Chromobacterium violaceum Septikämie und Harnwegsinfektion: Fallberichte aus einem Tertiärkrankenhaus in Südindien

Zusammenfassung

Chromobacterium violaceum ist ein gramnegativer Oxidase-positiver Bazillus, der selten Infektionen beim Menschen verursacht. Es ist ein normaler Bewohner von Boden und stehendem Wasser der tropischen und subtropischen Gebiete. Beim Menschen kann es Infektionen verursachen, die von lebensbedrohlicher Sepsis mit metastasierten Abszessen bis hin zu Hautinfektionen und Harnwegsinfektionen reichen. Der Organismus ist notorisch resistent gegen die meisten Cephalosporine und Ampicillin. Fluorchinolone und Aminoglykoside zeigen eine gute In-vitro-Empfindlichkeit. Hohe Mortalitätsraten im Zusammenhang mit diesen Infektionen erfordern eine sofortige Diagnose und eine geeignete antimikrobielle Therapie. Hier präsentieren wir drei Fälle von Chromobacterium violaceum Infektion von Government Medical College Kozhikode, Kerala.

1. Einleitung

Chromobacterium violaceum ist ein gramnegativer, beweglicher, oxidasepositiver Bazillus, der temperaturempfindlich ist und in natürlichen Gewässern weit verbreitet ist. Es wächst leicht auf gewöhnlichen Medien wie Blut-Agar, MacConkey-Agar und Nährstoff-Agar, wodurch ein violettes Antioxidans-Pigment namens Violacein produziert wird. Menschliche Infektionen mit diesem Organismus können, obwohl selten, zu schweren systemischen Infektionen führen, indem sie über eine offene Wunde in den Blutkreislauf gelangen . Ein schnelles Fortschreiten zur Sepsis mit metastasierten Abszessen und Multiresistenz sind auffällige Merkmale von Chromobacterium violaceum-Infektionen. Der Mikroorganismus, von dem bisher angenommen wurde, dass er auf das geografische Gebiet zwischen den Breiten 35 ° N und 35 ° S beschränkt ist, könnte aufgrund der Auswirkungen der globalen Erwärmung seinen Lebensraum über diesen Bereich hinaus erweitern . Interessanterweise wurde das Monobactam Aztreonam zuerst als natürliches Stoffwechselprodukt dieses Bakteriums beschrieben .

2. Fall 1 (Septikämie)

Ein 11 Monate altes männliches Kind wurde mit Beschwerden über hochgradiges Fieber von 5 Tagen Dauer, losen Stuhl und Atemnot an unser Krankenhaus überwiesen. Dem Fieber ging eine Cellulitis der rechten Wange sowie eine zervikale und präaurikuläre Adenitis voraus. Zum Zeitpunkt der Überweisung wurde ihm Cefotaxim injiziert. Bei der Aufnahme war das Kind fieberhaft mit Blässe, zervikaler Lymphknotenvergrößerung und Hepatosplenomegalie. Die Blutuntersuchung (Tabelle 1) ergab eine Anämie. Die periphere Abstrichuntersuchung ergab eine schwere mikrozytäre hypochrome Anämie mit Neutropenie. Der Abstrich für die Malariaparasitenuntersuchung war negativ. Die Röntgenuntersuchung zeigte mehrere fleckige Trübungen in der Lunge. Es wurde eine vorläufige Diagnose einer Bronchopneumonie mit lymphoretikulärer Malignität gestellt, und das Kind wurde empirisch mit Cefotaxim-Injektion von 350 mg IV Q8H, Ampicillin-Injektion von 350 mg IV Q6H, Vancomycin-Injektion von 140 mg IV Q18H und Oseltamivir von 30 mg oral BD zusammen mit anderen unterstützenden Maßnahmen. Am zweiten Tag nach der Aufnahme verschlechterte sich der Zustand des Patienten und er erhielt Transfusionen von frischem gefrorenem Plasma und gepackten Zellen. Trotz intensiver Behandlung erlag der Patient 48 Stunden nach der Aufnahme dem Tod.

Eine Blutkultur wurde bei der Aufnahme in Gehirnherzinfusionsbrühe geschickt, die bei 37 ° C inkubiert wurde. Subkulturen wurden auf Blutagar, auf MacConkey-Agar und anschließend auf Nähragar durchgeführt, die zahlreiche Kolonien mit dunkelvioletter Pigmentierung zeigten (Abbildung 1). Der Organismus war gramnegativ, beweglich, Katalase-positiv und Oxidase-positiv. Die Prüfung der Oxidasereaktion nach der populären Methode von Kovacs, bei der das Bakterienwachstum auf ein mit 1% iger wässriger Lösung von Tetramethyl-p-Phenylendiamin-Dihydrochlorid imprägniertes Filterpapier geschmiert wird, stellte ein Problem dar, da der Organismus eine violette Pigmentierung aufwies. Die Oxidasereaktion wurde nach der von Dhar und Johnson beschriebenen Methode getestet. Der Organismus wurde anhand biochemischer Eigenschaften und Pigmentproduktion als Chromobacterium violaceum identifiziert. Es wurde weiter von Vitek-2 Systemversion bestätigt: 07.01 (BioMerieux, Frankreich) mit gramnegativer Karte. Das Antibiogramm wurde mit Kirby Bauers Disk Diffusion Susceptibility Testing Technique (Abbildungen 2 und 3) und der Minimal Inhibitory Concentration (MIC) -Methode durchgeführt. Die Ergebnisse wurden gemäß den Richtlinien des Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI) für andere Nicht-Enterobacteriaceae interpretiert. Da das Isolat resistent gegen Ampicillin und intermediär empfindlich gegen Cefotaxim war (Tabelle 2), verschlechterte sich der Zustand des Patienten vor der richtigen Antibiotikabehandlung und entwickelte eine tödliche Septikämie.

Abbildung 1

β-hämolytische Kolonien auf Blutagar.

Abbildung 2

Kirby Bauer Disc Diffusionsmethode.

Abbildung 3

Kirby Bauer Disc Diffusionsmethode.

3. Fall 2

Ein 2,5-jähriges männliches Kind mit schmerzhafter Schwellung der Kopfhaut und Fieber von 1 Woche Dauer. Er hatte Kawasaki-Krankheit im Alter von 7 Monaten, Masern im Alter von 1,5 Jahren und wiederkehrende Episoden von weichem Stuhl in den letzten 1 Monat. Die Ultraschalluntersuchung der Kopfhautschwellung berichtete von einem “pyämischen Abszess über der Kopfhaut mit einer zugrunde liegenden Invasion beider Belegknochen, die sich durch die vordere Fontanelle in den Extraduralraum erstreckten.” Der Patient wurde zunächst mit oralem Amoxicillin + Clavulansäure behandelt und später auf Ampicillin-Injektion und Cloxacillin-Injektion umgestellt.

Blutkulturprobe wurde in Hirn-Herz-Infusionsbrühe an das Labor geschickt, das bei 37°C inkubiert wurde. Dann wurden durch Subkultur auf Blutagar, auf MacConkey-Agar und anschließend auf Nähragar dunkelviolett gefärbte Kolonien nach nächtlicher Inkubation bei 37°C auf allen drei Platten gezüchtet. Der Organismus wurde biochemisch als Chromobacterium violaceum identifiziert. Antimikrobielle Empfindlichkeitstests zeigten eine Resistenz gegen Ampicillin und eine Anfälligkeit für Fluorchinolone und Aminoglykoside. Die Kultur der Zerebrospinalflüssigkeit ergab kein Wachstum.

Der Patient entwickelte sich zu Atemnot, Hypotonie und Schock und lief schließlich innerhalb von 48 Stunden nach der Aufnahme ab, bevor die Ergebnisse der Antibiotika-Empfindlichkeitstests vorlagen.

4. Fall 3

Ein 12-jähriges Schulmädchen, das der Ambulanz mit intermittierender Dysurie in der Vorgeschichte mit Fieber und Schüttelfrost von 1 Woche Dauer vorgestellt wurde. Es gab keine Vorgeschichte einer anderen gleichzeitigen Krankheit. Patient gab eine Geschichte des Schwimmens im Teich gelegentlich . In den letzten drei Jahren hatte sie wiederkehrende Episoden von Harnwegsinfektionen. Eine routinemäßige Urinuntersuchung zeigte 10-12 Eiterzellen pro Hochleistungsfeld zusammen mit Bakterien. Die Ultraschalluntersuchung des Abdomens ergab eine leichte Wandverdickung der Harnblase mit inneren Echos. Die routinemäßige Blutuntersuchung lag innerhalb normaler Grenzen.

Eine Midstream-Urinprobe wurde nach Befolgung der Standardvorkehrungen für die Kultur in einer sterilen Flasche erhalten und auf Blutagar und MacConkey-Agar inokuliert. Nach aerober Inkubation über Nacht bei 37°C wurden dunkelviolett gefärbte Kolonien auf Blutagar beobachtet. Die biochemischen Testeigenschaften stimmten mit der Identifizierung von Chromobacterium violaceum überein. Das Isolat war resistent gegen Ampicillin und Cephalosporine und empfindlich gegenüber Fluorchinolonen und Aminoglykosiden.

Der Patient wurde empirisch mit oralem Cefixim 200 mg BD begonnen. Wir erhielten eine weitere Urinprobe für die Kultur nach 5 Tagen zum Zeitpunkt der Überprüfung, die den gleichen Organismus mit ähnlichem Antibiotikasensitivitätsmuster ergab. Das Ergebnis wurde dem Kliniker erneut mitgeteilt und die Bedeutung der Umstellung des Antibiotikums auf Fluorchinolon wurde betont. Anschließend erhielt der Patient 7 Tage lang orales Ciprofloxacin mit 500 mg BD. Eine dritte Urinkultur, die beim nächsten Krankenhausbesuch eine Woche später durchgeführt wurde, ergab keine Bakteriurie.

5. Diskussion

Die Knappheit von Berichten über menschliche Infektionen mit Chromobacterium violaceum ist angesichts der beschriebenen Leichtigkeit, mit der das Bakterium aus Böden und stehenden Gewässern in den Tropen und Subtropen gewonnen wird, erstaunlich. Der Organismus hat eine Wachstumspräferenz für Temperaturen zwischen 20 °C und 37 °C. Feuchter Boden und stehendes oder langsam fließendes Wasser waren die am häufigsten berichteten Infektionsquellen, insbesondere bei Patienten mit Hautverletzungen oder Traumata, die vermutlich ein Eintrittsportal für diesen Erreger darstellen. Es gibt keine Alters- oder Geschlechtsvorliebe in der Literatur berichtet und der einzige etablierte prädisponierende Krankheitsprozess war chronische granulomatöse Erkrankung . Die Identifizierung dieses Organismus hängt in erster Linie von den biochemischen Eigenschaften ab. Von Scholz und Kollegen wurde eine Methode zum Nachweis mittels Multiplex-Polymerase-Kettenreaktion beschrieben, die noch weitgehend auf den Bereich der Forschung beschränkt und kommerziell nicht verfügbar ist.

Die klinischen Manifestationen von C. violaceum-Infektionen sind protean. Es wurde mit Pneumonie, gastrointestinalen Infektionen, Harnwegsinfektionen, lokalisierten Hautläsionen, lokalisierten oder metastasierten Abszessen, Osteomyelitis, Meningitis, Peritonitis, Hirnabszess, Endokarditis, hämophagozytischem Syndrom, Atemnotsyndrom und fulminanter Sepsis in Verbindung gebracht . Das Genom dieses Bakteriums wurde kürzlich vollständig sequenziert und bietet eine Plattform für detaillierte Studien seiner antiviralen und bakteriziden Aktivitäten, Zytotoxizität und Arzneimittelresistenzmechanismen. Die virulenten Stämme von C. violaceum weisen erhöhte Spiegel an Superoxiddismutase und Katalase auf, die den Mikroorganismus beim Menschen vor Phagozytenbefall schützen können. Dies könnte seine Pathogenität und Fatalität bei Infektionen beim Menschen erklären . Die Pigmentproduktion ist kein Marker für die Pathogenität, da auch berichtet wurde, dass nicht pigmentierte Stämme Infektionen verursachen .

Daten zu antimikrobiellen Empfindlichkeitsmustern von Chromobacterium violaceum sind aufgrund der Seltenheit der Isolierung aus klinischen Proben sehr begrenzt. Die meisten Stämme zeigen Resistenzen gegen Penicilline und andere Beta-Lactam-Antibiotika, und tatsächlich wurde in diesem Organismus eine erhöhte Beta-Lactamase-Aktivität berichtet . Ciprofloxacin ist das wirksamste Antibiotikum in vitro. Es ist auch anfällig für Gentamicin und Amikacin . In allen drei oben beschriebenen Fällen erhielten die Patienten hauptsächlich Beta-Lactam-antimikrobielle Mittel, was die Todesfälle in den ersten beiden Fällen erklärt. Im Falle der Harnwegsinfektion wurde das Antibiotikum erst nach dem zweiten positiven Kulturbericht von Cephalosporin der 3. Generation auf Ciprofloxacin umgestellt. Der Patient wurde nach dem Wechsel des Antibiotikums asymptomatisch.

Daher sollte in den Tropen und Subtropen eine Infektion mit Chromobacterium violaceum eine der Differentialdiagnosen bei Sepsis sein, insbesondere wenn ihr eine Hautinfektion oder Cellulitis vorausgeht. Es kann auch als mildere Infektionen wie HWI auftreten, wie im dritten Fall beschrieben. Das inhärente Resistenzmuster dieses Organismus sollte bei der Einleitung einer empirischen Antibiotikatherapie berücksichtigt werden.

6. Schlussfolgerung

Chromobacterium violaceum lässt sich leicht aus natürlichen Gewässern der Tropen und Subtropen isolieren. Das traditionelle geografische Verbreitungsmuster dieses Organismus wird sich angesichts der sich ändernden globalen klimatischen Bedingungen zwangsläufig ändern. Infektionen beim Menschen mit diesem Erreger sind zwar selten, führen jedoch häufig zu einer hohen Sterblichkeitsrate. Eine schnelle Diagnose und die Verwendung optimaler antimikrobieller Mittel zur Behandlung könnten lebensrettend sein. Die kommerzielle Einführung einer kostengünstigen, schnellen Diagnosemethode ist das Gebot der Stunde. Das mangelnde Bewusstsein der Kliniker für die Pathogenese und das antimikrobielle Resistenzmuster dieses Bakteriums ist eine Herausforderung, die angegangen werden muss.

Interessenkonflikte

Die Autoren erklären, dass kein Interessenkonflikt bezüglich der Veröffentlichung dieser Arbeit besteht.