Leptospira: Klassifikation & Therapie

Leptospira/Leptospirose

Bei den Leptospiren handelt es sich um eine Gattung aerober, gramnegativer Spirochäten mit hakenförmigen Enden. Die Leptospirose ist eine Anthropozoonose, die weltweit verbreitet, in Deutschland aber selten ist. Nagetiere sind das wichtigste Reservoir. Bakterien, die im Urin von Nagetieren und anderen Tieren ausgeschieden werden, können über kontaminiertes Wasser auf den Menschen übertragen werden. Die wichtigste klinische Spezies ist Leptospira interrogans, die in der Mehrzahl der Fälle eine leichte, Grippe-ähnliche Erkrankung verursacht. Der Krankheitsverlauf ist meist biphasisch, wobei die Erreger zunächst im Blut nachgewiesen werden können. Im Verlauf verschwinden die Bakterien aus dem Blutkreislauf und werden über den Urin ausgeschieden. Bei etwa 10 % der Infektionen entwickelt sich eine iktero-hämorrhagische Leptospirose mit der klassischen Trias aus akutem Nierenversagen, Ikterus Ikterus Ikterus und Hämorrhagien. Die Diagnose kann durch den direkten Erregernachweis oder durch serologische Methoden gestellt werden. Zur antibiotischen Therapie wird Penicillin G Penicillin G Penicilline oder Ceftriaxon Ceftriaxon Cephalosporine eingesetzt.

Redaktionelle Verantwortung: Stanley Oiseth, Lindsay Jones, Evelin Maza

Inhalt

Differentialdiagnosen

Quellen

Kostenloser
Download

Lernleitfaden
Medizin ➜

Mit Video-Repetitorien von Lecturio kommst du sicher
durch Physikum, M2 und M3.

Kostenlos testen

Allgemeine Merkmale

Leptospira

Merkmale:
- Spirochäten
- Struktur:
  - Spirale, Kleiderbügel- oder Fragezeichen-Morphologie
  - Hakenförmige Enden (unterscheidet Leptospira von anderen Spirochäten)
- Sauerstoffbedarf: aerob
- Gram-Färbung: gramnegativ (schwache Färbung)
- Sonstige Färbung(en): Silberfärbung
- Mikroskopie:
  - Am besten darstellbar in der Dunkelfeldmikroskopie
  - Fluoreszenzmikroskopie
- Kultur: spezielle Medien erforderlich
Assoziierte Krankheiten (Zoonose):
- Leptospirose (anikterisch)
- Morbus Weil (iktero-hämorrhagisch)

Klinisch relevante Arten

Es gibt pathogene (krankheitsverursachende) und saprophytische (frei lebende und im Allgemeinen nicht krankheitsverursachende) Arten. Folgende Arten sind pathogen:

L. interrogans (am weitesten verbreitet)
L. kirschneri
L. noguchii
L. alexanderi
L. weilii
L. alstonii
L. borgpetersenii
L. santarosai
L. kmetyi
L. mayottensis

Epidemiologie

870.000 Fälle von Leptospirose mit 48.600 Todesfällen jährlich weltweit
Höchste Krankheitsmorbidität und -mortalität: Süd- und Südostasien, Ozeanien, der Karibik, Lateinamerika, Afrika
Da es in vielen Gebieten keine Tests gibt, ist es schwierig, die Zahl der Leptospirose-Fälle zu schätzen.
Deutschland (2018): 117 gemeldete Fälle, Inzidenz ca. 0,1/100.000 Einwohner
Hochsaison:
- Sommer und Herbst in der nördlichen und südlichen Hemisphäre
- Regenzeit in den Tropen

Leptospira-Leberabdruck-Abstrich — Darstellung von *Leptospira* mittels fluoreszierender Antikörperfärbung: Spirochäten in einem Abklatschpräparat der Leber
Bild: “Leptospira bacteria in liver impression smear. FA-stain.” von der CDC/Mildred Galton. Lizenz: Public Domain.

Pathogenese

Reservoirs

Klassische Zoonose
Infizierte, asymptomatische Tiere
Ausscheidung der Erreger (nur Säugetiere) über den Urin:
- Nagetiere (wichtigstes Reservoir)
- Haustiere
- Domestiziertes Vieh

Infektionsweg

Übertragung über:
- Mit tierischem Urin/Blut verunreinigtes Wasser/Erde
- Infiziertes tierisches Gewebe
Eintrittspforten:
- Schürfwunden
- Schleimhäute
- Konjunktiven
- Mit Urin verunreinigte Lebensmittel (selten)
- Transplazentare Infektion (Häufigkeit unbekannt)
Inkubationszeit: 5–14 Tage (bis zu 30 Tage)

Virulenzfaktoren und Krankheitsverlauf

Virulenzfaktoren:
- Lipopolysaccharid (LPS): wichtiger antigener Stimulus
- Hämolysine: Lyse von Erythrozyten Erythrozyten Erythrozyten und Zellmembranen
- Komplementregulatoren: Hilfe bei der Umgehung des Komplementsystems
- Adhärenzfaktoren wie äußere Membranproteine: Bindung der extrazellulären Matrix (ECM) des Wirtes
- Enzyme Enzyme Grundlagen der Enzyme: Hydrolyse der ECM; Inaktivierung des Komplementsystems
Krankheitsverlauf:
- „Septische Phase“:
  - Befall des Wirtes → Eindringen in den Blutkreislauf
  - Freisetzung von Toxinen → Verlust der Integrität der Gefäßwände → Austritt von Flüssigkeit
  - Dauer oft weniger als zehn Tage
- „Immunphase“:
  - Übertreten der Organismen aus dem Blutkreislauf in die Gewebe
  - Nachweis von Leptospiren im Urin möglich (nicht mehr im Blut)
  - Bildung von IgM- und IgG-Antikörper durch den Wirt gegen das LPS von Leptospiren
  - Wirkung der Antikörper als Opsonine → Verstärkung der Phagozytose
Auswirkungen auf die Organsysteme:
- Leptospira im Blutkreislauf → initial Grippe-ähnliche Symptome
- Übersiedelung auf andere Bereiche, insbesondere parenchymatöse Organe
- Nieren Nieren Niere:
  - Nierenversagen: tubulo-interstitielle Nephritis
  - Hypokaliämie, Hyponatriämie Hyponatriämie Hyponatriämie durch Inhibition des Natrium-Kalium-Chlorid-Kotransporters
- Leber Leber Leber: Gefäßverletzungen in den Leberkapillaren und Verstopfung der Gallekanälchen → Ikterus Ikterus Ikterus
- Pulmonal: Kapillarschäden, Alveolarblutungen, akutes Atemnotsyndrom ( ARDS ARDS Acute Respiratory Distress Syndrome (ARDS))
- Hämatologisch:
  - Hämolyse
  - Thrombozytopenie Thrombozytopenie Thrombozytopenie

Risikofaktoren des Wirtes

Schlechte Wohnverhältnisse, mangelhafte sanitäre Einrichtungen (von Nagetieren verseuchte Gebiete)
Verschmutztes Wasser bei Überschwemmungen nach einem Regenfall
Freizeitaktivitäten:
- Schwimmen im Süßwasser
- Aktivitäten im Wasser
Berufe, die mit infizierten Tieren und kontaminiertem Boden/Wasser assoziiert sind

Klinik

Leptospirose

Mildes, anikterisches Syndrom
Oft variabler Verlauf
Biphasische Erkrankung („Septische Phase“, „Immunphase“), aber Phasen können sich überschneiden
Milder Verlauf in ca. 90 % der Erkrankungen (in der Regel weniger als zehn Tage)
Symptome:
- Fieber Fieber Fieber mit Grippe-ähnlichen Symptomen
- Myalgien (vor allem Waden und Rücken)
- Diarrhoe, Erbrechen Erbrechen Erbrechen im Kindesalter
- Exanthem
- Retroorbitaler oder frontaler Kopfschmerz
- Photophobie mit konjunktivaler Suffusion (Erythem ohne Exsudat)
In der „Immunphase“ ist ein Wiederauftreten von Symptomen und Komplikationen möglich.

Weil-Syndrom/Morbus Weil

Iktero-hämorrhagische Leptospirose
Seltene, aber schwere, systemische Form
Auftreten in 10 % der Fälle; Sterblichkeitsrate von bis zu 40 %
Trias des klassischen Morbus Weil:
- Akutes Nierenversagen
- Ikterus Ikterus Ikterus durch hepatische Dysfunktion/Cholestase
- Thrombozytopenisch bedingte Hämorrhagien
Assoziation mit Multiorganversagen:
- Myokarditis Myokarditis Myokarditis (Erregungsleitungsanomalien)
- Rhabdomyolyse Rhabdomyolyse Rhabdomyolyse (Muskelschmerzen, Nierenversagen)
- ARDS ARDS Acute Respiratory Distress Syndrome (ARDS) (Kurzatmigkeit)
- Lungenblutung (Hämoptysen)

**Tabelle: Vergleich der durch *Leptospira* verursachten Krankheiten**
Merkmale	Leptospirose	Weil-Syndrom (Iktero-hämorrhagische Leptospirose)
Präsentation	Leichter Grippe-ähnlicher Infekt	Schwere Form
Gefährdete Bevölkerung	Weit verbreitet unter Surfern und in den Tropen	Entwickelt sich bei 10 % der infizierten Personen
Symptome	Myalgien (klassischerweise an den Waden) Exanthem Photophobie mit konjunktivaler Suffusion (Erythem ohne Exsudat)	Kopfschmerzen Ikterus Ikterus Ikterus Azotämie (akutes Nierenversagen) Hämorrhagien Anämie Anämie Anämie: Überblick und Formen
Diagnostik	Urin zur Isolation und Identifizierung der Organismen
Therapie	Penicillin G Penicillin G Penicilline oder Ceftriaxon Ceftriaxon Cephalosporine Doxycyclin zur Postexpositionsprophylaxe

Leptospirose durch Bindehautsuffusion — Bild der bei Leptospirose festgestellten Augenveränderungen: Man sieht eine konjunktivale Suffusion und Ikterus.
Bild: “Conjunctival suffusion of the eyes due to leptospirosis” von Daniel Ostermayer. Lizenz: CC BY 4.0.

Diagnostik

Tests auf Leptospira

Serologie:

Nachweis eines Antikörpertiters ab der zweiten Woche
Serologische Bestätigung der Infektion: Titeranstieg um den Faktor vier
Tests:
- Mikroskopischer Agglutinationstest (MAT) (spezifischster Test)
- Enzym-Immunoassay (ELISA)

Isolierung von Leptospiren (Blut, Urin, Gewebe oder Liquor):

Polymerase-Kettenreaktion Polymerase-Kettenreaktion Polymerase-Kettenreaktion (PCR) (PCR): kann die Diagnose anhand von Blutproben in einem frühen Stadium der Krankheit bestätigen
Visualisierung durch Dunkelfeldmikroskopie
Kultur:
- Ellinghausen-McCullough-Johnson-Harris (das am häufigsten verwendete Medium)
- Wachstum dauert zwei Wochen bis drei Monate (wird eher für die retrospektive Diagnose verwendet)

Weiterführende Tests

Durchführung bei Beteiligung mehrerer Organe
Labordiagnostik:
- Großes Blutbild: ↑ Leukozyten, ↓ Hämoglobin, ↓ Thrombozyten Thrombozyten Thrombozyten
- Nierenfunktion: abnormes Kreatinin
- Leberfunktionstests: ↑ Transaminasen, ↑ Bilirubin Bilirubin Hämstoffwechsel, Eisenstoffwechsel und Hämoglobin
- ↓ Kalium, ↓ Natrium
- Erhöhte Entzündungsparameter: C-reaktives-Protein (CRP), Procalcitonin, Blutsenkungsgeschwindigkeit (BSG)
- Liquor: normale Glukose, lymphozytäre oder neutrophile Neutrophile Zellen des angeborenen Immunsystems Pleozytose
Röntgen-Thorax-Aufnahme bei Lungenbeteiligung:
- Flächiges alveoläres Muster in den unteren Lappen (Hinweis auf Blutung)
- Milchglastrübung bei ARDS ARDS Acute Respiratory Distress Syndrome (ARDS)

liver tissue specimen stained Leptospira sp. bacteria. — *Leptospira*:
Mikroskopische Aufnahme einer Leberbiopsie mit zwei dunkel gefärbten Leptospiren
Bild: “2763” von CDC/Dr. Martin Hicklin. Lizenz: Public Domain.

X-ray of severe leptospirosis — *Leptospira*:
Mikroskopische Aufnahme einer Leberbiopsie mit zwei dunkel gefärbten Leptospiren
Bild: “2763” von CDC/Dr. Martin Hicklin. Lizenz: Public Domain.

Therapie

Antibiotische Therapie

Leichte Krankheitsverläufe: Doxycyclin
Schwere Verläufe:
- Penicillin G Penicillin G Penicilline
- Ceftriaxon Ceftriaxon Cephalosporine
Aggressive, supportive Therapie bei Multiorgan-Beteiligung:
- Flüssigkeits- und Elektrolytersatz
- Dialyse Dialyse Dialyseverfahren bei schwerem Nierenversagen
- Mechanische Beatmung bei respiratorischer Insuffizienz (aufgrund von ARDS ARDS Acute Respiratory Distress Syndrome (ARDS) oder Lungenblutungen)

Prävention

Meldepflicht
Verbesserung der Wohnsituation, der Infrastruktur und der sanitären Einrichtungen
Maßnahmen zur Bekämpfung von Nagetieren und Projekte zur Eindämmung von Überschwemmungen
Richtige Verwendung von persönlicher Schutzausrüstung (PSA) durch Personen, die einem hohen Risiko beruflicher Exposition ausgesetzt sind
Expositionsprophylaxe mit Doxycyclin bei erwarteter Exposition in einem Endemie-Gebiet

Differentialdiagnosen

Dengue-Fieber: Krankheit, die durch Dengue-Viren verursacht wird. Durch Mückenstiche von infizierten Aedes-Spezies wird es auf den Menschen übertragen. Zu den Symptomen gehören Fieber Fieber Fieber, Gliederschmerzen und ein Exanthem. In den meisten Fällen ist der Verlauf unkompliziert. In schweren Fällen kommt es zu internen Hämorrhagien und Schock Schock Schock: Überblick. Spezifische Antikörper und Reverse-Transkriptase-PCR-Nachweis von viralen Genomsequenzen dienen der Differentialdiagnostik.
Virushepatitis: Infektion mit einem Virus, das eine akute Entzündungsreaktion der Leber Leber Leber verursacht. Bei einer Virushepatitis treten Ikterus Ikterus Ikterus, Fieber Fieber Fieber und eine Hepatomegalie auf. Die Transaminasen liegen in der Regel bei > 1.000. Zur Diagnosestellung erfolgt der Nachweis viraler Antigene und Antikörper im Serum. Das therapeutische Vorgehen ist abhängig von der Ätiologie. Vor bestimmten Hepatitis-Typen kann man sich durch eine Impfung Impfung Impfung schützen.
Hantavirus: Virus, das hauptsächlich durch Nagetiere übertragen wird. Die Viren werden in Urin, Kot und Speichel ausgeschieden und über Aerosole auf den Menschen übertragen. Eine Infektion kann sich sehr unterschiedlich manifestieren. Zu den schweren Verlaufsformen zählt das Hantavirus-induzierte pulmonale Syndrom (HPS) und das hämorrhagische Fieber Fieber Fieber mit renalem Syndrom (HFRS). Serologische Tests helfen, das Hantavirus von der Leptospirose zu unterscheiden.

Quellen

Day, N., Calderwood, S., & Baron, E. (2019), Leptospirosis: Epidemiology, microbiology, clinical manifestations and diagnosis. UpToDate. https://www.uptodate.com/contents/leptospirosis-epidemiology-microbiology-clinical-manifestations-and-diagnosis (Zugriff am 13.12.2020)
Day, N., Calderwood, S., Edwards, M., & Baron, E. (2020). Leptospirosis: Treatment and prevention. UpToDate. https://www.uptodate.com/contents/leptospirosis-treatment-and-prevention (Zugriff am 13.12.2020)
DeBrito, T., Goncalves da Silva, A., & Abreu, P. (2018). Pathology and pathogenesis of human leptospirosis: A commented review. Revista do Instituto de Medicina Tropical de São Paulo vol.6.https://doi.org/10.1590/s1678-9946201860023
Evangelista, K., & Coburn, J. (2010). Leptospira as an emerging pathogen: A review of its biology, pathogenesis and host immune responses. Future Microbiol, 5(9): 1413–1425. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3037011/
Fraga, T., Isaac, L., & Barbosa, A. (2016). Complement evasion by pathogenic Leptospira. Frontiers in Immunology. https://doi.org/10.3389/fimmu.2016.00623
Riedel S, Hobden J.A., Miller S, et al. (Ed.) (2019). Spirochetes: Treponema, Borrelia, and Leptospira. In Jawetz, Melnick, & Adelberg’s Medical Microbiology, 28th ed. McGraw-Hill.
Southwick, F.S. (2020). Emerging bacterial infections (including zoonotic pathogens and biological weapons). In Southwick F.S.(Ed.), Infectious Diseases: A Clinical Short Course, 4th ed. McGraw-Hill.
Sun, A., Liu, X., & Yan, J. (2020). Leptospirosis is an invasive infectious and systemic inflammatory disease. Biomedical Journal 43(1): 24–31. https://doi.org/10.1016/j.bj.2019.12.002
Wagenaar J.P., & Goris M.A. (2018). Leptospirosis. In Jameson JL, et al. (Ed.), Harrison’s Principles of Internal Medicine, 20th ed. McGraw-Hill.
Robert-Koch-Institut. RKI-Ratgeber. (2015). Leptospirose. https://www.rki.de/DE/Content/Infekt/EpidBull/Merkblaetter/Ratgeber_Leptospirose.html (Zugriff am 30.09.2022)
Suerbaum S, Burchard G-D, Kaufmann S H E, Schulz T et al.: Medizinische Mikrobiologie und Infektiologie. 9. Auflage. Springer Verlag; 2020. doi:10.1007/978-3-662-61385-6
Robert-Koch-Institut. RKI-Ratgeber. (2020). Hantavirus-Erkrankung. https://www.rki.de/DE/Content/Infekt/EpidBull/Merkblaetter/Ratgeber_Hantaviren.html (Zugriff am 30.09.2022)