Campylobacter
| Campylobacter ⓘ | |
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| Campylobacter jejuni | |
Wissenschaftliche Klassifizierung 
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| Bereich: | Bakterien |
| Stamm: | Campylobacterota |
| Klasse: | "Campylobacteria" |
| Ordnung: | Campylobacterales |
| Familie: | Campylobacteraceae |
| Gattung: | Campylobacter Sebald & Véron, 1963 |
| Arten | |
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C. avium | |
Campylobacter (bedeutet "gekrümmte Bakterien") ist eine Gattung gramnegativer Bakterien. Campylobacter haben typischerweise ein komma- oder s-förmiges Aussehen und sind beweglich. Einige Campylobacter-Arten können den Menschen infizieren und manchmal Campylobacteriose, eine Durchfallerkrankung beim Menschen, verursachen. Die Campylobacteriose ist in der Regel selbstlimitierend, und eine antimikrobielle Behandlung ist oft nicht erforderlich, außer in schweren Fällen oder bei immungeschwächten Patienten. Die bekannteste Quelle für Campylobacter ist Geflügel, aber aufgrund ihres vielfältigen natürlichen Reservoirs können Campylobacter spp. auch über Wasser übertragen werden. Weitere bekannte Quellen für Campylobacter-Infektionen sind Lebensmittel wie nicht pasteurisierte Milch und kontaminierte Frischwaren. Manchmal kann die Infektionsquelle auch der direkte Kontakt mit infizierten Tieren sein, die Campylobacter oft asymptomatisch übertragen. Mindestens ein Dutzend Campylobacter-Arten wurden bei Erkrankungen des Menschen nachgewiesen, wobei C. jejuni (80-90 %) und C. coli (5-10 %) die häufigsten sind. C. jejuni gilt in vielen Industrieländern als eine der Hauptursachen für bakterielle, durch Lebensmittel übertragene Krankheiten. In Europa ist es die häufigste Ursache für bakterielle Gastroentritis mit jährlich über 246.000 bestätigten Fällen. Eine Infektion mit C. jejuni kann auch bei immungeschwächten Menschen eine Bakteriämie verursachen, während C. lari eine bekannte Ursache für wiederkehrenden Durchfall bei Kindern ist. C. fetus kann bei Rindern und Schafen zu Spontanaborten führen und ist beim Menschen ein opportunistischer Erreger. ⓘ
Campylobacter (altgriechisch καμπὐλος kampylos = krumm, βακτήρια bakteria = Stab) (vereinzelt auch Camphylobacter) ist eine Gattung korkenzieherförmiger (Spirillen) Bakterien, die Krankheiten wie Campylobacter-Enteritis (Campylobacteriose) hervorrufen kann. Sie sind gramnegativ, mikroaerophil und polar begeißelt. Der Gattungsname wurde 1963 von Sebald und Veron geschaffen. Früher wurden Vertreter der Gattung als „mikroaerophile Vibrionen“ bezeichnet und zu der Familie Vibrionaceae gestellt. ⓘ
Morphologie und Phänotyp
Campylobacter spp. treten im Allgemeinen als gebogene oder kommaförmige Stäbchen auf und können sich mit unipolaren oder bipolaren Geißeln fortbewegen. Sie wachsen am besten bei 37-42 °C in einer mikroaerophilen Umgebung. Wenn sie Luftsauerstoff ausgesetzt sind, kann sich C. jejuni in eine Kokkenform verwandeln. Die meisten Campylobacter-Arten sind positiv im Oxidase- und Katalasetest und können Nitrat reduzieren. Die Zahl der bekannten chinolonresistenten Campylobacter-Stämme nimmt zu. Es wird vermutet, dass dies auf den übermäßigen Einsatz von Chinolon-Antibiotika in der Tierhaltung zurückzuführen ist. ⓘ
Geschichte
Theodor Escherich beschrieb 1886 erstmals die heute als Campylobacter bekannten Keime in Stuhlproben von Säuglingen, die an der von ihm als "Cholera infantum" bezeichneten Krankheit verstarben. In den folgenden Jahren bis zum Ende des Jahrhunderts erschien eine Reihe von Veröffentlichungen, in denen das Vorkommen solcher "Spirillen" bei "choleraähnlichen" und "dysenterischen" Erkrankungen beschrieben wurde. Diese Organismen wurden hauptsächlich im Dickdarm oder in Verbindung mit Schleim in durchfallartigen Stuhlproben gefunden. Vibrio-ähnliche Bakterien wurden auch von Sir John McFadyean und Stockman 1913 in fötalen Geweben abgetriebener Schafe beschrieben. Mehrere Jahre lang wurden Campylobacter immer wieder als "Vibrio-ähnliche Organismen" bezeichnet, bis Sebald und Veron 1963 der Gattung aufgrund ihrer Form und ihrer mikroaerophilen Wachstumsbedingungen den Namen "Campylobacter" gaben, nachdem sie signifikante biologische Unterschiede zu Vibrio-Arten nachgewiesen hatten. ⓘ
Genomik
Die Genome mehrerer Campylobacter-Arten wurden sequenziert, angefangen mit C. jejuni im Jahr 2000. Bei diesen Genomstudien wurden molekulare Marker identifiziert, die spezifisch für die Mitglieder von Campylobacter sind. Die Genome von Campylobacter ssp. sind im Vergleich zu denen anderer gastrointestinaler Krankheitserreger eher klein und haben eine Größe zwischen 1,60 und 1,90 Mbp. Ein Merkmal der meisten Campylobacter-Genome ist das Vorhandensein hypervariabler Regionen, die sich zwischen verschiedenen Stämmen stark unterscheiden können. ⓘ
In Studien wurden die für die Motilität der Campylobacter-Arten verantwortlichen Gene untersucht. Einige Campylobacter-Arten enthalten zwei Flagellin-Gene im Tandem für die Motilität, flaA und flaB. Diese Gene werden intergenisch rekombiniert, was weiter zu ihrer Virulenz beiträgt. ⓘ
Bakteriophage
Die verwirrende Taxonomie von Campylobacter in den letzten Jahrzehnten macht die Identifizierung der ersten Berichte über Campylobacter-Bakteriophagen schwierig. Bakteriophagen, die für die heute als C. coli und C. fetus (früher Vibrio coli und V. fetus) bekannten Arten spezifisch sind, wurden erstmals in den 1960er Jahren aus Rindern und Schweinen isoliert, und die Campylobacter-Bakteriophagen-Therapie ist im Zeitalter der bakteriellen Antibiotikaresistenz ein aktuelles Forschungsgebiet. ⓘ
Pathogenese
Campylobacter kann eine gastrointestinale Infektion, die Campylobacteriose, verursachen. Die Inkubationszeit beträgt 24-72 Stunden nach der Infektion. Sie ist durch einen entzündlichen, manchmal blutigen Durchfall oder ein Dysenteriesyndrom gekennzeichnet, das meist mit Krämpfen, Fieber und Schmerzen einhergeht. Die häufigsten Übertragungswege sind fäkal-oral, die Aufnahme von kontaminierten Lebensmitteln oder Wasser und der Verzehr von rohem Fleisch. Zu den Lebensmitteln, die mit Campylobacteriose in Verbindung gebracht werden, gehören rohes oder unzureichend gegartes Geflügel, rohe Milchprodukte und kontaminierte Erzeugnisse. Campylobacter reagiert empfindlich auf die normale Salzsäureproduktion des Magens: Daher ist die Infektionsdosis relativ hoch, und die Bakterien verursachen nur selten Krankheiten, wenn eine Person weniger als 10.000 Organismen ausgesetzt ist. Menschen, die säurehemmende Medikamente einnehmen (z. B. Menschen mit Gastritis oder Magengeschwüren), haben jedoch ein höheres Risiko, an einer geringeren Anzahl von Organismen zu erkranken, da diese Art von Medikamenten die normale Magensäure neutralisiert. ⓘ
Beim Menschen sind die Orte der Gewebeschädigung das Jejunum, das Ileum und der Dickdarm. Die meisten Stämme von C. jejuni produzieren ein zytotoxisches Blähungstoxin, das die Zellteilung hemmt und die Aktivierung des Immunsystems behindert. Dadurch können die Bakterien das Immunsystem umgehen und für eine begrenzte Zeit in den Darmzellen überleben. In seltenen Fällen wird vermutet, dass Campylobacter ein hämolytisch-urämisches Syndrom und eine thrombotische thrombozytopenische Purpura verursachen kann, obwohl es keine eindeutigen Fallberichte gibt. In einigen Fällen kann eine Campylobacter-Infektion die Ursache für das Guillain-Barré-Syndrom sein. Eine gastrointestinale Perforation ist eine seltene Komplikation der Ileusinfektion. ⓘ
Campylobacter wurde auch mit Parodontitis in Verbindung gebracht. ⓘ
Nachweis
Campylobacter-Tests müssen durchgeführt werden, um das Risiko einer lebensmittelbedingten Campylobacter-Infektion zu beherrschen und das Ausmaß der lebensmittelbedingten Campoboteriose zu verringern, um Menschen zu schützen und um festzustellen, ob eine Person mit Campylobacter infiziert ist. ⓘ
Beim Menschen
Der Nachweis von Campylobacter beim Menschen erfolgt in der Regel durch eine Laborkultur einer Stuhlprobe oder eines Rektumabstrichs, die von einem Arzt entnommen wurden. Vorläufige Ergebnisse liegen innerhalb von 48-72 Stunden vor. Bestätigungstests und Tests zur Bestimmung der Spezies von Campylobacter oder der Medikamentenempfindlichkeit des Organismus erfordern zusätzliche Zeit. ⓘ
In der Tierhaltung
Der Nachweis von Campylobacter bei Nutztieren erfolgt in der Regel durch Laboranbau einer Kotprobe. Die Ergebnisse liegen nach etwa 48-72 Stunden vor. ⓘ
In Fleisch
Der Nachweis von Campylobacter in Fleisch erfolgt in der Regel durch die Laborkultivierung einer homogenisierten Probe. Die Ergebnisse liegen nach 48-72 Stunden vor. ⓘ
Behandlung
Die Infektion ist in der Regel selbstlimitierend, und in den meisten Fällen ist eine symptomatische Behandlung durch Flüssigkeits- und Elektrolytersatz ausreichend, um Infektionen beim Menschen zu behandeln. Die Symptome dauern in der Regel 5-7 Tage. Die Behandlung mit Antibiotika hat in nicht-komplexen Fällen nur eine geringe Auswirkung auf die typische Dauer der Infektion und wird außer bei Hochrisikopatienten nicht empfohlen. Die Diagnose der Campylobacteriose wird durch Untersuchung einer Stuhlprobe gestellt. Die Standardbehandlung in Hochrisikofällen ist Azithromycin, ein Makrolid-Antibiotikum, insbesondere bei Campylobacter-Infektionen bei Kindern, obwohl auch andere Antibiotika wie Chinolone, Tetracyclin und andere Makrolide manchmal zur Behandlung gastrointestinaler Campylobacter-Infektionen bei Erwachsenen eingesetzt werden. Im Falle einer systemischen Infektion werden andere bakterizide Antibiotika wie Ampicillin, Amoxicillin/Clavulansäure oder Aminoglykoside eingesetzt. Fluorchinolon-Antibiotika wie Ciprofloxacin oder Levofloxacin sind in manchen Fällen aufgrund von Resistenzen nicht mehr wirksam. Zusätzlich zu den Antibiotika kann bei dehydrierten Kindern eine intravenöse Flüssigkeitsbehandlung in einem Krankenhaus erforderlich sein. ⓘ
Epidemiologie
Vereinigtes Königreich
Im Januar 2013 warnte die Food Standards Agency (FSA) des Vereinigten Königreichs, dass zwei Drittel aller in britischen Geschäften gekauften rohen Hähnchen mit Campylobacter kontaminiert sind, wovon schätzungsweise eine halbe Million Menschen jährlich betroffen sind und etwa 100 von ihnen sterben. Im Juni 2014 startete die FSA eine Kampagne gegen das Waschen von rohem Hühnerfleisch, da durch das Waschen Keime durch Spritzer auf saubere Oberflächen übertragen werden können. Im Mai 2015 veröffentlichte die FSA die kumulativen Ergebnisse von Proben frischer Hühner, die zwischen Februar 2014 und Februar 2015 entnommen worden waren, und zeigte, dass 73 % der Hühner positiv auf Campylobacter getestet wurden. ⓘ
Vereinigte Staaten
Die Zahl der Campylobacter-Infektionen ist in den Vereinigten Staaten im Jahr 2012 im Vergleich zu den Jahren 2006 bis 2008 um 14 % gestiegen. Dies ist die höchste gemeldete Zahl von Infektionen seit dem Kalenderjahr 2000. ⓘ
Eine hohe Prävalenz von Campylobacter (40 % oder mehr) wurde in rohem Hühnerfleisch in regionalen Einzelhandelsgeschäften in den USA gemeldet, die von 2005 bis 2011 konstant blieb. Der letzte vierteljährliche Fortschrittsbericht des USDA über die Untersuchung von Fleisch und Geflügel auf Salmonellen und Campylobacter für den Zeitraum Juli-September 2014 zeigte eine geringe Prävalenz von Campylobacter spp. in gemahlenem Hühnerfleisch, aber eine höhere Prävalenz (20 %) in maschinell abgetrenntem Hühnerfleisch (das nur zur Weiterverarbeitung verkauft wird). ⓘ
Kanada
FoodNet Canada hat berichtet, dass Campylobacter der häufigste Erreger war, der auf verpackter Hühnerbrust gefunden wurde, wobei fast die Hälfte aller Proben positiv getestet wurde. Außerdem waren Campylobacter und Salmonellen die häufigsten Ursachen für Magen-Darm-Erkrankungen in Kanada. ⓘ
Neuseeland
Im August 2016 erkrankten schätzungsweise mehr als 8 000 Einwohner von Havelock North, einer Stadt mit rund 13 000 Einwohnern, an einer Magenerkrankung, nachdem die Wasserversorgung vermutlich mit Campylobacter kontaminiert war. ⓘ
Norwegen
Im Juni 2019 erkrankten schätzungsweise 2.000 Einwohner der Gemeinde Askøy aufgrund des Vorkommens von C. jejuni in der Wasserversorgung. Zwei Todesfälle wurden mit dem Ausbruch in Verbindung gebracht, und es war der größte Ausbruch von Campylobacter in Norwegen. Als Quelle der Kontamination wurde Pferdekot vermutet, der in ein Trinkwasserbecken gelangte. Ein C.-jejuni-Isolat aus dem Wasser, das als Ursache des Ausbruchs vermutet wurde, wurde zusammen mit Humanisolaten untersucht und zeigte in vitro, bei transkriptomischen und genomischen Untersuchungen das höchste pathogene Potenzial. Dies könnte ein Hinweis darauf sein, warum das Isolat einen Ausbruch verursachen konnte. ⓘ
Schweden
Im Zeitraum von August 2016 bis Juni 2017 kam es in Schweden zu einem großen Ausbruch von C. jejuni. Es handelte sich um den größten Ausbruch, der bisher gemeldet wurde. Den Behörden wurden 5000 Fälle mehr gemeldet, als in diesem Zeitraum zu erwarten gewesen wären. Die Quelle des Ausbruchs war kontaminiertes Hühnerfleisch, das von ein und demselben Hersteller stammte. Der Grund für das vermehrte Auftreten und die erhöhten Werte von Campylobacter war Berichten zufolge eine unsachgemäß installierte Waschanlage, in der versehentlich schmutziges Wasser zum Waschen von Transportkäfigen verwendet wurde. ⓘ
Merkmale
Die Zellgröße liegt im Bereich von 0,2–0,8 × 0,5–5 Mikrometer. Sie sind entweder mit jeweils einer einzelnen Geißel unipolar an einem Ende oder bipolar an beiden Enden der Zelle begeißelt. Die Zellen können sich im Laufe der Kultur von korkenzieherförmig zu kokkenförmig ändern. Die meisten Arten von Campylobacter sind Katalase- und Oxidase-positiv, zu den Katalase-negativen zählen beispielsweise C. sputorum, C. concisus, C. mucosalis und C. helveticus. Die medizinisch wichtigen C. fetus subsp. fetus, C. coli, C. jejun subsp. jejuni sind Katalase-positiv. ⓘ
Stoffwechsel
Die Arten der Gattung Campylobacter sind chemoorganotroph, und zwar Nitrat-Atmer. Das bedeutet, sie haben einen oxidativen Energiestoffwechsel und verwenden Nitrat als Oxidans, anstelle des bei der „normalen“ aeroben Atmung verwendeten Sauerstoffs (O2). Elektronendonatoren sind Aminosäuren und Zwischenprodukte des Tricarbonsäurezyklus, die durch Nitrat oxidiert werden. Kohlenhydrate werden nicht verwendet. ⓘ
Meldepflicht
In Deutschland ist der direkte oder indirekte Nachweis von darmpathogenen Campylobacter sp. namentlich meldepflichtig nach § 7 des Infektionsschutzgesetzes (IfSG), soweit der Nachweis auf eine akute Infektion hinweist. Die Meldepflicht betrifft in erster Linie die Leitungen von Laboren (§ 8 IfSG). ⓘ
In der Schweiz ist der positive und negative laboranalytische Befund von Campylobacter spp. für Laboratorien meldepflichtig und zwar nach dem Epidemiengesetz (EpG) in Verbindung mit der Epidemienverordnung und Anhang 3 der Verordnung des EDI über die Meldung von Beobachtungen übertragbarer Krankheiten des Menschen. ⓘ