Grampositive Kokken

Grampositive Kokken sind kugelförmige Bakterien, die aufgrund ihrer dicken Peptidoglykan-Zellwand bei der Gram-Färbung Kristallviolett zurückhalten. Die medizinisch wichtigen Vertreter sind die Staphylokokken, die sich in unregelmäßigen, traubenartigen Gruppen anordnen, sowie die Streptokokken und Enterokokken, die Ketten oder Paare bilden. Zusammen verursachen sie einen großen Teil der Haut-, Weichteil-, Atemwegs-, Blutstrom- und implantatassoziierten Infektionen.

Definition

Grampositive Kokken sind runde, grampositive Bakterien, die hauptsächlich die Katalase-positiven Staphylokokken (in Haufen) und die Katalase-negativen Streptokokken und Enterokokken (in Ketten oder Paaren) umfassen, von denen mehrere wichtige menschliche Krankheitserreger sind.

Scope

Der Eintrag behandelt die labortechnische Trennung von Staphylokokken und Streptokokken (Katalase-Test) und die weitere Unterteilung jeder Gruppe (Koagulase für Staphylokokken; Hämolyse und Lancefield-Gruppierung für Streptokokken), die wichtigsten pathogenen Spezies, ihre charakteristischen Virulenzfaktoren und ihre breiten klinischen Korrelate. Es handelt sich um eine Referenz- und Bildungsübersicht, keine klinische Leitlinie.

Core questions

• Wie ordnen einfache Labortests (Katalase, Koagulase, Hämolyse, Lancefield-Gruppierung) die grampositiven Kokken in klinisch bedeutsame Gruppen ein?
• Welche Virulenzfaktoren unterscheiden Staphylococcus aureus von Koagulase-negativen Staphylokokken und von den Streptokokken?
• Wie hat Methicillin und andere Resistenzen die klinische Bedeutung dieser Organismen verändert?

Key concepts

• Katalase-Test (Staphylokokken vs. Streptokokken)
• Koagulase-Test (S. aureus vs. Koagulase-negative Staphylokokken)
• Hämolysemuster (alpha, beta, gamma)
• Lancefield-Gruppierung von Streptokokken
• Methicillin-resistenter Staphylococcus aureus (MRSA)
• Panton-Valentine-Leukozidin und andere Toxine
• Biofilmbildung und implantatassoziierte Infektion

Mechanisms

Innerhalb der grampositiven Kokken trennt der Katalase-Test die Staphylokokken (Katalase-positiv) von den Streptokokken und Enterokokken (Katalase-negativ). Unter den Staphylokokken unterscheidet die Koagulase Staphylococcus aureus von den Koagulase-negativen Spezies. S. aureus verfügt über ein ungewöhnlich breites Arsenal an Oberflächenadhäsinen, Immun-Evasionsmolekülen und sezernierten Toxinen und kann durch das mecA-kodierte veränderte Penicillin-bindende Protein Methicillin-Resistenz erwerben (Tong et al., 2015; DeLeo et al., 2010). Koagulase-negative Staphylokokken sind schwächere Pathogene, zeichnen sich aber durch die Bildung von Biofilmen auf prothetischen Oberflächen aus, was sie zu den Hauptursachen für implantatassoziierte und nosokomiale Infektionen macht (Becker et al., 2014). Streptokokken werden nach Hämolyse und Lancefield-Kohlenhydratantigenen unterteilt, wobei die Virulenz mit Kapseln, M-Protein und Exotoxinen verbunden ist.

Clinical relevance

Grampositive Kokken machen einen großen Anteil der klinisch auftretenden bakteriellen Infektionen aus, von oberflächlichen Hautläsionen bis hin zu Endokarditis, Pneumonie und Blutstrominfektionen, und das Laborschema, das sie klassifiziert, korreliert eng mit diesen Syndromen und mit intrinsischer Resistenz. Dieser Eintrag erläutert diese klassifizierende Logik und die dahinter stehenden Beweise als Referenzmaterial; er liefert keine diagnostischen Schwellenwerte oder Behandlungsempfehlungen.

Epidemiology

Staphylococcus aureus gehört weltweit zu den häufigsten Ursachen von Bakteriämie, Haut- und Weichteilinfektionen sowie infektiöser Endokarditis, und Methicillin-resistente Stämme haben sich sowohl im Gesundheitswesen als auch in der Gemeinschaft verbreitet (Tong et al., 2015; DeLeo et al., 2010). Koagulase-negative Staphylokokken sind führende Erreger von Prothesen- und Katheter-assoziierten Infektionen (Becker et al., 2014), während Streptokokken und Enterokokken wesentlich zu Pharyngitis, Pneumonie und nosokomialen Infektionen beitragen.

Evidence & guidelines

Umfassende Übersichten in Clinical Microbiology Reviews (Tong et al., 2015; Becker et al., 2014) und The Lancet (DeLeo et al., 2010) bilden zusammen mit Standardlehrbüchern der medizinischen Mikrobiologie den Rahmen für die Biologie und die klinischen Korrelate dieser Gruppe. Spezies- und syndromspezifisches Management wird in dedizierten klinischen Leitlinien behandelt, die an anderer Stelle referenziert werden, nicht in diesem Bildungsbeitrag.

History

Die Staphylokokken und Streptokokken gehörten im neunzehnten Jahrhundert zu den ersten Bakterien, die mit menschlichen eitrigen Erkrankungen in Verbindung gebracht wurden, und Rebecca Lancefields serologische Gruppierung von Streptokokken in den 1930er Jahren gab dem Feld eine dauerhafte Klassifikation. Die Einführung von Penicillin und das anschließende Auftreten von Penicillin- und dann Methicillin-resistentem Staphylococcus aureus machten diese Organismen zu einem kontinuierlichen Schwerpunkt der Resistenzüberwachung.

Key figures

• Steven Y. C. Tong
• Vance G. Fowler
• Frank R. DeLeo
• Karsten Becker

Seminal works

• tong-2015
• becker-2014

Frequently asked questions

Wie kann man Staphylokokken am schnellsten von Streptokokken unterscheiden?

Der Katalase-Test: Staphylokokken sind Katalase-positiv (sie blubbern, wenn sie mit Wasserstoffperoxid gemischt werden), während Streptokokken und Enterokokken Katalase-negativ sind. Dieser einzelne Test ist der erste Verzweigungspunkt innerhalb der grampositiven Kokken.

Warum sind Koagulase-negative Staphylokokken wichtig, wenn sie schwache Pathogene sind?

Sie sind Hautkommensalen mit geringer intrinsischer Virulenz, bilden aber leicht Biofilme auf Kathetern, Prothesengelenken und Herzklappen, was sie zu den Hauptursachen für implantatassoziierte und im Gesundheitswesen erworbene Infektionen macht.