Klebsiella spp. in Bodenproben: Vorkommen und Expression von Pathogenitätsmerkmalen

Rendtorff, Gerrit

Klebsiellen sind gramnegative, unbewegliche und bekapselte Stäbchenbakterien und kommen im Nasopharynx und Gastrointestinaltrakt des Menschen und auch ubiquitär in der Umwelt (Wasser, Boden, Pflanzen) vor. Sie gelten weltweit als bedeutende Erreger nosokomialer Infektionen wie Harnwegsinfekte, Pneumonien und Sepsis. Klebsiellen sind hinsichtlich ihrer klinischen Epidemiologie relativ gut untersucht, doch Daten zur Epidemiologie von Umweltklebsiellen bezüglich Häufigkeit, Speziesverteilung und Ausbildung von Virulenzmerkmalen liegen derzeit nur sporadisch vor. Ziel der vorliegenden Arbeit war es daher, das Vorkommen und die Speziesverteilung von Klebsiellen im Umwelthabitat natürlicher Erdboden sowie die Ausbildung von Virulenzfaktoren zu untersuchen. Dazu wurden 213 Bodenproben aus den die Landschaft von Schleswig-Holstein prägenden Biotopen Wiese, Wald und Knick/Feldrandhecke gewonnen und nach Anreicherung in einer Nährboullion auf einen Klebsiellen-Selektivagar (Citrat/Inosit) gebracht. Insgesamt konnten aus 70 (33%) der 213 untersuchten Bodenproben 77 verschiedene Klebsiellen-Stämme isoliert werden, von denen 44% der Spezies K. pneumoniae angehörten (22% K. oxytoca, 18% K. planticola, 16% K. terrigena). Die Annahme, dass die in klinischen Studien sehr selten vorkommende und klinisch eher für bedeutungslos gehaltene Umweltklebsielle K. terrigena in natürlichen Böden deutlich häufiger vorkommt als die klinisch bedeutsamste Spezies K. pneumoniae, ließ sich nicht bestätigen. Unter der Annahme, dass Umweltklebsiellen im Vergleich zu klinischen Isolaten weniger Pathogenitätsmerkmale ausbilden, wurden die Isolate auf die Virulenzfaktoren Serumresistenz und Kapselserotyp untersucht. Serumresistenz spielt eine wesentliche Rolle bei septischen Verläufen von Klebsiella-Infektionen durch die erhöhte Persistenz des Erregers im Blutstrom. Die Kapsel bietet einen direkten Schutz vor Phagozytose und erschwert eine Aktivierung der Komplementkaskade. Bei der Untersuchung der 77 Klebsiellenstämme zeigte sich, dass im Vergleich mit bereits publizierten Daten zu klinischen Isolaten deutliche Unterschiede vorliegen: Umweltklebsiellen sind deutlich häufiger serumsensibel als klinische Isolate. Bei den 77 verschiedenen Isolaten aus dem Habitat Erdboden ließen sich die bei klinischen K. pneumoniae Isolaten virulentesten Kapselserotypen K1 und K2 nicht (K. pneumoniae) bzw. nur vereinzelt (K. planticola) nachweisen. Die Ergebnisse der vorliegenden Studie zeigen, dass die Art K. pneumoniae nicht nur in der Klinik, sondern auch in der Umwelt die am weitesten verbreitete Klebsiellen-Spezies ist. Weiterhin deuten die Daten darauf hin, dass Umweltstämme jedoch deutlich seltener in der Lage sind, Virulenzfaktoren auszubilden. Dem systematischen Nachweis von Klebsiellen in der Umwelt aus natürlichen Oberflächengewässern und dem Erdboden sollten weitere Untersuchungen z. B. aus dem natürlichen Habitat Pflanzen folgen.

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Rendtorff, Gerrit: Klebsiella spp. in Bodenproben: Vorkommen und Expression von Pathogenitätsmerkmalen. 2010.

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