| Burkholderia mallei | ||||||||||||
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 Kolonien vonBurkholderia mallei aufBlutagar | ||||||||||||
| Systematik | ||||||||||||
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| Wissenschaftlicher Name | ||||||||||||
| Burkholderia mallei | ||||||||||||
| (Zopf 1885)Yabuuchi et al. 1993 |
Burkholderia mallei ist eingramnegatives, stäbchenförmiges,aerobesBakterium.Es ist einepathogeneBurkholderia-Art, die bei Mensch und Tier die ErkrankungRotz auslösen kann, die beim Menschen zu Lungenentzündung, Sepsis sowie Haut- und Schleimhautinfektionen führt.[1] Derlateinische Name dieser meldepflichtigen Krankheit,malleus, gab dem früherMalleomyces mallei genannten Erreger den Namen.Burkholderia mallei unterscheidet sich von allen anderen Vertretern derGattungBurkholderia durch seinenechten Parasitismus, seine Unbeweglichkeit und sein langsames Wachstum in Kultur.B. mallei steht ebenso wieB. pseudomallei auf der Liste für potenzielleBiowaffen-Agentien.
Seit seiner Entdeckung wurde der Erreger in zahlreiche systematische Gruppen eingeordnet:Bacillus,Corynebacterium,Mycobacterium,Pfeifferella,Loefflerella,Malleomyces,Actinobacillus,Pseudomonas. Der GattungBurkholderia wird das Bakterium erst seit Anfang der 1990er Jahre zugeordnet.
Aufgrund fehlenderBegeißelung istB. mallei als einziger Vertreter seiner Gattung nicht beweglich. Seine variable Form (Pleomorphismus) ist eine Mischung zwischen Stäbchen und Kugel. Das Bakterium misst 1,5–3 μm in der Länge und 0,5–1 μm in der Breite, die Enden sind stumpf oder abgerundet. Die Stäbchenform ist gerade oder leicht gekrümmt. In Probenmaterial und jungen Bakterienkulturen kommt der Erreger überwiegend in Stäbchenform vor, in älteren Kulturen dominiert ein pleomorphes Bild.B. mallei bildet keineEndosporen. Das Bakterium besitzt einekapselähnliche Struktur (Exopolysaccharid-Kapsel), die nur imelektronenmikroskopischen Bild sichtbar wird.
Färbungen nachGram sind möglich. Das Bakterium färbt sich oft nur schwach an oder zeigt gramlabiles Verhalten (gleichzeitiges Auftreten von grampositiven und -negativen Keimen im gleichen Präparat). Gespeichertes Poly-β-Hydroxybutyrat imCytoplasma lässt das Bakteriumgranuliert und bipolar (Färbeunterschied zwischen Mitte und Enden des Bakteriums) erscheinen. Alternative Färbemethoden sind die Färbungen nach Wright,Giemsa oder mitMethylenblau. Die Kapsel ist lichtmikroskopisch nicht darstellbar.
Aus Gewebeschnitten ist der mikroskopische Nachweis vonB. mallei schwierig, da der Erreger in kugeliger Form vorliegen kann. In Probenmaterial aus sekundär infizierten oder kontaminierten Bereichen kann der Rotzerreger mikroskopisch nicht von anderen Bakterien unterschieden werden.
Als obligatparasitär lebender Organismus kann sich der Erreger nur in infizierten Wirten vermehren. In klinischem Probenmaterial findet sich der Erreger oft außerhalb der Körperzellen (extrazellulär). Er kann gut aus frischen Hautläsionen isoliert werden, während er in älteren Läsionen (vor allem beim chronischen Rotz) nur spärlich vorkommt.Sputum, Speichel, Tränenflüssigkeit, Urin, Kot, Milch und Sperma können ebenfalls erregerhaltig sein. Aus Blut kann er nur während der Phase der disseminierten Infektion (Bakteriämie) nachgewiesen werden.
Ein optimales Wachstum findet im neutralen pH-Bereich, beimesophilen Temperaturen (37 °C) und unter Anwesenheit von Sauerstoff (Aerobier) statt. Bei gleichzeitiger Anwesenheit von Nitrat kann auch ein Wachstum unter anaeroben Verhältnissen erfolgen (fakultativer Anerobier). Bei Temperaturen unter 5 °C und über 42 °C erfolgt keine Vermehrung des Erregers mehr.
Der Erreger kann auf üblichen, bluthaltigenNährböden angezüchtet werden. Das Wachstum erfolgt nur langsam (48–72 hInkubation) und es besteht die Gefahr der Überwucherung durch schneller wachsende Begleitkeime. Die Zugabe vonGlycerin beschleunigt das Wachstum, sodass eine Voranreicherung mit Glycerin sinnvoll sein kann. Auf Glycerin-haltigen Nährböden wächst der Keim als weicher, feuchter, zartcremefarbener Schleier, bei dem die größenvariablen Einzelkolonien zum Zerfließen neigen. Mit zunehmendem Alter derKultur wird die Bakterienschicht dicker, bernsteinfarben und bekommt eine zähe, klebrigeKonsistenz. Zur Anzucht eignen sich auch Glycerin-Kartoffel-Medium oder Glycerin-Bouillon. Auf einfachem Nähragar oder inGelatinekulturen erfolgt nur spärliches Wachstum. Traditionell wurdeB. mallei auf Kartoffelscheiben angezüchtet. Charakteristisch für dieBakterienkulturen ist ein aromatischer Geruch.Zur Unterdrückung unerwünschter Begleitflora werden klinische Proben mitPenicillin vorbehandelt oder es erfolgt ein Zusatz bakterienhemmender Stoffe (Proflavin,Kristallviolett) zu den Nährmedien.Für die Anzucht des Erregers wurde ein selektives Medium auf der Basis von Glycerin,Serum (Pferd oder Esel) und Tryptose entwickelt, demPolymyxin E,Bacitracin und Actidion zugesetzt werden.
B. mallei istchemo-organotroph. Auf bluthaltigen Nährmedien wird keineHämolyse beobachtet. Der Erreger besitzt dieEnzymeOxidase undKatalase.Indol-Test undVoges-Proskauer-Reaktion fallen negativ aus. Der Erreger kannNitrat reduzieren.Photosynthetische Farbpigmente werden während des Wachstums nicht gebildet.Der Glukose-Abbau erfolgt überwiegendoxidativ. Obwohl die GattungBurkholderia denNon-Fermentern (kein Abbau vonSubstrat durch Gärung) zugeordnet wird, gibt es Hinweise auf vereinzelteFermentation vonGlukose,Mannose,Arabinose undFruktose.Die präzise Bestimmung der SpeziesBurkholderia mallei aufbiochemischer Basis ist bei der Verwendung handelsüblicher Testsysteme (Bunte Reihe) nicht möglich.
In der freien Umwelt istB. mallei weder lebens- noch vermehrungsfähig, die Widerstandsfähigkeit (Tenazität) gegen äußere Einflüsse ist gering. Er ist empfindlich gegen Austrocknung,Hitze und Sonnenlicht. Direkte Sonneneinstrahlung tötet den Erreger innerhalb von 24 h.[2] In eingetrockneten Sekreten verliert er schon nach wenigen Tagen seineInfektiosität. An feuchten, dunklen Orten kann er jedoch bis zu 3 Monaten überleben, in Tränkewasser bleibt er 1 Monat lang kontagiös.
InUrin wird der Erreger innerhalb von 40 min, durchMagensaft innerhalb einer halben Stunde inaktiviert.[3]Fäulnis zerstört ihn erst nach 2–4 Wochen.[4]
Das Bakterium ist gegenüber zahlreichen Desinfektionsmitteln empfindlich, darunterFormaldehyd (2 %),Glutaraldehyd (2 %),Benzalkoniumchlorid,Iod,Bleichlorid,Kaliumpermanganat,Natriumhypochlorit (1 %) undEthanol (70 %).Phenolhaltige Mittel zeigen dagegen wenig Wirksamkeit. Historisch bedeutsame Desinfektionsmittel warenChlorkalk und Phenol.
Die Mikroorganismen werden durch Hitze inaktiviert. Ausreichend sind einmaliges Aufkochen, Temperaturen von 80 °C für 5 min oder 55 °C für 10 min.[4]UV-Bestrahlung tötet das Bakterium ebenfalls ab. DurchKälte wird der Erreger nicht eliminiert.[2]
Die natürliche Wachstumsgrenze des Erregers liegt zwischen 20 °C und 45 °C.[5]
Antibiotika wieCeftazidim,Imipenem,Aminoglykoside wieStreptomycin,[6]Amikacin,Tetracyclin,Doxycyclin undSulfathiazol waren zumindestin vitro effektiv. Eine (achtwöchige) antibiotische Therapie desRotz beim Menschen kann mit Imipenem und Doxycyclin erfolgen.
Bioinformatics Ressource Center:Pathema-Burkholderia