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Mykologie: Pilzbedingte Erkrankungen – Interdisziplinäre Herausforderung

Hof, Herbert

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Drei Tage alte Kultur von Alternaria spp., einem stark allergisierenden Schwärzepilz. In der Mitte, wo die ältesten Strukturen liegen, ist die Pigmentierung schon deutlich. Foto: Hof
Drei Tage alte Kultur von Alternaria spp., einem stark allergisierenden Schwärzepilz. In der Mitte, wo die ältesten Strukturen liegen, ist die Pigmentierung schon deutlich. Foto: Hof
Von etwa 1,2 Millionen Pilz-Arten können einige Hundert auch als Krankheitserreger in Form von Allergie, Intoxikation oder Infektion in Erscheinung treten.

Die Exposition gegen Schimmel- und Hefepilze ist alltäglich, doch ihre allergieauslösenden Antigene sind wenig definiert. Vor allem die Oberfläche der Pilze enthält biologisch aktive Komponenten (Enolase). Eine besonders starke allergene Wirkung haben Schimmelpilze der Gattungen Cladosporium, Alternaria und Chaetomium, sodass bei genetischer Prädisposition Immunreaktionen mit unterschiedlichen klinischen Bildern auftreten – beispielsweise Rhinitis, Konjunktivitis, Hautaffektionen, Asthma und komplexere Krankheitsbilder wie zum Beispiel das „sick building syndrome“.
Im Einzelfall ist die Ursache selten mit Sicherheit zu beweisen, da die ungereinigten kommerziellen Antigenmischungen, die in Form von Hauttesten und RAST-Analysen verwendet werden (und hohe Kosten verursachen), bis auf einzelne Präparate wenig charakterisiert und stark verbesserungsbedürftig sind.
Bei einem Pilz können bis zu 100 verschiedene allergene Epitope auftreten. Vor allem die Reproduzierbarkeit dieser biologischen Präparate ist schwierig, weil die verwendeten Pilzstämme sich in der Quantität und der Immunogenität dieser Epitope unterscheiden; auch die Wachstumsbedingungen beeinflussen die Antigenexpression. Hier besteht noch großer Forschungsbedarf.
Mykotoxine: Vergiftungen mit Speisepilzen sind von geringer Bedeutung (70 Fälle im Jahr 2001). Die Folgen, die sich an verschiedenen Organen manifestieren können, sind jedoch im Einzelfall gravierend, sodass nur noch eine Lebertransplantation das akute Leberversagen zu kompensieren vermag. Zahlenmäßig von großer Bedeutung sind jedoch die für Mensch und Tier schädlichen sekundären Metaboliten, die von einigen Schimmelpilzen produziert werden. Das bedeutendste Gift ist
Ethanol, das hauptsächlich von dem ansonsten harmlosen Pilz Saccharomyces cerevisiae gebildet wird. Die ZNS-Intoxikation, die Lebertoxizität und – direkt oder indirekt – auch die Karzinogenität haben erhebliche Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit. Ob die Leberzirrhose bei Alkoholikern nur eine Folge von C2H5OH ist oder auch Mykotoxine in den alkoholischen Getränken als Kofaktoren beteiligt sind, kann nicht abschließend beurteilt werden.
Wer kennt jedoch die Gefahren durch Patulin im Apfelsaft, der aus (häufig verschimmeltem) Fallobst gewonnen wird. Unter Ärzten weitgehend unbekannt und damit unterschätzt ist auch die Bedeutung von Ochratoxin, das in Kaffee, Müsli, Schweine- und Hühnerfleisch in teilweise hohen Konzentrationen gefunden werden kann. Wer unter den Wissenschaftlern kennt schon die Fusarientoxine wie etwa das Desoxynivalenol. Dieses Mykotoxin überschreitet in manchen Lebensmitteln die Toleranzgrenze, nicht zuletzt weil die wenigsten Lebensmittel daraufhin kontrolliert sind. Aber auch aerogen nimmt man Mykotoxine mit den Sporen der Pilze auf; Stachybotrys chartarum bildet Trichotecene, eine heterogene Gruppe von potenten Mykotoxinen, die nicht nur organschädigend und karzinogen, sondern auch immunotoxisch sind.
Ungeklärt ist auch, welchen Anteil Mykotoxine an „Infektanfälligkeiten“ und den unspezifischen Symptomen des „sick building syndromes“ haben. Es besteht einerseits Aufklärungsbedarf, aber andererseits auch Forschungsbedarf, um die diversen Folgen der Exposition gegen Schimmelpilze und ihre Produkte richtig zu interpretieren.
Haut- und Schleimhautinfektionen: Infektionen des Menschen erfolgen aus verschiedenen exogenen und endogenen Quellen. Die meisten Pilze sind recht fit, sich an ganz diverse Umweltbedingungen anzupassen, aber aggressiv sind nur wenige; wenn allerdings das Terrain günstig ist, können die Opportunisten auch einen Menschen infizieren („Pilzinfektionen sind oft eine Krankheit der Kranken“). Manche Pilze, vor allem die Dermatophyten, aber in geringerem Umfang auch Hefepilze und einzelne Schimmelpilze, können die Haut und ihre Anhangsgebilde infizieren, speziell wenn Milieufaktoren dies begünstigen (feucht, warm und dunkel).
Der durch verschiedene Hefepilze bedingte „Soor“ des Kleinkindes sowie von Personen, die immungeschwächt sind (HIV) oder mit diversen Antibiotika vorbehandelt wurden, ist ein bekanntes Problem. Solange diese Infektion nur die Mundschleimhaut befällt, ist der Krankheitswert begrenzt; wenn aber die Oesophagusschleimhaut mitbetroffen ist und eine Invasion in tiefere Schichten geschieht, entwickelt sich eine therapiebedürftige und unter Umständen schwer heilbare Erkrankung.
Dem Gynäkologen wie dem Dermatologen ist der Fluor vaginalis im Rahmen einer Vulvovaginalmykose, ausgelöst durch C. albicans und zunehmend auch durch Non-albicans-Arten, wie etwa C. glabrata (früher Torulopsis glabrata), geläufig; vor allem wenn sich chronisch-rezidivierende Verläufe einstellen, wird dies für die Patientin wie für den Arzt zu einer Crux.
Invasive Mykosen: Sprosspilze der Art C. albicans, aber zunehmend auch Non-albicans-Stämme können zumeist, ausgehend von superfiziellen Besiedelungen, also endogen, tiefe Mykosen in allen Organen hervorrufen. Verschiedene prädisponierende Faktoren sind Wegbereiter für diese Opportunisten. Aber nicht jede Besiedelung der Atemwege mit solchen Pilzen ist ein Beweis für eine Pilzpneumonie. Die Präsenz von Sprosspilzen im Urin ist noch lange kein Beweis für eine Harnwegsinfektion, denn meistens handelt es sich nur um eine Hohlraumbesiedelung. Man braucht viel Erfahrung und Sachkenntnis, um Befundkonstellationen richtig abzuschätzen und nicht vorschnell eine kostspielige Antimykotikatherapie einzuleiten. Ärzte in allen medizinischen Fachrichtungen werden mit diesen Problemen konfrontiert.
Besonders bei Hochrisikopatienten muss man mit Pilzinfektionen rechnen, hier stehen Sprosspilze in den USA bereits an vierter Stelle der Häufigkeit von Sepsiserregern. In Deutschland ist dies noch nicht so ausgeprägt. Seitdem die HIV-Infektion durch HAART erfolgreich in Schach gehalten wird, ist die Häufigkeit von Infektionen mit Cryptococcus neoformans deutlich zurückgegangen. Dagegen nehmen die Schimmelpilzinfektionen besonders bei Patienten nach Knochenmarktransplantation, Leukämie oder Organtransplantationen zu, wobei die Lungenaffektionen im Vordergrund stehen. Dissemination in verschiedene Organe und selbst Invasion des ZNS sind häufig.
Als so genannte emerging pathogens rücken auch bislang wenig bekannte Erreger ins Bewusstsein. Die Dematiaceen, das heißt die „Schwärzepilze“, die durch Einlagerung von Pigment in die Zellwand dunkel erscheinen, sowie Fusarien, Zygomyceten, speziell Mucoraceen, sind typische, harmlose Umweltkeime. Im Einzelfall, bei traumatischer Inokulation sowie beim abwehrgeschwächten Patienten, können sie jedoch als klassische Opportunisten ihre Chance nutzen.
Importierte Mykosen, die durch Erreger ausgelöst werden wie Histoplasma capsulatum und Coccidioides immitis, die bei uns nicht heimisch sind, werden oft übersehen oder erst nach einer langen, unwirksamen Tuberkulosetherapie diagnostiziert, weil die Reiseanamnese unterblieb.
Interdisziplinäre Verfahren
Die Prognose von Pilzinfektionen hängt ganz entscheidend davon ab, ob die Infektion rechtzeitig erkannt und therapeutisch angegangen wird. Auch dies ist eine interdisziplinäre Aufgabe. In Studien wird berichtet, dass bis zu 75 Prozent aller invasiven Mykosen erst vom Pathologen mittels Spezialfärbungen, wie etwa der Grocott-Gomori-Färbung, registriert werden. Da aber in Deutschland immer weniger Sektionen durchgeführt werden, ist das wirkliche Ausmaß der Mykosen nicht genau zu beschreiben.
Die Klinik der Pilzinfektionen ist je nach Erreger, nach Lokalisation und Grundkrankheit variabel und anfangs auch uncharakteristisch. Man muss grundsätzlich bei Hochrisikopatienten an Pilze denken! Bildgebende Verfahren, wie der Ultraschall, werden immer mehr herangezogen, wobei aber zumeist im Anfangsstadium diese Nachweise versagen. Der Radiologe kann mit Röntgen, dem CT und speziell mit dem HR-CT typische Fälle erkennen.
Der Mikrobiologe kann mittels Mikroskopie Pilzelemente gut erkennen, wenn die glucan- und chitinhaltigen Pilzstrukturen mittels optischer Aufheller, wie Calcoflour, dargestellt werden. Molekularbiologische Nachweisverfahren, etwa mittels PCR oder Gensonden, werden noch nicht generell eingesetzt, da keine kommerziellen Kits zur Verfügung stehen. Vereinzelt kommen In-house-Teste zum Einsatz.
Pilzdiagnostik
Für die Kultur stehen viele gute Nährmedien zur Verfügung, wobei wegen des langsamen Wachstums der meisten Pilze der praktische Wert eingeschränkt wird. Bei Verwendung von Chromagar wird die Erkennung von Infektionen mit Non-albicans-Hefepilzen, wie Candida glabrata, Candida tropicalis, Candida krusei et cetera erleichtert. Während die Differenzierung von Hefepilzen durch kommerzielle Kits einfacher geworden ist, ist die Differenzierung von Dermatophyten und Schimmelpilzen mittels morphologischer Merkmale immer noch diffizil und erfahrungsabhängig. Eine Qualitätsverbesserung der Pilzdiagnostik soll durch die Qualitätsstandards MiQ 14 und 15 erreicht werden.
Eine Empfindlichkeitstestung ist bei Pilzen routinemäßig nicht notwendig, da mit einer hohen Wahrscheinlichkeit eine Empfindlichkeit vorausgesagt werden kann; zudem sind die Testverfahren weitaus weniger zuverlässig als zum Beispiel in der Bakteriologie. Dennoch sollten in Einzelfällen die Wirksamkeit kontrolliert sowie in epidemiologischen Studien Erkenntnisse über die Resistenzlage gewonnen werden.
Wenn der Keimnachweis durch Kultur nicht gelingt, so kann ersatzweise der Antigennachweis herhalten, wobei Mannane von Candida spp. oder Galacto-mannane von Aspergillus spp. oder Glucurono-xylo-mannane von Cryptococcus neoformans erfasst werden. Diese indirekten Nachweisverfahren müssen jedoch kritisch interpretiert werden. Die Serologie, das heißt, der Nachweis humoraler Antikörper, hat dagegen nur einen niedrigen Stellenwert, außer bei der Diagnostik der Histoplasmose.

Korrespondenz für den Vorstand der DMykG:
Prof. Dr. med. Herbert Hof
Ordinarius für med. Mikrobiologie und Hygiene
Universitätsklinikum
Theodor-Kutzer-Ufer, 68167 Mannheim
E-Mail: herbert.hof@imh.ma.uni-heidelberg.de

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