der Tierärztlichen Hochschule Hannover
Verbreitung von Clostridium difficile
in einer Pferdeklinik unter Berücksichtigung des Vorkommens von Clostridium difficile und Clostridium perfringens im Kot von Pferden mit Koliksymptomatik und Typhlocolitis
I N A U G U R A L – D I S S E R T A T I O N Zur Erlangung des Grades einer
D O K T O R I N D E R V E T E R I N Ä R M E D I Z I N (Dr. med. vet.)
durch die Tierärztliche Hochschule Hannover
Vorgelegt von D A N I E L A J O B S T
aus Langenhagen
Hannover 2001
Wissenschaftliche Betreuung: Apl.-Prof. Dr. G. Amtsberg Univ. -Prof. Dr. E. Deegen
1. Gutachter: Apl.-Prof. Dr. G. Amtsberg 2. Gutachter: Univ. -Prof. Dr. Ch. Ring
Tag der mündlichen Prüfung: 30.05.01
Meinem Vater und
zum Andenken an meine Mutter
Inhaltsverzeichnis
1. Einleitung 9
2. Schrifttum 11
2.1. Allgemeines 11
2.1.1. Prädisponierende Faktoren 14
2.1.2. Krankheitsentstehung 15
2.1.2.1. Dysbiose 15
2.1.2.2. Clostridium perfringens und seine Bedeutung in der Darmflora
des Pferdes 18
2.1.3. Klinische Symptome der Typhlocolitis 19
2.1.4. Pathologie der Typhlocolitis 20
2.1.5. Behandlung der Typhlocolitis 23
2.1.6. Einsatz von Probiotika 25
2.1.7. Ursächliche Bedeutung von Clostridien 27 2.1.8. Antibiotika - assoziierte Diarrhoe (AAD) und
Pseudomembranöse Colitis (PMC) beim Menschen 32
2.1.9. Nosokomiale Infektionen 33
2.1.10. Behandlung der AAD und PMC beim Menschen 34 2.1.11. Vorkommen von Clostridium difficile bei anderen Haustieren 34
2.1.12. Labortiere 36
2.2. Clostridium difficile 38
2.2.1. Beschreibung des Erregers 38
2.2.2. Toxine 39
2.2.3. Molekularbiologische Methoden 41
2.2.4. Antibiotikaresistenz 42
2.3. Clostridium perfringens 45
2.3.1. Beschreibung des Erregers und seiner Toxine 45 2.3.2. Biochemische Differenzierung von Clostridium difficile und
Clostridium perfringens 45
2.3.3. Clostridium perfringens - Enterotoxin und seine Bedeutung 51 2.3.4. Sporenbildung und Enterotoxinsynthese in künstlichen
Nährmedien 53
2.3.5. Toxinnachweis 54
2.3.6. Antibiotikaresistenz 55
2.4. Salmonellen 56
2.4.1. Allgemeines 56
2.4.2. Beschreibung der Erreger 56
2.4.3. Nachweisverfahren 57
2.4.4. Vorkommen beim Pferd 58
2.4.5. Pathogenese der Salmonelleninfektion 60 2.4.6. Erscheinungsformen der equinen Salmonellose 62 2.4.7. Klinische Symptome der Salmonellose 63
2.4.8. Diagnose 64
2.4.9. Behandlung der Salmonellose 65
3. Eigene Untersuc hungen 67
3.1. Material 67
3.1.1. Allgemeines 67
3.1.2. Umgebungsproben 67
3.1.3. Kot- und Darminhaltsproben 69
3.1.4. Caecum - und Colonproben 69
3.1.5. Aufteilung der Pferde in Altersgruppen 71
3.2. Methodik 73
3.2.1. Probennahme 73
3.2.2. Probenvorbereitung 73
3.2.2.1. Umgebungsproben 73
3.2.2.2. Heu - und Strohproben 75
3.2.2.3. Kot- und Caecum- bzw. Colonproben 76
3.2.3. Probenanalyse 76
3.2.3.1. Clostridium difficile 76
3.2.3.1.1. Differenzierung 76
3.2.3.1.2. Gaschromatographie 77
3.2.3.1.3. Biochemische Differenzierung 78
3.2.3.1.4. Clostridium difficile - Toxinnachweis im ELISA 81 3.2.3.1.5. Clostridium difficile - Toxinnachweis in der Zellkultur 81 3.2.3.1.6. Beschichtung der Mikrotiterplatte und Pflege der Zellen: 83
3.2.3.1.7. Clostridium difficile Toxinnachweis im Triage - Test 83
3.2.3.2. Clostridium perfringens 86
3.2.3.2.1. Differenzierung 86
3.2.3.2.2. Biochemische Differenzierung 86
3.2.3.2.3. Enterotoxinnachweis bei Clostridium perfringens - Stämmen 86
3.2.3.2.5. Alpha - Toxin - Nachweis 88
3.2.3.2.6. Typisierung 88
3.2.3.3. Resistenzprüfung von Clostridium difficile und
Clostridium perfringens 90
3.2.3.4. Salmonellen 92
3.2.3.4.1. Nachweis 92
3.2.3.4.2. Biochemische Differenzierung 92
3.2.3.4.3. Serologische Differenzierung 94
3.2.4. Statistische Auswertung 94
3.3. Ergebnisse 95
3.3.1. Umgebungsproben 95
3.3.1.1. Heu- und Strohproben 98
3.3.2. Kotproben 99
3.3.2.1. Clostridium difficile 99
3.3.2.2. Clostridium perfringens 99
3.3.2.3. Salmonellen 99
3.3.3. Clostridium difficile 101
3.3.3.1. Biochemische Differenzierung von Clostridium difficile 101
3.3.3.2. Gaschromatographie 102
3.3.3.3. Clostridium difficile - Toxinnachweis im ELISA und
in der Zellkultur 102
3.3.3.4. Resistenzprüfung 104
3.3.4. Clostridium perfringens 106
3.3.4.1. Biochemische Untersuchung 106
3.3.4.2. Typisierung von Clostridium perfringens 106
3.3.4.3. Resistenzprüfung 107
3.3.5. Toxinnachweis im Kot 108
3.3.5.1. Clostridium difficile - Toxinnachweis im Kot 108 3.3.5.2. Clostridium perfringens - Alpha - Toxin - Nachweis im Kot 109
3.3.5.3. Enterotoxin - Nachweis von Clostridium perfringens 109 3.3.6. Vorkommen von Clostridium difficile und
Clostridium perfringens in den verschiedenen Altersgruppen 110 3.3.7. Vorkommen von Clostridium difficile in Abhängigkeit von der
Behandlungsmethode 113
3.3.8. Vorkommen von Clostridium difficile und Clostridium perfringens
im Verlauf des Klinikaufenthaltes 115
3.3.9. Medikation 120
3.3.10. Nachweis von Clostridium difficile und Clostridium perfringens
bei Pferden mit Typhlocolitis 122
4. Diskussion 129
4.1. Vorkommen von Clostridium difficile in der Umgebung 129 4.2. Vorkommen von Clostridium difficile im Kot von Kolikpatienten 132 4.3. Vorkommen von Clostridium perfringens im Kot von
Kolikpatienten 139
4.4. Gemeinsames Vorkommen von Clostridium difficile und
Clostridium perfringens in Kotproben 141
4.5. Resistenzprüfung von Clostridium difficile und
Clostridium perfringens 142
4.6. Typhlocolitis 145
4.7. Schlußfolgerung 147
5. Zusammenfassung 148
6. Summary 151
7. Literaturverzeichnis 154
8. Anhang 183
8.1. Nährmedien 183
8.2. Tabellen 188
8.3. Bilder 193
1. EINLEITUNG
Die Typhlocolitis des Pferdes ist eine perakut bis akut verlaufende Erkrankung mit hoher Mortalität (POHLENZ et al. 1992). Sie endet häufig in einem hypovolämischen oder toxischen Schock.
Die Erkrankung wurde erstmalig 1919 durch Graham bekannt und 1963 von ROONEY et al. unter der Bezeichnung „Colitis X“ beschrieben, ihre Ätiopathogenese ist bis heute nicht eindeutig geklärt.
Eine ursächliche Bedeutung für die Entstehung von Enteropathien beim Pferd wird toxinproduzierenden Clostridien der Arten Clostridium (C.) difficile und Clostridium (C.) perfringens beigemessen. C. difficile produziert zwei Toxine, ein Enterotoxin (Toxin A) und ein Zytotoxin (Toxin B), deren kombinierte Wirkung für die Veränderungen im Darm verantwortlich gemacht wird.
C. perfringens ist bereits seit langem ursächlich mit dem Auftreten von Enteropathien des Pferdes in Zusammenhang gebracht worden. Besondere Bedeutung scheint dabei das erst kürzlich entdeckte ß2-Toxin zu besitzen (GAMORY et al. 2000).
HERHOLZ et al. (1999) isolierten aus dem Kot von Pferden mit Typhlocolitis häufiger C. perfringens-Stämme, die das ß2-Toxin-Gen enthielten, als aus dem Kot von gesunden Pferden.
In der Humanmedizin wird seit den 70er Jahren über das Auftreten von einer Antibiotika-assoziierten-Diarrhoe bzw. einer Pseudomembranösen Colitis bei hospitalisierten Patienten berichtet. Durch die Antibiotikabehandlung kommt es zu einer Dysbiose der Darmflora und in Folge dessen zu einem Selektionsvorteil von C. difficile, so daß diese Clostridien sich nunmehr ungehemmt vermehren können.
Bei der Erkrankung handelt es sich um eine nosokomiale Infektion, der Erreger wird sowohl von Mensch-zu-Mensch als auch über kontaminierte Gegenstände übertragen. Untersuchungen haben gezeigt, daß in Räumen mit an Colitis erkrankten Patienten, C. difficile häufiger an Gegenständen und Einrichtungsgegenständen zu finden ist, als in anderen Räumen. Durch Personal und Gegenstände kann C. difficile weiter verbreitet werden (MCFARLAND et al. 1989).
Ähnliche nosokomiale Aspekte werden beim Auftreten der Typhlocolitis des Pferdes vermutet. Die Erkrankung kommt häufig bei hospitalisierten Pferden vor, so daß das
Auftreten dieser Erkrankung ebenfalls mit prädisponierenden Faktoren wie Operationen, anderen Stresssituationen und vor allem Antibiotikagaben in Verbindung gebracht wird. Diese Voraussetzungen sind vor allem bei Kolikpatienten gegeben, die eine besondere Risikogruppe darstellen (GREIß et al. 1996).
In den eigenen Untersuchungen werden deshalb vorwiegend Kotproben von Pferden, die an Kolik erkrankt sind, qualitativ auf C. difficile und C. perfringens untersucht, da bislang nur der Kot von an Typhlocolitis erkrankten Tieren qualitativ und quantitativ untersucht wurde. Konservativ behandelte und operierte Kolikpatienten werden dabei unterschieden.
Gleichzeitig wird ein Nachweis der Toxine von C. difficile angestrebt, da nur in den Fällen, in denen sowohl der Erreger als auch seine Toxine nachgewiesen werden, eindeutig als C. difficile-induzierte Enteropathie bezeichnet werden können. Dabei werden verschiedene Methode (ELISA, Zellkultur, Triage-Test) verglichen, um eine Methode in der routinemäßigen Diagnostik zu etablieren, die ein Ergebnis in kürzester Zeit ergibt.
Im Vordergrund dieser Arbeit steht allerdings die Untersuchung von Umgebungsproben, um einen Einblick in die Verbreitung von C. difficile in einer Pferdeklinik zu erhalten.
2. Schrifttum
2.1. Allgemeines
Bei der Typhlocolitis handelt es sich um eine perakut bis akut verlaufende, hämorraghische Colitis und Typhlitis, die mit hoher Mortalität (90%) einhergeht. Die Erkrankung endet in den meisten Fällen in einem hypovolämischen und toxischen Schock. Es besteht weder eine Alters -, Geschlechts - noch Rassedisposition (HERMANN 1985; PUOTUNEN-REINERT und HUSKAMP 1986; POHLENZ et al.
1992).
1919 berichteten GRAHAM et al. erstmalig bei Pferden von einer ähnlichen Erkrankung des Dickdarms. Da diese zumeist nach Transportbelastungen auftrat, bezeichnete man das Krankheitsbild als "transport disease".
Anfang der 60er Jahre wurde in den USA diese Entzündung des Dickdarms von ROONEY et al. (1963) unter der Bezeichnung "Colitis X" beschrieben, die bis Anfang der 90er Jahre gebräuchlich war. Entsprechend der Lokalisation der pathologischen Veränderungen wird in der neueren Literatur die Bezeichnung Typhlocolitis gebraucht (POHLENZ 1990).
Erst Anfang der 70er Jahre wurde diese Erkrankung auch in Europa diagnostiziert (ANDERSSON et al. 1971; NIELSEN und VIEBE-PETERSEN 1979; KUIPER und FRANKEN 1980). Neben Berichten über den Nachweis von C. difficile im Zusammenhang mit dem Auftreten einer antibiotikaassoziierten Diarrhoe bei Pferden (BEIER et al. 1994; STRAUB und HERHOLZ 1994; BÅVERUD et al. 1998;
MADEWELL et al. 1995) wurde dieser Erreger von anderen Untersuchern häufig auch im Kot von an Typhlocolitis erkrankten Pferden nachgewiesen (PERRIN et al.
1993; GREIß et al. 1996; MADIGAN et al 1998; HERHOLZ et al. 1999).
Ende der 80er Jahre brachten JONES et al. (1988a) erstmalig C. difficile in Zusammenhang mit einer hämorrhagisch nekrotisierenden Enterocolitis bei Fohlen.
Weitere Untersuchungen haben gezeigt, dass neben C. difficile auch C. perfringens eine ursächliche Bedeutung im Typhlocolitisgeschehen besitzt. Entsprechende Hinweise hierfür ergaben sich aus dem häufigen Nachweis dieses Erregers in hochgradigen Keimgehalten im Darminhalt bzw. in Kotproben von erkrankten Pferden (WIERUP 1977; WIERUP und DIPIETRO 1981; GREIß 1995; VERSPOHL
1995) und den charakteristischen pathologisch-anatomischen Veränderungen an der Dickdarmschleimhaut (KEMPER 1995). Häufige Nachweise von β2-Toxin bildenden C. perfringens -Stämmen im Probenmaterial von Pferden mit Typhlocolitis haben HERHOLZ und Mitarbeiter (1999) zu dem Schluß kommen lassen, daß dieser Erreger eine bedeutende Rolle in der Pathogenese spielt. Allerdings konnten neuerdings β2-Toxingene auch bei C. perfringens-Stämmen von gesunden und an Diarrhoe erkrankten Fohlen (GARMORY et al. 2000) bzw. gesunden erwachsenen Pferden (THIEDE et al. 2000) nachgewiesen werden.
Aus klinischer Sicht besteht der Eindruck, daß die Gefahr der Auslösung einer Typhlocolitis besonders dann gegeben ist, wenn verschiedene prädisponierende Faktoren gleichzeitig auf den Patienten einwirken (DEEGEN et al. 1998). Diese Voraussetzungen sind vor allem bei hospitalisierten Pferden gegeben, insbesondere bei Kolikpatienten, die eine besondere Risikogruppe darstellen (GREIß et al. 1996;
BARTMANN 1998; HERHOLZ et al. 2000).
Ende der 80er Jahre wurde neben C. difficile und C. perfringens auch C. cadaveris mit einer equinen Enterocolitis in Verbindung gebracht (TRAUB-DARGATZ u.
JONES 1993). Verschiedenen Autoren konnten C. cadaveris im Kot gesunder Pferde nicht nachweisen (SHINJO u. OGATA 1965, KROPP 1991, STAEMPFLI et al.
1992a). Nach experimenteller Verabreichung von Lincomycin an Tiere, die vorher C. cadaveris nicht mit dem Kot ausgeschieden hatten, konnten STAEMPFLI et al.
(1992a) nachweisbare Keimgehalte ermitteln. Sie vertraten daher die Meinung, daß C. cadaveris ein Bestandteil der normalen Darmflora des Pferdes sei, allerdings die Keimgehalte so niedrig waren, daß ein Nachweis mit den gebräuchlichen Kulturverfahren nicht gelang.
PRESCOTT et al. (1988) und STAEMPFLI et al. (1992a) versuchten anhand verschiedener Versuchsreihen die Bedeutung von C. cadaveris zu klären.
PRESCOTT und seine Mitarbeiter (1988) machten deutlich, daß bei Applikation von Lincomycin allein und in Kombination mit isolierten Mischkulturen aus dem Darminhalt eines an Colitis verendeten Pferdes bzw. C. cadaveris-Kulturüberständen die Tiere Symptome einer Colitis aufwiesen bzw. hochgradige Keimgehalte (106/ml) von C. cadaveris reisolierbar waren. Somit wurde C. cadaveris als auslösendes Agens der Antibiotika-assoziierten letalen Colitis des Pferdes in Betracht gezogen.
Ein ähnlicher Versuchsansatz von STAEMPFLI et al. (1992a) entkräftete weitgehend diese Aussage. Tiere, denen Lincomycin und Coloninhalt eines erkrankten Pferdes verabreicht wurde, wurden zusätzlich mit unterschiedlich hohen Bacitracindosen behandelt. Dadurch konnten die auftretenden Symptome gemildert bzw. das Ausbrechen einer Colitis verhindert werden. C. cadaveris wurde in hoher Keimzahl aus dem Darminhalt erkrankter Tiere isoliert. Der Darminhalt war für Mäuse toxisch und verursachte bei intradermaler Verabreichung an Meerschweinchen Hautnekrosen. In der Zellkultur konnte kein zytotoxischer Effekt beobachtet werden.
Kulturüberstände von C. cadaveris-Stämmen sowie mit Ethanol behandelter Darminhalt erkrankter Ponies zeigten keine toxischen Effekte.
Von der hier beschriebenen klassischen Typhlocolitis muß man die Salmonellen- Typhlocolitis (siehe Kapitel 2.4.) und die verminöse Typhlocolitis abgrenzen.
Das klinische Bild der Salmonellen-Typhlocolitis ähnelt sehr stark dem der klassischen Typhlocolitis. Der entscheidende Unterschied bei der akuten Form ist das permanent vorliegende hohe Fieber (über 40°C).
Bei der verminösen Typhlocolitis, auch als larvale Cyathostomiasis bezeichnet, handelt es sich um einen Massenbefall mit kleinen Strongyliden aus der Unterfamilie der Cyathostominae. Betroffen sind oftmals jüngere Pferde in Weidehaltung. Unter bestimmten Bedingungen kommt es während der Lavenentwicklung der kleinen Strongyliden in der histotropen Phase zu einer Entwicklungshemmung (hypobiotische Larven). Es handelt sich dabei um die 3. oder 4. Larve, die aufgrund der Entwicklungsstörung lange Zeit (1 bis 4 Monate) reaktionslos in der Darmschleimhaut verharren kann. Aufgrund bestimmter Einflüsse kommt es dann zu einem Massenschlupf der 4. Larve in das Darmlumen hinein. Dadurch entsteht ein massiver Integritätsverlust der Darmschleinhaut, in deren Folge sich eine Diarrhoe entwickelt.
Im Gegensatz zu den anderen beiden Formen entwickelt sich nur in Ausnahmefällen ein akuter hypovolämischer Schock, auch Fieber wird nicht beobachtet. Die Krankheit nimmt einen eher chronischen Verlauf, weshalb alsbald eine deutliche Abmagerung, Dehydratation, Hypoproteinämie und Elektrolytstörung nachzuweisen sind. Labordiagnostisch lassen sich eine Dys- oder Hypoproteinämie als Hypoalbuminämie, eine geringgradige Leukozytose sowie ein normaler oder nur mäßig erhöhter Hämatokrit feststellen. Die Therapie beinhaltet eine Flüssigkeits- und Elektrolytsubstitution sowie eine wiederholte antihelminthische Therapie z.B. mit
Avermectinen oder Moxidektin (DEEGEN 2000; DEEGEN 2001 persönliche Mitteilung)
2.1.1. Prädiponierende Faktoren
Für die Entstehung der Typhlocolitis spielen prädisponierende Faktoren eine entscheidende Rolle (DEEGEN 1998; PRESCOTT et al. 1988):
1. Streß
Stressoren, wie z. B Überbelastung, Umgebungswechsel, Transport, operative Eingriffe u.a. spielen in der Pathogenese der Typhlocolitis eine besondere Rolle (ROONEY et al. 1966; MESSER 1975; OWEN 1975; ROSE 1975; LAUK et al. 1987;
DEEGEN et al. 1998). Dabei kann die Streßsituation auch zehn Tage bis drei Wochen zurückliegen (HUDSON 1968).
2. Antibiotika
Zahlreiche Antibiotika können beim Pferd, ebenso wie beim Menschen, durch Störungen in der Darmflora Diarrhoen bzw. Dysbiosen auslösen (DEEGEN et al.
1998). Dazu zählen vor allem die antibakteriellen Wirkstoffe Lincomycin, Clindamycin, Erythromycin, Oxytetracyclin u.a.
3. Übermäßige Gabe von nichtsteroidalen Antiphlogistika
Ein früher häufig eingesetzter Prostaglandinhemmer war das Phenylbutazon (UNGEMACH 1993). Er wurde u.a. auch in der Koliktherapie verwendet.
MESCHTER et al. (1990) konnte durch Verabreichung von Phenylbutazon über mehrere Tage in einer höheren Dosierung als empfohlen Colitis und Duodenitis induzieren.
GERBER (1994) stellte fest, daß bei 18 Tieren, die in Bern an Colitis X erkrankt waren, eine Applikation einer hohen Phenylbutazon - Dosis vorausgegangen war.
4. Fütterungsfehler
MEYER (1992) empfiehlt bei der Pferdefütterung einen Rohfaseranteil von 16 - 18%
in der Gesamtration. Ein Proteinüberschuß in der Ration bei gleichzeitiger
Ballaststoffarmut kann als krankheitsbegünstigend angesehen werden (WIERUP 1977; SCHIEFER 1981). Neben einer Atonie im Verdauungstrakt kommt es auch zu einer Begünstigung der proteolytischen Darmflora.
HERMANN (1985) beschrieb zwei Typhlocolitisfälle, bei denen eine solche Fütterung der Erkrankung vorausgegangen war.
Weiterhin kann auch eine Energiemangelernährung eine Dysbiose erzeugen. Im Darm werden weniger kurzkettige Fettsäuren (v.a. Buttersäure) produziert, wodurch sich die Absorptionskapazität der Darmwand für Natrium und Wasser vermindert.
Dies führt zu einer Verflüssigung des Darminhalts, was wiederum eine Mangelversorgung und ggf. Schädigung der Epithelzellen bedingt, so daß sie ihrer resorptiven Aufgabe nicht mehr nachkommen können. Die Folge ist eine Diarrhoe (MEYER 1994).
5. Nahrungskarenz
Experimentelle Untersuchungen von DEEGEN et al. (1995) bei gesunden Pferden haben gezeigt, daß es durch lange Hungerphasen (ca. 100 Stunden) zur Verflüssigungen des Dickdarmchymus sowie einer Reduktion seines Gehaltes an flüchtigen Fettsäuren kommt. Dadurch steigt der pH - Wert in den alkalischen Bereich. Ähnliche Veränderungen finden sich auch bei der Typhlocolitis oder in den Vorstufen dieser Erkrankung.
Da Kolikpatienten und Pferde mit Typhlocolitis häufig inappetent sind oder im Zusammenhang mit Operationen gefastet haben, muß das Hungern als prädisponierend angesehen werden (GREIß et al. 1996).
Solche Stressoren wirken häufig während der Hospitalisierung auf die Tiere ein (ROONEY et al. 1963, 1966), so daß in Kliniken diese Erkrankung häufiger zu verzeichnen ist als in den Heimatbeständen.
2.1.2. Krankheitsentstehung
2.1.2.1. Dysbiose
Als eine Risikogruppe für die Typhlocolitis gelten, wie schon erwähnt, Pferde, die an Kolik erkrankt sind (DEEGEN et al. 1994). Nach GREIß (1995) geht eine derartige
Erkrankung des Gastrointestinaltraktes mit einer Darmfloraveränderung einher, die sowohl Ursache als auch Begleit- bzw. Folgeerscheinung dieser Erkrankung sein kann.
Es wird angenommen, daß es durch den Einfluß prädisponierender Faktoren zu einer Dysbiose im Dickdarm kommen kann, die den Zusammenbruch der mikrobiellen Barriere bedingt. Es tritt eine Verschiebung von der normalerweise zellulytischen hin zu einer vermehrt proteolytischen Stoffwechselaktivität auf. Dadurch wird der sonst schwach saure pH-Wert des Chymus, der durch die Bildung flüchtiger Fettsäuren (v.a. Acetat) aufrechterhalten wird, in den neutralen oder alkalischen Bereich verschoben. Dies kann die Ansiedlung und Vermehrung von transienten Bakterienarten wie z.B. verschiedenen Clostridiumarten begünstigen (MACKIE u.
WILKENS 1988).
Eine Dysbiose äußert sich in einer Veränderung der Gesamtkeimzahl, im Spektrum der Darmsymbionten, in der Veränderung der mikrobiellen Besiedlungsstandorte im Gastrointestinaltrakt und in der Veränderung der Stoffwechselaktivität der Darmbakterien; diese Veränderungen können auch in Kombination auftreten (SONNENBORN u. GREINWALD 1991).
BARTLETT (1994) nimmt an, daß drei Voraussetzungen zur Entstehung einer C. difficile-assoziierten Darmerkrankung erfüllt sein müssen:
1. Störung der durch anaerobe Bakterien aufrechterhaltenden Eubiose der Darmflora 2. Anwesenheit von C. difficile im Darminhalt
3. Produktion von Toxin A durch C. difficile
Eine ähnliche Theorie vertritt BORRIELLO (1984). Er ist der Ansicht, daß auch die Empfänglichkeit des Wirtes eine Rolle spielt. Von gesunden Menschen isolierte C. difficile-Stämme konnten bei Hamstern eine tödlich verlaufende Caecitis auslösen.
Weiterhin spielen wohl auch noch unbekannte Komponenten der Darmflora eine große Rolle, die die Entfaltung der vollen Virulenz von C. difficile verhindern (BORRIELLO 1984).
Zahlreiche Antibiotika gelten als Auslöser von C. difficile - induzierten Erkrankungen bei Mensch und Tier, v.a. Lincomycin, Cindamycin, Ampicillin, Penicillin, Erythromycin und die Cephalosporine (STAEMPFLI et al. 1991; PRESCOTT et al.
1988; GUSTAFSSON et al. 1997).
So bewirkt z.B. Oxytetracyclin eine Änderung in der Zusammensetzung der Faecalflora bei Pferden (WHITE u. PRIOR 1982), durch Verabreichung dieses Medikaments konnte ein Krankheitsbild erzeugt werden, das der Typhlocolitis glich (ANDERSSON et al. 1971).
Verschiedene Untersuchungen haben gezeigt, daß bei gesunden Pferden, ebenso wie bei adulten Menschen, C. difficile nur selten im Darmkanal vorkommt. Wesentlich häufiger konnte C. difficile aus Kotproben von durchfallkranken Pferden isoliert werden (GREIß 1995).
Auch PRESCOTT et al. (1988) gehen davon aus, daß durch Beeinflussung der normalen Darmflora ihr schützender Effekt verloren geht. Sie beobachteten, daß durch Verabreichung von Lincomycin bzw. von Darminhalt von an Colitis erkrankten Pferden an gesunde Ponys das Krankheitsbild ausgelöst werden konnte.
Ähnliche Erfahrungen haben auch RAISBECK et al. (1981) gemacht. Durch eine zufällige Kontamination des Futters mit Lincomycin erkrankten in einem Pferdestall sechs von acht Pferden an Diarrhoe. Zwei der Tiere starben, wobei eines davon die für Typhlocolitis typischen pathologisch-anatomischen Veränderungen aufwies.
Colon und Caecum waren schwärzlich verfärbt, das Lumen enthielt Flüssigkeit, und die verdickte Submucosa wies Hämorrhagien und Nekrosen auf.
Untersuchungen in Schweden (BÅVERUD et al. 1998) wiesen für C. difficile-Stämme Resistenzen gegenüber Erythromycin und Rifampicin nach. Die Autoren beschrieben Stuten, die nach einer Behandlung ihrer Fohlen mit Erythromycin gegen Rhodococcus equi-Pneumonie eine Colitis entwickelten. Die Hälfte aller behandelten Fohlen waren Träger von C. difficile und wiesen eine hohe Konzentration an Erythromycin in den Faeces auf.
Die Autoren gehen davon aus, daß es bei den Stuten durch orale Aufnahme von Erythromycin aus den Faeces ihrer Fohlen infolge von Koprophagie und / oder durch kontaminiertes Material aus der Umgebung zu einer Beeinflussung der Darmflora kam, in deren Folge sich eine Colitis entwickelte.
Eine nosokomiale Infektion war nicht auszuschließen, da sich alle erkrankten Tiere in derselben Klinik befunden hatten.
2.1.2.2. Clostridium perfringens und seine Bedeutung in der Darmflora des Pferdes
Clostridium perfringens Typ A kann in der normalen Darmflora von Pferden nachgewiesen werden (SMITH 1975). Aber im Gegensatz zu anderen Tierarten kommt der Erreger bei klinisch gesunden Pferden nur selten und in geringen Keimkonzentrationen vor (GAUTSCH et al. 1993).
Nur in 10% der Fälle konnte SINHA (1972) aus dem Kot von Pferden C. perfringens in Keimkonzentrationen von lg 1/g Kot isolieren. Über ähnliche Ergebnisse berichteten auch andere Autoren. SHINJO und OGATA (1965) isolierten aus 16 Kotproben vier C. perfringens–Stämme, WIERUP (1973, 1977) konnte C. perfringens aus 91 Kotproben in 12,1% der Fälle nachweisen.
ACKERMANN und KLEINE (1978) untersuchten Kotproben von 90 Pferden, von denen 16,6% C. perfringens aufwiesen. In einer anderen Untersuchung, die 53 Kotproben umfaßte, wurde in 20,7% der Proben dieser Erreger isoliert.
Im Gegensatz dazu konnte bei Pferden mit gastrointestinalen Störungen sowohl eine Zunahme der Nachweishäufigkeit als auch eine Erhöhung der Keimgehalte festgestellt werden.
ACKERMANN und KLEINE (1978) wiesen bei verendeten Pferden mit Enterotoxämie bzw. Septikämie sowohl im Darm und als auch in weiteren Organen C. perfringens nach.
WIERUP zeigte 1973 und 1977 in zwei ähnlichen Verlaufsstudien auf, daß am Beginn der Erkrankung bzw. im akuten Stadium von Pferden mit gastrointestinalen Erkrankungen bzw. Enteropathien ein bedeutend höherer Gehalt von C. perfringens im Kot nachzuweisen war. Es wurden Keimkonzentrationen von bis zu lg 5/g bzw. lg 7/g Faeces erreicht, die im weiteren Verlauf der Erkrankung wieder auf Werte von klinisch gesunden Pferden abfielen.
Ein erhöhter C. perfringens-Gehalt wurde ebenfalls im Dünn- und Dickdarminhalt von 11 Tieren deutlich, die infolge einer Darmerkrankung verendet waren. Bei sieben Tieren wurden Keimgehalte von lg 6 und lg 7/g Inhalt nachgewiesen
2.1.3. Klinische Symptome der Typhlocolitis
Klinische Symptome der Typhlocolitis sind (HERMANN 1985; STRAUB u. HERHOLZ 1994; MERRITT u. HINSCH 1975; POHLENZ et al. 1992, DEEGEN 2001, persönliche Mitteilung):
- plötzlich einsetzender, wässriger, oft übelriechender, selten blutiger Durchfall - starke Kolik
- Dehydratation
- Körperoberfläche stellenweise kühl und feucht - kalte Extremitäten
- Apathie
- selten Fieber (nur in der Anfangsphase) - Kreislauf: - erhöhte Pulsfrequenz
- mittelkräftiger bis schwacher, manchmal arrhythmischer Puls - erhöhte Atemfrequenz
- dunkelrot verwaschene bis zyanotische Schleimhäute - verzögert Kapillarfüllungszeit
- schwache Herztöne - metabolische Acidose oder Alkalose
- Hämokonzentration (Hämatokrit zwischen 37% und 70%)
- initiale Leukopenie (meist noch vor Einsetzen des Durchfalls) mit Neutropenie und relativer Lymphozytose
- zunächst erhöhter Plasmaeiweißgehalt, dann jedoch massiver Abfall - meist fehlende oder tympanische bzw. plätschernde Darmgeräusche - Dickdarm - und Blinddarmmeteorismus
- hypovolämischer Schock
- im Endzustand des Schocks Anstieg von Kreatin und Harnstoff im Blut
Bei einem längeren Krankheitsverlauf kann eine Hufrehe und als Folge des schweren Schocks eine Niereninsuffizienz auftreten.
Bei 92,9% der operierten Tiere trat die Diarrhoe zwischen dem 2. und 6. Tag post operationem ein (PUOTUNEN-REINERT und HUSKAMP 1986).
2.1.4. Pathologie der Typhlocolitis
Typisch für das Sektionsbild der hämorrhagisch-nekrotisierenden Typhlitis und Colitis ist, daß die Veränderungen am Darm und den anderen Organen denen eines akuten Kreislaufversagens ähneln.
Weiterhin fallen an dem stark dehydrierten Tierkörper petechiale Hämorrhagien und Ekchymosen auf den kutanen Schleimhäuten und serösen Überzügen auf, v.a. im Bereich des Abdomens, des Thorax, des Diaphragmas und des Epikards. Die Unterhautgefäße sind dilatiert und mit wenig geronnenem Blut gefüllt (PICKRELL 1968; POHLENZ et al. 1992).
Die Lungen sind hyperämisch und schlecht retrahiert. Sie weisen ein alveoläres Ödem, selten ein Emphysem auf. Leber und Milz sind stark hyperämisch (HUDSON 1968; HARRIES u. STROTHER 1969; KOHN 1982; PALMER u. WHITLOCK 1991b;
POHLENZ et al. 1992).
Der rechte Ventrikel ist häufig dilatiert und das Myokard weist eine Streifung auf (BRYANS 1963; POHLENZ et al. 1992). Oft findet man Blutungen in der Nebennierenrinde (BRYANS 1963; ROONEY et al. 1963, 1966).
Die pathologisch-anatomischen Darmveränderungen sind meist auf das Caecum und das proximale Colon beschränkt (BRYANS 1963; HUDSON 1968; HARRIES u.
STROTHER 1969; DIXIT u. KALRA 1973; UNEMURA et al. 1982; KOHN 1982;
HERMANN 1985; LAUK et al. 1987; ROTH 1988; KRUININGEN 1988; BLOOD u.
RADOSTITS 1989; VERTER u. WEDELL 1991; PALMER u. WHITLOCK 1991b;
POHLENZ et al. 1992; BARKER et al. 1992):
- der Dickdarm ist erweitert, reichlich mit Flüssigkeit gefüllt, weist aber meist normale anatomische Lage auf
- faulig stinkender, eventuell schaumiger Darminhalt, selten blutig - verdickte, ödematöse Darmwand von Caecum und Colo n, die rotblau
bis zyanotisch verfärbt ist
- Serosa weist Petechien und Ekchymosen auf - die Muskellagen zeigen diffuse Hämorrhagien
- Submucosa und Mucosa sind ödematös und auf der hyperämischen Schleimhaut finden sich multifokale Blutungsherde
- die Mucosafalten sind sulzig - ödematös geschwollen, hyperämisch und hämorrhagisch
- die schleimhautassoziierten Lymphfollikel sind vergrößert und können oberflächlich hervortreten
- die Lymphonodi caecocolici sind hyperämisch, ödematös und weisen Hämorrhagien auf
- die grün bis schiefergrau verfärbte, meist flächenhaft nekrotische Mucosaoberfläche ist meist mit graubraunen, fibrinreichen Auflagerungen bedeckt.
In einigen Fällen sind makroskopisch erosiv - ulzerative Schleimhautdefekte zu erkennen (SCHIEFER 1981; KRUININGEN 1988; POHLENZ et al. 1992).
Für eine venöse Abflußstörung als Ursache der Darmveränderungen gibt es nach BRYANS (1963) und ROONEY et al. (1963, 1966) keine Anhaltspunkte.
Die histologischen Veränderungen variieren in der Intensität in Abhängigkeit vom Zeitpunkt des Todes nach Einsetzen der Diarrhoe.
Es finden sich starke Hyperämien und Ödeme in der Mucosa und Submucosa, die Kapillaren sind dilatiert und die Lymphfollikel vergrößert. Anfangs finden sich abgeschilferte, später nekrotische Epithelzellen. In den Krypten sind Fibrin und Zelltrümmer eingeschlossen, die aus Neutrophilen, Makrophagen und Eosinophilen bestehen.
In der Lamina propria und der Submucosa befinden sich degenerierte Mastzellen.
Die Arteriolen sind zusammengezogen, die Venulen und Kapillaren erweitert und mit Fibrin und roten Blutzellen angefüllt. Die Gefäße in der Submucosa sind durch Thromben verschlossen, die Kapillaren enthalten Mikrothromben.
In einem späteren Stadium sind die Epithelzellen des Colons fast vollständig verschwunden und die Mucosa des Caecums und ventralen Colons verändert sich in eine fibronekrotische bis diphtheroide Typhlocolitis (POHLENZ et al. 1992).
In Anlehnung an die Beobachtungen von MESCHTER et al. (1986) und SNYDER et al. (1988) entwickelte KEMPER (1995) ein modifiziertes, histomorphologisches Beurteilungsschema um u. a. das Ausmaß der Schleimhautveränderungen des proximalen Dickdarms detaillierter beschreiben zu können.
Sie unterschied die Grade 0-4:
Grad 0: normale Mukosastruktur von dickdarmgesunden Pferden Grad 1: unspezifische Abweichungen
Grad 2: geringe Schleimhautläsionen bei histologisch diagnostizierter Typhlocolitis Grad 3: mittelgradige Schleimhautveränderungen
Grad 4: hochgradige Schleimhautveränderungen
Beispielhaft für Veränderungen bei Grad 2 sind Zelldegeneration des Deckepithels, Desquamation kleiner Zellverbände bis oberflächliche Erosionen, multifokale Schleimhautblutungen, reduzierte Becherzellen in einigen Krypten, einzelne Fibrinthromben besonders in subepithelialen Kapillaren und vermehrt Zelltrümmer in einigen submukösen Lymphfollikeln.
Überwiegend fehlendes Oberflächenepithel, herdförmig tiefe Mukosaerosionen, oberflächliche Nekrosen der Mukosa mit Fibrinbeteiligung, Krypten- und Becherzellverluste, Kryptenepitheldegenerationen, ausgeprägtes Ödem der Submukosa und Lyphangiektasien sind Charakteristika des Grades 3.
Wichtige Merkmale bei hochgradigen Schleimhautveränderungen sind Ausdehnungen der epithelialen Zellverluste bis zu den Kryptenhälsen, bisweilen Totalverlust, breitflächige Nekrosen der lumennahen Schleimhaut (selten Lamina muscularis mit einbezogen) und überwiegend mononukleäre oder gemischtzellige Infiltrate in nekrotischen Mukosaarealen.
Auffällig ist die Lokalisation der intestinalen Läsionen. Nach ROONEY et al. (1963, 1966) befindet sich der Übergang zur unveränderten Schleimhaut in den dorsalen Colonlagen. POHLENZ et al. (1992) fanden, daß sich die intestinalen Veränderungen meist auf das Caecum und das proximale Colon beschränken und sich caudal der Beckenflexur keine Veränderungen manifestieren. SCHEIDEMANN (1994) beobachtete eine scharfe Abgrenzung zur normalen Mucosa im Bereich der Beckenflexur.
Weiterhin kann festgestellt werden, das weder der restliche Gastrointestinaltrakt, das zentrale Nervensystem, die Muskulatur, das Skelettsystem noch der Urogenitaltrakt besondere Veränderungen aufweisen (ROONEY 1963, 1966; HUDSON 1968;
VAUGHAN 1973).
2.1.5. Behandlung der Typhlocolitis
Das Hauptsymptom der Typhlocolitis ist die Diarrhoe. Dadurch kann es zum Verlust von Flüssigkeit, Elektrolyten, Basen und Protein sowie zu Azidose und Niereninsuffizienz kommen. Direkte Folge ist eine Dehydratation unterschiedlichen Ausmaßes. Zur Einschätzung der Dehydratation stehen sowohl klinische (Hautturgor, Lage des Augapfels in der Augenhöhle (Enophthalmus), Schleimhautfarbe und -feuchtigkeit, Kapillarfüllungszeit) als auch labordiagnostische Parameter (Hämatokrit, Gesamteiweiß, Harnstoff, Kreatinin, Elektrolyte, Blutgas-Bestimmung zur Einschätzung von Säure - Basen - Imbalanz) zur Verfügung.
Ab einem mittelgradigen Körperwasserverlust ist eine intravenöse Flüssigkeitssubstitution angezeigt.
Da es sich meist um eine Langzeittherapie handelt, muß ein Katheter in die Vena epigastrica cranialis superficialis gelegt werden, da ein thrombotischer Verschluß dieser Vene nicht so bedeutsam ist wie der der Vena jugularis externa.
Als Flüssigkeits- und Elektrolytersatz dient eine polyionische Lösung, z.B.
Ringerlösung. Bis zu 100 l können bei durchfallkranken Tieren am Tag zum Einsatz kommen.
Beim Auftreten einer metabolischen Azidose wird Bikarbonat substituiert, welches nach folgender Formel errechnet wird:
neg. Basenüberschuß (mmol / l) x KGW (kg) x 0,3 = ml 8,4% NaHCO3 – Lösung
Sinkt während der Rehydratation durch polyionische Lösungen der Plasmaproteingehalt unter 40 g pro Liter, so wird frisches Pferdeplasma oder Blut in einer Menge von 2 -10 l eingesetzt. Plasmaexpander (wie z.B. Dextranlösung) spielen nur eine untergeordnete Rolle (DIECKMANN 1990; HERHOLZ 2000).
Ein Kardinalsymptom der Typhlocolitis ist ein Leukozytenabfall häufig unter 3 G/l.
HERHOLZ (2000) ist der Meinung, daß die Neutrophilen am Kapillarendothel der Gefäße marginieren und dort Permeabilitätsstörungen verursachen. Eine intravenöse Prednisolongabe führt zu einer Mobilisation der Leukozyten, die schon nach zwei Stunden im peripheren Blut nachweisbar sind. Weiterhin verhindert eine
Prednisolongabe die Bildung von Entzündungsmediatoren (Leukotriene, Prostaglandine und Thromboxane), wodurch die Barrierefunktion der Darmwa nd stabilisiert wird.
Über die Notwendigkeit einer antibiotischen Behandlung existieren unterschiedliche Meinungen. KRAFT (1985) empfiehlt allenfalls eine parenterale Behandlung mit Ampicillin (50 - 100 mg/kg). Allerdings sollte der Einsatz von Tetracyclinen vermieden werden, da diese auch nach parenteraler Gabe in den Darm gelangen.
MCGORUM et al. (1998) vertreten die Auffassung, daß zur Behandlung der Typhlocolitis Metronidazol geeignet ist. Im Experiment konnte bei der Pferdegruppe, die damit behandelt wurde, eine höhere Überlebensrate verzeichnet werden als bei der Kontrollgruppe.
STAEMPFLI et al. (1992b) empfehlen sowohl zur Prophylaxe als auch zur Behandlung den Einsatz von Bacitracin. Es wirkt selektiv gegen grampositive Keime, so daß seine erfolgreiche Verwendung bei der idiopathischen Colitis die Hypothese stützt, daß tatsächlich Clostridium spp. das auslösende Agens darstellen. Dagegen wird die schützende gramnegative Flora nicht beeinträchtigt.
HERHOLZ (2000) sowie STRAUB und FREY (2000) weisen darauf hin, daß durch einen Verzicht auf postoperative Antibiotikagaben, v.a. von Gentamicin und Neomycin-Sulfathiazol die Letalitätsrate von Typhlocolitispatienten gesenkt wird. Die Biosynthese des ß2-Toxins von C. perfringens-Stämmen wird durch Zugabe dieser Antibiotika induziert. STRAUB und FREY (2000) wiesen nach, daß der aus einem Pferd mit Typhlocolitis isolierte ß2-toxinogene C. perfringens-Stamm E482/97 unter Kulturbedingungen nach Zugabe von Gentamicin das ß2-Toxin produzierte, ohne dieses Antibiotikum allerdings kein Toxin nachgewiesen werden konnte.
Da Metronidazol seit Mitte des Jahres 1998 für Tiere, die der Lebensmittelgewinnung dienen, verboten ist, müssen neue Wege wie beispielsweise die Verabreichung von Probiotika beschritten werden. Ein Beispiel hierfür wäre der Einsatz von
„Fermatolact“. Dabei handelt es sich um ein Lactobacillus-acidophilus-Lyophilisat mit mindestens 103 lebenden Keimen/g sowie Stoffwechselprodukten von Lactobacillus acidophilus. In der Regel werden 3-4 Beutel täglich über den Tag verteilt verabreicht, im akuten Einzelfall auch 2-3 Beutel auf einmal (BARTMANN 2001, persönliche Mitteilung).
2.1.6. Einsatz von Probiotika
Bei den Probiotika handelt es sich um Fütterungszusätze lebender Mikroorganismen, die eine Regulation, Stabilisierung und Erhaltung der Balance der Darmflora bewirken (PALMER et al. 1985; FULLER 1989, 1991; MONTES u. PUGH 1993). Sie werden häufig beim Geflügel zur Prophylaxe von Salmonelleninfektionen (SCHNEITZ et al. 1989) und als Therapiemöglichkeit bei der Diarrhoe des Kalbes (SCHUMM 1989) eingesetzt. Darüber hinaus ist bekannt, daß sich nach Gabe von Probiotika die frühe Wachstumsrate von Lämmern (ASBY et al. 1989) und Schweinen (PARKER 1990) sowie die durchschnittliche Tageszunahme von Weiderindern (MONTES u.
PUGH 1993) erhöht. Obwohl verschiedene kommerzielle Produkte für Pferde erhältlich sind, findet man kaum Angaben in der Literatur über den Einsatz dieser Probiotika bei Pferden. Eine Studie von PARRAGA et al. (1997) beschreibt zum ersten Mal den Einfluß von Probiotika auf die Salmonellenausscheidung, den Schutz vor postoperativer Diarrhoe, die Länge der Antibiotika-Therapie und den Zeitraum der Hospitalisierung. Dazu wurden in einer Doppelblindstudie zwei kommerzielle Probiotika (Probiocin: Lactobacillus (L.) plantarum, L. casei, L. acidophilus, Streptococcus faecium; Quick Fix: L. acidophilus, Streptococcus faecium, Bifidobacterium thermophilum, Bifidobacterium longum) bei täglicher Gabe über einen Zeitraum von sieben Tagen bei insgesamt 200 Pferden mit einer Kolikoperation getestet. Es konnte aber kein Einfluß (p>0,05) auf die genannten Versuchsparameter festgestellt werden.
Die Anwendung von Probiotika wird ausführlich beim Menschen beschrieben.
Besonders der Einsatz von Saccharomyces (S.) boulardii steht dabei im Vordergrund. S. boulardii ist eine mesophile, nicht-pathogene Hefe, die als präventives und therapeutisches Agens bei Diarrhoen und gastrointestinalen Störungen, ausgelöst durch Antibiotika, eingesetzt wird (SURAWICZ et al. 1989a;
CANO et al. 1989).
In Tiermodellen konnte nachgewiesen werden, daß bei kontinuierlicher Gabe von S. boulardii an gnotobiotische Mäuse 56% der Tiere vor einer C. difficile-Infektion geschützt wurden, anders als bei einer einmaligen Verabreichung, die nur 16%
schützte (CORTHIER et al. 1986).
Ähnliche Ergebnisse konnten bei der Anwendung beim Menschen erzielt werden.
SURAWICZ et al. (1989a) untersuchten den Effekt von S. boulardii bei Patienten mit
Antibiotika-assoziierter Diarrhoe. Sie fanden heraus, daß bei zusätzlicher Gabe von S. boulardii während einer Antibiotikatherapie nur ca. die Hälfte der damit behandelten Patienten eine Diarrhoe entwickelte, im Gegensatz zur Kontrollgruppe, die ein Placebo erhielt.
Selbst bei Patienten mit einer chronischen C. difficile - Erkrankung, wurde bei Gabe von S. boulardii nur in 39% der Fälle ein Rückfall verzeichnet, während es bei Placeboapplikation 68% waren (MCFARLAND u. BERNASCONI 1993).
Diese Untersuchungen zeigen, daß S. boulardii für den therapeutischen Einsatz bei durch C. difficile verursachte gastrointestinalen Erkrankungen in Verbindung mit C. difficile geeignet ist.
Der genaue Wirkmechanismus von S. boulardii ist unbekannt. CORTHIER et al.
(1986) gehen aber davon aus, daß die Hefe die Produktion der Toxine verhindert und die intestinale Mucosa vor ihrer Einwirkung schützt. In-vitro-Studien zeigten, daß S. boulardii jedoch keinen direkten Einfluß auf die Toxine selber hat (CORTHIER et al. 1992).
Wahrscheinlicher ist daher, daß die Hefe auf die intestinale Mucosa wirkt, da zum einen mit S. boulardii vorbehandelte Mäuse eine normalerweise letale Dosis von C. difficile-Toxin überlebten und zum anderen in der Zellkultur ein cytopathogener Effekt durch S. boulardii ausbleibt (CZERUCKA et al. 1991).
Weiterhin konnten POTHOULAKIS et al. (1993) zeigen, daß eine Vorbehandlung des Bürstensaumes von Kaninchendärmen mit S. boulardii die Fähigkeit der rezeptorvermittelten Bindung von Toxin A an Mukosazellen in dosisabhängiger Art vermindert. Bei Ratten konnte durch Vorbehandlung mit S. boulardii die durch Toxin A verursachte Flüssigkeitssekretion und Mannitolpermeabilität reduziert werden. Auf der Grundlage dieser Beobachtung vermuten POTHOULAKIS et al. (1993), daß S. boulardii eine faktorabhängige Protease sezerniert, die enzymatisch die Toxin A- Rezeptoren zerstört.
Auch Laktobazillen können erfolgreich eingesetzt werden. Untersuchungen der Zusammensetzung der Faecalflora haben gezeigt, daß sich während einer antibiotischen Behandlung die Menge der Lactobacillus spp. vermindert bzw. diese sogar ganz verschwinden (FINEGOLD et al. 1967; FINEGOLD 1970).
Lactobacillus GG kann die antibiotische Behandlung indirekt unterstützen, indem eine Reihe von Bakterien, einschließlich C. difficile in ihrem Wachstum gehemmt
werden (SILVA et al. 1987). ROLFE et al. (1981) konnten in vitro nachweisen, daß sowohl Laktobazillen als auch Vertreter der Gattungen Bifidobacterium und Streptococcus in der Lage sind, durch Produktion von Milchsäure C. difficile zu hemmen.
Ähnlich wirkt Lactinex, ein kommerzielles Produkt aus lyophilisierten Lactobacillus acidophilus- und Lactobacillus bulgaricus-Kulturen. Lactinex gilt als effektiver Schutz gegen C. difficile-induzierte Ileocaecitis bei Hamstern, die mit Antibiotika behandelt wurden, und als Schutz gegen Ampicillin-assoziierte Diarrhoe bei Menschen (GOTZ et al. 1979; WINANS et al. 1980).
2.1.7. Ursächliche Bedeutung von Clostridien
Wie schon erwähnt vermuten zahlreiche Autoren eine ursächliche Beteiligung von Clostridien am Durchfallgeschehen des Pferdes (WIERUP 1977; WIERUP u.
DIPIETRO 1981; JONES et al. 1988a; PRESCOTT et al. 1988; DEEGEN 1991).
Untersuchungen von LINERODE u. GOODE (1970) haben schon sehr früh diesen Verdacht bestätigt. An fünf fistulierten Pferden wurde durch verschiedene Verfahren (Aufblasen eines Gummiballs im Darm, Verfütterung von verdorbenem Futter) eine Kolik erzeugt. Auffällig war bei der mikrobiologischen Untersuchung nicht nur der Anstieg des Gesamtkeimgehaltes sondern auch der Clostridienkeimzahlen. Diese wiederum produzieren große Mengen an Toxinen, die leicht aus dem Darm diffundieren können. Ein erhöhter intestinaler Druck und der dadurch bedingte erniedrigte Vagusreiz führt nach Ansicht der Autoren zu einer Änderung des Redoxpotentials, wodurch ein anaerobes Darmmilieu entsteht. Die Leber kann diese Mengen an Toxinen nicht mehr entgiften, es kommt zum Toxinschock. Eine ähnliche Pathogenese wird für die Typhlocolitis angenommen.
Die Typhlocolitis des Pferdes ist eine mit der Pseudomembranösen Colitis (PMC) des Menschen vergleichbare Erkrankung. Ursächlich liegt der PMC eine Infektion mit C. difficile zu Grunde (BARTLETT et al. 1977b). Eine ähnliche Bedeutung scheint C. difficile ebenfalls für die Auslösung der Typhlocolitis zu haben. Vergleichende mikrobiologische Untersuchungen an Kot bzw. Darminhalt von gesunden Pferden und Pferden mit Enteropathien zeigen, daß. C. difficile sowohl bei gesunden adulten Pferden als auch bei gesunden Fohlen im Darmkanal relativ selten zu isolieren ist
(Tab. 1 und 2).
Aus dem Rahmen fällt das Ergebnis von EHRICH et al. (1984). Bei fast der Hälfte der untersuchten Pferde konnte C. difficile im Kot nachgewiesen werden. Dabei muß aber berücksichtigt werden, daß die Artdiagnose in diesen Fällen nur mikroskopisch und kulturell erstellt wurde, auf eine weitere biochemische Differenzierung wurde verzichtet.
Tab. 1: Nachweis von C. difficile im Kot von gesunden Pferden
Anzahl Pferde C. difficile positiv Autoren und Jahr
25 11 EHRICH et al. 1984
25 nicht nachgewiesen KROPP 1991
18 Fohlen
62 nicht nachgewiesen JONES et al. 1987
161 Fohlen < 1 Jahr 1 BEIER 1993
25 1 STRAUB u. HERHOLZ
1994
23 1 MADEWELL et al. 1995
Im Gegensatz zu den gesunden Tieren konnte bei Pferden mit einer Enteropathie eine ansteigende Nachweishäufigkeit festgestellt werden. So weit das Toxinbildungsvermögen der isolierten C. difficile-Stämme untersucht wurde, lagen überwiegend Toxinbildner vor (Tab. 2).
Tab. 2: Nachweis von C. difficile im Kot von Pferden mit Diarrhoe oder Colitissymptomen
Anzahl Pferde C. difficile pos. Toxinnachweis Autor und Jahr
12 4 (33,3%) n. u. EHRICH et al. 1984
43 (Fohlen) 27 (62,8%) 28 JONES et al. 1987
20 0 GAUTSCH 1990
1 1 (100%) 1 PERRIN et al. 1993b
37 4 (10,8%) 3 BEIER 1993
78 (Fohlen) 8 (10,2%) nicht
nachgewiesen BEIER 1993 41
(87 Kotproben)
12 Kotproben
(13,8%) 9 (10 untersucht) STRAUB u. HERHOLZ 1994
10 8 (80%) 3 GREISS 1995
11 (Colitis) 4 (36,4%) 4 VERSPOHL 1995
24 (Kolik) 4 (16,7%) 3 VERSPOHL 1995
16 (Diarrhoe) 5 (31,25%) 5 VERSPOHL 1995
10 9 (90%) 9 MADEWELL et al. 1995
Abweichend von allen anderen Autoren, die Kotproben lediglich qualitativ untersuchten, hat GREIß (1995) erstmalig Darminhalt aus dem Caecum und Colon von Pferden mit Typhlocolitis quantitativ auf C. difficile untersucht. C. difficile wurde bei 80% der Tiere nachgewiesen, wobei die durchschnittliche Nachweishäufigkeit bei 6 Tieren mit lg 6,2/g relativ hoch lag (Tab. 3).
Tab. 3: Quantitativer Nachweis von C. difficile, C. perfringens und Salmonellen im Caecum- und Coloninhalt bzw. Kotproben von Pferden mit Typhlocolitis (GREIß 1995)
Nachweis von (Keimzahlen in lg/g) Pfd.
Nr.
Art der
Probe C. difficile C.
perfringens Salmonellen
1 Caecum - + 6,5 -
2** Caecum + < 1,0 + 5,0 -
3** Caecum + 6,0* + 6,3 + 7,2***
4** Colon + 6,5* - -
5 Caecum + < 1,0 + < 1,0 -
6 Colon + 7,0 + 5,0 -
7 Caecum - + 5,8 -
8 Kot + 6,3* - -
9 Kot + 5,0 - -
10 Kot + 6,3 + 5,5 -
* C. difficile-Toxin im Caecuminhalt bzw. im Kot
** Pathologisch-histologische Befunde (KEMPER 1995):
Nr. 2 Hochgradige, akute hämorrhagisch-nekrotisierende Typhlocolitis
Nr. 3 Hochgradige, akute ulzerativ-nekrotisierende Typhlitis und akute erosive Colitis Nr. 4 Mittelgradige, akute nekrotisierende Typhlocolitis
*** Salmonella Typhimurium var. Copenhagen
Eine ähnliche quantitative Verteilung wie bei C. difficile in Kot und Darminhalt zeigt sich bei den Untersuchungsergebnissen für C. perfringens. Dieser Erreger konnte, im Gegensatz zu Pferden mit einer Enteropathie, nur in seltenen Fällen und dann nur in geringer Keimzahl bei klinisch gesunden Pferden nachgewiesen werden (Tab. 4 und Tab. 5).
Tab. 4: Nachweis von C. perfringens im Kot bzw. Darminhalt klinisch gesunder Pferde
Nachweis von C. perfringens Anzahl der
Kotprobe % Keimzahl Autor
3 100 102 KBE/g SMITH 1965
19 21 n. u. SHINJO u. OGATA
1965
30 10 lg 1/g SINHA 1972
7,8 5 KBE/g
1,1 10 KBE/g
2,2 100 KBE/g 1,1 1000 KBE/g 91
88 0
WIERUP 1977
39 10,3 10 bzw. 100 KBE/g WIERUP 1977
10 Pferde 10 100 KBE/g Jejunuminhalt
1000 KBE/g Ileuminhalt WIERUP 1977
90 17 n. u. ACKERMANN u.
KLEINE 1978
53 20,8 n. u. ACKERMANN u.
KLEINE 1978
56 85,7 10 KBE/g WIERUP u.
DIPIETRO 1981
100 22 lg < 102 /g GAUTSCH 1990
25 20 lg < 102 /g KROPP 1991
6 Caecum-
inhaltsproben 16,7 n. u. KROPP 1991
Beim Vergleich von Pferden mit gastrointestinalen Störungen mit gesunden Tiere konnten die meisten Autoren bei erkrankten Tieren eine höhere Nachweisrate und einen höheren Keimgehalt verzeichnen (WIERUP 1977, WIERUP u. DIPIETRO 1981, GREIß 1995). Im Gegensatz dazu zeigen die Ergebnisse von GAUTSCH (1990) und KROPP (1991), daß die Keimgehalte von C. perfringens kaum höher liegen als bei gesunden Tieren (siehe Tab. 5).
Trotz dieser widersprüchlichen Ergebnisse gehen GREIß (1995) und VERSPOHL (1995) davon aus, daß bei Pferden mit Darmerkrankungen durch das Vorliegen
prädisponierender Faktoren eine Dysbiose ausgelöst werden kann, wodurch C. perfringens, ebenso wie andere Clostridien spp., einen Selektionsvorteil erhalten.
Aus diesem Grund halten beide Autoren eine Beteiligung dieses Erregers am Enteropathiegeschehen des Pferdes nicht für ausgeschlossen.
Nach LEIER et al. (1992) weisen C. perfringens-Gehalte von über 103 Keimen pro Gramm Kot auf einen erhöhten Keimgehalt dieser Bakterienart hin.
Tab. 5: Nachweis von C. perfringens im Kot von Pferden mit Diarrhoe Nachweis von C. perfringens
Anzahl der
Kotprobe % Keimzahl Autor
10,5 lg 7 bzw. lg 4/g
19 89,5 lg 1/g
WIERUP u. DIPIETRO 1981
28 < 102 KBE / g
50 4 106 KBE/g GAUTSCH 1990
25 52 n. u. GAUTSCH 1990
4* 25 ca. 104 KBE/g GAUTSCH et al. 1993
60 lg 5,0-6,5/g
10 10 < lg 1/g GREIß 1995
16** 93,7 n. u.
11*** 54,5 n. u. VERSPOHL 1995
* Infektionsversuch
** Typhlocolitis
*** Auftreten der Diarrhoe nach operativen Eingriff
Ein erst kürzlich von GIBERT et al. (1997) entdecktes ß2-Toxin von C. perfringens wurde von diesen Autoren mit der Typhlocolitis des Pferdes und der nekrotisierenden Enterocolitis des Schweines in Zusammenhang gebracht. Obwohl die Aminosäuresequenz keine Homologien zu den anderen Majortoxinen aufweist, ist eine Ähnlichkeit zu der biologischen Aktivität (zytotoxisch für intestinale Zellen, letal für Mäuse) des ß1-Toxins zu erkennen.
Weiterhin gehen die Autoren davon aus, daß diese C. perfringens-Stämme ursächlich an der Typhlocolitis des Pferdes beteiligt sind, da bei 75% der Tiere C. perfringens-Stämme gefunden wurden, die das ß2-Toxin-Gen (cpb2-Gen) besitzen. Aber auch bei Pferden mit anderen intestinalen Erkrankungen spielen diese Stämme eine Rolle.
Die Untersuchungen von GAMORY et al. (2000) mittels PCR zeigten ein gänzlich anderes Bild. Sowohl bei Fohlen mit Diarrhoe als auch bei den Kontrolltieren lag die Nachweishäufigkeit des cpb2-Gens bei 50%. Ein eindeutiger Zusammenhang konnte jedoch bei Ferkeln hergestellt werden: während bei Isolaten von gesunden Tieren
das Gen nicht nachgewiesen werden konnte, wiesen 82% der Stämme von erkrankten Tiere dieses Gen auf.
2.1.8. Antibiotika - assoziierte Diarrhoe (AAD) und Pseudomembranöse Colitis (PMC) beim Menschen
In der Humanmedizin gilt C. difficile als Erreger von Antibiotika-assoziierten Darmerkrankungen, die meistens durch nosokomiale Infektionen ausgelöst werden.
Man unterscheidet dabei verschiedene Formen, die von milden Diarrhoen (Antibiotika-assoziierte Diarrhoe) bis hin zu schweren Pseudomembranösen Colitiden (PMC) reichen.
Eine pseudomembranöse Erkrankung des Darms wurde erstmalig 1893 von FINNEY beschrieben. Zwischen 1930 und 1970 wurde vorübergehend Staphylococcus aureus als Ursache von Colitiden und Diarrhoen angenommen. Tatsache war, daß 17% der Patienten bei Einlieferung faekale Träger von Staphylococcus aureus waren und eine Woche später 38% (BRODIE et al. 1956).
In den späten 60er und frühen 70er Jahren vermutete man einen Zusammenhang zwischen der Pseudomembranösen Colitis und einer vorhergehenden Antibiotikabehandlung (v.a. Lincomycin und Clindamycin). In einem Tiermodell fand man heraus, daß eine Verbindung der Antibiotika-assoziierten Colitis mit dem Vorhandensein von C. difficile existierte (BARTLETT et al. 1977b).
Eine PMC geht mit wässriger Diarrhoe (99%, meist unblutig), Fieber (29%), Bauchschmerzen bis hin zu Krämpfen (33%) und Leukozytose (61%) einher. Die Erkrankung kann zu Laborwertveränderungen wie Hypokaliämie (37%), Hypoproteinämie (50%) sowie Nierenversagen (27%) führen.
Pathologische Veränderungen zeigen sich in gelbbraunen bis grünen Plaques in der Mucosa, die bluten, wenn sie abreißen. Weiterhin weist die Darmmucosa Erytheme, Ödeme und Brüchigkeit auf.
Histologisch sind epitheliale Nekrosen, ausgedehnte Kelchzellen, Leukozyteninfiltrationen in der Lamina propria sowie Plaques, bestehend aus Entzündungszellen, Fibrin und Mucin zu erkennen (SURAWICZ und MCFARLAND 1999).
2.1.9. Nosokomiale Infektionen
Wie schon HALL u. O´TOOLE (1935) feststellten, kann C. difficile aus dem Stuhl von ca. 60-70% der neugeborenen Kinder isoliert werden (GORENEK et al. 1999). Sie sind Träger dieses Erregers und/oder seiner Toxine jedoch ohne jegliche Symptomatik. Bei Neugeborenen sind die Darmflora und Darmmechanismen noch unvollständig ausgebildet, so daß sich C. difficile ansiedeln kann (ROLFE et al.
1981).
Dagegen ist C. difficile nur bei ca. 3-4% der gesunden Erwachsenen ein Bestandteil der normalen Darmflora (ALFA et al. 1998).
Ein anderer Sachverhalt stellt sich in Krankenhä usern dar. Untersuchungen haben gezeigt, daß C. difficile bei 10-30% der hospitalisierten Patienten in den Faeces vorkommt (ROLFE et al. 1981).
Auf Grund dessen sind Untersuchungen der Umgebung von Patienten und des Inventars in Krankenhäusern durchgeführt worden. So konnten einige Autoren (KIM et al. 1981; MCFARLAND et al. 1989) nachweisen, daß C. difficile in der Umgebung von Patienten in Krankenhäusern vorkommt. Sie gehen deshalb davon aus, daß C. difficile durch nosokomiale Infektionen übertragen wird.
Weitere Untersuchungen haben gezeigt, daß C. difficile in der unmittelbaren Umgebung von an Colitis erkrankten Patienten häufiger gefunden werden konnte, als bei nicht erkranken, aber infizierten Patienten (symptomlose Träger). Auch wiesen sanitäre Einrichtungen, Bettpfannen und Fußböden Kontaminationen mit C. difficile auf.
In der pädiatrischen Abteilung konnte zusätzlich an den Händen und im Stuhl des Personals C. difficile nachgewiesen werden und die Umgebung wies noch weiter gestreute Kontaminationen auf. So konnte C. difficile von Fußböden in Badezimmern, Waschbecken, Putzgegenständen und Spielzeug isoliert werden. Dabei handelte es sich z.T. um toxinproduzierende Stämme (KIM et al. 1981).
Eine Studie von MCFARLAND et al. (1989) zeigte, daß eine Infektion sowohl durch Übertragung von Mensch zu Mensch als auch durch kontaminierte Gegenstände möglich war. So konnte in Mehrbettzimmern eine höhere Infektionsrate verzeichnet werden als in Einzelzimmern.
ALFA et al. (1998) gehen ebenfalls von einer nosokomialen Infektion aus.
Untersuchungen haben gezeigt, daß eine C. difficile-assoziierte Diarrhoe in größeren
Krankenhäusern häufiger auftritt, als in kleineren. In größeren Krankenhäusern ist der Anteil von Patienten, mit schweren Grunderkrankungen höher, was wiederum prädisponierend sein kann.
2.1.10. Behandlung der AAD und PMC beim Menschen
Die Art der Therapie ist vom Schweregrad der Erkrankung abhängig. Bei weniger schweren Krankheitsverläufen reicht es aus, das ursprünglich verabreichte Antibiotikum abzusetzen, um eine Besserung zu erzielen (WEIHRAUCH 1982). Bei schwereren Verläufen ist eine Flüssigkeits- und Elektrolytsubstitution angezeigt (MEYER-KAWOHL u. BOCKEMÜHL 1986).
Für die antibiotische Behandlung der AAD bzw. PMC kommen Antibiotika wie Vancomycin und Metronidazol zum Einsatz (FEKETY et al. 1979; BARTLETT 1994).
Die Behandlung mit Vancomycin ist optimal, da es bei oraler Gabe nicht resorbiert wird und somit vollständig im Darmlumen verbleibt (ROSIN 1992). Da es aber sehr kostspielig ist (BARTLETT 1994), wird häufig Metronidazol eingesetzt. Metronidazol zeigt in vitro eine ähnlich gute Wirksamkeit wie Vancomycin, wird bei oraler Gabe fast vollständig resorbiert, was zu einem niedrigen Wirkstoffspiegel im Darm führt (GEORG et al. 1978; BARTLETT 1994).
Bacitracin wurde in den 80er Jahren ebenfalls zur Behandlung der AAD eingesetzt und gilt als effektiver Schutz gegen die Clindamycin - assoziierte Colitis bei Hamstern (GORENEK et al. 1999).
2.1.11. Vorkommen von Clostridium difficile bei anderen Haustieren
C. difficile konnte auch im Kot von anderen Tieren nachgewiesen werden, sowohl bei Haustieren (Hunde, Katzen, Schweine, Rinder, auch Kamele und Esel) als auch bei Heimtieren (wie Hamster). Sogar aus den Faeces einer Schlange und eines Seehundes konnte C. difficile isoliert werden (STRUBLE et al. 1994).
Aus der Humanmedizin ist bekannt, daß es sich bei der Antibiotika-assoziierten Diarrhoe bzw. Pseudomembranösen Colitis um eine nosokomiale Infektion handelt und die Kontamination der Gegenstände und Einrichtungen mit C. difficile in
Krankenhäusern v.a. bei Krankheitsausbrüchen sehr hoch ist (MCFARLAND et al.
1989). Dadurch kommt die Frage auf, ob bei Tieren ebenfalls diese Möglichkeit besteht.
Aus diesem vermuteten Zusammenhang heraus, haben BORIELLO et al. (1983) erstmals die Umgebung in einer Tierklinik untersucht. Dabei waren vier (11,4%) von 35 Lokalisationen bezüglich C. difficile positiv. Gleichzeitig erfolgte die Untersuchung von Kotproben von Hunden, Katzen, Vögeln (Enten, Gänse, Huhn und Sittich) und anderen Tieren (Kaninchen, Ziege, Stachelschwein, Meerschweinchen). Die Tiere wiesen keine intestinalen Erkrankungen auf. Bei 19 (23%) von 82 Tieren konnte C. difficile nachgewiesen werden, von denen wiederum nur sechs Stämme (31,5%) Toxinproduzenten waren.
Vergleichbare Untersuchungen wurden von RILEY et al. (1991) wiederholt. Sie untersuchten die Umgebungen in zwei Tierkliniken. Diese wiesen eine hohe Kontamination auf. In der einen Klinik waren 15 (75%) von 20 Lokalisationen kontaminiert, bei der anderen sieben von 14. Von den insgesamt 22 isolierten C. difficile-Stämmen erwiesen sich 71,4% als nicht toxinproduzierend. Obwohl sich die nachgewiesenen Häufigkeiten von BORIELLO et al. (1983) und RILEY et al.
(1991) nicht decken, so erwies sich bei beiden Untersuchungen die Mehrzahl (ca.
70%) der Stämme als nicht toxinproduzierend. Daneben wurden 81 Kotproben von 21 Katzen und 60 Hunden aus diesen Kliniken untersucht. C. difficile konnte aus dem Kot von 32 (39,5%) Tieren isoliert werden, Toxinproduktion erfolgte bei 13 von 26 untersuchten Stämmen.
Darüber hinaus versuchten verschiedene Autoren den aus der Humanmedizin bekannten Zusammenhang einer durch Antibiotika ausgelösten Diarrhoe hospitalisierter Patienten bei Haustieren nachzuvollziehen. Die Ergebnisse waren widersprüchlich. STRUBLE et al. (1994) konnten bei 16,4% der 42 diarrhoekranken Hunde C. difficile isolieren. 71,4% dieser Stämme produzierten Toxin. Angaben über Antibiotikatherapien waren nicht vorhanden. In einer Studie von WEBER et al. (1989) erwiesen sich nur 2,7% der Hunde und 6,7% der Katzen mit einer Darmerkrankung als Ausscheider von C. difficile. Bei Tieren ohne Enteritissymptomatik lag die Nachweishäufigkeit mit 9,3% für Hunde und 9% für Katzen interessanterweise höher.
Im Gegensatz dazu konnten RILEY et al. (1991) nach Gaben von Antibiotika eine doppelt so hohe Nachweishäufigkeit feststellen.
In der Humanmedizin ist ein hoher Prozentsatz von neugeborenen Kindern Träger von toxinproduzierenden C. difficile-Stämmen ohne klinische Symptome aufzuweisen (BARTLETT 1992). Um mögliche Parallelen festzustellen, haben verschiedene Autoren das Vorkommen von C. difficile bei jungen Hunden untersucht. Während WEBER et al. (1989) den Erreger bei 5,1% der Hunde unter 12 Monaten und bei 7,6% über 12 Monaten isolieren konnten, wiesen STRUBLE et al. (1994) den Keim bei keinem der untersuchten Hunde im Alter von unter 2 Jahren nach.
PERRIN et al. (1993a) konnten bei ca. 95% gesunder junger Hunde in den ersten 10 Lebenswochen C. difficile isolieren. Bei 58% handelte es sich um toxinproduzierende Stämme. Sie stellten fest, daß isolierte C. difficile-Stämme von Hündinnen sowie deren Welpen phänotypische Unterschiede aufwiesen, was die Wahrscheinlichkeit erhärtet, daß die Infektionsquelle in der Umgebung zu finden ist. Diese Ergebnisse sind vergleichbar mit denen von BORIELLO et al. (1983), die bei Hunden unter 12 Monaten eine höhere Nachweisrate feststellen konnten als bei Tieren höheren Alters.Dabei kommt die Frage auf, ob auch Haustiere eine Rolle bei der Infektion bzw. Reinfektion mit C. difficile beim Menschen spielen. BORIELLO et al. (1983) gehen davon aus, daß Hunde durchaus als Reservoir und somit auch als Überträger von C. difficile auf den Menschen in Betracht kommen. O´NEILL et al. (1993) unterstützten die Theorie von BORIELLO et al (1983). Bei einer Wiedererkrankung des Menschen mit C. difficile-assozierter Diarrhoe handelte es sich oftmals um andere Stämme als bei der Ersterkrankung.
1983 wurde erstmals von JONES u. HUNTER die Isolierung von C. difficile aus dem Kot von zwei Schweinen beschrieben, die an einer Enterocolitis erkrankt waren.
Pathologisch-anatomisch fielen diphtheroide Membranen, Nekrosen, Ulzerationen sowie lymphozytäre Infiltrationen im Caecum und Colon auf.
2.1.12. Labortiere
Die physiologische Darmflora von Labortieren wie Hamster, Meerschweinchen, Ratten, Mäusen und Kaninchen weist ebenso wie die des Menschen eine besondere Empfindlichkeit gegenüber bestimmten Antibiotika auf, wodurch häufig eine Antibiotika-assoziierte Diarrhoe ausgelöst werden kann. Sie waren deshalb als
Tiermodell hervorragend zur Erforschung dieser Erkrankung geeignet.
BARTLETT et al. (1977b) benutzten ein Hamstermodell, das schon 1968 von SMALL beschrieben wurde. Bei 97% der mit Lincomycin oder Clindamycin gefütterten Tiere konnte eine Enterocolitis mit meist tödlichem Ausgang erzeugt werden.
ROTHMANN (1981) arbeitete in einem ähnlichen Experiment mit Meerschweinchen, bei denen durch die Gabe von Penicillin ebenfalls eine Colitis erzeugt werden konnte. Genauso wie bei BARTLETT et al. (1977b) konnte durch Gabe von Vancomycin nach Ausbruch der Krankheit der Tod der Tiere verhindert werden.
Zusätzlich fand man heraus, daß bei dieser Erkrankung ein Toxin von C. difficile eine Rolle spielt und daß sowohl durch Verabreichung von C. sordellii-Antitoxin als auch von C. difficile - Antitoxin eine Neutralisation erreicht werden konnte.
LYERLY et al. (1985) zeigten, daß Toxin A und B synergistisch arbeiten. Weder Gaben von Toxin A noch von Toxin B alleine konnten ein Krankheitsbild in Hamstern erzeugen, während eine Kombination von beiden Toxinen (Toxin A nur in geringer Menge) die typischen pathologisch-anatomisch sichtbaren Schäden und Symptome hervorbrachte. Allerdings kann bei einer Vorschädigung des Darms Toxin B das Krankheitsbild alleine erzeugen.
Des weiteren zeigte sich, daß Hamster eine höhere Empfindlichkeit gegenüber dem Toxin aufweisen als Mäuse und Ratten. Aus dem Darm von infizierten, aber symptomlosen Mäusen gewonnenes Toxin A konnte bei Hamstern eine Diarrhoe auslösen. Möglicherweise besitzen Hamster insbesondere im Caecum mehr Rezeptoren für Toxin A als Mäuse (ONDERDONK et al. 1980).
2.2. Clostridium difficile
2.2.1. Beschreibung des Erregers
Das Vorkommen von C. difficile wurde erstmals 1935 von HALL und O`TOOLE beschrieben. Sie isolierten den Erreger aus dem Stuhl von menschlichen Neugeborenen. Aufgrund der Schwierigkeiten bei der Isolierung und Charakterisierung wurde es zunächst als Bacillus difficile bezeichnet und später in Clostridium difficile umbenannt.
HALL und O`TOOLE (1935) konnten gleichzeitig nachweisen, daß C. difficile ein Toxin produziert. Bei subkutaner Injektion in Meerschweinchen und Kaninchen wirkte es letal. Einige Jahre später konnte SNYDER (1937, 1940) ein Antiserum herstellen, das den letalen Effekt bei Labortieren neutralisierte.
Bei C. difficile handelt es sich um ein grampositives schlankes Stäbchen mit ovalen subterminal gelegenen Sporen. Die Größe variiert zwischen 2,5-5,9 x 0,3-1,5 µm.
Das Bakterium ist beweglich und zeigt peritriche Begeißelung. Es wächst nur in anaerober Atmosphäre (HAFIZ u. OAKLEY 1976).
C. difficile kann auf bluthaltigen Nährmedien angezüchtet werden. Auf Selektivnährböden wie z.B. Cycloserin-Cefoxitin-Fruktose-Agar (CCFA) wächst C. difficile nach 48h in anaerober Atmosphäre in typischen Kolonien: sie weisen einen Durchmesser von 4-8 mm auf, sind flach und gelblich. Ihre Form ist rund bzw.
unregelmäßig mit dünnen Ausläufern (JONES 1989).
C. difficile wächst auf allen bluthaltigen Nährmedien. Allerdings benutzen die meisten Laboratorien einen Selektivnährboden, Cycloserin- (500 mg/l) Cefoxitin- (16 mg/l), Fruktose-Agar mit 2,5% Eigelb. Dieser wurde in der Veröffentlichung von GEORGE et al. (1979) beschrieben. Der Nährboden weist eine hohe Sensitivität auf. Weniger als 2 x 103 koloniebildende Einheiten von C. difficile pro Milliliter Faeces können nachgewiesen werden. Die Sensitivität bezüglich der Sporen ist jedoch gering. Wird das Eigelb gegen Taurocholat ausgetauscht, steigt die Entdeckungsrate für Sporen (WILSON et al. 1982).
Unter langwelligem ultravioletten Licht (360 nm) zeigen die auf CCFA angezüchteten Kolonien eine gelblichgrüne Fluoreszenz. C. difficile weist einen besonderen Geruch nach p-Kreosol, beschrieben als „Pferdestall“-Geruch, auf (JONES 1989).
