bakterien in die Bauchhöhle gelangen, was zu intraabdominellen Infektionen und Abszessbildung führen kann. Die Behandlung umfasst eine Antibiotika-Gabe und gegebenenfalls die Drainage des Abszesses.

Redaktionelle Verantwortung: Stanley Oiseth, Lindsay Jones, Evelin Maza

Inhalt

Diagnostik und Therapie

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Klassifikation

Flussdiagramm zur Klassifizierung gramnegativer Bakterien — Gramnegative Bakterien:
Die meisten Bakterien können nach einem Laborverfahren namens Gram-Färbung klassifiziert werden.
Bakterien mit Zellwänden, die eine dünne Peptidoglykanschicht aufweisen, werden durch die Kristallviolettfärbung, die bei der Gram-Färbung verwendet wird, nicht eingefärbt. Diese Bakterien binden jedoch die Safranin-Gegenfärbung und erscheinen daher auf der Färbung rosa-rot, wodurch sie als gramnegativ eingestuft werden können. Diese Bakterien lassen sich nach ihrer Morphologie und ihrer Fähigkeit, in Gegenwart von Sauerstoff zu wachsen, weiter unterteilen. Die Bakterien können genauer identifiziert werden, indem man sie auf speziellen Nährböden züchtet, wo ihre Enzyme identifiziert und ihre Fähigkeit, Laktose zu vergären, getestet werden kann.
* Färbt schlecht auf Gram-Färbung
** Pleomorphe Stäbchen/kokkoide Stäbchen
*** Erfordert besondere Transportmittel
Bild von Lecturio. Lizenz: CC BY-NC-SA 4.0

Allgemeine Merkmale

Eigenschaften des Erregers

Gramnegative Stäbchen
Pleomorph: erscheinen entweder als gerade oder kokkoide Stäbchen
0,5 – 0,8 μm im Durchmesser und 1,5 – 4,5 μm lang
Anaerobier, tolerieren jedoch Sauerstoff-Exposition
Bekapselt
Fähigkeit, Kohlenhydrate Kohlenhydrate Chemie der Kohlenhydrate zu vergären:
- Einschließlich komplexer, für den Wirt unverdaulicher pflanzlicher Polysaccharide Polysaccharide Chemie der Kohlenhydrate
- Ermöglicht symbiotische Beziehung zwischen Bakterium und Wirt
Teil der Bakterienflora von Schleimhautoberflächen; opportunistischer Krankheitserreger

Mikroskopische Aufnahme von Bacteroides — Mikroskopische Aufnahme von *Bacteroides fragilis*
Bild: “3084” von der CDC/Dr. V.R. Dowell, Jr. Lizenz: Public Domain.

Virulenzfaktoren

Anhaftung an das Gewebe des Wirts:
- Fimbrien: lange, haarähnliche Fortsätze
- Lipopolysaccharid (LPS):
  - Schwach endotoxisch
  - Hauptaufgabe ist die Anhaftung an Schleimhautoberflächen
Schutz vor der Immunantwort des Wirtes:
- Superoxiddismutase und Katalase:
  - Neutralisierung der vom Immunsystem gebildeten Sauerstoffradikale
  - Schlüssel für die Pathogenität in Körperregionen, in denen Sauerstoff vorkommt
- Kapsel:
  - Schützt vor komplementvermittelter Phagozytose
  - Führt zu Abszessbildung
  - Die Polysaccharide Polysaccharide Chemie der Kohlenhydrate der Kapsel können so verändert werden, dass sie der Immunantwort des Wirts entgehen.
- Konjugative Transposons: Hilfe bei der Übertragung von Antibiotikaresistenzgenen
Zerstörung von Wirtsgewebe:
- Hyaluronidase und Chondroitin-Sulfatase:
  - Zerstörung der Bürstensaumenzyme im Darm
  - Erschweren die Aufnahme von Nährstoffen durch den Wirt
  - Mehr Nährstoffe für Bakterien verfügbar
- Enterotoxin:
  - Zerstört die Tight Junctions im Darmepithel
  - Führt zu Diarrhö
- Neuraminidase: spaltet Polysaccharide Polysaccharide Chemie der Kohlenhydrate, wodurch Glukose für Bakterien frei wird

Pathogenese

Reservoirs

Dickdarm Dickdarm Colon, Caecum und Appendix vermiformis des Menschen

Infektionsweg

Die Übertragung und Infektion durch die Translokation von Bakterien von Schleimhautoberflächen auf andere Gewebe kann auf folgende Ursachen zurückzuführen sein:

Stumpfes Trauma
Darmerkrankung
Penetrierende Wunden
Abdominelle Operationen
Perforierte Appendix

Pathogenese von Bacteroides fragilis — Pathogenese von *Bacteroides fragilis*
Der Erreger enthält eine antiphagozytäre Kapsel, die an der Peritonealoberfläche haftet. Dies führt zu einer Abszessbildung. Chirurgische Eingriffe und Traumata verschärfen das Problem, da sie den Abszess eröffnen und eine endogene Ausbreitung des Organismus in den Blutkreislauf ermöglichen. In diesem Fall setzt der Erreger degradierende Enzyme frei, die die Zellen des Wirts zerstören.
Bild von Lecturio. Lizenz: CC BY-NC-SA 4.0

Klinik

Bacteroides fragilis (B. fragilis) kommt natürlicherweise im Dünndarm Dünndarm Dünndarm als Teil der natürlichen Flora vor. B. fragilis ist ein opportunistischer Erreger, der nur selten den Magen-Darm-Trakt infiziert und häufiger Krankheiten verursacht, wenn die Bakterien aus dem Dünndarm Dünndarm Dünndarm entweichen.

**Tabelle: Durch *Bacteriodes fragilis* verursachte Infektionen und deren Merkmale**
Betroffenes System	Merkmale	Art der Infektion
Intra-abdominell	Intra-abdominelle Infektion	Die häufigste Form der Infektion Tritt auf, wenn die Darmwand durchbrochen wird Polymikrobielle Infektion In der Regel mit Abszessbildung Die Ursache für die Perforation ist in der Regel nicht das Bakterium (kann eine Operation, ein Trauma oder ein Malignom sein).
Intra-abdominell	Perforierte Appendizitis Appendizitis Appendizitis	Akute Perforation der Appendix aufgrund einer Infektion Polymikrobielle Infektion
Gastrointestinal	Entzündliche Diarrhö	Nur bei Formen von Bacteroides, die Enterotoxine sezernieren Zerstört die Tight Junctions im Darmepithel Führt zu Wasserverlusten durch den Stuhl (Diarrhö)
Gynäkologisch	Infektionen im Becken	Mukopurulente Infektion der Zervix oder des Uterus Seltene In der Regel mit gleichzeitigem Abszess der Bartholin-Drüse
Gynäkologisch	Tuben- und Ovarialabszesse	Selten, da Bacteroides normalerweise nicht Teil der normalen Urogenitalflora ist
Haut Haut Haut: Aufbau und Funktion und Weichteilgewebe	Infektion eines diabetischen Fußes	Eine schlechte periphere Durchblutung und ein vermindertes Gefühl in den Extremitäten setzen Diabetiker*innen dem Risiko aus, dass sich infizierte Wunden an den Füßen bilden. Polymikrobielle Infektionen mit bevorzugt anaeroben Erregern
Haut Haut Haut: Aufbau und Funktion und Weichteilgewebe	Infektionen durch Tierbisse	Bacteroides kommt bei Infektionen durch Menschenbisse selten vor, wurde aber bei Hundebissen beobachtet.
Gehirn	Meningitis Meningitis Meningitis und Hirnabszess Hirnabszess Hirnabszess	Selten bei gesunden Patient*innen Häufig zu beobachten, wenn eine Verbindung zwischen dem Gehirn und dem Peritoneum Peritoneum Peritoneum und Retroperitoneum besteht (z. B. bei einem ventrikuloperitonealen Shunt)
Disseminiert	Bakteriämie	Ausbreitung des Erregers über die Blutbahn Häufig bei älteren Menschen Bei Patient*innen mit geschwächtem Immunsystem und geschädigter Magen-Darm-Schleimhaut Selten bei Kindern

Diagnostik und Therapie

Diagnostik

Anamnese:
- Prädisponierende Faktoren:
  - Kürzlich durchgeführte abdominelle Operationen
  - Trauma
  - Malignome
  - Immunsuppression
- Bacteroides-Infektionen in der Vorgeschichte
Körperliche Untersuchung:
- Vorhandensein pyogener Abszesse
- Fauliger Geruch wird oft mit anaeroben Infektionen in Verbindung gebracht.
Labordiagnostik:
- Für die Anzucht von Bacteroides müssen geeignete Gewebeproben verwendet werden:
  - Blutkulturen und Feinnadelaspirate von infektiösem Material
  - Erfordert eine anaerobe Umgebung zur Vermehrung
- Definition von Labormerkmalen:
  - Isoliert als Einzelerreger, aber in der Regel zusammen mit anderen Anaerobiern beobachtet
  - Gramnegativ
  - Wächst auf Blutagar und Bacteroides-Galle-Eskulin (BBE) Agar
  - Kanamycin-, Vancomycin- und Colistin-resistent
  - Wächst in 20 %-iger Galle
  - Katalase produzierend
  - Variabel Indol-positiv

Therapie

Prävention:
- Prophylaktische Antibiotika-Gabe bei abdominellen Eingriffen
- Antibiotikatherapie bei Verdacht auf eine Kontamination des Dickdarms
Behandlung:
- Wenn vorhanden, ist die Drainage von Abszessen die wichtigste Form der Behandlung
- Angesichts der polymikrobiellen Natur der meisten Infektionen sollte die Antibiotikatherapie auf mehrere Anaerobier ausgerichtet sein:
  - Antibiotikum der Wahl für alle anaeroben Infektionen ist Metronidazol.
  - Wirksame Antibiotika sind: Piperacillin Piperacillin Penicilline/ Tazobactam Tazobactam Cephalosporine, Meropenem
  - Resistent gegen Penicillin aufgrund der Bildung von Beta-Lactamase
  - Früher wurde Moxifloxacin verwendet; jetzt wird in bis zu 57 % der Fälle eine Resistenz festgestellt

Quellen

Wexler, H.M. (2007). Bacteroides: The good, the bad, and the nitty-gritty. Clinical microbiology reviews, 20(4), 593–621. https://doi.org/10.1128/CMR.00008-07
Moncrief, J.S., Obiso, R. Jr., et al. (1995). The enterotoxin of Bacteroides fragilis is a metalloprotease. Infect Immun. 63(1), 175–81. https://doi.org/10.1128/IAI.63.1.175-181.1995
Franco, A.A. (2004). The Bacteroides fragilis pathogenicity island is contained in a putative novel conjugative transposon. J Bacteriol, 186(18), 6077–92. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15342577/
Takesue, Y., Kusachi, S., et al. (2018). Antimicrobial susceptibility of common pathogens isolated from postoperative intra-abdominal infections in Japan. J Infect Chemother, 24(5), 330–340. https://doi.org/10.1016/j.jiac.2018.02.011
Snydman, D.R., Jacobus, N.V., et al. (2010). Lessons learned from the anaerobe survey: Historical perspective and review of the most recent data (2005–2007). Clin Infect Dis. 50 Suppl(1), S26–33. https://doi.org/10.1086/647940