Lexikon der Medizinischen Laboratoriumsdiagnostik
Autoren
W. Stöcker

Brucella sp.

Brucella sp.
Englischer Begriff
Brucella
Beschreibung des Erregers
Brucellen sind gramnegative, unbewegliche, obligat aerob wachsende, kokkoide Stäbchenbakterien (Bakterien), die keine Sporen bilden. Ihre äußere Hüllmembran enthält ein Lipopolysaccharid, das in seiner toxischen Wirkung dem Endotoxin der Enterobakterien ähnelt. Durch antileukozytär wirkende Schutzfaktoren wehren sich Brucellen gegen intrazelluläre Bakterizide, was ihnen das Überleben und die Vermehrung in Leukozyten (s. Leukozyt) und Makrophagen ermöglicht. Die Gattung Brucella ist taxonomisch derzeit der Alpha-2-Subgruppe der Proteobakterien in der Familie Brucellaceae zugeordnet. Humanpathogen sind B. abortus (Hauptwirt Rind), B. suis (Schwein), B. melitensis (Schaf, Ziege) und B. canis (Hund).
Erkrankungen
Die Brucellose ist eine Anthropozoonose, die in Mitteleuropa dank veterinärmedizinischer Kontrollmaßnahmen nur noch selten auftritt (Deutschland: 24–37 Meldungen/Jahr). Zu den Endemiegebieten gehören der Mittelmeerraum, die Arabische Halbinsel, Afrika, Asien und Teile von Mittel- und Südamerika. Die Übertragung des Erregers auf den Menschen erfolgt vor allem bei Veterinären, Landwirten, Metzgern oder Laborpersonal durch den direkten Kontakt mit infizierten Tieren und deren Ausscheidungen bzw. über Aerosole. Außerdem kann eine Infektion durch den Verzehr kontaminierter, nicht pasteurisierter Milch bzw. aus ihr hergestellte Produkte sowie Fleischerzeugnisse stattfinden. Ansteckungen von Mensch zu Mensch sind selten. Die Manifestationen der Brucellose (B. abortus: Morbus Bang) sind vielfältig. Bis zu 90 % aller Infektionen verlaufen subklinisch. Akute Verlaufsformen beginnen nach einer Inkubationszeit von einer bis mehreren Wochen mit Fieber, Übelkeit, Müdigkeit, Kopf- und Gliederschmerzen, Nachtschweiß sowie Gewichtsverlust. Es folgt, bedingt durch Phasen der passageren Ausschwemmung von Brucella aus den typischen Granulomen, ein charakteristisches undulierendes Fieber, das 7–21 Tage andauert und von mehrtägigen fieberfreien Intervallen unterbrochen sein kann. In unterschiedlicher Ausprägung kommen Lymphknoten-, Milz- und Leberschwellung vor. Bei chronischer Brucellose treten neben unspezifischen Allgemeinsymptomen (Depression und Schlaflosigkeit) verschiedene Organmanifestationen auf: Hepatosplenomegalie, Orchitis, Pyelonephritis, Endokarditis, Osteomyelitis, Arthritis sowie Meningoenzephalitis.
Therapie und Prophylaxe
Mehrwöchige (6–12 Wochen) antibiotische Kombinationstherapie mit z. B. Doxycyclin und Gentamycin, die das intrazelluläre Wachstum von Brucella berücksichtigt. Beim Befall von Gelenken, neurologischen Manifestationen oder ausgeprägter Organbeteilung, speziell bei Vorliegen einer Neurobrucellose sind weitere Kombinationen von Medikamenten sowie eine Verlängerung des Behandlungszeitraums notwendig. Gelegentlich ist chirurgische Intervention indiziert. Prävention: Überwachung der Ställe, Ausrottung infizierter Tierbestände, Kadaververnichtung, Importaufsicht, Pasteurisierung der produzierten Milch. Beruflich exponierte Personen sollten sich durch angemessene Sicherheits- und Hygienemaßnahmen schützen. Ein Impfstoff für den Menschen ist in Deutschland nicht zugelassen, ein Impfstoff für Tiere kann ggf. eingesetzt werden. Laut Infektionsschutzgesetz ist der direkte oder indirekte Nachweis von Brucellen, soweit er auf eine akute Infektion hinweist, namentlich meldepflichtig.
Analytik
Der direkte Erregernachweis erfolgt mittels PCR (Polymerase-Kettenreaktion). Für den kulturellen Nachweis werden Brucellen in komplexen flüssigen Nährmedien (z. B. Brain-Heart-Infusion-, Tryptose-, Albimi-Bouillon oder Blutkulturflaschen) bis zu 4 Wochen angereichert und in regelmäßigen Abständen auf festen Nährböden (Tryptose-Blut-, Tryptose-Soja-, Albimi-Agar) ausgestrichen und bis zu 8 Tage inkubiert. Die Bebrütung erfolgt unter aeroben Bedingungen bei 35 °C. Zur Identifizierung der langsam wachsenden Kolonien werden Morphologie, wie weiche oder raue Kolonieform, negatives Gram-Verhalten, biochemische Merkmale (Oxidase positiv, Katalase positiv, Urease positiv, Glukose- und Laktosefermentation negativ) sowie positive Agglutination mit Brucella-Antiserum beurteilt. Spezifische Antikörper gegen Brucellen können durch Langsamagglutination (Widal-Reaktion), Komplementbindungsreaktion (KBR) oder ELISA (Enzyme-linked Immunosorbent Assay) bestimmt werden.
Untersuchungsmaterial – Entnahmebedingungen – Probenstabilität.
Direktnachweis und Kultur: Untersucht werden Blut (Vollblut), Liquor (Liquor cerebrospinalis), Urin, Punktat (Knochenmark, Gelenkpunktat) und Biopsien (Leber, Milz, Lymphknoten). Das Material sollte bis zur Weiterverarbeitung bei +4 bis +8 °C aufbewahrt werden. Direktnachweise sind innerhalb von 24 Stunden durchzuführen, Kulturen innerhalb von 6 Stunden anzulegen. Bei längerer Transportzeit ist das Material einzufrieren.
Serologie: Serum oder Plasma für den Nachweis der Antikörper sind bei +4 °C bis zu 2 Wochen lang beständig, bei −20 °C über Monate und Jahre hinweg. Zur Tiefkühlkonservierung des IgM kann man den Proben 80 % gepuffertes Glyzerin beifügen.
Diagnostische Wertigkeit
Da die klinische Diagnose der Brucellose durch die mannigfaltige Symptomatik erschwert wird, ist neben anamnestischen Angaben der labordiagnostische Nachweis ausschlaggebend. Die PCR gilt als spezifisches und sensitives Verfahren, mit dem die verschiedenen Brucella-Spezies in kurzer Zeit identifiziert werden können. Der kulturelle Erregernachweis ist aufgrund des langsamen In-vitro-Wachstums der Brucellen zeitintensiv und bleibt im chronischen Krankheitsstadium oft erfolglos.
In der Serologie werden Agglutinationstests zunehmend durch spezifische Enzymimmuntests ersetzt. Eine Unterscheidung zwischen akuter, subakuter und chronischer Brucellose ist mithilfe der Antikörpertiter von Brucella-spezifischem IgA, IgG und IgM möglich. Darüber hinaus gilt ein signifikanter Anstieg des Antikörpertiters innerhalb von 2–3 Wochen als beweisend für eine akute Infektion. Zu beachten sind Kreuzreaktionen mit den O-Antigenen von z. B. Yersinia enterocolitica, Francisella tularensis, Vibrio cholerae, Escherichia coli sowie Salmonellen.
Literatur
Centers for Disease Control and Prevention (2012) Brucellosis, Atlanta. Latest review 12.11.2012. https://​www.​cdc.​gov/​brucellosis/​. Zugegriffen am 15.02.2017
Darai G, Handermann M, Sonntag HG, Tidona CA, Zöller L (Hrsg) (2009) Lexikon der Infektionskrankheiten des Menschen, 3. Aufl. Springer, Berlin, S 115–118
Hahn H, Falke D, Kaufmann SHE, Ullmann U (Hrsg) (2005) Medizinische Mikrobiologie und Infektiologie, 5. Aufl. Springer, Heidelberg, S 319–323