Medizinische Mikrobiologie und Infektiologie PDF
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Spri nger-Leh rbuch Springer-Verlag Berlin Heidelberg GmbH H. Hahn D. Falke S. H. E. Kaufmann U. Ullmann (Hrsg.) Medizinische Mikrobiologie und Infektiologie Dritte, komplett iiberarbeitete und aktualisierte Auflage Mitbegriindet von Paul Klein Unter Mitarbeit von Konstanze Vogt Fachredaktion und Gestaltung: Klaus Miksits Mit 354 iiberwiegend farbigen Abbildungen und 158 Tabellen Springer Prof Dr. med. Helmut Hahn Institut fur Infektionsmedizin, Abteilung ftir Medizinische Mikrobiologie und Infektionsimmunologie, Freie Universitiit Berlin, Universitatsklinikum Benjamin Franklin, Hindenburgdamm 27, 12203 Berlin Prof Dr. med. Dietrich Falke Institut fur Virologie, Johannes-Gutenberg-Universitiit Mainz, Hochhaus am Augustusplatz, 55101 Mainz Prof Dr. rer. nat. Stefan H. E. Kaufmann Max-Planck-Institut fur Infektionsbiologie MonbijoustraBe 2, 10l17 Berlin Prof Dr. med. Uwe Ullmann Institut fur Medizinische Mikrobiologie und Virologie Klinikum der Christian-Albrechts-Universitat zu Kiel Brunswiker StraBe 4, 24105 Kiel Umschlagabbildung von Eye of Science, Reutlingen Dieses Buch ist in der 1. und 2. Auflage erschienen als: Hahn/Falke/Kle1n (Hrsg.) Medizinische Mikrobiologie ISBN 978-3-662-08630-8 D1e Deutsche Bibliothek - CIP-Einheitsaufnahme Medizimsche Mikrobiologie und Infektiologie/begr. von P. Klem. Hrsg.: Helmut Hahn ... - 3., komplett ilberarb. und aktualisierte Auf!. (Spnnger-Lehrbuch) ISBN 978-3-662-08630-8 ISBN 978-3-662-08629-2 (eBook) DOI 10.1007/978-3-662-08629-2 Dieses Werk ist urheberrechthch geschiitzt. Die dadurch begnindeten Rechte, insbesondere die der 'O'bersetzung, des Nachdrucks, des Vortrags, der Entnahme von Abbildungen und Tabellen, der Funksendung, der Mikroverfilmung oder der VervieWiltigung auf anderen Wegen und der Speicherung in Datenverarbeitungsanlagen, bleiben, auch bei nur auszugsweiser Verwertung, vorbehalten. Eine VervieWiltigung d1eses Werkes oder von Teilen dieses Werkes ist auch 1m Einzelfall nur in den Grenzen der gesetzlichen Be stimmungen des Urheberrechtsgesetzes der Bundesrepublik Deutschland vom 9. September 1965 in der jeweils geltenden Fassung zuliissig. S1e 1st grundsiitzlich vergiitungspfl1chtig. Zuwiderhandlungen unterliegen den Strafbestimmungen des Urheberrechtsgeset zes. © Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1991, 1994, 1999 Urspriinglich erschienen bei Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York 1999 Softcover reprint of the hardcover 3rd edition 1999 Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Werk berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, daB solche Namen im Sinne der Warenzeichen-und Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten waren und daher von jedermann benutzt werden diirften. Produkthaftung: Fur Angaben iiber Dosierungsanweisungen und Applikatwnsformen kann vom Verlag keine Gewahr ubernommen werden. Derartige Angaben mtissen vom jeweiligen Anwender im Einzelfall anhand anderer Literaturquellen auf ihre Richtigkeit uberpriift werden. Einbandgestaltung: de'blik, Berlin Herstellung: PRO EDIT GmbH, Heidelberg Satz: K+ V Fotosatz GmbH, Beerfelden SPIN 10500581 15/3135-5 4 3 2 I 0 - Gedruckt auf saurefreiem Papier Vorwort zur dritten Auflage Infektionen sind weltweit mit Abstand die hau werden, das es erlaubt, mikrobiologische La figste Todesursache, und es ist kein Ende in bordaten in klinisch-therapeutische Entschei Sicht: Zwar ist es gelungen, eine (!) Infektions dungen und ProphylaxemaBnahmen umzuset krankheit, die Pocken, auszurotten und gut wirk zen. Die Erweiterung des Lehrbuchs urn die same Lebendimpfstoffe gegen Masern, Mumps, Infektiologie erfolgte durch die Beschreibung Roteln und Windpocken zu entwickeln; im Ge klinischer Syndrome, urn in diesem interdiszi genzug nimmt die Zahl der neuen Krankheitser plinaren Fachgebiet zwischen Klinik und Labor reger stetig zu, z. B. das HI-Virus, Helicobacter Grundlagen des Verstandnisses zu schaffen. pylori und Bartonella henselae. Durch die Fort Besonderen Dank an Herrn Professor Dr. H. schritte in der mikrobiologischen Diagnostik Zeichhardt fiir die Durchsicht verschiedener konnen immer mehr Erkrankungen als Infektio Kapitel. nen identifiziert werden. Wegen der Zunahme Allen geduldigen Helferinnen und Helfern, von Resistenzen drohen altbewahrte Antibioti die zu dem Gelingen beigetragen haben, sei an ka ihren Wert zu verlieren, daher erfolgt die Su dieser Stelle ganz herzlich gedankt: Unseren che nach neuen Therapeutika und Methoden zur Sekretariatsmitarbeitern, Frau Jytte Krake und Pravention weltweit mit zunehmendem Druck: Herrn Wilfried Kottlewski, die sich engagiert Mehr denn je also Grund fiir den Mediziner, sich der Mehrarbeit unterzogen haben, sowie Herrn mit Infektionskrankheiten zu befassen. Behrendt und seinem Schreibbiiro; zusatzlich Das Lehrbuch Medizinische Mikrobiologie dem Stab des Springer-Verlags, allen voran und Infektiologie enthalt eine umfassende Dar Frau Anne C. Repnow und Frau Dr. Petra Se stellung des Fachgebiets unter mikrobiologi grafe. schen, immunologischen und klinischen Aspekten. Hierbei steht die Infektion im Mit Berlin, Mainz und Kiel, im Januar 1999 telpunkt. Basierend auf den Eigenschaften der Krankheitserreger soll ein Verstandnis fUr den H. Hahn D. Falke S. H. E. Kaufmann Ablauf von Infektionskrankheiten vermittelt U. Ullmann I Vorwort zur dritten Auflage V Vorwort zur ersten Aufla Kaum ein medizinisches Fach bereitet dem an Herausgeber und Autoren sind einer gro!Sen gehenden Arzt im Hinblick auf den Zugang so Zahl von Kolleginnen und Kollegen fur kriti viele Schwierigkeiten wie die Medizinische Mi sche Stellungnahmen und Hinweise verpflich krobiologie. Das liegt daran, daiS das Spektrum tet: Herr Professor F. Muller, Hamburg, las das der Problemstellungen bei dieser Disziplin ex Syphiliskapitel, Herr Professor Braun, Tubin trem breit gefachert ist - reicht es doch von gen, gab Hinweise zum Kapitel ,Aufbau von der Molekularbiologie bis zur klinischen Pro Bakterien", Herr Professor Menzel, Bad Saarow, blematik. Die Student(inn)en verlieren sich las Korrektur der Abschnitte I-VI. Frau Dr. U. beim Studium haufig in Einzelheiten der Erre Jan!Sen bemuhte sich urn die Organisation der gereigenschaften und der Labormethoden; das Abbildungen; nutzliche Hinweise stammen von Verstandnis dafiir, warum und wie pathogene Frau Dr. Wagner, Herrn Professor Fleischer so Mikroorganismen Krankheiten erzeugen und wie den Herren Dres Daeschlein, Liesenfeld wie der Korper sich gegen den Erreger zur und Herrn cand. med. Dobrick. Ihnen allen sei Wehr setzt, kommt haufig zu kurz. herzlich gedankt. Herausgeber und Autoren waren dement Sehr zu Dank verpflichtet sind wir den ge sprechend bestrebt, der Darstellung von Kau duldigen Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern salverhaltnissen und -abHiufen eine deutliche des Springer-Verlags, allen voran Frau Anne Vorrangstellung einzuraumen. Dabei sind die Repnow, Frau Eva Blum, Frau Manuela Wolf Belange der praktischen Zusammenarbeit zwi und Herrn Klemens Schwind. schen Klinik und mikrobiologischem Laborato Besonderer Dank gebuhrt unseren Sekreta rium ausfuhrlich berucksichtigt worden. Na rinnen: Frau Luise Northe, Frau Margarete Hoff turgemafS durfte die Beschreibung der wichtig mann, Frau Annelore Hausler, Frau Helga Friih sten Erregereigenschaften nicht zu kurz kom auf, Frau Sonja Winkler, Frau Kruger sowie Herr men. Wir hoffen jedoch, daiS eine Uberfrach Lothar Bernau haben sich unermudlich der Ar tung des Textes mit zusammenhanglosen De beit des Manuskriptschreibens unterzogen, oft tailinformationen vermieden werden konnte. unter anstrengenden Bedingungen. Das Buch ist mithin nicht als Nachschlagewerk Berlin und Mainz, im September 1991 gedacht, sondern in erster Linie als Lernhilfe fur die Studentin bzw. den Studenten. H. Hahn D. Falke P. Klein I Vorwort zur dritten Auflage VII Nekrol ... ,Sie miissen ein Lehrbuch schreiben!"... So klang an einem Friihsommertag 1983 der An ruf Paul Kleins, und damit war der AnstoB zu diesem Lehrbuch gegeben. Es sollte beim Leser Verstandnis ftir die Pathogenese von Infekti onskrankheiten wecken, urn den zuktinftigen Arzt, konfrontiert mit einer stetig zunehmen den Zahl von Krankheitserregern und neuen Erkenntnissen tiber das Wesen von Infektio nen, mit einem soliden Riistzeug auszustatten. Wer war Paul Klein? Klein wurde in SchaBburg (Siebenbtirgen, Ru manien) in eine Lehrer- und Pfarrersfamilie Paul Klein (1919-1998) hineingeboren. Er begann das Studium der Medizin in Klausenburg (1939). Unterbrochen te Weltoffenheit, geistige Regsamkeit und Freu durch Kriegsdienst und Gefangenschaft setzte de an der sprachlichen Gestaltung. Seine Rede er es in Tiibingen und Heidelberg fort, wo er gewandtheit und feurige Uberzeugungskraft 1948 promovierte. AnschlieBend arbeitete waren sprichwortlich: Als ,Paukmann-Kape" Klein bei R. Bohmig in Karlsruhe bakteriolo (P. K.) zog Paul Klein tiber 30 Jahre lang die gisch und pathologisch, bevor er an das Hy Studentenschaft in seinen Bann und faszinierte giene-Institut an der damaligen Medizinischen sie fur unser Fach. Jede Vorlesung war tiber Akademie (heute Universitat) DUsseldorf wech fiillt, zur Emeritierung dankten die Studenten selte und sich bei W. Kikuth habilitierte. Es ihm mit der seltenen Geste eines akademischen folgte ein dreijahriger USA-Aufenthalt am Cor Fackelzuges. nell Medical College in New York City; 1961 Klein war durch einen vorztiglichen Unter erfolgte dann die Berufung als ordentlicher richt am Gymnasium zu streng naturwissen Professor ftir Medizinische Mikrobiologie an schaftlicher Denkweise erzogen. Aus der Pa die Johannes-Gutenberg-Universitat in Mainz. thologie kommend, verstand er Mikrobiologie Hier wirkte er his zu seiner Emeritierung im als Krankheitslehre, als experimentelle Patholo Jahre 1990. gie im Sinne einer strengen Kausalitat. Er Paul Kleins Wesen erklart sich aus den gei selbst hatte grundlegende Arbeiten tiber die stigen Wurzeln seiner Jugend, tief verankert in stoffliche Natur des Komplementsystems publi der Tradition der osterreichisch-ungarischen ziert, und groB ist die Zahl der Arbeiten seiner Monarchie: Deutsch war die Sprache des El Schiller auf diesem Gebiet, in der Entziin ternhauses, Ungarisch die Sprache der Erziehe dungslehre und in der zellularen Infektionsim rin, Rumanisch die Amtssprache. Das bedeute- munologie. I Nekrolog IX Aufzuwachsen in einer ethnischen Minder schungsbereiche, gab Anst6Be zu neuen heit heiBt: Notwendigkeit zu Zusammenhalt, Schwerpunktprogrammen der DFG, verfaBte zu gegenseitigem Vertrauen und VerlaBlichkeit; eine Denkschrift zur Lage der Parasitologie. es schult und starkt aber auch Durchsetzungs Als Mitbegriinder der Gesellschaft fiir Immu und Leistungswillen. Das formte den Fiih nologie und als Prasident der Deutschen Ge rungsstil am Institut in Mainz: Hoch hing die sellschaft fiir Hygiene und Mikrobiologie MeBlatte: Wer sie schaffte, konnte Kleins groB (DGHM) gestaltete Klein beide Facher in ent ziigiger Unterstiitzung sicher sein: Da waren scheidenden Phasen. Sonderforschungsbereiche, USA-Aufenthalte, Hinter allen seinen Vorhaben und Unterneh wissenschaftliche Reisen, Seminare; dazu im mungen stand die Sorge urn eine niveaube Innern kollegialer Wettbewerb, Korpsgeist stimmte und beispielhafte Pflege des wissen nach auBen. Mehr als 20 leitende Positionen in schaftlichen und arztlichen Nachwuchses - der Infektionsmedizin sind in Deutschland mit auch bei der Mitgestaltung dieses Lehrbuches. ,Mainzern" besetzt. Wir werden ihn nicht vergessen. Als Wissenschaftsorganisator erweiterte Klein unermiidlich die Grenzen unseres Fa H. Hahn D. Falke ches: So begriindete er zwei DFG-Sonderfor- Ich (H. H.) danke Herrn Dr. Alexander Klein, Dresden, fiir Hinweise. I X Nekrolog lnhaltsverzeichnis jv Einleitung Allgemeine Bakteriologie 1 Gegenstand und Aufgabenstellung 1 Bakterien: der Medizinischen Mikrobiologie ... 3 Definition und Morphologie . . . . . . . 173 2 Ursprung der Medizinischen 2 Bakteriengenetik . . . . . . . . . . . . . . . . 183 Mikrobiologie ....... . ........ . 5 3 Bakterien: 3 Taxonomie und Nomenklatur ..... . 9 Vermehrung und Stoffwechsel . . . . . . 190 VI Spezielle Bakteriologie j ju Grundbegriffe der lnfektionslehre 1 Staphylokokken . . . . . . . . . . . . . . . . 199 1 Pathogenitiit . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 1.1 Staphylococcus aureus . . . . . . . . . . . . 200 2 Virulenz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 1.2 Koagulasenegative Staphylokokken: 3 Infektion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 Staphylococcus epidermidis . . . . . . . . 207 4 Physiologische Bakterienflora: 1.3 Staphylococcus saprophyticus Kolonisationsresistenz, Gruppe............. . ......... 210 endogene Opportunisteninfektionen 37 2 Streptokokken . . . . . . . . . . . . . . . . . 212 2.1 Streptococcus pyogenes (A-Streptokokken) . . . . . . . . . . . . . . 213 2.2 Streptococcus agalactiae jm lmmunologie (B-Streptokokken) . . . . . . . . . . . . . . . 221 2.3 Andere ,8-hiimolysierende Grundbegriffe . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 Streptokokken (C und G) . . . . . . . . . 223 2 Die Zellen des Immunsystems . . . . . 50 2.4 Streptococcus pneumoniae 3 Organe des Immunsystems . . . . . . . . 56 (Pneumokokken) . . . . . . . . . . . . . . . 223 4 Antikorper und ihre Antigene . . . . . 61 2.5 Sonstige vergriinende Streptokokken 5 Komplement . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 (ohne Pneumokokken) und nicht 6 Antigen-Antikorper-Reaktion: hiimolysierende Streptokokken . . . . . . 229 Grundlagen serologischer Methoden 84 3 Enterokokken und weitere katalase- 7 Haupt-Histokompatibilitats-Komplex . 94 negative grampositive Kokken . . . . . . 234 8 T-Zellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97 3.1 Enterococcus faecalis 9 Mononukleiire Phagozyten und E. faecium . . . . . . . . . . . . . . . . . 234 und Antigen-priisentierende Zellen . . 114 3.2 Weitere grampositive Kokken . . . . . . . 237 10 Immunpathologie . . . . . . . . . . . . . . . 123 11 Infektabwehr . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136 4 Neisserien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238 4.1 Neisseria gonorrhoeae (Gonokokken) . . . . . . . . . . . . . . . . . 238 4.2 Neisseria meningitidis j1v (Meningokokken) . . . . . . . . . . . . . . . 244 Epidemiologie und Pravention 4.3 Dbrige Neisseria-Arten . . . . . . . . . . . 249 Epidemiologie . . . . . . . . . . . . . . . . . 151 5 Enterobakterien . . . . . . . . . . . . . . . . 250 2 Priivention . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158 5.1 Escherichia coli 3 Sterilisation und Desinfektion . . . . . . 164 (fakultativ pathogene Stiimme) . . . . . 251 lnhaltsverzeichnis XI
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